《设计小乐器》教学设计-2026-2027学年大象版（新教材）小学科学四年级上册

《设计小乐器》教学设计-2026-2027学年大象版（新教材）小学科学四年级上册一、学情分析经过前两课学习，四年级学生已经完整掌握声音强弱、高低的科学原理，知道改变振动幅度、振动快慢可以改变声音。学生对制作乐器充满兴趣，想象力丰富，能够说出自己想要制作什么样的乐器，但是工程设计思维较为薄弱。学生容易只关注乐器外形好看，忽略科学原理，设计方案经常出现只能发声，无法调节音高、音量的问题；绘制设计图纸时，缺少标注意识，不会把原理标注在图纸上。小组合作的时候，容易想法多但是不会梳理整理，不清楚一件合格乐器需要满足哪些设计标准。学生对于弦乐器、打击乐器、管乐器有生活认知，但自主选材的时候不会结合材料特点思考振动效果。本节课需要依托教材任务，引导学生从天马行空的想象，转向基于科学原理的严谨工程设计，为下一课实物制作提供完整方案。二、教材分析本课为2026秋新教材大象版2026‑2027学年秋季学期四年级上册第五单元第3课，是单元从科学探究转向工程实践的关键设计课。教材开篇抛出任务：利用身边材料，设计一件可以演奏简单旋律的小乐器。教材明确一件合格乐器四条设计标准：能够正常发声；可以改变声音强弱；可以改变声音高低；结构合理，能够演奏。教材把乐器分为弦乐器、打击乐器、管乐器三类，分别介绍发声原理：弦乐器依靠琴弦振动；打击乐器依靠物体本体振动；管乐器依靠内部空气柱振动。教材给出土琵琶、水瓶琴、音乐罐等参考案例，引导学生小组确定乐器类型，选择易得安全材料，梳理变音的实现方法，绘制带标注的设计图纸，梳理材料工具清单。教材提示可以模仿、改造或者自主创新乐器，设计过程中要兼顾材料易得、结构稳固、安全等现实条件。本课只完成方案设计，不开展实物制作，重在训练学生工程系统思维。三、核心素养教学目标1.科学观念：能运用声音强弱、高低的规律解释简易乐器发声原理；知道弦、打击、管三类乐器分别依靠什么振动发声；明确合格小乐器四条设计评价标准。2.科学思维：能够结合声学原理对乐器的材料、结构开展推理设计；能够辨析不同设计方案的优点与缺陷，权衡材料、结构、原理之间的关系，建立工程设计思维。3.探究实践：小组合作确定乐器类型，选定制作材料，规划结构，绘制带完整标注的设计图纸，梳理材料工具清单；能够对其他小组的设计方案提出合理修改建议。4.态度责任：懂得工程设计要以科学原理为依据，不能只追求外观；体会小组分工协作价值，愿意接纳同伴建议完善方案。四、教学重难点教学重点：掌握小乐器四条设计标准，小组完成带标注的乐器设计图纸，明确实现音高、音量变化的结构办法。

教学难点：把声音强弱、高低的科学原理落实到设计细节当中，能够发现设计方案隐藏的缺陷，权衡现实条件优化方案。五、教学过程（一）复习旧知，任务导入师：前面两节课，我们探究声音的强弱与高低。谁来梳理，想要乐器发出强弱不同声音，要怎么做？想要发出高低不同声音，要怎么做？

生：改变演奏用力大小，改变振动幅度，就可以改变声音强弱；改变振动部件长短、粗细、松紧，改变振动快慢，就可以改变声音高低。

师：说得非常完整。仅仅能发出响声的物品，不能叫作乐器。教材告诉我们，真正的乐器，要能够发出强弱、高低不同的声音，才能够演奏旋律。今天我们就要开启工程设计任务，小组合作设计一件属于我们的小乐器。

