第五单元

奇妙的声音

教材编写说明

本单元是三年级上册的第五单元，教材选择学生已有一定经验基础的声音为载体，落实作出假设这一科学探究要素，作出假设是学生在探究之前对研究问题所进行的一种科学预见性活动，是学生确定研究方向，选择实验方法、实验器材的基础。

本单元的知识目标有三个：“6.1.1声音可以在气体、液体和固体中向各个方向传播。6.1.2声音因物体振动而产生。6.1.3声音的高低、强弱与物体振动有关。”，围绕知识目标本单元教材由《声音是怎样产生的》《声音的传播》《声音的高低变化》《声音的强弱变化》《自制乐器》五课组成。

学生通过自然界的风声雨声、城市里的汽车声、演出活动的乐器声等体验活动中对声音的产生和传播有一定的感性认识，但对其中所蕴含的科学知识缺乏比较系统的思考。本单元将引领学生们探索关于声音产生和传播，声音振动的频率与音高、声音的振幅与音量的关系间的基本规律。通过游戏活动去探究和建立声音产生传播间与振动关系的概念。

《声音是怎样产生的》：教材先通过音乐会唱歌、乐器比赛的场景展开，让学生回忆起生活中的声音，通过让学生预测声音是怎样产生的，教师指导学生通过触摸感受到振动，从而得出结论：“声音因物体振动而产生。”

《声音的传播》：本课以“上课铃响了”场景展开，让学生发现声音可以在四面八方进行传播，从而假设声音传播的途径，通过实验探究声音在不同物质中的传播，进而达成知识目标：“声音的传播要通过一定的物质，声音可以在气体、液体和固体中向各个方向传播。”

《声音的高低变化》：本课通过感受吉他乐曲声音高低起伏，悦耳动听。使学生产生疑惑：影响声音高低变化的因素是什么呢？进而通过观察乐器的高音区和低音区做出猜想，设计科学探究实验，最终实现知识目标：“声音的高低与物体振动有关。”

《声音的强弱变化》：本课通过感受钢琴曲声音时强时弱，优美动听。使学生产生疑惑：影响声音强弱变化的因素是什么呢？通过体验活动弹奏皮筋琴，使学生做出猜想，设计科学探究实验，最终实现知识目标：“声音的强弱与物体振动有关。”

《自制乐器》：教材设计了“观察吉他-设计制作-拓展活动”三个环节，帮助学生将前四课学习的知识目标转化成一次实践活动。通过观察认识吉他，培养学生的观察能力；利用制作加强学生的动手设计能力；创造音乐会情境游戏作为拓展，激发学生学习的积极性和主动性。通过这节课的总结性活动，既巩固了学生的知识目标，又培养了学生的探究能力、实践能力，养成了积极地科学态度，切实提高学生的科学素养。

通过本单元的学习，学生不仅能解开声音的神秘面纱，而且会不断获得成功的体验。从第1课时探索“声音是怎样产生的”开始，再到接下来的3课时集中探究“声音的传播、声音高低的变化、声音强弱的变化”，学生用不同的材料，不同的方法进行实验，从中发现他们听到的声音和观察到的现象之间的联系，对声音的理解得到持续的加强。

表5-1 第一单元框架表

word/media/image1.gifword/media/image2.gifword/media/image3_1.png图5-1 第五单元教学活动框图

教学准备

一、课时安排建议

表5-2 第五单元课时安排建议

二、教学准备提示

表5-3 第一单元教学准备提示

教学建议

本单元的教学要注意引领学生有意识地关注声音的有关问题，引导探索关于声音的产生和传播，声音高低与振动快慢、声音强弱与振动幅度的关系的基本规律。在过去的学习中，学生对声音的认识是零散的、模糊的。我们希望在学生已有的经验基础上，激发学生对声音产生探究的兴趣，提升学生根据已有经验进行猜想假设的意识，认识声音的相关科学概念。

1声音是怎样产生的

【教学要点】

通过引导学生关注声音，激发学生的好奇心和提出问题的兴趣，培养学生关注身边科学现象的习惯。

【教学目标】

科学知识目标：声音因物体振动而产生。

科学探究目标：学生能对声音产生的原因作出假设；能借助恰当的工具来观察一些不易直接观察到的现象。

科学态度目标：在探究活动中能分工协作，进行多人合作的探究学习。

STSE目标：意识到人类对产品不断改进以适应自己不断增加的需求。

【教学准备】

1.材料准备：乐器演奏音乐（视频）、鼓、音叉、水槽、水、小动物飞行翅膀发声视频（动画）

2.活动场地：教室

【问题链】

1.声音可能是怎样产生的？（本课探究活动的核心问题）

2.怎样可以让发声的物体不再发出声音？（激发学生继续探究的欲望，培养学生的思维能力）

3.不发声的物体有什么共同特点吗？（逆向提问，学生更容易通过生活经验、简单比较得出规律）

【教学过程建议】

1.情境导入

在学生的认知中已经有模糊的“物体会通过碰撞、击打、用力而发出声音”。本课开始时，教师可以播放乐器演奏的乐曲音乐，听一听有多少种不同的声音？来导入新课。通过听，引导学生聚焦本课的主题：“声音”，提出核心问题：“声音是怎么产生的？”

