16. 声音的产生 教学设计
1指导思想
小学科学课程的基本理念之一：科学学习要以探究为核心。
在探究活动中，学生要亲自收集和获取资料和数据，有时也包括运用已经证实的第二手资料；在实证的基础上进行逻辑推理和思考，联系自己的经验和有关的理论，作出判断和结论；通过交流、讨论、辩论和再思考，逐步建立起对科学概念的理解。在本节课学生经历了收集并获取尺子、皮筋、音叉等材料产生声音的过程资料，并通过联想、推理等思维活动，层层推进建立声音是怎样产生的概念的过程。
2理论依据
朱智贤教授在《儿童心理学》一书中提到：儿童常常孤立地看待个别事实或现象，他们可以正确地解释个别事实或现象，却常常不能提高到概括水平，即提高到用归纳推理来确定一般规律和定理。所以本节课在学生建立概念的过程中,同样要让学生经历从日常简单材料到典型材料，再到日常非典型材料的收集、整理过程，同时教师提供的材料的层次性以及材料呈现的时机，为学生在探究活动中建构概念搭建“脚手架”，从而推动学生归纳推理、类比思维的发展。
3教学背景分析
教学内容：
本课属于“物质世界”里的“能量的表现形式”中的“声音的产生与传播”，课标中的具体要求是：了解声音是由物体的振动产生的；活动建议是：解释各种常见乐器的发声方法。
从整套教材中的位置与作用来看，本课为首师大版《科学》第3册《声与生活》单元《声音的产生》一课的内容。作为起始课，本节课学生的概念掌握情况直接影响后面《声音的传播》、《声音的变化》和《噪声与防治》三课的概念建立。
韦钰老师在《探究式科学教育教学指导》书中，有关声音的概念图，通过韦钰老师的概念图，不难看出有关声音的所有概念一直围绕振动开展，所以在本节课让学生理解振动概念尤为重要，振动概念的深入理解会为学生以后建立核心概念能量打下坚实的基础。
学生情况：
1.思维发展阶段:
小学四年级是思维发展的第四个飞跃期，思维由形象思维逐步过度到抽象思维。此时，尽管学生的逻辑和抽象思维能力开始增强，归类、对比、推理等能力开始增强，但是抽象逻辑思维在很大程度上，仍然是直接与感性经验相联系，有很大一部分是具体形象性。
2.学生已有前概念
课前学生对于声音并不陌生，然而通过多次的对该年级不同班级学生的课前调查发现，绝大部分学生对于声音的产生的前概念在给予物体施加力量上，例如：敲、打、吹、弹、拨等，而恰恰缺少了对于声音产生的本质理解。
4本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点
1. 学生的探究活动与思维相结合。
在以往的探究活动中,针对”声音是由物体振动产生.”这一科学概念的建构,会关注到三种类型的物体:固体、液体、气体，但探究活动不深入。还有的教学设计仅仅研究一种材料的振动，尽管探究很足，但缺乏了对四年级学生思维发展训练和指导，如：学生的归纳概括、类比推理等思维活动不能得到很好的提升。所以本节课把固体状态物体振动产生声音作为探究的重点，对其它两种状态的物体进行简要梳理，这样会有效的避免以上情况。
2．材料的选择与呈现时机层层推进学生思维发展，为学生建构概念搭建脚手架
本次教学设计，特别关注了材料的选取和呈现时机(见下表)。皮筋和尺子在发声时振幅明显且发声持续，作为最典型的材料,在第一次探究活动中呈现。这与学生现阶段思维特点紧密联系:他们能正确地解释个别事实或现象，却常常不能提高到概括水平。 音叉、鼓在发声是振幅不明显但发声持续，作为第一类非典型的材料，在第二次探究活动中呈现，引起学生的认知冲突，推进概念的建构。桌子在发生时振幅不明显且发声不持续，作为第二类非典型的材料，在第三次探究活动中呈现，实现了归纳推理的逻辑论证。至此，材料的选取和呈现时机使学生的探究活动层层推进，为其建构概念搭建了脚手架。
5教学目标
知识与技能：
学生通过一系列物体振动发声的实验探究活动，归纳概括出科学概念:声音是由物体振动产生。