设计意图：复习声学原理，建立原理和工程任务之间的联系，明确本课设计任务。（二）研读教材，明确合格乐器的设计标准教师引导学生阅读教材本课开篇任务和设计要求板块。

师：请大家阅读教材，找一找，一件合格的小乐器，要满足哪几条要求？

生：第一，能够正常发声；第二，可以改变声音强弱；第三，可以改变声音高低；第四，结构合理，能够正常演奏。

师：教师出示板书四条标准。大家想一想，如果我们设计一件乐器，只能发出一个单调响声，不能改变音高，符合标准吗？

生：不符合，没有办法演奏旋律。

师：教材把常见简易小乐器分成三类，我们一起来阅读教材的小知识，认识弦乐器、打击乐器、管乐器。谁来说说三类乐器分别依靠什么振动发声？

生：弦乐器依靠琴弦振动发声；打击乐器依靠被打击物体振动发声；管乐器依靠管里面的空气柱振动发声。

师：很好。大家小组简单讨论，我们可以选择做哪一类乐器？可以模仿已有乐器，也可以自己创新设计。

小组短暂交流之后。

师：有的小组想做弦乐器土琵琶，有的小组打算做玻璃瓶打击水瓶琴，还有小组想做管乐音乐罐。不同类型乐器，改变音高的方法不一样。弦乐器可以改变弦的长短、松紧；打击乐器可以改变打击物体长短厚薄；管乐器改变空气柱长短。

设计意图：落实教材文本，明确设计标准与乐器分类，搭建设计思考支架，避免学生设计脱离科学原理。（三）案例分析，辨析方案的优点与漏洞教师出示两份学生初步设想的设计案例。案例一：只用一根橡皮筋固定在纸盒上做弦乐器，没有调整松紧长短的结构，只能拨动出一个音调。案例二：水瓶琴，准备5只相同玻璃瓶，装入不同高度的水，木棍敲击，玻璃瓶稳固摆放。

师：请大家对照教材四条设计标准，小组分析两份案例，说一说哪些地方做得好，哪些地方存在缺陷。

小组讨论之后全班汇报。

生：案例一的缺陷：只有一根橡皮筋，没有办法改变弦长短松紧，只能发出一个音，不能改变音高，达不到乐器标准。

生：案例二是打击乐器，不同水位瓶子敲击音高不一样；敲击力度不同，音量可以改变；结构稳固，满足四条设计标准。

师：大家分析得很到位。很多初步构想，看上去很好，但是缺少调节音高的结构，就不能成为合格乐器。教材要求我们绘制设计图纸，图纸不能只画外形，图纸上要标注哪些信息呢？

生：要标注乐器类型，使用的材料，关键结构，调节音高、音量的办法。

师：没错，图纸要把科学原理体现出来，看到图纸，就知道这个乐器怎样实现高低音变化。

设计意图：案例辨析训练学生基于教材标准评判方案，强化图纸标注意识，训练科学思维。（四）小组合作，完成设计图纸与材料清单教师布置教材核心实践任务：小组确定本组要制作的乐器类型；结合身边易得安全材料，构思结构；绘制完整标注的设计图纸；梳理对应的材料、工具清单。教师给出小组分工提示：图纸设计师、材料遴选员、原理分析员、记录员。

各小组开展设计活动，教师巡视，针对小组出现的问题进行引导。

针对只追求外观，没有调节音高结构的小组：

师：你们的乐器造型很有创意，请想一想，这件乐器打算怎样发出高低不同的声音？图纸上有没有画出对应的结构？

针对图纸完全没有标注的小组：

师：后续我们要按照图纸动手制作，如果图纸没有标注材料、结构，小组成员看得懂要做什么吗？

小组完成图纸与材料清单之后，组织小组展示交流。每组派代表讲解本组设计：是什么类型乐器，依靠什么振动发声，如何实现音高、音量变化，选用哪些材料。台下同学对照四条设计标准，提出疑问与改进建议。

一组展示结束。

师：其他小组，对照四条标准，说一说他们这个设计还有什么可以完善的地方？

生：他们选用细绳当做琴弦，细绳很难振动，不容易发出响亮声音，建议更换成橡皮筋。

师：这个建议很有价值，材料选择会直接影响振动效果。本组同学记录这个建议，后续修改图纸。

设计意图：完整落实教材核心设计任务，通过同伴互评，用四条标准审视方案，迭代完善设计。（五）复盘梳理，完善定稿方案师：经过展示交流，很多小组收到同伴提出的修改意见。教材提示我们，设计方案不是一次就完美。请各个小组结合大家提出的问题，修改图纸，调整材料清单，形成定稿的设计方案。下一节课，我们就依据这份定稿图纸，动手制作小乐器。六、课堂小结本节课我们完成小乐器的工程设计。我们明确合格小乐器四条设计标准：可以正常发声、能够改变声音强弱、能够改变