教科版四年级科学上册教材解读

教科版科学四年级上册新教材解读

第一单元《空气》

一、单元整体分析：把握单元顶层设计，理清教学逻辑

从课标、教材改版、编写思路三个维度，整体吃透本单元。

（一）对标2022版课标，明确教学核心要求

本单元内容对应三大核心科学概念，所有实验、探究活动都围绕课标要

求落地：

1.物质的结构与性质。要求学生知道空气有质量、占据空间、充满各处；

能观察空气受热上升；E月白风是空气流动，并能举出生活造风的实例。

2.物质的变化与化学反应。让学生建立认知：气体有确定质量，但没有

固定体积、形状。

3.工程设计与物化°教会学生使用简单工具加工材料，能按步骤制作简

易模型，并且会自主发现模型缺陷、优化改进。这也是本单元最后一课自制

打气筒的设计依据。

（二）新旧教材对比，读懂教材调整用意

这套教材和旧版三上空气单元相比，有四处关键调整，每一处都是为了

优化大单元教学逻辑：

1.学段下移调整：把“空气”单元从三年级上册调整到四年级上册，匹

配四年级学生的动手、逻辑推理能力；

2.课时更名优化：原《压缩空气》改为《空气占据的空间会改变吗》，

前后课时关联性更强，形成完整探究链条；

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3.课时内容整合：旧版分开的两课“空气有质量、一袋空气的质量是多

少”合并为一课《空气有质量吗》，实现定性观察到定量测量一体化教学；

4.内容重构融合：原本独立的《空气和我们的生活》不再单独开课，拆

分融入《空气流动有力量》、《自制打气筒》两课，大幅增加知识应用、工

程实践内容，落实新课标工程实践素养。

新版单元8课时完整顺序：①感受空气②空气能占据空间吗③空气占

据的空间会改变吗④空气有质量吗⑤空气流动有力量⑥我们来做“热气球”

⑦风的成因⑧自制打气筒，最后搭配单元小结、科学阅读。

（三）单元编写逻辑，找准教学主线

本单元一明一暗两条主线贯穿全程，老师们备课一定要抓住这条脉络：

明线是科学概念递进，层层递进研究空气三大核心性质：

1-3课研究空气“占据空间，且空间可压缩变化”；

第4课探究空气“有质量，但质量很微小”；

第5-7课聚焦空气“会流动”，延伸热空气上升、温差形成风；

第8课工程实践，综合运用前面所有空气性质，动手制作简易打气筒。

暗线是四大核心素养落地：整个单元不只是教概念，而是借助观察、对比、

建模、制作等活动，同步发展学生科学观念、科学思维、探究实践、态度责

任，把物质、能量、工程设计等跨学科概念渗透在每一节课中。

二、分课细致解读：逐课理清情境、探究、研讨与教学要点

接下来我们逐课拆解每一课的教学重难点、活动设计意图，方便大家日

常备课使用。

第1课《感受空气》一一单元起始课，积累事实证据

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本课是整个单元的导入课，核心任务是引导学生寻找空气存在的证据。

课堂以开窗风吹动窗帘为生活化情境，抛出核心问题：空气无色无味，我们

怎么证明它真实存在？

课堂探索分为两大板块：①多方式寻找空气。用塑料袋装空气按压、空

瓶/粉笔放入水中看气泡、风吹动物体，多角度直观证明空气无处不在；②

对比空气和水，通过按压、掂一掂，区分二者异同。

研讨环节聚焦两个问题：一是梳理证明空气的方法，辨别最有说服力的

证据；二是对比空气与水的特征。拓展实验安排学生验证土壤里存在空气，

打通物质科学和生命科学知识。

教学上给大家三点建议：所有活动紧扣“寻找空气证据”；重视学生客

观观察、完整描述，为后续推理打基础；做好班级记录单，留存实验现象，

串联后续课时学习。

第2课《空气能占据空间吗》一一建立核心概念：空气占据空间

本课承接第一课空瓶入水冒气泡的现象，制造认知冲突：瓶子竖直压进

水里，水很难进入瓶内，为什么？

课堂设计三组递进式对照实验，形成完整证据链：拧紧瓶盖压入水中，

小球不动、水进不去；打开瓶盖放走空气，水位上升；再次打入空气，水被

挤出。三组实验层层证明空气会占据空间。教材还补充“水位、水平线”基

础科学词汇，规范学生表达。

拓展设置趣味挑战：只用半瓶水、橡皮泥、两根吸管，不倾斜瓶子，借

助空气把水挤出来，锻炼知识迁移与创新思维。

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备课建议：复习上节课实验导入，先猜想再动手；提前准备带孔瓶盖,