过程与方法：
学生通过固体、液体、气体三类物体振动发声的实验探究活动，提高学生认真观察和归纳概括实验事实的能力。
情感态度与价值观：
在探究活动中激发学生继续研究声音相关知识的兴趣。
6重点难点
教学重点：学生观察尺子、皮筋等固体类物体发声时在振动作为教学的重点。
教学难点：学生通过实验活动能进一步归纳概括：声音是由物体振动产生的。
7教学过程
活动1【导入】一、集中话题，引入新课
1.出示皮筋和尺子提问：你能想办法让它们分别产生声音吗？
请以小组为单位，尝试用尽可能多的方法分别让皮筋和尺子发声。
2.教师组织学生活动并汇报
【预设】：皮筋可能会想到拨、弹、拉等方法；
尺子可能会想到弹、敲、压等方法；
如果学生不能说到压尺子的方法，教师演示。
教师板书学生的方法
教学意图：a激发学生兴趣，让学生观察到尺子和皮筋在产生声音的时候会动；
b由于儿童常常孤立地看待个别事实或现象，他们可以正确地解释个别事实或现象，却常常不能提高到概括水平，即提高到用归纳推理来确定一般规律和定理，所以让学生提取尺子和皮筋发声的个别现象，为后面的归纳概括做准备。
c开放学生思维。经过几次的试讲发现，要想让学生在课堂中充分展示自己的想法，其中有一项也很重要，那就是让学生从简单的任务开始，学生对于问题有非常的把握，就会变得更加自信。（在前几次的试讲中，教师上课的第一个问题是：“在课下老师调查了学生关于声音的想法，同学们几乎都知道敲、摔、打、吹、拉、弹等可以产生声音，那请问为什么一弹、一压、一吹等物体就产生声音了呢？”结果学生全部沉默，沉默时间很长。）
3.提问：同学们用弹、敲、拉、压等方法能让尺子和皮筋产生声音，今天我们就来研究声音的产生。
教师板书：声音的产生
活动2【讲授】二、固体发声由振动产生
（一）观察典型物体发声时的现象
1.为什么一拨、一弹、一敲物体就发声了呢？
【预设】：
a学生会说，敲了、吹了以后，物体会动。
b学生会说到力量；
教师出示橡皮筋，将橡皮筋拉起不放手，问：给橡皮筋施加力量了，怎么就不发声呢。引发学生聚焦到物体在动。
c学生不知道说什么；
如果学生还说不上来，教师提问：物体在发声前和发声时，发生了怎样的变化呢？
如果学生依然沉默，教师提问，刚才我们敲、弹、拨后，尺子和皮筋产生了声音，那是我们用耳朵听的，那你用眼睛看到有什么变化了吗？
教学意图：引导学生意识到物体发声时要动，从而细致观察物体发声时的现象。
2..谈话：尺子和皮筋发声时在动吗？是怎样动呢？发声前怎样呢？停止发声后有怎样呢？我们一边听，一边看，到底有什么样的变化呢。为了方便观看，我们将皮筋套在小托盘上，然后用手拨动皮筋观察。将尺子用手固定在桌子上，用另一只手压尺子，注意将尺子压紧，观察现象。（教师分别演示皮筋和尺子的操作方法）
要求：每个大组，两个人仔细听和看尺子在发声前、发声时和停止发声后的现象，两个人仔细听和看皮筋发声前、发声时和停止发声后的现象。将看到的现象记录在记录单上
提示：橡皮筋实验注意：用手拨一下后，安静观察，直至声音停止。
尺子实验注意：用手压住尺子，将尺子向下压后观察直至声音停止。
教学意图：a通过观察，收集经验材料；
b规范实验操作。
3.教师组织学生实验做并汇报
【预设】：学生会说单弦琴发声时，皮筋摆动、摇晃等
学生会说尺子发声时，尺子会摆动、摇晃等
引导学生说单弦琴和尺子是如何运动的
教学意图：让学生更加清晰的理解振动这种运动方式。
4.教师板书
教学意图：再次整理实验现象，给予学生分析和比较的时间。
5.提问：尺子和皮筋在发声前、发声时和停止发声后哪些地方是相同的？
【预设】：学生说尺子和皮筋在发声前和停止发声后都是静止不动的，在发声时都在动（可以使晃动、抖动等）。
6．教师让学生模拟看到的运动方式，并讲解像这样的运动叫振动。
组织学生用手臂模拟一下振动
