小学三年级科学《探秘匠心：民族乐器制作技艺》教案

小学三年级科学《探秘匠心：民族乐器制作技艺》教案

一、基本信息与设计理念

课题：探秘匠心：民族乐器制作技艺传承人

学科：小学科学

年级：三年级（上册）

课型：跨学科主题探究课/科技擂台项目启动课

课时安排：共2课时（本设计为第1课时“探秘与设计”，第2课时为“制作与展示”）

教材版本：冀人版（2024新教材）

【核心概念】物质的特性与功能；技术与工程；跨学科概念（系统与模型、结构与功能）。

【设计理念】本课以“民族乐器制作技艺”这一非物质文化遗产为载体，深度践行课程改革理念，打破学科壁垒，实现科学、艺术、工程与历史的有机融合。课程以“结构与功能相适应”为核心科学概念，引导学生像“小小传承人”一样思考，从科学探究材料特性，到工程视角设计乐器模型，再到文化理解与生涯启蒙，层层递进。旨在通过项目式学习，培养学生的观察能力、实验能力、设计思维以及对中华优秀传统文化的认同感与自豪感，让核心素养在真实的问题情境中落地生根。

二、教学内容分析

本课隶属于冀人版三年级上册“科技擂台”板块，是继“多样的材料”、“各种各样的能”以及“声音”单元之后的一个综合性、实践性极强的主题单元。它并非孤立的知识点传授，而是要求学生综合运用前序单元所学知识，即对材料的认识（如金属、木材、竹材的特性）和对声音产生与传播原理的理解（如声音由振动产生、音高与物体振动快慢的关系），去解决一个复杂的、真实的工程问题——“如何设计并制作一个能发出高低不同声音的简易乐器”。【重要】这一过程将科学探究（探究材料与发声原理）与工程实践（设计、制作、测试与改进）紧密结合起来，是培养学生技术思维和工程实践能力的绝佳载体。同时，课程引入“民族乐器制作技艺传承人”的生涯概念，让学生在学习科学知识的同时，了解传统技艺背后的文化内涵和工匠精神，实现科学与人文的深度融合。

三、学情分析

三年级学生经过前几个单元的学习，已经初步掌握了常见材料（如纸、木、金属、塑料）的基本特性，知道了声音是由物体振动产生的，并且对声音的高低、强弱有了直观的感受【基础】。他们好奇心强，动手欲望高，喜欢在“做中学”。但是，他们对“结构与功能”之间的内在联系还缺乏深入思考，将科学原理应用于实际工程设计的能力尚在萌芽阶段，特别是对于如何通过改变物体的结构（如长短、粗细、松紧）来精确控制声音高低（音调），需要教师搭建有效的学习支架。此外，学生对“非物质文化遗产”和“传承人”的概念比较陌生，需要通过具体、生动的案例建立起文化认同和敬畏之心。

四、教学目标

（一）科学观念

1.知道不同材料（如竹、木、金属）具有不同的物理特性（硬度、密度、弹性等），这些特性决定了其能否发声及音色特点。【重要】

2.理解声音的高低（音调）与物体振动的频率有关，并通过改变发声物体的长短、粗细、松紧等结构可以改变音调，初步建立“结构与功能相适应”的科学观念。

（二）科学思维

1.【重要】能够运用比较与分类的方法，分析不同民族乐器的材料构成与发声方式，归纳出影响音调高低的关键因素。

2.能够运用系统思维，将乐器视为一个由材料、结构、发声体组成的整体系统，思考各部分如何协同工作。

3.【难点+高频考点】能够运用推理与模型思想，通过观察和实验，建立“物体长短/粗细/松紧—振动快慢—音调高低”之间的因果逻辑链。

（三）探究实践

1.【基础】能够通过观察、触摸、敲击等方式，多角度感知并描述不同乐器（或材料）的特性。

2.【重点】能够根据研究问题，设计简单的对比实验（如探究橡皮筋的音调与松紧、长短的关系），并规范地操作、记录实验现象。

3.【非常重要】能够综合运用科学原理和材料知识，以小组合作的形式，设计一份包含材料选择、结构设计和发声原理的简易乐器（如纸盒琴、吸管排箫）制作方案。

（四）态度责任

1.在探究活动中，培养尊重事实、严谨细致的科学态度，以及乐于交流、善于合作的团队精神。

2.通过了解民族乐器制作技艺，感受传统手艺的精湛与工匠精神的伟大，增强对中华优秀传统文化的认同感和自豪感，初步树立文化传承的意识。【热点】

3.通过链接“传承人”生涯，激发对传统技艺相关职业的兴趣和尊重，拓宽生涯视野。

五、教学重难点

1.【重点】探究影响乐器音调高低的因素（长短、粗细、松紧、材料），理解结构与功能的关系。

2.【难点】引导学生将从探究实验中发现的规律，创造性地迁移运用到自主设计简易乐器的工程任务中，实现从“科学原理”到“工程应用”的跨越。

3.【高频考点】音调的高低与物体结构（长短、粗细、松紧）的关系。

六、教学准备

1.教师准备：多媒体课件（包含民族乐器演奏视频、制作技艺纪录片片段、各类乐器高清图片）、板贴（关键词、原理图）、完整的民族乐器（或高仿模型）如笛子、二胡、小鼓各一。