提升充气实验效率；三组实验全部完成后统一研讨，帮助学生建立完整因果

逻辑。

第3课《空气占据的空间会改变吗》一一认识空气可压缩

本课延续上节课的细节现象：竖直压入水中的塑料瓶，仍会渗入少量水,

由此抛出疑问：空气占满瓶子，为什么水能进去？引出空气可以被压缩的探

究主题。

探究活动由浅入深：先让学生自由猜想渗水原因；再对比挤压装满空气、

装满水的塑料瓶，直观感受空气易变形；接着用注射器开展定量对比实验,

记录空气、水受压后的刻度变化，从定性感知升级为定量观测；最后用简易

示意图建模，从微观层面区分空气、水颗粒分布差异。

研讨环节要求学生用注射器刻度数据作为证据，解释压缩现象，同时解

答皮球充气、瓶内渗水等生活问题。拓展安排空气压缩枪小游戏，同时明确

安全要求，枪口严禁对准人。

教学提醒：课前可复现上节课渗水实验，激发疑问；重点训练学生用实

验数据论证观点；在游戏环节设置靶盘，规范课堂秩序，规避安全风险。

第4课《空气有质量吗》一一定性+定量，证实空气有质量

本课从学生熟悉的生活场景导入：给篮球打气，气打得越多，皮球弹得

越高，顺势提出核心问题：打入空气后，皮球整体质量会不会变化？

课堂两大核心实验：第一，简易天平定性实验，天平两端皮球调平后,

向一侧皮球打气，天平向充气一侧倾斜，直观证明空气有质量；课堂可设置

大小不同的小桶，引导学生明白容器大小不影响实验结果，天平调平才是关

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键。第二，定量测量空气质量，往天平另一侧添加绿豆直至平衡，用绿豆数

量量化空气重量，得出结论：空气有质量，但质量很小。

拓展活动鼓励学生用电子秤、弹簧秤重复实验，对比不同测量工具的灵敏度

差异。

教学建议：天平灵敏度不足时，可以多打几筒空气，放大实验现象；对

比简易天平和电子秤的实验效果，让学生体会工具对科学探究的影响。

第5课《空气流动有力量》一一感知气流产生作用力

本课趣味情境导入：松开充气气球，气球立刻飞出去，引导学生思考:

是什么力量推动气球？我们能不能利用这种力量？

三层探究活动层层递进：先用气球吹动纸杯，直观看见气流推力；再制

作气球小火箭，实践空气反冲力；最后梳理生活里利用空气流动力量的实例,

初步渗透物质与能量的跨学科概念。拓展安排空气炮实验，感受空气涡流的

作用力。

教学上建议把活动游戏化，提升学生兴趣，但不能只追求玩乐，要引导

学生归纳总结规律，也可以结合校园科技节开展拓展实践。

第6课《我们来做“热气球”》一一探究热空气上升原理

以真实热气球升空画面、视频导入，聚焦核心问题：热气球是怎么上升、

下降的？

课堂开展模拟热气球实验：塑料袋模拟气囊、蜡烛模拟热源，用纸筒保

护火焰、集中热量，学生手扶塑料袋感受温度，观察袋子受热升空、冷却下

落的完整过程。

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研讨环节引导学生基于实验现象解释热气球升降原理，对比模拟装置和

真实热气球、孔明灯的异同。拓展介绍孔明灯，同步做好用火安全提醒。

教学建议：学生研讨出现观点分歧时，鼓励设计新实验自主验证；结合拓展

内容，对比模拟实验与真实飞行器的区别。

第7课《风的成因》一一建模理解自然风形成机制

先从电风扇等人造风引入，对比抛出核心问题：大自然里的风是怎么形

成的？

本课核心是培养学生建模思维：先出示大气基础资料，让学生明白地表、

高空存在温差；再开展模拟风形成实验，用塑料筒模拟大气层、蜡烛模拟高

温地面、蚊香烟雾显示气流，直观观察冷热空气流动形成风。

拓展补充海陆风示意图，用海岸昼夜温差，巩固温差形成风的核心原理。

备课要点：提前试做模拟实验，预判学生操作难点；搭配图文阅读材料，

帮助学生理解大气温度分布规律。

第8课《自制打气筒》一一单元工程实践课，综合运用空气知识

这是单元收尾的工程设计课，以庆典充气需求创设情境，明确制作任务:

