资源简介

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基本信息
学科 小学科学 版本 青岛版·六三制
年级 四年级下册
单元名称 第2单元《声音的秘密》
单元主题 声波探秘：从产生到应用
课时安排 5课时
一、单元主题
“声波探秘：从产生到应用”
本单元围绕“声音的产生、传播、变化及噪声防治”展开，引导学生通过观察、实验、推理与工程实践，理解声音的本质及其应用，培养科学探究能力与社会责任感。
二、单元情景
“声学工程师的挑战”
班级成立“声学探秘小队”，接受任务——帮助社区解决噪音污染问题，并设计一款校园噪音监测器。通过连续一周的探究活动，从“发现声音奥秘”到“应用声学原理解决实际问题”，最终完成噪音监测模型，理解声音科学与人类生活的密切联系。
核心任务：
1.任务一：破解声音之谜（探究声音的产生与传播条件）
2.任务二：追踪声音的轨迹（分析声音传播方向与能量）
3.任务三：声音的变奏曲（研究声音高低、强弱变化规律）
4.任务四：守护宁静家园（设计噪音防治方案与模型）
三、课标分析
对应《义务教育科学课程标准（2022）》：
3.物质的运动与相互作用 3.1 声音的产生与传播 ①描述声音产生的条件；说明声音能在不同物质中传播。
13.工程设计与物化 13.1 工程设计的基本流程 ⑤通过设计与制作简单装置解决实际噪音问题，分析模型不足并改进。
跨学科概念 技术与工程（T）、数学建模（M）、社会责任（STS） 能用图表记录数据，形成初步的逻辑推理能力；了解噪声危害，提出环保方案。
四、教材分析
本单元包括《声音的产生》、《声音的传播》、《声音的变化》、《噪声的危害与防治》这4课。
第5课《声音的产生》通过实验带领学生探究声音是如何产生的。学生将使用简单的实验器材，如鼓、橡皮筋、音叉等，观察这些物体在发声时的振动现象。
第6课《声音的传播》主要探讨声音的传播方式和途径。学生将通过实验观察声音在气体、液体和固体中的传播现象，理解声音可以在不同物质中向各个方向传播。能够认识到声音传播需要介质，并了解声音在不同介质中传播速度的差异。
第7课《声音的变化》主要探讨声音的高低和强弱变化。学生将通过制作简易的音乐装置，如水杯琴等，观察并理解振动频率与声音高低的关系，以及振幅与声音强弱的关系。
第8课《噪声的危害与防治》主要讲解噪声的危害以及防治方法。学生将通过查阅书刊或其他信息源，了解噪声对环境和人类生活的影响，学习减少噪声对人的影响的具体措施，并了解控制噪声的新技术。通过实验和讨论，学生能够区分乐音和噪声，并培养参与环境保护的意识。
本单元的各课之间紧密相连，共同构成了对声音现象的全面探究。从声音的产生到传播，再到声音的变化和噪声的危害与防治，形成了一个完整的知识体系。每一课都是对声音现象某一方面的深入探讨，为后续课程的学习打下基础。
教学目标
科学观念 ①知道声音因振动产生，传播需要介质； ②理解音调、响度的变化规律； ③列举噪声防治措施。
探究实践 ①设计对比实验验证声音产生条件； ②制作简易传声装置，探究介质对传播的影响； ③分析噪音监测数据。
科学思维 ①通过归纳法总结振动与声音的关系； ②运用类比法（如水波）解释声波； ③用模型解释噪声监测器工作原理。
态度责任 ①形成科学严谨的实验态度； ②培养环境保护意识； ③尊重公共规范，设计人性化降噪方案。
六、学情分析
1.年龄特点：四年级学生以具体形象思维为主，对声音现象感兴趣，但抽象思维能力较弱，需借助直观实验。
2.已有经验：知道“说话有声”“敲击物体会响”，但缺乏对“振动”“介质”的系统认知。
3.学习难点：理解真空不能传声；区分音调与响度的本质差异；噪声防治方案的科学性与可行性。
七、学习活动设计
（一）活动1：声音诞生记（对应第5课《声音的产生》）
1.主题：寻找生活中的声音来源
2.目标：探究物体振动与声音的关系。
3.达成方式：
①实验：敲击音叉放入水中观察水花；拉动橡皮筋感受振动。
②学科融合：语文（撰写实验日记）；美术（绘制振动轨迹图）。
（二）活动2：声波追击战（对应第6课《声音的传播》）
1.主题：声音的“旅行”路径
2.目标：验证声音在固体、液体、气体中的传播方向。
3.达成方式：
①实验：用棉线电话传声；水下敲击石块听声。
②数学：绘制声波传播方向折线图。
（三）活动3：声音变变变（对应第7课《声音的变化》）
1.主题：控制声音的“魔法”
2.目标：探究音调、响度与振动频率、幅度的关系。
3.达成方式：
①制作“水杯琴”改变水量调音；用分贝仪测量不同力度击鼓的响度。