板书：振动
教学意图：通过动作强化振动概念
7.谈话：我们通过实验发现，尺子和橡皮筋在不发声都是静止不动的，在发声时都在振动。想一想：生活中有没有其他物体像橡皮筋和尺子那样，产生声音时要振动呢？
【预设】：学生会说到二胡、吉他、古筝等弦乐
教师播放二胡、吉他弦发声。
教学意图：a学生通过联想已有经验和知识，类比和皮筋尺子发声时相似现象，发展类比思维。
b了解常见弦乐发声的方法。因为在课标中指出:小学阶段科学概念的建构强调从学生熟悉的日常生活实际出发，探究活动尽量与生活中的实际应用相联系。
8.小结：我们已经知道尺子产生声音时要振动、橡皮筋产生声音时振动、吉他、二胡等物体产生声音时也要振动。
教学意图：整理经验材料即整理典型材料（发声持续、振幅明显）实验现象。
（二）推想声音是如何产生的
1.谈话：由此你推想到什么呢？
【预设】：学生会说声音是由物体振动产生的。
如果学生不能说，提问：你认为物体产生声音会怎样呢？
教师板书：声音由物体振动产生
教学意图：培养学生的归纳、推想能力
（三）实验证明像音叉这样的物体在发声时振动
1.出示音叉并介绍音叉，教师敲击音叉，提问，听到声音了吗？
学生会说听到了
那你看到它振动了吗？
可能有的同学说看到了，有的同学说没看到
教学意图：a呈现非典型实验材料（发声持续、振幅不明显），体现材料层次性；
b引发学生归纳、推想后的认知冲突，材料的呈现适时、必要。
2.发给每个组一个音叉，让学生想办法证明音叉在产生声音时是否在振动。
学生小组活动
3.组织学生小组汇报
【预设】学生可能会说音叉在振动，也可说感觉晃动
学生可能会想到用手摸，感觉音叉在振动；可能会想到用乒乓球证明；可能会想到用鼓锤证明。
学生在汇报时教师引导要利用现象证明音叉在振动。
教学意图：使学生意识到在遇到不容易观察的现象时，可以借助其他材料帮助我们观看。
4.教师演示用水证明音叉在振动。
5.小结：音叉在发声时振动是不明显的，我们可以用手感觉到振动，用乒乓球证明音叉在振动，利用水证明音叉在振动。
6.教师敲击鼓面，提问：敲鼓时，鼓面会振动吗？怎么才能看到呢？
【预设】：学生会说用乒乓球，用轻小物体等。
教师演示用小球证明鼓面在振动。
教学意图：强化用其他材料证明物体振动的方法
7.教师敲击桌面，提问：桌子会振动吗？怎么能够知道呢？
8.小结：我们观察了这么多的物体发声时物体要振动，声音由物体振动产生的猜想能证实了吧？
【预设】：学生会说行
9.谈话：其实现在我们还不能说，因为我们做的这些都是固体，生活中还有气体和液体状态的物质呢？
活动3【讲授】三、气体和液体发声由振动产生
三、气体和液体发声由振动产生
（一）气体发声由振动产生
1.我们先来看看空气发声时会是怎样的呢？出示烧瓶，来试试，吹吹看，听到声音了吧。可是空气看不到，我们怎样证明呢？老师找了这样的工具帮助我们观看空气是否在振动，仔细观察瓶子里的小球会有怎样的变化？
烧瓶里的空气发声时在振动。
板书：空气
2.空气发声也要振动，根据这样的原理制成的乐器有很多，例如：笛子、大号、小号、唢呐等等管乐都是利用空气振动发声的。
教学意图：了解常见弦乐发声的方法
（二）液体发声由振动产生
1.联想生活实际已知的现象。
2.观看海浪的视频
(三)总结
1.谈话：现在我们知道声音就是由物体振动产生的。再来说说拉、敲、击打、摩擦、碰、吹以及大家在课前说的那些，这些是干什么呢？
【预设】：这些是让物体产生振动
教学意图：再次帮助学生强化梳理概念
活动4【活动】四、应用
今天这节课知道，声音是由物体振动产生的。提问:你能迅速让音叉停止发声吗？
课件14张PPT。声音的产生可以用写字或画图的方式记录观察实验提示：
用手拨橡皮筋或用手压尺子后，
静静地、仔细地观察现象，直至
声音停止。吉他吉他小提琴小提琴古筝笛子小号葫
芦
丝唢呐海浪的声音下课