设计简易打气简，解决“充气不漏气、可持续打气”两大难题。

教材给出完整制作流程，但核心不是机械操作，而是边制作、边测试、

边思考改进：瓶盖打孔、固定气球皮单向阀门、瓶身开孔，通过堵孔、松孔

控制空气进出。

展示交流环节要求学生画图梳理打气筒内空气流动路径；评估改进环节

引导学生自主发现问题，比如塑料瓶身易变形，思考更换更柔韧材料等优化

方案。

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教学重点：不能让学生单纯按步骤制作，要让学生全程经历“发现问题

一思考方案一动手改进”完整工程流程；鼓励学生联系前7课空气性质，解

释打气筒工作原理，实现单元知识整合。

单元小结与科学阅读

单元小结用关系图梳理空气三大核心特征：占据空间、可压缩、有质量、

会流动，同时设置自我评价板块，让学生复盘单元收获，开展自我反思。

科学阅读《降落伞与空气》融合航空航天思政素材，对比地球、火星、

月球大气环境差异，介绍天问一号、空间站返回舱减速降落伞，让学生感受

空气知识在大国工程中的应用，激发科学自豪感。

三、单元整体教学实施建议

最后，结合整个单元的教学内容，给大家三条整体性教学建议：

第一，立足概念发展，搭建完整认知链条。教学不能孤立单课，要从基

础现象积累，逐步推进到核心概念理解，结合生活应用，让学生真正明白空

气是一种重要物质，同步渗透物质、能量相关跨学科思想。

第二，依托探究活动，全面落实科学素养。把观察、测量、动手制作作

为锻炼探究实践能力的或体；把对比、解释、模型建构作为发展科学思维的

抓手，每一节课都兼顾四大核心素养均衡发展。

第三，灵活优化实验器材，降低教学成本。本单元所有实验材料简单易得,

矿泉水瓶、塑料袋、气球、注射器等生活废旧物品都能使用，各位老师可以

结合本校实验室条件，因地制宜改造、替换器材，降低备课耗材压力。

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第二单元《呼吸和消化》

一、单元整体宏观分析

（一）单元基础信息与教材调整

单元核心立意

本单元总核心概念：健康的身体源于科学的生活习惯；底层逻辑为人体

依靠呼吸、消化两大系统和外界完成物质、能量交换，多个器官分工协作,

共同维持生命活动。

教材修订变化

一是单元名称统一规范；二是单元位置调整至四年级上册，贴合学生生

命科学认知进阶路径；三是重构课时编排，优化探究逻辑，大幅增加模型建

构、项目化实践内容。

学段生命科学内容进阶脉络

整套教材生命科学采用“低一中一高”双螺旋进阶设计：

低段（一、二年级）：《周围的植物》、《我们自己》、《常见的动物》，

仅观察动植物、人体外部特征，依靠感官简单观察、绘制简易图表；中段（三、

四年级）：《动物的一生》、《空气》、《呼吸与消化》、《植物的生长变

化》，开始探究动植物生长规律、人体内部器官，开展对比观察、简单建模、

数据记录；高段（五、六年级）：《微小世界》、《生物与环境》、《健康

生活》，学习微观生物、生态系统、人体神经系统，开展控制变量实验、多

因素建模，使用精密工具与复杂统计图表。

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（二）对标2022版新课标，明确教学要求

本单元归属四大生命科学核心概念，同时关联工程设计跨学科内容，匹

配3-4年级学段内容要求：

生命系统的构成层次：能描述人体呼吸、消化器官，掌握器官保护方法；

生物体的稳态与调节：知道动物生存需要空气、食物、适宜温度；理解呼吸

本质是气体交换；

生物与环境的相互关系：饮食、运动、睡眠都会影响身体健康，要养成

健康生活习惯；

跨学科概念：贯穿结构与功能、系统与模型、物质与能量、稳定与变化

四大主线；

工程与物化：借助模型、模拟装置还原人体生理过程，能根据模型缺陷

优化改进。

（三）学生学情分析（已有认知+学习增量）

学生原有基础

学生生活体验充足，每天呼吸、进食，经历过鼻塞、腹胀、牙疼、运动

后喘气等现象；能说出肺、胃、牙齿等器官名称，但对器官内部结构、完整

工作流程认知模糊；缺少“器官协同工作、人体是完整系统”的认知，主动

保护呼吸、消化器官的健康意识薄弱。

本单元学习增量

①从零散生活体验转向有目的、有证据的科学观察；

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②借助模拟模型认识呼吸、消化器官结构，建立“结构匹配功能”认知；

