王科逸 蔡志凌

課型

新授課

課時(shí)

1課時(shí)

年級(jí)

4年級(jí)

設(shè)計(jì)理念

新課程提倡“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的教學(xué)理念，圍繞收獲者的發(fā)展進(jìn)行教學(xué)。小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中通過(guò)教師引導(dǎo)培養(yǎng)科學(xué)興趣、體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程、學(xué)習(xí)科學(xué)方法、發(fā)展科學(xué)精神。基于以上理念和教材內(nèi)容，本節(jié)課將從學(xué)生原有知識(shí)與思維入手，以問(wèn)題為主導(dǎo)，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，幫助學(xué)生遷移、內(nèi)化知識(shí)，通過(guò)合作探究、細(xì)微觀察、深入研討，激活創(chuàng)新思維，鍛煉自主探究能力，搭建實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與本質(zhì)間的橋梁，真正地了解、理解聲音的科學(xué)概念。

教材分析

“聲音是怎樣傳播的”是教科版小學(xué)《科學(xué)》4年級(jí)上冊(cè)第1單元第3課時(shí)的內(nèi)容。從內(nèi)容上看，“聚焦”環(huán)節(jié)，教材引入擊鼓情境，拋出聲音如何從一個(gè)地方到達(dá)另一個(gè)地方的問(wèn)題，聚焦本課中心問(wèn)題；

“探究”環(huán)節(jié)，教材引導(dǎo)學(xué)生探究聲音能在氣體、液體、固體中傳播，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究理解聲音傳播的方式與途徑；“研討”環(huán)節(jié)，教材圍繞聲音在傳播中借助什么物質(zhì)與太空中無(wú)法傳播聲音兩問(wèn)，豐富對(duì)聲音傳播的認(rèn)識(shí)；“拓展”環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)“土電話”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在玩的過(guò)程中對(duì)比聲音在氣體和固體中的傳播，進(jìn)一步理解振動(dòng)。從結(jié)構(gòu)上看，“聲音”單元主要圍繞聲音的產(chǎn)生與傳播、如何聽(tīng)到聲音、聲音的主要屬性3部分展開(kāi)，形成一系列發(fā)展性的概念。

作為單元的第3課，本節(jié)課旨在建立基礎(chǔ)概念，說(shuō)明聲音需要通過(guò)物質(zhì)進(jìn)行傳播，聲音可以在氣體、固體和液體中傳播，為單元后半部分的實(shí)驗(yàn)與研究建立了支撐性的概念，將抽象的聲音具象化，揭開(kāi)關(guān)于聲音的謎題，不斷加深對(duì)聲音的理解。

學(xué)情分析

通過(guò)前2節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)熟悉了大自然有哪些聲音，了解到聲音是怎樣產(chǎn)生的。從認(rèn)知特點(diǎn)看，聲音對(duì)于4年級(jí)的學(xué)生是既陌生又熟悉、既抽象又具體的存在。結(jié)合4年級(jí)學(xué)生有強(qiáng)烈的好奇心、樂(lè)于探究等特點(diǎn)，教師應(yīng)通過(guò)本節(jié)課的探究性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生形成善于觀察的習(xí)慣，并提高其歸納總結(jié)能力。從發(fā)展需求看，4年級(jí)的學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)變的階段，由于聲波的不可視性，學(xué)生可能難以理解物體通過(guò)振動(dòng)發(fā)出聲音，而振動(dòng)又可以引起周圍物體振動(dòng)，從而使聲音從一個(gè)地方傳播到另一個(gè)地方，同時(shí)也很難理解聲音的傳播需要借助空氣等物質(zhì)進(jìn)行，教師應(yīng)通過(guò)示范教學(xué)，幫助學(xué)生自主總結(jié)、掌握聲音傳播相關(guān)知識(shí)。

教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)知識(shí)

理解聲音能在氣體、液體、固體中傳播。

理解聲音在不同狀態(tài)物質(zhì)中的傳播效果不同。

科學(xué)態(tài)度

通過(guò)聲音在不同物質(zhì)中的傳播效果的探究實(shí)驗(yàn)，體會(huì)科學(xué)探究中利用證據(jù)及想象建立假設(shè)的重要性，激發(fā)學(xué)生對(duì)身邊科學(xué)現(xiàn)象的探究熱情。

教學(xué)重難點(diǎn)

掌握控制變量的方法，以此探究聲音在不同物質(zhì)中的傳播效果。

教學(xué)方法

教的方法包括創(chuàng)設(shè)情景法、講授法和演示法，學(xué)的方法包括自主學(xué)習(xí)法、實(shí)驗(yàn)探究法和合作交流法。o實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

