教学设计《设计我们的乐器》

四上《声音》单元教学设计四上《声音》单元教学设计【教材简析】《设计我们的乐器》是第三单元《声音》中的第五课，属于工程设计与技术实践类课程。在学生已掌握声音的产生、强弱、高低等基础知识，并了解乐器如何实现声音变化的基础上，本课引导他们动手设计并制作简易乐器，完成从知识理解到实践应用的跨越。教材内容分为四个部分：第一部分明确任务，提出“利用身边的材料制作乐器，并用它演奏一段《小星星》乐曲”的核心目标。第二部分制定评价标准，引导学生共同商定乐器的评价标准。第三部分设计方案，要求学生以设计图的形式呈现乐器设计方案。第四部分实施计划，指导学生依据方案完成乐器的制作。【学情分析】本课的教学对象是四年级上学期学生，年龄大约在9～10岁。这一阶段的学生普遍好奇心强、乐于动手操作。《设计我们的乐器》位于《声音》单元的后半部分，不仅是对声音知识的巩固应用，更是一节融合了科学、技术、工程与艺术的STEAM项目式学习课程。学生将从之前的“观察者”、“探索者”转变为“设计师”、“工程师”，这一转变是学习能力的跨越，必然伴随着具备难度的挑战。【教学目标】1.能够基于声音的产生与变化规律，提出制作乐器的创意构想。2.能选择合适的材料，动手制作出可发出不同音调的简易乐器。3.体验动手创造的乐趣，形成乐于合作、敢于创新的科学态度。【教学重难点】教学重点：经历并理解“明确任务—制定标准—设计方案—实施计划”这一完整的工程设计与制作过程；能运用“声音的高低与物体振动快慢有关”的科学原理，设计和制作出能发出不同音调的乐器。教学难点：将“声音高低变化的原理”应用到乐器设计中，并在制作过程中实现对乐器音调的调整与控制。【教学准备】教学课件。“材料超市”材料清单：主体材料：橡皮筋、吸管、杯子、水。结构材料：纸盒、纸筒、木板、泡沫板。固定材料：胶带、图钉、双面胶、绳子。装饰材料：贴纸、彩纸、礼品纸、水彩笔。加工材料：尺子、记号笔、剪刀、刻刀。【教学过程】一、明确任务：以匠之心，奏我之音（预设5分钟）1.谈话：同学们，上节课，我们欣赏了各种乐器高低强弱不同的美妙声音。今天，我们将迎来全新的挑战——你们，准备好成为一位乐器设计师了吗？2.谈话：太好了！但要成为一名真正的设计师，我们不仅需要知识，更需要一颗专注与热爱的匠心。在我国，有一位被誉为“大国工匠”的制琴师——朱象教先生。作为中国第一代职业制琴师，他将毕生心血都倾注于提琴的设计与制作上，为中国提琴制造事业奠定了坚实的基石。在他的手中，刻刀是笔，木材是纸，他将生命的音符，深深镌刻在了中国乃至世界提琴制作的史册上。3.谈话：今天，就让我们像朱象教先生一样，用一双巧手、一颗匠心，来设计并制作一件属于我们自己的专属乐器。4.谈话：我们的任务——利用身边的材料制作乐器并用其演奏一段《小星星》乐曲。大家有信心接受这个挑战吗？【设计意图】导入环节旨在构建“情境-价值-任务”三位一体的学习起点。情境方面，通过“乐器设计师”的角色转换，激发学生的学习主体性；价值方面，引入“大国工匠”朱象教的榜样故事，将课堂立意升华至“工匠精神”的价值引领，为后续活动的展开注入持久的内驱力；任务方面，以演奏《小星星》片段为明确任务驱动，将“学习榜样精神”落地、转化为具体、可操作的探究目标。二、制定标准：古训先领，标准先行（预设6分钟）1.研讨：不以规矩，不成方圆。在制作乐器之前，我们先商量一下，一把“好乐器”的标准是什么？我们可以从哪几个方面进行评价？2.谈话：我们可以从音调数量、音准情况、外观结构三个方面进行评价。3.提问：我们可以设置怎样的评价等级呢？要达到不同等级，需要分别满足什么条件?4.归纳：我们可以将评价等级设置为合格、良好、优秀三种，以“音调数量”这一评价内容为例，乐器有1～3个音调为合格，达到4个为良好，达到5个为优秀。【设计意图】通过“不以规矩，不成方圆”的古训，引导学生意识到制定标准在工程设计中的重要性。