③理解多个器官分工协作完成呼吸、消化，形成系统思维；

④结合生活实例梳理护养方法，树立“好习惯守护身体健康”的观念。

（四）单元课时架构与编写逻辑

新版单元共8课时，形成“总起一呼吸系统专题一消化系统专题一综合

整合一总结应用“完整链条：

《我们的呼吸与消化》（单元起始课，入项驱动）

《认识呼吸器官》

《呼吸的变化》

《测量肺活量》

《口腔里的消化》

《胃和小肠里的消化》

《食物在身体里的旅行》（整合两大系统）

《呵护我们的器官》（单元总结、项目出项）

配套单元小结、科普阅读。

单元两条主线

明线（科学概念）：先研究呼吸系统全套器官、功能、健康指标；再研

究消化系统完整流程；最后整合两大系统，落地健康生活习惯。

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暗线（素养培养）：全程落实情境教学、探究实验、直观建模三大教学

方法，同步发展科学观念、科学思维、探究实践、态度责任。

二、八课时逐课详细解读

第1课《我们的呼吸与消化》一一单元入项，激活原有认知

情境与聚焦

单元首页把人体比作精密机器，动力来自空气与食物。本课以憋气、腹

胀、吃饭噎住等日常体验切入，抛出核心问题：关于呼吸和消化，我们有哪

些感受？还有哪些想研究的问题？

探索活动设计

①小组交流呼吸、消化相关身体感受，月彩色便签标注对应身体部位;

②全班梳理已知知识，分类记录关于呼吸、消化的疑问，形成班级问题

记录单。

研讨聚焦两点：梳理身体感受、提炼单元探究问题。

拓展布置单元长期项目：收集资料，后期开展预防呼吸道、消化道疾病

科普宣讲，可制作手册、绘本、科普剧，为本单元全程项目化学习埋下主线。

本课价值

充分暴露学生前概念，不追求给出标准答案，重在激发探究欲望，作为

整个单元项目化学习的启动课。

第2课《认识呼吸器官》一一建模认识呼吸系统组成

情境导入

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联系低段旧知：鱼用鲤、蚕用气门呼吸，顺势提问：人体依靠哪些器官

完成呼吸？呼吸完整过程是什么？

分层探究活动

①亲身反复深呼吸，感受胸腔起伏，在人体轮廓图上画出自己猜测的呼

吸器官；

②人体呼吸模拟装置分层实验：先无膈肌模型，再增加气球皮模拟膈肌,

拉动皮膜观察气球（肺）膨胀、收缩，直观模拟吸气、呼气；

研讨与拓展

研讨明确完整呼吸路径：鼻腔一咽喉一气管一肺；区分模型各部件对应

的人体器官。

拓展拓展视野：查阅资料，了解鱼类、昆虫、鸟类等不同动物的呼吸器

官，迁移理解呼吸是生物共性。

核心目标

初步建立模型思维，知道鼻腔、气管、肺、膈肌协同完成呼吸。

第3课《呼吸的变化》一一理解呼吸作用与运动的关联

情境聚焦

剧烈运动后喘气急促，提出问题：人在安静、运动不同状态下，呼吸会

发生哪些变化？

三层探究

①定量测量：记录安静、深蹲30次后每分钟呼吸次数，对比数据；

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②模型模拟：用呼吸装置模拟运动时肺部快速收缩扩张；

③数据分析：对比吸入、呼出气体成分柱状图，理解呼吸本质是肺部气

体交换，吸入氧气、排出二氧化碳。

研讨与拓展

研讨通过反向设问深化理解：运动后呼吸不变会怎样？蒙头睡觉发闷的

原因是什么？

拓展联动循环系统：测量运动前后脉搏，发现呼吸、心跳同步加快，感

知身体多器官协同工作C

第4课《测量肺活量》一一量化呼吸健康指标

生活情境

吹气球有人气量足、有人气量小，引出肺活量概念：尽力吸气后全部呼

出的气体总量。

探究实践

①学习简易肺活量袋规范操作，单人多次测量，读取毫升数值；

②汇总全班肺活量数据，对比四年级国家体质健康标准（男生

1100-2600ml,女生900-2000ml）：

③阅读资料：肺活量大供氧能力更强，长期运动可以提升肺活量。

研讨与拓展

研讨结合前一单元《空气》“空气占据空间”知识，规范测量操作要点；

分析肺活量差异的影响因素。

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拓展任务：自制简易肺活量工具，为家人测量；搜集空气污染相关素材，