2.猜想假设

学生的假设可能会是“声音是物体碰撞产生的”、“声音是物体击打产生的”、“声音是物体用力产生的”。在教学中，要让学生充分讨论和质疑，产生认知冲突，从而激发学生继续探究的兴趣。

3.实验

击打小鼓，观察小鼓发出声音和不发出声音时，鼓面有什么变化。若现象不明显可以在小鼓上放一些碎纸屑。

在水槽里盛约2/3的水，用未击打过的音叉和击打过的音叉轻轻接触水面，观察水面有什么不同。

4.得出结论

通过实验现象分析，形成声音是因物体振动而产生的认知，建立科学概念。

【表述规范】

声音因物体振动而产生。振动停止，声音消失。

【应变参考】

实际教学中学生可能会提出：声音是有物体碰撞、敲打、撞击而产生的；在实验操作中，学生可能会持续敲打，拨动物体，而忽略观察现象；尽可能的寻找更多的物体让学生进行探究和观察，帮助学生从多个物体发声的观察事实中对原因进行解释，鼓励学生积极大胆地阐述自己的发现。

【拓展要点】

播放小动物飞行翅膀发声视频（动画），让学生用所学知识进行解释，再提出问题“这些声音是怎样传到我们耳朵的？”引发学生思考，为下一课做下铺垫。

2声音的传播

【教学要点】

引导学生从身边出发，用最熟悉的铃声，引发学生们的思考，培养学生善于发现问题的能力。

【教学目标】

科学知识目标：声音的传播要通过一定的物质，声音可以在气体、液体和固体向各个方向传播。

科学探究目标：基于已有经验，借助声音在不同物体中传播的实验，对声音传播的途径进行描述。

科学态度目标：面对有说服力的证据，能调整自己的观点。

STSE目标：意识到人类对产品不断改进以适应自己不断增加的需求；

【教学准备】

1.材料准备：铃声（MP3）、土电话(纸杯、牙签、棉线)、真空罩闹钟实验（视频），水槽、水、石块

2.活动场地：教室

【问题链】

1.铃声是怎样传进我们耳朵的？还能通过其他途径吗？（帮助学生聚焦本课探究的内容）

2.声音的传播途径有哪些？（引导学生做出假设）

3.声音传播的方向是怎样的？（帮助学生理解声音的传播是向各个方向的）

【教学过程建议】

1.提出问题

首先，铃声是学生非常熟悉的声音，铃声响起时，我们在校园的各个角落都可以听到。接着提出问题：“声音是怎样传播的”

2.猜想假设

这时学生的回答是在已有经验的基础上作出的，此段教学中，教师要引导学生对作出的假设，说说理由。

3.实验

学生玩“土电话”时，要强调连接两个“话筒”的线应拉紧，说话的声音大小不能让听话人直接听到。手指挠桌面、石头互相敲击、拍掌的实验过程要强调轻声细语完成任务，并做好记录。

4.得出结论

最后，教师可以出示“玻璃罩里的闹钟”实验装置，教师先打开闹钟，再打开抽气机，学生倾听声音的变化，引导学生归纳声音传播的途径，得出结论。

【表述规范】

声音的传播要通过一定的物质，声音可以在气体、液体和固体向各个方向传播。

【应变参考】

实验材料和设计可以根据实际情况进行替换和调整。

3声音的高低变化

【教学要点】

引导学生发现影响声音高低变化的因素，并能够区分声音的高、低。

【教学目标】

科学知识目标：物体振动的快慢是影响声音高低的因素。

科学探究目标：探索尺子伸出桌面长度不同时声音的变化情况，并与振动联系起来。

科学态度目标：乐于尝试运用多种材料、多种方法完成科学探究，体会创新乐趣。

STSE目标：意识到人类对产品不断改进以适应自己不断增加的需求；

【问题链】

1.同一种乐器发出的声音有什么不同？（引导学生聚焦声音的不同）

2.影响声音高低变化可能和什么因素有关？（本课研究的核心问题）

3.你观察到什么现象？（通过现象，引发学生思考其中的规律）

【教学准备】

1.材料准备：口琴或其他乐器、钢尺。

2.活动场地：教室。

【教学过程建议】

1.提出问题

引导学生听一听乐器发出的声音，提示学生注意区分声音的高低音，作为本课的开始，要求仔细倾听。进而提出问题：影响声音高低变化的因素是什么？

2.猜想假设

接着，出示吉他、竖笛两种乐器或图片，划出乐器的高低音区，让学生观察，引导学生发现可能是

物体长短粗细不同发出声音不同；

声音是振动产生的，可能粗细不同的弦振动不同；

教师出示一把尺子，提出本课研究的核心问题：“如果钢尺伸出桌面长度不断改变，发出的声音高低会变化吗？”

