第5课 设计我们的乐器（教学设计）-2026-2027学年四年级上册科学教科版

该小学科学教学设计聚焦运用声音知识设计能发出高低不同声音的简易乐器，通过回顾声音产生及振动快慢影响音调的前序知识，搭建从理论到实践的学习支架，引导学生明确设计任务。 特色在于STEAM教育实践，学生经历工程设计全流程，跨学科融合美术（设计图绘制）、数学（尺寸测量）等，评价体系多元。通过设计图标注发声与音调变化方式、制作中调整振动条件等实例，培养科学思维与探究实践能力，提升学生合作创新意识，为教师提供可操作的教学方案与评价工具。

第5课 设计我们的乐器 教科版四年级科学上册 第三单元《声音》 一、课程标准依据 本课属于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“技术与工程”领域，核心概念为“运用科学知识设计并制作简易乐器”。学生综合运用前几课学到的声音知识，设计一个能发出不同声音的乐器，经历明确问题、设计方案、选择材料、加工制作等工程实践过程。 二、单元分析 本课是单元第5课，进入工程设计阶段。学生已掌握声音的产生、强弱、高低以及乐器原理等知识，本课要求学生综合运用这些知识，设计并制作一个能发出高低不同声音的简易乐器。这是STEAM教育的典型实践，培养学生解决问题的能力和工程思维。第6课将继续改进乐器。 三、教学目标 （一）科学观念 1. 知道设计方案应包含：乐器的发声方式、音调变化的方式、制作所需的材料。 2. 了解设计图的呈现方式和评价标准（音的数量、音准、外观结构）。 3. 理解选择材料需要考虑的因素（是否可以振动、是否容易加工等）。 （二）科学思维 1. 能综合运用声音的知识，设计乐器的发声方案。 2. 能按评价标准（音的数量、音准、外观）衡量自己的设计。 3. 能通过比较自制乐器和购买乐器的差异，发现问题。 （三）探究实践 1. 能根据需要解决的问题（制作能发声的乐器），写出乐器设计方案。 2. 能用设计图的形式呈现方案，标注发声方式、音调变化方式、材料等。 3. 能按照设计图选择材料、加工组装。 4. 能根据评价标准评估自己的作品。 （四）态度责任 1. 乐于参与设计和制作活动，体验工程实践的过程。 2. 在小组合作中能分工协作，共同完成任务。 3. 能听取他人的建议，不断改进自己的设计。 【教学重点】综合运用声音知识，设计方案并制作一个能发出高低不同声音的简易乐器。 【教学难点】将科学知识（声音高低与振动快慢的关系）转化为乐器设计的实际方案。 四、课前准备 （一）学生准备 1. 橡皮筋若干 2. 纸盒/木盒每组1个 3. 吸管每组若干 4. 剪刀、胶带、胶水每组各1 5. 彩笔、卡纸每组适量 6. 记录单每人1份 （二）教师准备 1. 各种简易乐器范例（橡皮筋琴、吸管排箫等） 2. 乐器评价标准表（黑板用） 3. 设计图纸模板（供参考） 4. 安全剪刀等工具 五、教学过程（40分钟） 环节一：聚焦问题（5分钟） 【教师活动】 1. 引导回顾前几课的知识：“我们已知道声音由振动产生，振动快慢影响声音高低。” 2. 出示任务：“综合运用我们已经学过的知识，设计并制作一个能发出高低不同声音的乐器。” 3. 板书课题：设计我们的乐器。 【学生活动】 1. 观察情境，思考并讨论问题。 2. 提出自己的猜测和假设。 3. 产生探究兴趣。 【设计意图】通过情境激趣，激活学生已有经验，引出核心问题，激发探究欲望。 环节二：探索实验（18分钟） 【教师活动】 1. 引导学生制定评价标准：音的数量（多少个不同的音）、音准情况、外观结构。 2. 讲解设计方案应包含的内容：①乐器的发声方式（如拨动橡皮筋）；②音调变化的方式（如改变橡皮筋的松紧程度）；③制作乐器所需的材料（如橡皮筋、纸盒）。 3. 出示设计图示例，讲解设计图的画法。 4. 指导学生分组讨论，填写设计方案。 5. 巡视指导，帮助学生完善设计。 6. 组织学生选择材料，按照设计图进行制作。 【学生活动】 1. 分组讨论，确定乐器的类型和设计方案。 2. 填写设计方案，画设计图。 3. 标注乐器的发声方式、音调变化方式、所需材料。 4. 选择材料，按照设计图进行加工和组装。 5. 测试初步效果，记录问题。 【设计意图】通过层层递进的探究活动，让学生从多个角度收集证据，发展科学探究能力。 环节三：研讨交流（10分钟） 【教师活动】 1. 组织各小组展示设计方案和初步制作成果。 2. 