②艺术：演奏简单旋律，感受音调变化。
（四）活动4：静音小卫士（对应第8课《噪声的危害与防治》）
1.主题：社区降噪计划
2.目标：分析噪声来源，设计防治模型。
3.达成方式：
①社会调查：记录校园不同时段噪声分贝值。
②工程制作：用纸箱、海绵等材料制作简易消音装置。
八、教学方法
1.任务驱动法：以“社区降噪计划”为主线，分解为“问题诊断—方案设计—模型验证”子任务。
2.实验探究法：指导设计对比实验（如“有无介质传声对比”），强调变量控制。
3.项目式学习：噪音监测器模型制作需综合声学、数学测量、工程结构知识，跨学科合作完成。
九、学习方法
1.小组合作学习：4人小组分工记录数据、操作实验、分析结果。
2.观察记录法：使用《声音日记本》记录不同实验现象。
3.类比推理：将声波类比水波，通过可视化实验（如水面振动）理解抽象概念。
十、评价策略
（一）总体评价
1.过程性评价（60%）：学习单完成度、实验操作规范性、小组贡献度。
2.终结性评价（40%）：噪音监测模型的功能性、创意性与展示答辩。
（二）分活动评价表
活动1：声音的产生 观察记录准确性 能识别1种物体发声时的振动现象 能描述3种物体发声时的振动特征 能绘制不同物体的振动原理示意图
实验规范性 在教师指导下完成振动实验 能自主完成振动实验并记录现象 能改进实验方法并分析振动强度与声音大小的关系
活动2：声音的传播 材料工具运用 在提示下使用固体/液体/气体材料测试传声效果 能独立选择不同介质进行传播效果对比 能设计新型传导装置验证声音传播方向
探究科学性 简单复述实验结论 能通过数据分析总结不同介质传声差异 能建立"振动传递链"模型解释传播原理
活动3：声音的变化 变量控制能力 改变单一变量（钢尺长度）观测振动频率 控制两变量（长度+用力）进行对比实验 能自主设计多因素对音调影响的实验方案
量化分析能力 用"快/慢"描述振动 能用快慢次数定量表达振动频率 能将数据转化为统计图表并分析规律
活动4：噪声防治 社会应用意识 列举3种生活中常见的噪声源 分类说明不同场景的降噪措施 能提出创新降噪方案并论证可行性
公民责任认知 知道要远离噪声环境 能主动制止身边的噪声污染行为 能在社区开展噪声污染防治宣传活动
作业设计
活动1：声音产生实验日记（分层作业）
基础作业 整理声音产生条件笔记。 ★：记录关键词； ★★：图文结合； ★★★：附加生活案例。
提升作业 设计“振动停，声音止”实验。 ★：简单操作； ★★：对比两种物体； ★★★：创新实验方法。
拓展作业 拍摄家庭乐器演奏视频，标注振动部位。 ★：录制视频； ★★：解说振动原理； ★★★：多乐器对比分析。
活动2：声音的传播（分层作业）
基础作业 （实验观察） 选择5种家庭材料测试传声效果，填写实验记录表 ★：完成3种材料测试 ★★：完成5种+描述现象 ★★★：完成7种+分析材料特性
提升作业 （模型制作） 制作"传声管道"模型，用不同材质管子对比传输效果 ★：完成单材质管道 ★★：完成双材质对比 ★★★：制作三材质可换装模型+数据分析
拓展作业 （应用探究） 调研建筑工地的隔音设施，分析其工作原理并提出改进建议 ★：识别2种隔音设施 ★★：说明工作原理 ★★★：提出专利式创新方案
活动3：声音的变化
基础作业 （数据采集） 测量同一钢尺不同伸出长度时的振动次数，绘制音调变化曲线 ★：完成3组数据 ★★：完成5组+画折线图 ★★★：完成7组+推导弦长与频率关系式
提升作业 （乐器改造） 通过改变容器水量制作音阶水杯琴，能演奏简单旋律 ★：制作3音阶水杯 ★★：完成5音阶+演奏片段 ★★★：创作8音阶完整曲目
拓展作业 （智能应用） 设计利用传感器测量声音频率的电子装置，说明工作原理 ★：理解频率检测原理 ★★：搭建原型装置 ★★★：开发可视化交互界面
活动4：噪声防治
基础作业 （社会调查） 绘制学校周边噪声分布热力图，标注主要噪声源 ★：标注3处噪声源 ★★：完成动态分布图 ★★★：建立三维噪声模型
提升作业 （产品设计） 设计多功能降噪耳塞，标注各结构的降噪功能 ★：单功能外型设计 ★★：复合功能设计 ★★★：仿生自适应降噪方案
拓展作业 （政策建言） 撰写《校园安静空间建设倡议书》，需包含现状分析/优化方案/效益评估 ★：列出3条建议 ★★：形成完整倡议框架 ★★★：提供实施路径与预算方案
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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