2.小组材料（每组一套）：

（1）观察探究区：不同材质的小块材料（木块、竹片、金属片、塑料片）、放大镜。

（2）实验探究区：长度不同的钢尺、橡皮筋、纸盒、粗细不同的吸管、剪刀、胶带。

（3）设计方案区：设计图纸、彩色笔。

七、教学实施过程（第1课时）

（一）情境导入：聆听千年的声音——初识传承人（预计5分钟）

1.音频激趣，唤醒经验：上课伊始，教室内响起一段欢快热烈的民乐合奏《金蛇狂舞》片段。教师微笑询问学生：“同学们，听了这段音乐，你有什么感觉？你能说出里面有哪些乐器在演奏吗？”学生自由回答，可能会说出二胡、琵琶、笛子等，教师对学生的回答给予积极肯定。【基础】

2.聚焦乐器，引入课题：教师由音乐过渡到乐器，用多媒体展示几种典型民族乐器的特写镜头（如二胡的琴筒和琴皮、笛子的吹孔和音孔、古筝的琴码和弦）。引导学生观察：“这些精美的乐器，不仅造型优美，更能奏出天籁之音。它们是如何被制作出来的？是谁赋予了它们生命呢？”由此引出“民族乐器制作技艺传承人”这一概念。

3.初识传承人，链接生涯：播放一段精心剪辑的短视频（约1分钟），内容为国家级非物质文化遗产项目（如上海民族乐器制作技艺）传承人制作二胡或古筝的片段，视频中特写工匠师傅选料、打磨、蒙皮、调音等专注的双手和神情。视频结束后，教师深情讲述：“这些手艺精湛的师傅，就是民族乐器制作技艺传承人。他们用几十年如一日的坚守，不仅是在制作一件器物，更是在守护和延续我们中华民族千年的声音记忆。今天，就让我们也化身‘小小传承人’，从科学的角度，去探秘乐器背后的奥秘，亲手设计一件属于我们自己的乐器！”教师随即板书优化后的课题：《探秘匠心：民族乐器制作技艺》。【非常重要】

（二）探究与发现（一）：材料里的秘密——结构与音色（预计8分钟）

1.提出问题，引发猜想：教师拿起一支竹笛和一块小铜锣（或图片），敲击一下，发出清脆的声音。提问：“同样是乐器，为什么笛子的声音悠扬，而锣的声音穿透力强？这跟制作它们的材料有什么关系呢？”引导学生猜测：不同材料发出的声音是不同的。

2.分组探究，感知特性：教师组织各小组利用提供的材料（木块、竹片、金属片、塑料片），通过“看一看、摸一摸、敲一敲、听一听”等方法，探究不同材料的特性，并完成简单的口头汇报。【重要】

（1）看一看、摸一摸：描述材料的颜色、轻重、光滑度、软硬等。

（2）敲一敲、听一听：将材料悬空，用金属棒轻轻敲击，仔细倾听并记住它们发出的声音有何不同（如金属声清脆响亮、木质声低沉闷响、竹质声清亮悠远）。

3.汇报交流，建立联系：小组代表分享发现。教师引导学生归纳：原来，制作乐器的材料不同，它们发出的声音特色（我们称之为“音色”）就截然不同。民族乐器制作传承人在选材时，正是利用了材料的这些特性。比如，二胡的琴筒用木质或竹质，是为了让声音共鸣得更浑厚；笛子用竹材，是为了获得它清亮的音色。这一环节让学生初步建立“材料特性决定音色”的科学认知。

（三）探究与发现（二）：会变的声音——结构与音调（预计15分钟）

1.聚焦问题，深入探究：教师再次展示笛子图片，指着按孔提问：“同一种竹笛，吹奏时手指堵住不同的孔，就能发出从低到高不同的声音，这是为什么呢？声音的高低（音调）受什么影响？”引出本课的核心探究问题。【难点+高频考点】

2.实验一：探究尺子长度与音调的关系

（1）明确任务：指导学生将一把钢尺的一端按压在桌边，另一端伸出桌面。先分别用较长的部分（伸出桌面长）和较短的部分（伸出桌面短）拨动尺子，仔细听它发出的声音高低有什么不同，同时观察尺子振动的快慢。【基础】