提问引导：“你们的设计方案包含哪些内容？”“发声方式是什么？”“如何实现音调变化？” 3. 引导学生根据评价标准互评，提出改进建议。 4. 比较自己制作的乐器和购买的乐器之间有什么差别。 【学生活动】 1. 各小组汇报探究发现。 2. 参与班级研讨，补充观点。 3. 根据证据得出结论。 【设计意图】通过研讨环节，将分散的探究发现整合起来，引导学生从证据走向结论，发展归纳推理能力。 环节四：拓展应用（5分钟） 【教师活动】 1. 鼓励学生在课后继续完善乐器。 2. 提示思考：如何才能更有效地完成乐器制作？选择材料需要考虑哪些因素？ 3. 预告下节课将进行乐器改进和班级演奏展示。 【学生活动】 1. 尝试完成拓展任务。 2. 联系生活，举例说明。 【设计意图】将本课知识延伸到新的情境，激发学生持续探究的兴趣，为后续学习奠定基础。 环节五：课堂小结（2分钟） 【教师活动】 1. 回顾本课核心问题：如何设计一个能发出不同声音的乐器？ 2. 总结：设计乐器需要明确发声方式、音调变化方式、材料选择。好的设计要考虑音的数量、音准和外观。 3. 布置课后任务：继续完善乐器，记录遇到的问题。 【学生活动】 1. 回顾探究过程，总结发现。 2. 明确课后探究任务。 【设计意图】帮助学生梳理知识要点，巩固本课核心概念。 六、板书设计 七、教学反思 1. 学生是否能独立完成设计方案？ 2. 学生是否将科学知识（声音高低原理）应用到设计中？ 3. 小组合作是否有效？ 4. 学生是否能根据评价标准评估自己的作品？ 5. 制作过程中学生遇到了哪些困难？如何解决？ 6. 本课与第6课“改进我们的乐器”的衔接是否顺畅？ 八、跨学科融合设计说明 （一）关联的美术学科：通过画设计图、装饰乐器，发展创意表达能力。 （二）关联的数学学科：通过测量和计算乐器的尺寸（长度、比例）。 （三）关联的劳动技术：通过加工材料，培养动手能力和工具使用技能。 （四）关联的工程学科：体验工程设计流程（需求分析→设计方案→制作→测试→改进）。 九、学生疑难解答（附常见问题的应对策略） 疑难问题 解答策略 学生不知道从何入手设计乐器。 引导：可以从最简单的开始——橡皮筋琴。用纸盒做共鸣箱，套上不同粗细/松紧的橡皮筋，拨动就能发声。也可以做吸管排箫，把不同长度的吸管排列起来吹。 学生画的设计图太简单，缺少关键信息。 指导：设计图需要标注①发声方式（文字说明）；②音调变化方式（如何改变音高）；③材料清单（需要哪些材料，数量多少）；④组装步骤。可以参考教材71页的示例。 学生制作的乐器只能发出一个音。 引导：要发出高低不同的声音，需要改变振动条件。弦乐器可以改变弦的长度（用不同粗细/松紧的弦）、管乐器可以改变管的长度（不同长度的管子）。试着增加橡皮筋的数量或改变它们的松紧。 十、附件 附件一：第5课 设计我们的乐器 · 活动记录单 一、乐器评价标准 日期：______　小组：______ 评价内容 合格 良好 优秀 音的数量 有1~3个音 达到4个音 达到5个音 音准情况 音调不准 有1~2个音调不准 音调准确 外观结构 做工粗糙 做工一般 做工精细 二、设计方案 ① 乐器的发声方式：________________ ② 音调变化的方式：________________ ③ 制作乐器所需的材料：________________ 三、设计图 （在下方画出设计图） 四、制作记录 遇到的问题 解决办法 附件二：班级记录单：设计展示 设计我们的乐器 日期：__________ 小组 乐器类型 发声方式 音调变化方式 打算用几种音 1组 2组 3组 附件三：学习评价表 评价内容 自评 师评 我能写出完整的乐器设计方案 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能画出清晰的设计图 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能选择合适的材料并制作 ☆☆☆ ☆☆☆ 我能与同伴合作完成 ☆☆☆ ☆☆☆ 我体验到设计制作的乐趣 ☆☆☆ ☆☆☆ 附件四：学习评价表 评价内容 合格 良好 优秀 能准确描述实验现象 能说出 能详细描述 能描述并解释 能运用证据进行推理 能简单推理 能合理推理 能完整推理 能与同伴合作交流 能参与 能主动交流 能积极合作 对本课知识点掌握程度 基本了解 理解并能应用 深入理解并能迁移 学科网（北京）股份有限公司 $