與教材上的實(shí)驗(yàn)（圖1）相比，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置（圖2）能同時(shí)探究聲音在氣體、固體、液體3種介質(zhì)中的傳播，可有效提高課堂實(shí)驗(yàn)效率。改進(jìn)裝置中，細(xì)導(dǎo)線接上防水蜂鳴器，將導(dǎo)線穿過(guò)針筒活塞處，蜂鳴器與活塞連為一體（圖3）。推動(dòng)活塞，能使喇叭貼緊針口端，盡量排出空氣，排除了教材實(shí)驗(yàn)中空氣對(duì)聲音傳播的干擾。此外，蜂鳴器音量大，可放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，隨著電動(dòng)抽氣機(jī)的抽氣活動(dòng)，音樂(lè)聲忽大忽小，可有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

教學(xué)準(zhǔn)備

針筒、防水蜂鳴器及配套的電源、電動(dòng)抽氣機(jī)、燒杯、水。

教學(xué)過(guò)程

聚焦問(wèn)題，激趣生疑（3分鐘）

教師活動(dòng)①動(dòng)畫導(dǎo)入，播放《熊出沒(méi)之熊二的發(fā)財(cái)妙計(jì)》。可愛(ài)的熊二在森林中發(fā)現(xiàn)了新的商機(jī)——貼心傳話服務(wù)，它通過(guò)跑腿幫小伙伴們傳話，從而獲得蘋果作為報(bào)酬?？墒呛镁安婚L(zhǎng)，聰明的吉吉國(guó)王想到了一個(gè)更好的點(diǎn)子——土電話，不僅便宜而且更快速，于是熊二又失業(yè)了……②引導(dǎo)學(xué)生探索土電話的奧秘、討論聲音如何通過(guò)土電話傳播。

學(xué)生答案預(yù)設(shè)聲音通過(guò)土電話和中間的線傳播。

教師活動(dòng)板書(shū)：“聲音是怎樣傳播的？”提問(wèn)：“請(qǐng)同學(xué)們猜想，生活中有哪些物質(zhì)可以傳播聲音？”

學(xué)生答案預(yù)設(shè)空氣、書(shū)本、水、桌子、墻壁、手機(jī)等都有可能參與聲音的傳播。

設(shè)計(jì)意圖利用與本節(jié)課探究主題密切相關(guān)、學(xué)生熟悉的動(dòng)畫以及土電話導(dǎo)入，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并為接下來(lái)需要探究的問(wèn)題設(shè)疑。

活動(dòng)1：探究聲音在空氣中的傳播（10分鐘）

教師活動(dòng)提問(wèn)：①如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？②如何設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案？

學(xué)生答案預(yù)設(shè)①做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓聲音分別在有空氣和真空的環(huán)境中傳播。②太空沒(méi)有空氣，可將聲源帶去太空，觀察是否能夠發(fā)出聲音。③可以使用抽氣泵，將周圍環(huán)境中的空氣抽走。

教師活動(dòng)①出示實(shí)驗(yàn)裝置。②簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由針筒、蜂鳴器、電動(dòng)抽氣機(jī)組成，其中針筒的活塞與蜂鳴器是一體的，只要將蜂鳴器接入電源，閉合開(kāi)關(guān)，就可以發(fā)出聲音。③提問(wèn)：如何利用這個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？

學(xué)生活動(dòng)①思考實(shí)驗(yàn)步驟。②將蜂鳴器置于針筒中，密封針筒，用抽氣機(jī)將針筒內(nèi)的空氣抽出，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

學(xué)生答案預(yù)設(shè)將蜂鳴器與電路連接，有聲且發(fā)光。

教師活動(dòng)結(jié)合裝置（圖4）講解實(shí)驗(yàn)原理，提問(wèn)：在電動(dòng)抽氣機(jī)抽氣過(guò)程中，針筒內(nèi)的空氣越來(lái)越少，蜂鳴器的聲音會(huì)如何變化？

學(xué)生活動(dòng)觀看教師實(shí)驗(yàn)操作，認(rèn)真思考，提出猜想。

學(xué)生答案預(yù)設(shè)①蜂鳴器的聲音會(huì)越來(lái)越輕，意味著聲音的傳播需要借助空氣。②蜂鳴器的聲音不會(huì)發(fā)生變化，意味著聲音的傳播不需要借助空氣。

教師活動(dòng)①利用PPT展示完整實(shí)驗(yàn)步驟。②提問(wèn)：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意什么？

學(xué)生答案預(yù)設(shè)①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，針筒的針口要與抽氣機(jī)的抽氣口緊密連接，防止漏氣。②實(shí)驗(yàn)裝置用到了電源，要注意用電安全。③實(shí)驗(yàn)需要認(rèn)真聆聽(tīng)蜂鳴器聲音的變化，應(yīng)保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境安靜。