师生共同从三个维度制定三个层级的评价标准，使课堂探究目标变得更加清晰、精准，为后续的设计制作提供了愈加明确的指南。三、设计方案：原理为纲，设计为器（预设12分钟）1.提问：有了清晰的标准，下一步我们便要解决核心问题——怎么做？首先，请大家回顾一下，我们见过的乐器，都是靠什么方式发出声音的？2.归纳：比如吉他是弹拨，笛子是吹奏，鼓是敲击，发声方式多种多样。那么，另一个关键问题来了：声音的高低又是由什么决定呢？3.追问：我们已经知道声音的高低取决于物体振动的快慢。那么，你能想出哪些具体的方法来改变这些物体振动的快慢呢？4.聚焦：大家的想法都紧扣原理：拉紧或放松橡皮筋，可以改变橡皮筋振动的快慢；裁剪吸管的长短，可以改变吸管内空气柱振动的快慢；调整杯中的水量，可以改变整个水杯振动的快慢。5.谈话：现在，就请各位设计师，将这些原理融入你们的设计图中，设计你们的乐器吧！请务必注明这三个点:乐器的发声方式、音调变化的方式、制作乐器所需的材料。6.学生分组合作，绘制设计方案。【设计意图】本环节旨在引导学生完成从“观察者”到“设计师”的关键跨越。通过递进式的提问，引导学生回顾起乐器的发声方式，进而聚焦于“音调的高低取决于物体振动的快慢”这一核心原理。随后，驱动学生将原理与具体材料相联系，举例说明改变音调的方法。最终，学生整合想法，形成完整的设计方案，为制作环节提供蓝图。四、实施计划：备料有方，制作有章（预设14分钟）1.提问：看到大家的设计图！我非常期待你们的作品！“材料超市”马上开门迎客！不过，在选择材料前，我们一起思考三个能让我们乐器更成功的关键问题：第一，选择材料时，应该考虑哪些因素？第二，如果需要的材料没有或跟预想的不一样，应该怎么做？第三，优秀的乐器不仅要好听，还要好看，除了将材料进行组装外，还能做些什么？2.归纳：我们来梳理一下，这些是我们成功的秘诀：选择材料时，像工程师一样理性，优先考虑它能否实现我们的发声目标和结构需求；遇到材料问题时，像发明家一样灵活，寻找替代品或利用工具把材料加工成需要的样子；乐器基本完成后，像艺术家一样用心，精心装饰你的乐器，提升它的美感。3.小结：“选择材料→利用工具把材料加工成需要的样子→将加工后的材料进行组装和装饰”这就是我们制作乐器的完整步骤。现在，你们已经掌握了所有秘诀，接下来，就请到“材料超市”选取你们需要的材料吧！预祝各位制作顺利！4.学生分组选择材料，开始制作乐器，教师巡回指导。【设计意图】本环节的关键在于通过三个关键的提问，引导学生思考材料的选择标准、替代方案和外观优化，培养他们的工程思维和解决问题的能力，帮助他们提前预判和规避制作中可能遇到的困难。并为学生梳理出“选材—加工—装饰”的清晰步骤，让学生能有效地带着明确的目标与策略去行动。五、课堂小结：举世无双，精进无止（预设3分钟）1.谈话：看到大家独一无二的乐器，老师感到非常震撼！它们跟购买的乐器相比，一定有特别之处。谁愿意分享一下，你们的乐器最与众不同的点。2.归纳：最闪光的点在于它们充满了创意与巧思，每一件都是举世无双的，承载着我们的探索与汗水。但是，能购买到的乐器，经过了精密的调试和改进，因此在音调的精准度和工艺的精细度上更胜一筹。3.小结：我们今天创造的最大价值，就是这份“举世无双”！而如何让音调更精准、让外观更精美，这恰恰是我们下一站探索的起点。在下节课《改进我们的乐器》中，我们将化身“乐器优化大师”，专门攻克这些难题，让大家举世无双的创意，发出更动听的声音！【设计意图】设置积极的对比反思，让学生认识到他们制作的乐器具有独特的价值与可改进的空间，充分保护学生的创作激情，并将“音准与美感”的不足成功转化为下节课学习的内驱力。七、板书设计设计我们的乐器设计我们的乐器明确任务→制定标准→设计方案→实施计划制作小乐器音调数量发声方式选择材料音准情况音调变化加工材料演奏小星星外观结构所需材料组装装饰【疑难解答】在传统教学中，我们常提供限定材料（如橡皮筋、吸管、杯子）以降低难度。