（2）操作记录：学生在教师引导下进行实验，并在记录单上简单记录现象。

（3）汇报总结：请学生汇报实验结果。教师引导归纳：尺子伸出桌面长，振动得慢，发出的声音低；尺子伸出桌面短，振动得快，发出的声音高。结论：物体长短（振动部分）影响音调，越短音调越高。

3.实验二：探究橡皮筋的松紧/粗细与音调的关系

（1）迁移猜想：教师拿出一个套着粗细不同、松紧不同的橡皮筋的纸盒（简易琴模型）。提问：“除了长短，你还想到了哪些因素可能会改变声音的高低？”引导学生联系二胡调音的经验，提出“松紧”可能也有关系，并观察到橡皮筋本身还有“粗细”之分。【重要】

（2）分组探究：各小组利用自制的橡皮筋琴，自由探究拨动不同松紧、不同粗细的橡皮筋时，声音高低的变化。

（3）交流总结：学生在充分体验后交流。教师引导得出：橡皮筋绷得越紧，声音越高；越松，声音越低。橡皮筋越细，声音越高；越粗，声音越低。

4.系统归纳，构建模型：教师利用板书或多媒体动画，系统梳理出“音调高低的影响因素”模型图：音调（声音高低）由振动频率决定，频率快则音调高，频率慢则音调低。而频率的快慢，取决于发声物体的结构——短、紧、细，则振动快，音调高；长、松、粗，则振动慢，音调低。【非常重要】

（四）工程师起步：我是小小传承人——乐器设计（预计10分钟）

1.创设情境，发布任务：教师播放一段传承人制作乐器的视频资料，视频中师傅正在根据设计图纸精心制作。教师指着视频，语气充满使命感：“同学们，学习了材料的秘密和声音变化的原理，我们现在就像刚刚学完基本功的小学徒。接下来，真正的考验来了！我们要像真正的传承人那样，接受一项挑战任务——以小组为单位，利用我们身边的材料，设计并制作一件能发出至少3个不同音调的简易乐器！今天，我们的首要任务是完成一份科学、可行的设计图纸。”

2.明确任务，指导设计：教师引导学生回顾影响音调的三要素（长短、松紧、粗细），并展示几种可供参考的简易乐器模型（如吸管排箫、橡皮筋琴、水瓶琴）。强调设计图必须包含以下要素：【非常重要】

（1）乐器类型：你们打算制作什么？（参考或创意命名）

（2）材料清单：需要用到哪些材料？为什么选这种材料？（联系材料特性）

（3）发声原理与结构图：画出草图，标注清楚关键部位。例如，如果是吸管排箫，要画出不同长度的吸管，并说明长管音调低，短管音调高；如果是橡皮筋琴，要画出琴盒，并设计如何改变橡皮筋的松紧或使用不同粗细的皮筋。

（4）预期效果：你们的设计能让哪几个音高起来？

3.小组合作，绘制蓝图：学生以4-6人小组为单位，热烈讨论，并在设计图纸上大胆绘制。教师巡视各小组，适时参与讨论，启发思考，鼓励创新，并提醒学生将科学原理体现在设计中。【重点】

（五）展示与交流：方案的优化与迭代（预计5分钟）

1.创意发布，相互学习：邀请2-3个已完成设计的小组上台，利用实物展台展示他们的设计图纸，并向全班介绍他们的设计思路、选材理由和发声原理。

2.质疑与建议，完善方案：其他小组的同学和老师可以对这些设计进行提问或提出改进建议。例如，“你们怎么固定吸管？”“如果想声音再高点，可以怎么调整设计？”通过这种“设计方案发布会”的形式，让思维碰撞，让学生们发现自己方案的不足，学习他人的长处，体会工程设计中方案需要不断优化的迭代思想。【热点】

3.课堂总结，激发期待：教师对各小组的设计给予高度评价，肯定他们像“小小传承人”一样善于思考和创新。同时，针对设计中存在的共性问题（如密封性、固定方式等）进行简要提示，鼓励大家在课后根据今天的图纸，开始收集材料。最后，充满期待地宣布：“下节课，我们将正式‘开工制作’，并进行一场‘小小传承人’乐器演奏会，看看哪个小组的作品既符合科学原理，又能演奏出美妙的音乐！”【非常重要】

八、板书设计

探秘匠心：民族乐器制作技艺

声音的奥秘（结构与功能）

一、材料->音色

（竹、木、金属……）

二、音调（高低）<——影响因素

短快

振动频率高

长慢低

紧/细快高

松/粗慢低

（模型图：用箭头连接，形成清晰的逻辑关系图）

小小传承人·设计挑战

乐器类型：___________

材料清单：___________

发声结构图：（预留粘贴学生设计草图复印件的位置，或用磁力贴展示其设计亮点）

九、教学反思（预设）

本课作为“科技擂台”的启动与设计课，成功地将抽象