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)①正確、文明使用裝置。②認(rèn)真傾聽(tīng)蜂鳴器的聲音變化。③小組4位同學(xué)合理分工，1位同學(xué)操作裝置，2位同學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，1位同學(xué)記錄（表1），完成實(shí)驗(yàn)后交換角色，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

教師活動(dòng)①匯總學(xué)生觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：將蜂鳴器置于針筒中，抽氣，聲音由大變小；將抽氣機(jī)慢慢移開(kāi)針口，取出蜂鳴器，又聽(tīng)到聲音由小變大。得出結(jié)論：聲音可以在空氣中傳播。②提問(wèn)：生活中還能觀察到哪些氣體可以傳播聲音？③歸納：空氣由各種各樣的氣體組成，包括氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳、氫氣，以及一些稀有氣體。聲音可以在氣體中傳播。

活動(dòng)2：探究聲音在水中的傳播（10分鐘）

教師活動(dòng)提問(wèn)：①在同學(xué)們的猜想中，水也有可能參與聲音的傳播，那么聲音可以通過(guò)水進(jìn)行傳播嗎？②根據(jù)上一個(gè)活動(dòng)中的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們對(duì)下面的實(shí)驗(yàn)有什么想法嗎？

學(xué)生活動(dòng)將聲源放進(jìn)水中，聽(tīng)一聽(tīng)聲音的變化。

教師活動(dòng)提問(wèn)：可以用與活動(dòng)1中相同的實(shí)驗(yàn)裝置（圖5）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)嗎？

學(xué)生答案預(yù)設(shè)可以，但需將針筒內(nèi)的空氣替換成水。

教師活動(dòng)①利用PPT演示實(shí)驗(yàn)步驟。②提問(wèn)：實(shí)驗(yàn)中需要注意什么？

學(xué)生答案預(yù)設(shè)這是1個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，應(yīng)遵循控制變量原則，需將活塞推至頂部，將針筒內(nèi)的空氣盡可能排出。

教師活動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)裝置，盡量將針筒的活塞推至頂部，排出空氣，再將針筒吸滿水。

學(xué)生活動(dòng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求、注意事項(xiàng)，完成實(shí)驗(yàn)，并做好記錄。

教師活動(dòng)①匯總學(xué)生觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：將水填充至注射器，蜂鳴器也能發(fā)出聲音。得出結(jié)論：聲音可以在水中傳播。②提問(wèn)：生活中還有其他液體可以傳播聲音嗎？

學(xué)生答案預(yù)設(shè)：①飲料、牛奶可以傳播聲音。②食用油可以傳播聲音。③醫(yī)院消毒使用的醫(yī)用酒精也可以傳播聲音。

教師活動(dòng)歸納總結(jié)：只要是液體，都可以傳播聲音。

活動(dòng)3：探究聲音在固體中的傳播（5分鐘）

教師活動(dòng)①提問(wèn)：還有這樣一類物質(zhì)，比如書(shū)本、桌子、墻面等，它們都是固體，聲音可以通過(guò)固體傳播嗎？②用調(diào)羹撞擊桌面，提問(wèn)：觀察到了什么？③演示改進(jìn)后的調(diào)羹實(shí)驗(yàn)（圖6）：首先將線纏繞在調(diào)羹上，兩端留出約40 cm 的長(zhǎng)度，然后用兩只手的指尖纏繞住線的兩端，塞于耳朵口，輕輕搖晃調(diào)羹使其撞擊課桌，并提問(wèn)：為什么聲音和第一次相比，會(huì)發(fā)生這樣的變化？④提問(wèn)：生活中，還遇到過(guò)哪些固體傳聲的例子？⑤提問(wèn)：將棉線替換成金屬絲、尼龍線可以嗎？

學(xué)生活動(dòng)①觀察調(diào)羹撞擊桌面的現(xiàn)象，思考發(fā)現(xiàn)。②小組合作，認(rèn)真閱讀改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行調(diào)羹實(shí)驗(yàn)。③討論后分享實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。預(yù)設(shè)答案：與第1次相比，調(diào)羹的聲音更響亮，也更好聽(tīng)。④分享實(shí)驗(yàn)結(jié)論。預(yù)設(shè)答案：調(diào)羹第1次撞擊桌面，聲音是通過(guò)空氣傳播的，調(diào)羹第2次撞擊桌面，聲音是通過(guò)棉線傳播的。

教師活動(dòng)歸納總結(jié)：固體也能傳播聲音。

活動(dòng)4：探究3種介質(zhì)傳播聲音的效果（5分鐘）

教師活動(dòng)①提問(wèn)：3種介質(zhì)傳播聲音的效果有區(qū)別嗎？請(qǐng)同學(xué)們提出猜想。②舉例探討：古人戰(zhàn)時(shí)為什么把耳朵貼在地上，通過(guò)聽(tīng)聲響判斷是否有騎兵來(lái)襲？