但本节课若想真正激发学生的原创性，就需要提供一个更为丰富的“材料超市”。这会导致学生面临“选择困难”和“制作脱离设计”的新挑战。1.如何解决学生“选择困难”这一问题？教师可将“材料超市”按功能分层，将不同材料分区，分为主体材料、结构材料、固定材料等，学生会自然地从每个分区中选取材料，从而构建出一个完整的乐器制作系统，避免结构缺失。2.如何解决学生“制作脱离设计”这一问题？教师可在不同时间点采取以下策略：制定标准时，专门设立一项“制作与设计吻合度”的评分项。制作乐器前，让学生拿着设计图去“材料超市”“模拟采购”，只是看和想，不真正拿取。思考：“我设计的乐器，超市里有合适的材料吗？”如果发现没有，回归设计图进行第一次优化。制作乐器中,要求每个小组的工作台上必须始终铺开的设计图，让它成为制作过程的“导航图”。如果发现设计不足，允许学生使用不同颜色的笔修改设计，并简要写明修改原因。教师在巡视过程中，也要对照设计图提问“这和你的设计一致吗？这个调整，让你的乐器更好了吗？”课后检测一、填空题（每空1分，共10分）1.声音是由物体产生的，声音是以形式传播的。2.力的单位是，简称，用符号表示。3.气球里的气体喷出时，会产生一个与喷出气体方向相反的推力，这个力叫做。物体形状被改变时产生的要恢复原来形状的力叫。4.花样游泳选手的头部潜入水中时，仍能跟随音乐起舞，这说明了能传播声音。5.小明早餐吃了一个鸡蛋、两片面包，喝了一杯牛奶，应该记录为种食物。6.在某种食物上滴碘酒后变蓝色，说明该食物中含有。二、选择题（每空1.5分，共45分）7.用敲击后的音叉轻轻触碰水面，我们会观察到的现象是（）。A.水面会下降B.水面平静C.水面会溅起水珠产生波纹，并向外扩散8.自制动力小车在行驶过程中不能走直线，原因可能是（）。A.气嘴孔太小B.车轴不正C.轮子太大9.我们说话的声音主要是靠（）振动产生的。A.舌头B.嘴唇C.声带10.能提高肺活量的做法是（）。A.每天多吃零食B.每天多读书C.每天坚持体育锻炼11.人剧烈运动后，呼吸次数增加是因为运动时需要消耗更多的（）。A.氧气B.氮气C.二氧化碳12.一天中我们吃最多的食物是（）。A.谷薯类B.蔬菜类C.油和盐13.我们吃食物时主要依靠（）来撕碎食物。A.臼齿B.门齿C.犬齿14.下列选项中，（）不是保护呼吸器官的正确做法。A.新冠疫情期间，出门戴口罩B.经常开窗通风C.抽烟15.下列食物中含丰富维生素的是（）。A.牛肉B.胡萝卜C.鸡蛋16.下列车利用人力前进的是（）。A.马车B.轿车C.手推车17.小明用橡皮筋自制了一个小乐器，要让橡皮筋发出更高的声音，他应该（）。A.用力拨动橡皮筋B.把橡皮筋放松一些C.把橡皮筋拉紧一些18.熟透了的橘子离开树枝后，总是落向地面，这是由于橘子受到（）的作用。A.拉力B.重力C.推力19.运动的物体具有能量（动能）。下列物体具有动能的是（）。A.放在桌上的铅笔盒B.地面上的桌子C.正在行驶的轿车20.用气球驱动小车时，小车的运动方向与气流喷出方向（）。A.相同B.相反C.不一定21.下列声音比较悦耳的是（）。A.下课时班级的吵闹声B.睡前的轻音乐C.飞机的轰鸣声22.2020年11月24日凌晨4时30分，长征五号运载火箭在中国文昌航空发射场点火，搭载嫦娥五号探测器顺利发射升空。火箭发射时，是靠（）向前运动的。A.重力B.反冲力C.摩擦力23.宇航员在月球上不能直接交流是因为声音无法在（）传播。A.空气中B.地面上C.真空里24.教室里，老师上课时，大家都能听到他的声音，说明声音的传播方向是（）。A.四面八方B.只向前C.只向后25.在耳朵的各部分结构中，能将声波转化为振动的是（）。A.耳道B.鼓膜C.听觉神经26.物体间产生的摩擦力，往往会（）物体运动。A.加快B.阻碍C.不影响27.