3.5《设计我们的乐器》教学设计-2026-2027学年科学四年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“声音”单元总结实践，核心是运用振动快慢决定音调等原理设计制作乐器。通过播放自制乐器演奏视频导入，明确任务与评价标准，衔接前几课知识，借助设计图支架、角色分工卡搭建学习支持。 此资料以完整工程流程（设计→制作→测试→评价→改进）为特色，科学思维上用控制变量法调试音准，探究实践中通过绘制设计图、制作乐器提升能力，态度责任培养合作与迭代精神。如琴码辅助稳定音高、“先粗剪后精修”策略降低难度，助力学生提升工程实践能力，为教师提供可操作的教学支架与流程。

课 题 3.5设计我们的乐器 总第 课时 教材分析 本课选自教科版《科学》四年级上册，是“声音”单元的总结实践课例，属于技术与工程领域的综合实践活动。教材以“用身边材料设计制作一件能演奏的乐器”为任务，编排明确任务（了解要求和评价标准）、设计方案（绘制设计图）、实施制作（加工组装调试）和展示评价（演奏会、互评改进）四个环节，引导学生综合运用前几课所学的“振动快慢决定音调”“振幅决定强弱”等知识，经历完整的工程设计过程。 学情分析 学生已掌握声音高低与振动快慢、声音强弱与振幅的关系，知道改变弦长、粗细、松紧或管长可改变音调，但缺乏将原理转化为产品设计的系统经验。对自制乐器兴趣浓厚，但调音精确控制（如音准）有较大难度，工程规划能力（画设计图、分工）较弱。 教学目标 科学观念：理解乐器的音调变化可以通过改变发声体的长度、粗细、松紧等实现；设计乐器是运用科学原理解决实际问题的过程。 科学思维：能运用工程思维，按照“设计→制作→测试→改进”的迭代流程规划项目实施；能运用控制变量的方法，在调试过程中逐一调整影响音调的因素（如弦长、松紧），实现音准目标。 探究实践：能绘制设计图（标注材料、发声方式、音调变化方式）；能选择合适的材料制作一件简易乐器，并通过调试使其能演奏简单旋律片段。 态度责任：培养合作分享、精益求精的工程态度；体会科学与艺术的融合，在迭代改进中养成坚韧品质。 教学重点与难点 重点：设计并制作一件能发出不同音调的简易乐器。 难点：精确控制音准；将设计方案转化为实体作品并调试达标。 教学方法 工程实践法、设计图法、合作学习法、评价量规法 教学准备 教师：多媒体课件（自制乐器示例、设计图范例、《小星星》简谱）；手机调音器APP；辅助材料（琴码、铅笔）。 分组材料：橡皮筋（多种粗细）、纸盒（或木盒）、吸管（硬质）、剪刀、胶带、热熔胶枪（教师协助）、记录单（含设计图支架、小组分工卡）。 学生活动设计 明确任务：观看自制乐器演奏视频→出示任务和评价标准（音的数量、音准、外观结构）。 设计方案：讨论乐器类型/发声/调音方式→填写设计图支架（材料清单+尺寸标注+调节方式+分工卡）→展示范例。 实施制作：按图加工→组装固定→粗调（调音器辅助）→细调（“先粗剪后精修”/琴码辅助）→试奏记录问题。 展示评价：演奏会（每组展示）→自评互评（用量规打分）→记录改进思路。 研讨：乐器如何实现高低/强弱变化→工程过程的成功与不足→归纳“迭代改进”。 课后拓展：改进乐器→了解古琴/编钟。 评价：自评互评→总结工程流程。 教 学 过 程 设计意图 一、明确任务，激发挑战（约4分钟） （一）以终为始，目标驱动 教师播放：一段用自制乐器演奏《小星星》的视频。 出示任务：“你能用身边材料制作一件能演奏旋律的乐器吗？” 出示评价标准： 音的数量：至少3个不同音高。 音准：能基本对应简谱音高。 外观结构：牢固、美观、有创意。 学生明确目标，产生探究动机。 二、设计方案——绘制设计图（约8分钟） （一）讨论方案，填写设计支架 教师引导讨论： 乐器类型：橡皮筋琴（弦乐器）/吸管排箫（管乐器）/试管琴（打击乐器）？ 发声方式：拨动/吹气/敲击？ 音调变化方式：改变弦的松紧/长短/粗细？改变管长？ 需要哪些材料？ 学生小组讨论并填写“设计图支架”（含材料清单、尺寸标注区、音调调节方式说明栏）。 领取“组内角色分工卡”：材料员、制作员、调音师、记录员，明确职责。 展示优秀设计图范例，强调标注清晰。 三、实施计划——制作乐器（约16分钟） （一）加工组装，调试校准 学生按设计图分步操作： 加工材料（剪裁、开槽、固定）。 