“声音是怎样传播的”教学设计

王科逸 蔡志凌

课型

新授课

课时

1课时

年级

4年级

设计理念

新课程提倡“教为主导，学为主体”的教学理念，围绕收获者的发展进行教学。小学科学是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程，强调学生在学习过程中通过教师引导培养科学兴趣、体验科学过程、学习科学方法、发展科学精神。基于以上理念和教材内容，本节课将从学生原有知识与思维入手，以问题为主导，创设教学情境，帮助学生迁移、内化知识，通过合作探究、细微观察、深入研讨，激活创新思维，锻炼自主探究能力，搭建实验现象与本质间的桥梁，真正地了解、理解声音的科学概念。

教材分析

“声音是怎样传播的”是教科版小学《科学》4年级上册第1单元第3课时的内容。从内容上看，“聚焦”环节，教材引入击鼓情境，抛出声音如何从一个地方到达另一个地方的问题，聚焦本课中心问题；

“探究”环节，教材引导学生探究声音能在气体、液体、固体中传播，经过实验探究理解声音传播的方式与途径；“研讨”环节，教材围绕声音在传播中借助什么物质与太空中无法传播声音两问，丰富对声音传播的认识；“拓展”环节，设计“土电话”实验，让学生在玩的过程中对比声音在气体和固体中的传播，进一步理解振动。从结构上看，“声音”单元主要围绕声音的产生与传播、如何听到声音、声音的主要属性3部分展开，形成一系列发展性的概念。

作为单元的第3课，本节课旨在建立基础概念，说明声音需要通过物质进行传播，声音可以在气体、固体和液体中传播，为单元后半部分的实验与研究建立了支撑性的概念，将抽象的声音具象化，揭开关于声音的谜题，不断加深对声音的理解。

学情分析

通过前2节课的学习，学生已经熟悉了大自然有哪些声音，了解到声音是怎样产生的。从认知特点看，声音对于4年级的学生是既陌生又熟悉、既抽象又具体的存在。结合4年级学生有强烈的好奇心、乐于探究等特点，教师应通过本节课的探究性实验培养学生形成善于观察的习惯，并提高其归纳总结能力。从发展需求看，4年级的学生正处于从形象思维向抽象思维转变的阶段，由于声波的不可视性，学生可能难以理解物体通过振动发出声音，而振动又可以引起周围物体振动，从而使声音从一个地方传播到另一个地方，同时也很难理解声音的传播需要借助空气等物质进行，教师应通过示范教学，帮助学生自主总结、掌握声音传播相关知识。

教学目标

科学知识

理解声音能在气体、液体、固体中传播。

理解声音在不同状态物质中的传播效果不同。

科学态度

通过声音在不同物质中的传播效果的探究实验，体会科学探究中利用证据及想象建立假设的重要性，激发学生对身边科学现象的探究热情。

教学重难点

掌握控制变量的方法，以此探究声音在不同物质中的传播效果。

教学方法

教的方法包括创设情景法、讲授法和演示法，学的方法包括自主学习法、实验探究法和合作交流法。o实验创新点

与教材上的实验（图1）相比，改进后的实验装置（图2）能同时探究声音在气体、固体、液体3种介质中的传播，可有效提高课堂实验效率。改进装置中，细导线接上防水蜂鸣器，将导线穿过针筒活塞处，蜂鸣器与活塞连为一体（图3）。推动活塞，能使喇叭贴紧针口端，尽量排出空气，排除了教材实验中空气对声音传播的干扰。此外，蜂鸣器音量大，可放大实验现象，让实验效果更加明显，随着电动抽气机的抽气活动，音乐声忽大忽小，可有效激发学生学习科学的兴趣。

教学准备

针筒、防水蜂鸣器及配套的电源、电动抽气机、烧杯、水。

教学过程

聚焦问题，激趣生疑（3分钟）

教师活动①动画导入，播放《熊出没之熊二的发财妙计》。可爱的熊二在森林中发现了新的商机——贴心传话服务，它通过跑腿帮小伙伴们传话，从而获得苹果作为报酬。可是好景不长，聪明的吉吉国王想到了一个更好的点子——土电话，不仅便宜而且更快速，于是熊二又失业了……②引导学生探索土电话的奥秘、讨论声音如何通过土电话传播。