补充到科普宣讲材料中C

第5课《口腔里的消化》一一消化系统起点，认识局部协同

承上启下情境

运动后既要吸氧，也要进食补充能量，结合“吃饭太快容易噎住”的生

活经验，聚焦：食物在口腔会发生什么变化？

探究活动

①对比咀嚼1次、5次、10次馒头，观察食物由硬变碎、变湿润；

②镜子观察自身牙齿，区分门齿、犬齿、臼齿，分别对应切断、撕裂、

研磨食物；

③查阅资料，明确牙齿、舌头、唾液三者协同完成口腔初步消化。

研讨与拓展

研讨建立“口腔小系统”认知，梳理三类牙齿、舌、唾液分工。

拓展科普护牙知识，补充刷牙方法，丰富消化道疾病科普素材。

第6课《胃和小肠里的消化》一一两大核心消化器官结构与功能

情境衔接

食物经口腔初步研磨后，进入胃、小肠，聚焦问题：食物在胃、小肠会

发生怎样的变化？

模拟建模探究

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①画图记录学生对胃、小肠位置、形态的原有猜想；

②塑料袋模拟胃部：装入馒头、清水反复揉挤，模拟胃蠕动磨碎食物；

③布料制作小肠模型：感受小肠细长、内壁多褶皱，理解大面积用于吸

收营养。

配套资料明确：胃储存、磨碎食物；小肠是消化、吸收营养的主要场所。

研讨与拓展

研讨梳理胃、小肠分工合作；联系口腔，说明细嚼慢咽能减轻肠胃负担。

拓展对比牛、鸡等动物扬胃结构，理解器官结构适配生物食性，落实“结构

与功能”跨学科概念。

第7课《食物在身体里的旅行》一一整合完整消化系统，联通呼吸系统

核心任务

梳理食物完整消化路线，打通呼吸、消化两大系统内在联系。

探究步骤

①自主画出食物消化旅行路线；

②对照标准示意图修正认知，明确完整消化器官：口腔、食管、胃、小

肠、大肠；

③观察气管、食管位置关系，理解咽是两者共同通道，解释“吃饭不说话”

的科学原理。

研讨拓展

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研讨综合本单元知识：消化全套器官如何配合；呼吸与消化存在怎样的

联系；运动时全身多器官协同工作。

拓展调查鼻炎、肠胃炎、牙痛等常见疾病，整理预防方案，完善科普宣

讲素材。

第8课《呵护我们的器官》一一单元总结，项目成果输出

生活情境

结合鼻塞、咳嗽、胃痛、牙疼等患病经历，聚焦：如何保护呼吸、消化

器官，维持身体健康？

探究活动

①小组统计全班呼吸道、消化道患病情况；

②观察鼻腔结构，理解鼻毛、黏液净化空气的作用；

③分组讨论、梳理全套器官保护方法，区分好坏生活习惯。

研讨与拓展（单元项目收尾）

研讨总结：疾病会损伤器官，科学作息、饮食、防护能够有效预防；拓

展开展单元最终成果一一校园/社区科普宣讲，以手册、绘本、科普剧等形

式展示学习成果，完成项目闭环。

三、单元小结与科学阅读解读

单元小结板块

用概念图梳理全部呼吸、消化器官，提炼核心观点：人体依靠两大系统

和外界交换物质与能量，器官分工协作；配套“我的收获”自评量表，从器

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官识别、模型使用、健康习惯三个维度评价学生学习效果。同时提供项目化