猫的耳朵会转动、耳郭大，周围出现声音时，只要转动耳朵就能听到。耳郭的主要作用是（）。A.收集声音B.传播声音C.产生声音28.用相同的力击打右图所示的空心钢管，发出的声音最高的是（）。A.最长的钢管B.最短的钢管C.长度居中的钢管29.在安静状态下，人每分钟呼吸（）次左右。A.5B.20C.6030.在测量肺活量时，下列做法正确的是（）。A.吸气时只吸一小口B.吸气、呼气两次C.呼气时尽量将肺部气体全部呼出31.在一定限度内，橡皮筋拉的越长，产生的弹力（）。A.越大B.不变C.越小32.下列饮食方法科学合理的是（）。A.只吃水果、蔬菜B炒菜时多加油和盐C荤素搭配，让营养均衡33.呼气时，胸腔会（），膈肌会（）。（）A.收缩，上升B.收缩，下降C.扩张，上升34.在一个塑料袋里装上水、切成小块的馒头和煮熟的蔬菜，然后反复揉挤这个袋子。这个实验模拟的是食物在()里的消化过程。A.口腔B.食道C.胃35.下列选项中，()是为了减小摩擦力。A.轮胎上细密的花纹B.浴室脚垫做得凸凹不平C.旅行箱上装有小滚轮36.下列物体中，没有产生弹力的是（）A.压弯的直尺B.保持原状的弹簧C.拉开的弓三、填图题（每空1分，共6分）37.观察右图弹簧测力计，将各部分名称填入括号中。从图中可知，该弹簧测力计的最大测量值是N。四、探究题（每空1.5分，共33分）38.根据研究，人呼吸时吸进去的气体和呼出的气体成分含量会发生一定的变化，如下表所示。氮气氧气二氧化碳其他气体吸进人体的气体78%21%0.03%0.97%呼出体外的气体78%16%4%2%（1）由表中数据可知，我们呼出的气体和吸进的气体相比，含量减少的是，含量增加的是和其他气体，含量不变的是。（2）人的呼吸实际上是在进行气体交换，使（）进入血液，同时排出二氧化碳A.氧气B.氢气C.氮气（3）在人体的器官中，气体交换的场所是（）。A.胃B.肺C.心脏39.小亮同学使用鼓和泡沫小球研究声音，仪器装置如右图所示。请思考并回答下列问题。泡沫小球鼓（1）在鼓面上放泡沫小球，轻轻敲击鼓面泡沫小球鼓A.会跳动B.位置不变C.只会滚动（2）泡沫小球在实验中所起的作用是（）。A.使振动现象更明显B.为了美观C.检测声音的高低（3）用大小不同的力敲击鼓面，可以观察到的现象是（）。A.泡沫小球跳动的幅度不同B.泡沫小球跳动的幅度相同C.泡沫小球不会跳动（4）从实验中发现，越用力敲击鼓，鼓面振动幅度越大，发出的声音就越，敲击鼓面越轻，鼓面振动幅度越小，发出的声音越。40.在模拟搬重物的实验中，小明将装有钩码的长方形纸盒放在木板上，并用弹簧测力计测得向前拉动纸盒时的拉力（如下图）。（1）上图中，弹簧测力记的示数为（）牛。A.0.9B.1.1C.1.2（2）关于“拉力的测量和读数”，下列说法正确的是（）。A.测量前，先检查弹簧测力计的指针是否指在“0”刻度B.测量的拉力可以超过弹簧测力计刻度的最大值C.读数时，视线高于指针（3）实验中，如果给纸盒安装轮子，这时测得向前拉动纸盒的力将（）。A.变大B.变小C.保持不变（4）生活中有许多改变摩擦力大小的做法，下列做法能增大摩擦力的是（）。A.在鞋底刻上花纹B.在车轮和轴之间安装滚珠轴承C.在齿轮之间加润滑油41.铝片琴是一种常见的乐器，它由长短不同的铝片构成（如下图）。（1）用相同大小的力从长到短依次敲击铝片，声音的变化是（）。A.从低到高B.从高到低C.从强到弱（2）小亮用铝片琴演奏了歌曲《小星星》中的一段旋律，其中音高最高的是。（填简谱）1155丨665-丨4433丨221-丨（3）曲子结尾处，小亮停止敲击铝片琴，可琴声还能持续一会儿，主要原因是（）。A.铝片还在振动B.人们还沉浸在音乐中C.空气能传播声音42.让小车从同一个斜面的同一高度处滑下，沿不同材料的平面运动，小车最后停留的位置如右图所示。（1）实验中，让小车从同一个斜面的同一高度处滑下，目的是使小车达到平面时具有相同的（）。A.重