学生答案预设声音通过土电话和中间的线传播。

教师活动板书：“声音是怎样传播的？”提问：“请同学们猜想，生活中有哪些物质可以传播声音？”

学生答案预设空气、书本、水、桌子、墙壁、手机等都有可能參与声音的传播。

设计意图利用与本节课探究主题密切相关、学生熟悉的动画以及土电话导入，能够激发学生的学习兴趣，并为接下来需要探究的问题设疑。

活动1：探究声音在空气中的传播（10分钟）

教师活动提问：①如何进行实验？②如何设计具体的实验方案？

学生答案预设①做一个对比实验，让声音分别在有空气和真空的环境中传播。②太空没有空气，可将声源带去太空，观察是否能够发出声音。③可以使用抽气泵，将周围环境中的空气抽走。

教师活动①出示实验装置。②简要介绍实验装置，该装置由针筒、蜂鸣器、电动抽气机组成，其中针筒的活塞与蜂鸣器是一体的，只要将蜂鸣器接入电源，闭合开关，就可以发出声音。③提问：如何利用这个装置进行实验？

学生活动①思考实验步骤。②将蜂鸣器置于针筒中，密封针筒，用抽气机将针筒内的空气抽出，观察实验现象。

学生答案预设将蜂鸣器与电路连接，有声且发光。

教师活动结合装置（图4）讲解实验原理，提问：在电动抽气机抽气过程中，针筒内的空气越来越少，蜂鸣器的声音会如何变化？

学生活动观看教师实验操作，认真思考，提出猜想。

学生答案预设①蜂鸣器的声音会越来越轻，意味着声音的传播需要借助空气。②蜂鸣器的声音不会发生变化，意味着声音的传播不需要借助空气。

教师活动①利用PPT展示完整实验步骤。②提问：实验过程中需要注意什么？

学生答案预设①实验过程中，针筒的针口要与抽气机的抽气口紧密连接，防止漏气。②实验装置用到了电源，要注意用电安全。③实验需要认真聆听蜂鸣器声音的变化，应保持实验环境安静。

实验注意事项①正确、文明使用装置。②认真倾听蜂鸣器的声音变化。③小组4位同学合理分工，1位同学操作装置，2位同学观察实验现象，1位同学记录（表1），完成实验后交换角色，重复实验。

教师活动①汇总学生观察到的实验现象：将蜂鸣器置于针筒中，抽气，声音由大变小；将抽气机慢慢移开针口，取出蜂鸣器，又听到声音由小变大。得出结论：声音可以在空气中传播。②提问：生活中还能观察到哪些气体可以传播声音？③归纳：空气由各种各样的气体组成，包括氮气、氧气、二氧化碳、氢气，以及一些稀有气体。声音可以在气体中传播。

活动2：探究声音在水中的传播（10分钟）

教师活动提问：①在同学们的猜想中，水也有可能参与声音的传播，那么声音可以通过水进行传播吗？②根据上一个活动中的实验，同学们对下面的实验有什么想法吗？

学生活动将声源放进水中，听一听声音的变化。

教师活动提问：可以用与活动1中相同的实验装置（图5）进行实验吗？

学生答案预设可以，但需将针筒内的空气替换成水。

教师活动①利用PPT演示实验步骤。②提问：实验中需要注意什么？

学生答案预设这是1个对比实验，应遵循控制变量原则，需将活塞推至顶部，将针筒内的空气尽可能排出。

教师活动演示实验装置，尽量将针筒的活塞推至顶部，排出空气，再将针筒吸满水。

学生活动根据实验要求、注意事项，完成实验，并做好记录。

教师活动①汇总学生观察到的实验现象：将水填充至注射器，蜂鸣器也能发出声音。得出结论：声音可以在水中传播。②提问：生活中还有其他液体可以传播声音吗？

学生答案预设：①饮料、牛奶可以传播声音。②食用油可以传播声音。③医院消毒使用的医用酒精也可以传播声音。

教师活动归纳总结：只要是液体，都可以传播声音。

活动3：探究声音在固体中的传播（5分钟）

教师活动①提问：还有这样一类物质，比如书本、桌子、墙面等，它们都是固体，声音可以通过固体传播吗？②用调羹撞击桌面，提问：观察到了什么？③演示改进后的调羹实验（图6）：首先将线缠绕在调羹上，两端留出约40 cm 的长度，然后用两只手的指尖缠绕住线的两端，塞于耳朵口，輕轻摇晃调羹使其撞击课桌，并提问：为什么声音和第一次相比，会发生这样的变化？④提问：生活中，还遇到过哪些固体传声的例子？⑤提问：将棉线替换成金属丝、尼龙线可以吗？