宣讲评价量表，从科学性、易懂性、实用性、团队合作、创意、宣讲效果多

维度综合评价。

科学阅读《健康呼吸》

补充课外拓展知识：长期用嘴呼吸的危害、深呼吸调节身心、日常通风、

防护二手烟、呼吸道传染病防护等内容，进一步强化健康生活观念，呼应单

元科普宣讲任务。

四、单元整体教学实施三大核心建议

（一）理清学段递进关系，搭建完整知识链条

低段只认识人体外部特征；中段本单元聚焦内部呼吸、消化器官、结构

功能、系统协作；高段《健康生活》拓展神经系统、人体整体调控。教学时

要前后勾连，不要孤立授课，形成六年连贯的生命科学认知体系。

（二）分层搭建科学观念，由浅入深建构认知

本单元概念形成遵循五层递进逻辑：单一器官认知一器官结构匹配功能

一局部小系统一人体整体大系统一人与外界环境联系，最终落脚于健康生活。

课堂设计循序渐进，先观察单个器官，再搭建模型，最后整合两大系统，循

序渐进降低学生理解难度。

（三）借助项目化学习，让学生思维显性化

全程项目驱动：以“制作呼吸道、消化道疾病科普宣讲材料”贯穿全单

元，每一课都为最终宣讲积累素材，实现学以致用；

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多用可视化记录工具：班级问题记录单、人体轮廓绘图、实验数据表格、思

维导图、器官模型，把看不见的内部生理过程转化为看得见的图纸、模型、

数据；

丰富实践评价形式：除纸笔记录外，可纽织学生制作消化大富翁桌游、

健康知识绘本、科普短剧，多元评价学生知识掌握与综合实践能力。

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第三单元《声音》

一、单元整体分析

（一）单元对应课程标准核心概念

本单元教学内容对标四大科学核心概念，完整覆盖物质运动、能量、技

术工程、工程设计物化相关课标要求，具体对应如下：

核心概念：物质的运动与相互作用

举例说明声音由物体振动产生；

举例说明声音能在不同物质中向各个方向传播；

知道声音有高低、强弱之分，声音变化由振动状态改变引发，能制作可

发出不同高低、强弱声音的简易装置；

了解噪声危害，掌握保护听力的常用方法。

了解生活中多样能量形式，知晓运动物体具备能量，理解声音属于振动

产生的能量。

能简单说明乐器、传声装置等技术产品背后的声学原理，运用声音振动

规律设计、制作简易发声装置。

（二）新旧教材版本对比与调整思路

2017版旧教材共8课时：《听听声音》、《声音是怎样产生的》、《声

音是怎样传播的》、《我们是怎样听到声音的》、《声音的强与弱》、《声

音的高与低》、《让弦发出高低不同的声音》、《制作我的小乐器》。

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2022版新课标教材对单元结构大幅优化，调整逻辑如下：

调整课时顺序：将《声音的强弱》前置，《声音的传播》后置，强化单

元知识逻辑链；

删减入门课：删除《听听声音》，简化重复感知环节；

拆分工程实践内容：将原单一“制作乐器”一课拆分为《设计我们的乐

器》、《改进我们的乐器》两课时，强化工程设计、测试、迭代完整流程,

落实工程技术课标要求；

整合听觉相关内容：原《我们是怎样听到声音的》融入《保护听力》一

课，贴合噪声、听力保护课标内容要求。

新版单元完整课时编排：

声音是怎样产生的

声音的强弱

声音的高低

乐器的声音变化

设计我们的乐器

改进我们的乐器

声音的传播

保护听力

配套单元小结、科学阅读拓展内容。

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（三）单元整体编写逻辑

本单元以“声音与振动的关系”为核心主线，按照“声音产生一声音变

化规律一工程应用（乐器设计制作）一声音传播一人耳接收与听力保护”完

整链条展开，构建闭环学习体系：

第1课（声音是怎样产生的）：单元起始课，聚焦核心问题“声音如何

产生“，通过多组观察实验，归纳得出“声音由物体振动产生“基础科学观

念；

第2—6课（声音变化与乐器工程实践）：围绕声音特征展开递进学习。

2、3课分别探究声音强弱、高低与振动幅度、振动快慢的因果关系；第4课

迁移规律，分析各类乐器调控声音的原理；5、6课作为工程实践模块，运用

声学原理完成乐器设计、制作、测试、改进全流程；

第7-8课（传播与听觉保护）：从声音传递、人体接收两个维度完善

知识体系，认识声音传播介质，结合人耳结构理解听觉形成，学习噪声防治

与听力保护方法。

整体逻辑贯穿“振动”核心，让学生感知声音产生、变化、传播、接收

全过程均依托物体振动，建立“物质与能量”跨学科概念，理解声音是振动

释放的能量。

（四）单元整体教学目标

单元目标围绕科学核心素养四维目标设定，包含科学观念、科学思维、

探究实践、态度责任：

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科学观念：理解声音由物体振动产生；振动幅度决定声音强弱，振动快