3.实验

用力拨动钢尺，听听钢尺发出的声音的变化和观察钢尺振动频率的变化。重复3-4次，并记录下在活动手册。

教师要强调：要按照伸出长度的变化顺序依次实验。

4.得出结论

各小组对发现的规律进行交流，得出结论。

【表述规范】

物体振动的快慢是影响声音高低的因素。振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。

【应变参考】

钢尺发出的声音并不大，在实验时要尽可能保持课堂安静；学生对钢尺敲击桌面发出的声音和尺子振动发出的声音不能够很好地区分，可以用书压在钢尺放在桌子上的部分，起到避免钢尺敲击桌面发出声音的作用。

4声音的强弱变化

【教学要点】

引导学生发现声音强弱变化的因素，同时可以区分声音的强、弱。

【教学目标】

科学知识目标：影响声音强弱变化的因素是物体振动的幅度。

科学探究目标：对物体发声时的振动状态进行描述并与声音的变化联系起来。

科学态度目标：在科学探究中以事实为依据，乐于完成探究活动。

STSE目标：意识到人类对产品不断改进以适应自己不断增加的需求；

【问题链】

1．影响声音强弱变化的因素是什么？（本课研究的核心问题）

2．影响声音高低变化可能和什么因素有关？（本课研究的核心问题）

3．你观察到什么现象？（通过现象，引发学生思考其中的规律）

【教学准备】

1.材料准备：口琴或其他乐器、橡皮筋、纸盒、铅笔。

2.活动场地：教室。

【教学过程建议】

1.提出问题

上课时，教师可以让不同的学生用乐器发出同一个音节，让其他学生找出它们之间的不同点和相同点，让学生更快地认识到声音的变化不仅仅是声音的高低，还有声音的强弱。并提出研究问题。

2.猜想假设

引导学生观察乐器在发出强弱不同的声音时，发声的部分有什么变化，引导学生猜测影响声音强弱变化的因素是什么。

3.实验

教师讲解实验方法：将橡皮筋固定在纸盒上，用铅笔穿过橡皮筋，将橡皮筋抬离纸盒一定的高度，横向拉开不同幅度，然后松手，观察在这个过程中橡皮筋的振动发生了什么变化。

4．得出结论

小组汇报交流，引导学生聚焦钢尺伸出桌面长度、振动幅度、声音高低的实验数据，得出结论。

5.阅读

认识噪声，了解保护听力的方法。

【表述规范】

影响声音强弱变化的因素是物体振动的幅度。振动幅度越大，声音越强；振动幅度越小，声音越弱。

【应变参考】

尽可能选择带弦的乐器，更方便学生观察。

【拓展要点】

了解噪声对身体健康的危害，知道保护听力的重要性。

5自制乐器

【教学要点】

引导学生运用所学知识，制作一个橡皮筋吉他。

【教学目标】

科学知识目标：知道完成一项工程需要分工与合作，设计是受到一定条件制约的。

科学探究目标：能分工协作，进行多人合作的活动。

科学态度目标：乐于完成活动，分享想法。

STSE目标：意识到人类对产品不断改进以适应自己不断增加的需求；

【问题链】

你想做一个什么形状的琴箱？

【教学准备】

1.材料准备：吉他及其他乐器（实物、图片或视频）、纸盒、橡皮筋、剪刀、纸筒、卡纸、吸管、颜料。

2.活动场地：教室。

【教学过程建议】

1.观察

上课时，教师出示吉他图片，认识吉他的结构和各部分功能，也可以要求学生自己介绍一种乐器的结构和功能，作为本课的开始。

2.设计制作

纸盒可以提前布置让学生自己准备，橡皮筋、剪刀、纸筒、卡纸等材料可以由教师给各小组准备。

教师出示材料超市，引导学生讨论：准备做一个什么形状的吉他。要让学生明白设计是要受到条件限制的，先在限制的是材料，但可以设计不同的造型。

制作完成后，让学生试着弹奏出高低、强弱不同的声音。

建议教师自己课前先准备一些简单的自制乐器。

3.拓展活动

组织一场简单的音乐会。

【应变参考】

教师在学生需要时做必要的指导。

【拓展要点】

利用学生制作的简单乐器，组织开展一场充满童趣的音乐会，体验科学带来的乐趣获取更多的成就感。

教学充电器

一、教学内容参考资料

1. 介质

声音的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫做声的介质，介质主要分为：气体，液体，固体。声的传播速度：v气<v液<v固，常温（15°）下，钢铁（固体）中的声速约为5200米/秒，液体中的声速约为1500米/秒，空气中的声速，15摄氏度时约340米/秒，25摄氏度时约346米/秒。