學(xué)生答案預(yù)設(shè)軍隊(duì)移動(dòng)時(shí)，腳步會(huì)發(fā)出聲音，如果將耳朵貼在地面，聲音會(huì)通過(guò)地面?zhèn)鞑サ蕉洌軌蚣皶r(shí)、有效判斷是否有敵人來(lái)襲，因此可推測(cè)出固體傳播聲音的效果比氣體、液體好。

教師活動(dòng)①提問(wèn)：固體傳播聲音效果最好，那如何比較液體和氣體的傳播效果呢？②出示分貝儀，并提問(wèn)：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？

學(xué)生活動(dòng)小組討論實(shí)驗(yàn)方案。答案預(yù)設(shè)：用分貝儀測(cè)量液體和氣體中發(fā)聲器發(fā)出聲音的分貝，分貝大的介質(zhì)傳播聲音的效果更好。

教師活動(dòng)①組織學(xué)生發(fā)言，制訂實(shí)驗(yàn)方案。②開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生活動(dòng)①認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

教師活動(dòng)①組織學(xué)生發(fā)言。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)出聲音傳播效果：固體>液體>氣體。

活動(dòng)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)意圖

在探究聲音在氣體中傳播的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)聲音在液體中傳播的實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生強(qiáng)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)只能改變1個(gè)條件的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生初步設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的能力，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。同時(shí)，通過(guò)列舉多個(gè)生活中固體傳聲的例子，拓寬學(xué)生思維邊界，豐富探究形式，將科學(xué)知識(shí)與生活緊密聯(lián)系，使學(xué)生更易理解。

趣味拓展，問(wèn)題研討（7分鐘）

教師活動(dòng)①提問(wèn)：聲音是如何從一個(gè)地方傳播到另一個(gè)地方？聲音在傳播的過(guò)程中需要借助哪些物質(zhì)？②結(jié)合學(xué)生的回答，梳理本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)。

學(xué)生活動(dòng)根據(jù)教師板書(shū)，構(gòu)建本課知識(shí)框架。

教師活動(dòng)①歸納總結(jié)：聲音的傳播離不開(kāi)物體，聲音可以通過(guò)氣體、液體和固體傳播。②提問(wèn)：吉吉國(guó)王的土電話有什么奧秘？③提問(wèn)：太空中宇航員為什么需要電子通訊設(shè)備才能進(jìn)行溝通？⑷提問(wèn)：當(dāng)我們?cè)诤影哆呅凶邥r(shí)，為什么魚(yú)兒會(huì)受驚呢？

學(xué)生活動(dòng)應(yīng)用本節(jié)課學(xué)到的知識(shí)對(duì)教師提出的問(wèn)題進(jìn)行討論。

教師活動(dòng)解釋問(wèn)題：①土電話是利用線傳播聲音，原理為線傳播了振動(dòng)，拉直了更利于振動(dòng)沿著線傳播，且傳播過(guò)程中不易損耗，聽(tīng)得更清楚。②太空中沒(méi)有氣體，真空中不能傳聲。③走路的聲音能夠通過(guò)河岸和水傳播。

拓展環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)意圖

在總結(jié)、梳理本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出一些與生活中聲音傳播相關(guān)的趣味問(wèn)題，讓學(xué)生對(duì)學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行鞏固提升，使其感受生活中無(wú)處不在的科學(xué)，從而學(xué)會(huì)留心觀察身邊的科學(xué)現(xiàn)象。

該作品獲得“第九屆全國(guó)科學(xué)教育專業(yè)師范生教學(xué)技能創(chuàng)新大賽”一等獎(jiǎng)

點(diǎn)評(píng)

該教學(xué)設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)比較完整，各部分內(nèi)容言之有物、切中要害。主要優(yōu)點(diǎn)包括：具體設(shè)計(jì)理念能夠基于學(xué)情，創(chuàng)設(shè)情境，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)聲音在空氣、水和不同固體中傳播的比較實(shí)驗(yàn)，有效突破教學(xué)難點(diǎn)；教學(xué)流程以學(xué)生活動(dòng)為主，設(shè)計(jì)邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，由淺入深，由小學(xué)生熟悉的動(dòng)畫人物熊二的發(fā)明和土電話引入主題，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；教師引導(dǎo)學(xué)生自主探究蜂鳴器，層層遞進(jìn)，并巧妙地設(shè)計(jì)了以制作簡(jiǎn)易聽(tīng)診器作為教學(xué)活動(dòng)評(píng)價(jià)手段，體現(xiàn)了“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，教評(píng)結(jié)合”的教學(xué)理念。

——天津師范大學(xué)孫寶玲副教授