慢决定声音高低；声音可在固体、液体、气体中向四面八方传播；了解人耳

依靠鼓膜振动感知声音，噪声会损伤听力；掌握乐器依靠改变振动条件调节

音调、音量的原理。

科学思维：借助观察、对比、归纳、演绎推理，建立振动与声音特征的

因果关系；能基于实验现象推测传播规律、人耳结构功能；在乐器制作中分

析问题、推导改进方案。

探究实践：能独立完成振动观察、传声对比、鼓膜模拟等分组实验；规

范使用记录单记录实验现象；能利用生活材料完成乐器设计、加工、测试、

迭代改进；开展班级演奏展示等实践活动。

态度责任：乐于观察生活中的声学现象；严谨客观记录实验证据；树立

爱护听力、控制噪声的健康意识；感受我国古代乐器蕴含的科技与文化，增

强文化自信；体会科学原理支撑工程创造的价值。

二、分课时教材深度解读

第1课《声音是怎样产生的》

L情境与聚焦

教材以传统打腰鼓场景创设生活化情境，抛出单元基础问题：声音是怎

样产生的？唤醒学生生活中各类发声体验。

2.探索活动分层解读

探索1：寻找生活声源

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引导学生列举风声、人声、乐器声等生活声音，梳理不同发声物体，激

活原有生活经验，暴露学生前认知。

探索2：橡皮筋振动对比观察

设置记录单对比橡皮筋发声前、发声时状态，通过视觉观察直观发现发

声物体在往复运动；再拓展钢尺、桌面、喉咙等多种物体，用“触摸感知”

的方式，让学生直观感受振动，为归纳结论收集证据。教材补充定义：振动

即物体往复运动。

探索3：停止发声实验〔演绎验证）

在归纳“发声伴随振动”基础上，让学生尝试让发声物体停止振动，观

察声音同步消失，从反方向证伪，强化振动与声音的必然联系。

3.研讨与拓展

研讨问题分别指向实验证据收集、逻辑推理，训练学生归纳与证伪思维；

拓展延伸至动物发声，引导学生关联生物身体结构与发声功能。

4.课堂教学实施建议

课前摸底学生前概念，结合探索1了解学生对声音来源的原有认知；突

出科学思维培养：通过多物体现象做不完全归纳，再通过“停止振动”实验

演绎验证，构建严谨推理逻辑；

实验材料多样化，保证学生清晰观察到“振动发声、振动停止声音消失”

的统一现象。

第2课《声音的强弱》

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1.情境与聚焦

以调节电视机音量的日常场景导入，明确“音量、轻重”都属于声音强

弱，核心探究问题：强弱不同的声音是如何产生的？

2.探索活动分层解读

三组递进实验，由直观观察到间接转换观察：

钢尺实验：不同力度拨动钢尺，直接肉眼观察钢尺振动幅度大小；

鼓面实验：鼓面放置碎纸屑等轻小物体，借助纸屑跳动幅度间接观察鼓面振

动；

音叉实验：细线悬挂小球接触音叉，依靠小球摆动幅度判断音叉振动幅

度。

三组实验形成统一证据：用力越大，物体振动幅度越大，声音越强。

3.研讨与拓展

研讨引导学生总结振动幅度与声音强弱的因果关系，并尝试解释自然界

强弱不同的声音；拓展任务要求学生调查图书馆、医院等需要控噪的场所,

建立声学知识与生活规范的联系。

4.课堂教学实施建议

区分声音强弱与下一课声音高低，提前铺垫对比感知，避免概念混淆;

关联第一课“振动发声”基础，延伸因果逻辑：振动变化f声音特征变化;