学生活动①观察调羹撞击桌面的现象，思考发现。②小组合作，认真阅读改进后的实验要求，进行调羹实验。③讨论后分享实验现象。预设答案：与第1次相比，调羹的声音更响亮，也更好听。④分享实验结论。预设答案：调羹第1次撞击桌面，声音是通过空气传播的，调羹第2次撞击桌面，声音是通过棉线传播的。

教师活动归纳总结：固体也能传播声音。

活动4：探究3种介质传播声音的效果（5分钟）

教师活动①提问：3种介质传播声音的效果有区别吗？请同学们提出猜想。②举例探讨：古人战时为什么把耳朵贴在地上，通过听声响判断是否有骑兵来袭？

学生答案预设军队移动时，脚步会发出声音，如果将耳朵贴在地面，声音会通过地面传播到耳朵，能够及时、有效判断是否有敌人来袭，因此可推测出固体传播声音的效果比气体、液体好。

教师活动①提问：固体传播声音效果最好，那如何比较液体和气体的传播效果呢？②出示分贝仪，并提问：如何设计实验？

学生活动小组讨论实验方案。答案预设：用分贝仪测量液体和气体中发声器发出声音的分贝，分贝大的介质传播声音的效果更好。

教师活动①组织学生发言，制订实验方案。②开展模拟实验。

学生活动①认真观察实验。②根据实验结果推测实验结论。

教师活动①组织学生发言。②根据实验结果推测出声音传播效果：固体>液体>气体。

活动环节设计意图

在探究声音在气体中传播的基础上，让学生自主设计声音在液体中传播的实验，向学生强化对比实验只能改变1个条件的认识，培养学生初步设计对比实验的能力，提高学生的科学探究能力。同时，通过列举多个生活中固体传声的例子，拓宽学生思维边界，丰富探究形式，将科学知识与生活紧密联系，使学生更易理解。

趣味拓展，问题研讨（7分钟）

教师活动①提问：声音是如何从一个地方传播到另一个地方？声音在传播的过程中需要借助哪些物质？②结合学生的回答，梳理本节课的知识点。

学生活动根据教师板书，构建本课知识框架。

教师活动①归纳总结：声音的传播离不开物体，声音可以通过气体、液体和固体传播。②提问：吉吉国王的土电话有什么奥秘？③提问：太空中宇航员为什么需要电子通讯设备才能进行沟通？⑷提问：当我们在河岸边行走时，为什么鱼儿会受惊呢？

学生活动应用本节课学到的知识对教师提出的问题进行讨论。

教师活动解释问题：①土电话是利用线传播声音，原理为线传播了振动，拉直了更利于振动沿着线传播，且传播过程中不易损耗，听得更清楚。②太空中没有气体，真空中不能传声。③走路的声音能够通过河岸和水传播。

拓展环节设计意图

在总结、梳理本节课知识点的基础上，提出一些与生活中声音传播相关的趣味问题，让学生对学到的知识进行巩固提升，使其感受生活中无处不在的科学，从而学会留心观察身边的科学现象。

该作品获得“第九届全国科学教育专业师范生教学技能创新大赛”一等奖

点评

该教学设计整体结构比较完整，各部分内容言之有物、切中要害。主要优点包括：具体设计理念能够基于学情，创设情境，改进实验，通过声音在空气、水和不同固体中传播的比较实验，有效突破教学难点；教学流程以学生活动为主，设计逻辑严谨，由浅入深，由小学生熟悉的动画人物熊二的发明和土电话引入主题，能激发学生学习兴趣；教师引导学生自主探究蜂鸣器，层层递进，并巧妙地设计了以制作简易听诊器作为教学活动评价手段，体现了“以学生为主体，教师为主导，教评结合”的教学理念。

——天津师范大学孙宝玲副教授