组装部件（胶带或热熔胶固定）。 粗调：用手机调音器APP辅助，将各音调至目标音高附近。 细调： 橡皮筋琴：用琴码（铅笔或木条）改变有效弦长，替代直接拉伸，音高更稳定。 吸管排箫：先粗剪后精修（预留2mm余量），逐级修剪调试（剪短不可逆，须谨慎）。 试奏，记录哪些音准确、哪些需要调整。 教师巡视指导，帮助解决技术问题（琴码位置、胶枪使用）。 四、展示评价，交流改进（约8分钟） （一）演奏会与迭代改进 组织“自制乐器演奏会”：每组展示乐器并尝试演奏《小星星》片段（彩色数字简谱辅助：1=红色、2=蓝色……，降低识谱门槛）。 依据评价标准进行自评、互评、教师评。 教师提问：“我们的乐器与购买的乐器有什么差别？怎样改进？”（加固结构、增加共鸣箱、加刻度标记） 学生记录改进思路。 五、研讨与总结（约4分钟） （一）原理复盘，工程思维 教师组织研讨： “我们的乐器是如何实现声音高低变化的？”（改变弦长/松紧/粗细，或改变管长） “制作过程中最大的挑战是什么？你是怎么解决的？” “工程设计的流程是什么？哪个环节最重要？” 学生讨论并回答。 师生总结： 设计乐器是应用科学原理解决实际问题的过程。 好乐器需要精确调试和不断迭代。 工程流程：设计→制作→测试→评价→改进（循环迭代）。 六、拓展迁移，课后延伸（约2分钟） 布置任务： 改进任务：根据评价建议改进乐器，录制演奏视频分享班级群。 查阅任务：了解曾侯乙编钟或古琴的制作工艺与音律。 思考任务：怎样让自制乐器的声音更大？（增加共鸣箱） 七、反思评价，总结方法（约3分钟） （一）评价与总结 评价表（能完成设计图、能制作演奏的乐器、能调试音准、有合作意识），自评与互评。 总结工程流程：“设计→制作→测试→评价→改进”，强调迭代优化是工程设计的核心。 教师总结：“今天我们不仅做了乐器，更经历了一次完整的工程设计。好的产品不是一次做出来的，而是不断改进出来的。” 1. 以终为始，评价量规前置使目标清晰可测，激发工程设计动机。体现课标“能根据任务要求和评价标准规划工程实践”。 1. 设计图支架降低规划难度，角色分工卡确保实施有序，培养工程规划能力和团队协作意识。体现课标“能绘制设计图表达工程方案”。 通过动手制作将设计转化为产品。琴码辅助和“先粗剪后精修”策略降低调音难度，减少挫败感。分工卡确保人人参与。体现课标“能按工程方案实施制作并调试优化”。 1. 通过展示评价强化成就感，通过对比反思促进迭代优化。彩色简谱和“至少3个音即可达标”降低音乐素养差异的影响。体现课标“能根据评价结果反思并提出改进方案”。 将实践体验上升为工程思维的系统认知。体现课标“能描述工程实践的基本流程”。 将课堂制作延伸到家庭改进和文化探究，培养持续创新意识。 1. 强化工程思维和迭代意识，促进元认知。体现课标“能在教师指导下进行工程反思”。 作业设计： 基础作业：完成“我们的乐器”设计图支架和制作记录（含材料、步骤、调试过程）。 实践作业：改进乐器——根据课堂评价建议改进音准和外观，尝试演奏《小星星》片段，录制视频分享。 拓展作业（选做）：查阅资料，了解曾侯乙编钟或古琴的制作与音律，写150字介绍。 板书设计： 3.5设计我们的乐器 1、 任务与标准 任务：制作一件能演奏旋律的乐器 标准：✅ 音的数量（≥3个） ✅ 音准 ✅ 外观结构 2、 工程流程 设计 → 制作 → 测试 → 评价 → 改进（迭代） 3、 设计方案（示例） 橡皮筋琴：改变弦长（琴码）、松紧、粗细 吸管排箫：改变管长（空气柱长度） 试管琴：改变水量（空气柱长度） 4、 调试关键 调音器APP辅助 + 琴码（稳定音高）+ 逐级精修（不可逆操作留余量） 5、 评价反馈 自评 → 互评 → 改进方案 课后反思： 优点：工程流程完整，学生经历了从设计到迭代的全过程；设计图支架和角色分工卡有效降低了规划难度，保障了合作有序。 不足：调音环节对四年级学生难度较大（橡皮筋易跑音、吸管修剪不可逆），部分小组因反复调试产生挫败感；识谱能力差异大，部分学生无法完整演奏旋律。 改进：提供琴码辅助稳定橡皮筋音高，吸管采用“先粗剪后精修”策略，评价调整为“能发出至少3个不同音高且能吹奏简单节奏型”即可达标；提供彩色数字简谱辅助，降低识谱门槛。 学科网（北京）股份有限公司 $