2. 音高

音高指各种不同高低的声音，即音的高度，音的基本特征的一种。音的高低是由振动频率决定的，两者成正相关关系：频率（即单位时间内振动次数的多少）高则音“高”，反之则“低”。

3. 音量

音量又称响度、音强，是指人耳对所听到的声音大小强弱的主观感受，其客观评价尺度是声音的振幅大小。这种感受源自物体振动时所产生的压力，即声压。物体振动通过不同的介质，将其振动能量传导开去。人们为了对声音的感受量化成可以监测的指标，就把声压分成“级”——声压级，以便能客观的表示声音的强弱，其单位称为“分贝”（dB）。

4．回声测深仪

回声测深仪的工作原理是利用换能器在水中发出声波，当声波遇到障碍物而反射回换能器时，根据声波往返的时间和所测水域中声波传播的速度，就可以求得障碍物与换能器之间的距离。声波在海水中的传播速度，随海水的温度、盐度和水中压强而变化。在海洋环境中，这些物理量越大，声速也越大。常温时海水中的声速的典型值为1500米/秒，淡水中的声速为1450米/秒。所以在使用回声测深仪之前，应对仪器进行率定，计算值要加以校正。

5.声波

声波是声音的传播形式，发出声音的物体称为声源。声波是一种机械波，由声源振动产生，声波传播的空间就称为声场。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹（Hz）。人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间。声波借助各种介质向四面八方传播。声波通常是纵波，也有横波，声波所到之处的质点沿着传播方向在平衡位置附近振动，声波的传播实质上是能量在介质中的传递。

6．超声波

我们人类耳朵能听到的声波频率为20赫兹-20000赫兹。因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。超声波的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

用于医学诊断的超声波频率通常为1兆赫兹-30兆赫兹。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎，从而减缓病痛，达到治愈的目的。超声波还可以对物品进行杀菌消毒。

7．次声波

频率小于20赫兹的声波叫做次声波。次声的声波频率很低，在20赫兹以下，波长却很长，传播距离也很远。次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收。而次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。某些次声波能绕地球2至3周。某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近甚至相同，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性，危险时可致人死亡。

二、 教学方法参考资料

五段教学法：五段教学法是德国教育家戚勒和莱因基于赫尔巴特的形式教学阶段而提出的教学理论。戚勒将赫尔巴特形式教学阶段的第一阶段“明了”发展为“分析”、“综合”，从而形成分析、综合、联想、系统和方法五段，在初等学校推行。继而莱因又将赫尔巴特的“明了”发展为“预备”和“提示”，并将赫尔巴特所称的“联想”改为“联合”，“系统”改为“总结”，“方法”改为“应用”，构成预备、提示、联合、总结和应用五段教学法。这种教学法为教师特别是新教师提供一种易于掌握的处理日常教学工作的处方，对促进人们研究教学工作的方式方法也起过一定作用，但在实践中曾造成教学工作中的形式主义。

五段教学法在本单元的教学中的核心是任务驱动，将知识内容融入活动中，以学生活动为中心，让学生在活动积累经验、发现新知识，体验知识的运用，教师只起到引、辅、帮的作用，使学生成为认识知识的主动者与发现者，将被动学习变为主动学习。以实践带动理论知识的学习，带动相关知识学科课程的巩固与加强，促使通过综合运用知识解决问题能力的形成。在“声音是怎样产生的”一课中，教师根据学生已有的经验，有目的地选择音乐进行导入，进而引起学生对声音的兴趣，再让学生对声音产生的原因作出假设，激发出学生原来的相关知识经验，促进知识经验的生长。

三、资料检索指南

1.相关文献

赵广义.边学军. 实验教学与仪器. 真空不能传声实验的改进[J]. 2013(04)

刘学军. 实验教学与仪器.“声音的传播”实验的改进与创新[J]. 2018(Z1)

徐莉莎. 实验教学与仪器. “探究音高变化系列”实验教具的改进[J]. 2018(05)

2.推荐网站

美丽科学：http://www.beautyofscience.cn

科米课堂：https://www.kemiketang.com

一师一优课 一课一名师：http://1s1k.eduyun.cn/portal/html/1s1k/index/1.html

大象版小学科学三年级上册第五单元《奇妙的声音》教材解读