本课与《声音的高低》为并列课时，建议遵循教材顺序教学，便于衔接后续

乐器内容。

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第3课《声音的高低》

1.情境与聚焦

以音乐课铝片琴敲击为情境，区分声音高低（音调）与上节课的强弱，

提出核心问题：声音高低由什么因素决定？

2,探索活动分层解读

感知推测：敲击铝片琴，直观感受长短铝片音调差异，初步猜测高低与

物体长短、粗细相关；

钢尺对比实验：改变钢尺伸出桌面长度，观察振动快慢，建立“振动越

快、音调越高”核心规律；

金属管拓展实验：更换粗细、长短不同金属管，拓展规律适用范围，仅

要求学生感知现象规律，不深挖微观原理。

拓展实验：相同试管装入不同水量敲击，水位越高音调越高，与钢尺规

律形成反差，激发学生持续探究兴趣。

3.研讨与拓展

研讨梳理音调变化规律，引导学生列举自然界、生活中高低音实例；拓

展试管实验制造认知冲突，留存探究问题。

4.课堂教学实施建议

导入同步对比强弱、高低两种声音特征，帮助学生清晰区分两个概念；

金属管实验只做定性观察，不强制要求深层原理解释；材料可灵活替换,

塑料尺、竹管、塑料管均可替代标准实验器材。

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第4课《乐器的声音变化》

L情境与聚焦

展示乐器演奏场景，整合前两课强弱、高低知识，核心问题：乐器如何

实现声音高低、强弱变化？本课为科学原理到工程实践的过渡课。

2,探索活动分层解读

弹拨乐器（吉他）探究

①同等力度拨动不同粗细琴弦，观察音调差异；

②同一根琴弦，通过按压不同位置、调节琴弦松紧，改变振动长度与松

紧，观察声音变化，配套记录单整理规律。

吹奏乐器（排箫）探究

对比不同长度箫管的发声差异，和试管水位实验形成知识呼应。

3.研讨与拓展

研讨分两个维度梳理：乐器调控音调、音量的不同方法；拓展引入贾湖

骨笛、曾侯乙编钟两件中国古代乐器，挖掘传统科技文化，落实思政育人目

标。

4.课堂教学实施建议

充分运用前两课振动规律，为后续自制乐器工程课铺垫理论基础；乐器

种类可灵活替换，重点聚焦发声部件的长短、粗细、松紧变化；鼓励有能力

的学生测量琴弦、管长数据，开展简单定量对比。

第5课《设计我们的乐器》

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1.情境与任务

展示纸盒、橡皮筋、吸管等生活废旧材料，明确工程任务：利用身边材

料制作简易乐器，完整演奏《小星星》6个基础音调，同时限定材料、制作

条件等工程约束。

2.核心教学板块

前置评价标准：师生共同制定乐器评价量表，从音调数量、音准、做工

外观三个维度划分优秀、良好、合格等级，明确设计制作目标，落实工程界

定要求；

绘制设计方案：学生用图文结合方式绘制设计图，写明三点核心内容:

乐器发声方式、音调调节方法、所需制作材料，借助草图清晰表达设计思路；

实施制作计划：依据设/图纸筛选材料，使用剪刀、胶水等工具裁剪、挖孔、

组装，对比真实乐器优化细节，未完成制作可顺延至下一课。

3.课堂教学实施建议

课前可提供多样废旧材料，也可让学生自主自备；评价标准提前出示,

让学生全程对标任务；以小组合作形式开展设计，分层指导动手能力较弱学

生；提前演示基础工具安全使用方法，做好劳动安全教育。

第6课《改进我们的乐器》

L情境与聚焦

承接上一课半成品乐器，以“完整演奏乐曲''为需求，聚焦乐器测试、

迭代改进的完整工程流程。

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2.核心教学板块

测试与诊断：学生演奏自制乐器，对照评价标准记录问题，填写表格梳

理“存在问题一产生原因一改进方案”；

迭代优化：按照改进方案二次加工乐器，反复测试直至达到演奏要求；

展示评价：举办班级小型音乐会，学生合奏乐曲，对照评价量表开展自评、

互评。

3.课堂教学实施建议

本课与设计课连续开展，保证完整工程体验；评价分为作品技术评价、

音乐跨学科展示两部分；课程尾声组织学生复盘完整流程，梳理声学原理、

工程设计、音乐艺术三者关联。

第7课《声音的传播》

1.情境与聚焦

以鼓声传播为情境，核心问题：声音如何从一处传到另一处？

2.探索活动分层解读

三组实验依次验证声音可在气体、固体、液体中传播：

固体传声：耳朵贴桌面轻敲桌面，对比空气传声效果，直观感受固体传

声更强；

液体传声：水槽振动实验，观察水面波纹，贴近水槽倾听水中声音；

真空对比推理：空气作为传声介质无直观振动现象，通过真空环境实验

推理得出：声音传播需要介质，真空无法传声。

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拓展任务：自制土电话，对比细线松紧、两端高低对传声效果的影响。

3,研讨与拓展

研讨梳理三点核心结论：声音依靠物质振动传播、不同介质传声效果不

同、声音向四面八方传播；土电话拓展实验加深固体传声认知。

4.