一、實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的前期思考：為什么需要自制裝置？演講人CONTENTS實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的前期思考：為什么需要自制裝置？實(shí)驗(yàn)裝置的制作步驟：從材料準(zhǔn)備到成品組裝實(shí)驗(yàn)裝置的課堂應(yīng)用：從操作到探究的深度延伸裝置的改進(jìn)與拓展：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維總結(jié)：讓聲音的傳播成為探究的起點(diǎn)目錄2025四年級(jí)科學(xué)上冊聲音傳播實(shí)驗(yàn)裝置制作課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學(xué)課，是讓孩子們在動(dòng)手實(shí)踐中觸摸知識(shí)的溫度?！堵曇舻膫鞑ァ肥撬哪昙?jí)科學(xué)上冊的核心章節(jié)，這一內(nèi)容抽象卻與生活緊密相關(guān)——從上課鈴的回響到媽媽的輕聲呼喚，聲音的傳播路徑藏在每一次日常感知里。為了幫助學(xué)生直觀理解"聲音需要介質(zhì)傳播""不同介質(zhì)傳聲效果不同"等核心概念，我結(jié)合教材要求與學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套操作簡便、現(xiàn)象明顯的聲音傳播實(shí)驗(yàn)裝置。今天，我將以"制作者+指導(dǎo)者"的雙重身份，帶大家完整梳理這套裝置的制作與應(yīng)用過程。01實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的前期思考：為什么需要自制裝置？實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的前期思考：為什么需要自制裝置？在正式進(jìn)入制作環(huán)節(jié)前，我們需要明確一個(gè)核心問題：為什么要自制實(shí)驗(yàn)裝置？1教材內(nèi)容與學(xué)生認(rèn)知的匹配需求四年級(jí)學(xué)生的思維正從具體形象向抽象邏輯過渡，教材中"聲音通過氣體、液體、固體傳播""真空不能傳聲"等結(jié)論，若僅通過文字描述或視頻演示，學(xué)生容易停留在"記憶結(jié)論"層面。通過自制裝置開展探究，能讓學(xué)生在"觀察-操作-記錄-分析"的完整過程中，主動(dòng)建構(gòu)對(duì)"聲音傳播需要介質(zhì)"的認(rèn)知。2現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的局限性與改進(jìn)方向傳統(tǒng)教學(xué)中，常用"鬧鐘放入玻璃罩抽氣"實(shí)驗(yàn)演示真空不能傳聲，但該裝置成本高、操作復(fù)雜（需外接抽氣泵），且抽氣后仍有殘留空氣，現(xiàn)象不夠直觀；而"土電話"實(shí)驗(yàn)雖能演示固體傳聲，但僅能定性感受，無法對(duì)比不同介質(zhì)的傳聲效果。因此，我們需要設(shè)計(jì)一套低成本、多介質(zhì)對(duì)比、現(xiàn)象可視化的實(shí)驗(yàn)裝置。3裝置設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)3241基于以上分析，我將裝置設(shè)計(jì)目標(biāo)明確為三點(diǎn)：③功能多元：能同時(shí)演示氣體、液體、固體傳聲，以及初步模擬真空環(huán)境。①材料易得：使用塑料瓶、橡皮筋、細(xì)線等日常物品，降低制作門檻；②現(xiàn)象可視：通過泡沫球振動(dòng)、聲音清晰度對(duì)比等直觀現(xiàn)象，將"聲音傳播"這一抽象過程轉(zhuǎn)化為可觀察的物理變化；02實(shí)驗(yàn)裝置的制作步驟：從材料準(zhǔn)備到成品組裝實(shí)驗(yàn)裝置的制作步驟：從材料準(zhǔn)備到成品組裝明確設(shè)計(jì)目標(biāo)后，我們進(jìn)入最關(guān)鍵的制作環(huán)節(jié)。為確保四年級(jí)學(xué)生能獨(dú)立或小組合作完成，我將步驟拆解為"材料準(zhǔn)備-基礎(chǔ)框架制作-功能模塊組裝-調(diào)試優(yōu)化"四個(gè)階段，每個(gè)階段均標(biāo)注操作要點(diǎn)與安全提示。1材料準(zhǔn)備（建議提前1天完成）|類別|具體物品|數(shù)量/規(guī)格|作用說明||------------|---------------------------|---------------------------|------------------------------||主體框架|500ml透明塑料瓶（帶蓋）|2個(gè)（1個(gè)完整，1個(gè)去底）|作為實(shí)驗(yàn)容器，觀察內(nèi)部現(xiàn)象||聲源模塊|電子小鈴鐺（直徑≤3cm）|1個(gè)|提供穩(wěn)定聲源||介質(zhì)轉(zhuǎn)換件|細(xì)棉線（直徑0.5mm）|2米|固體傳聲介質(zhì)|||透明塑料薄膜（食品級(jí)）|1張（覆蓋瓶口大?。﹟密封瓶口，模擬真空環(huán)境|1材料準(zhǔn)備（建議提前1天完成）|可視化組件|泡沫小球（直徑5mm）|10個(gè)|通過振動(dòng)顯示聲波傳遞||輔助工具|熱熔膠槍（教師輔助使用）|1把|固定部件|||剪刀、錐子|各1把|打孔、裁剪|||凡士林|少量|增強(qiáng)瓶口密封性|特別提示：電子小鈴鐺建議選擇帶開關(guān)的款式，便于控制聲源；泡沫小球可用廢舊泡沫板自制，用剪刀剪成小顆粒后，用細(xì)針在表面扎小孔（便于系線）。2基礎(chǔ)框架制作（約20分鐘）處理塑料瓶取完整塑料瓶（記為A瓶），用錐子在瓶蓋上扎一個(gè)直徑2mm的小孔（用于穿棉線）；另取去底塑料瓶（記為B瓶），將瓶身倒置（瓶口朝下），用熱熔膠將B瓶底部（原瓶口）與A瓶瓶口粘合，形成"套娃"結(jié)構(gòu)（B瓶套在A瓶外，底部開口，便于觀察A瓶內(nèi)部）。操作要點(diǎn)：粘合時(shí)需確保兩瓶中心對(duì)齊，避免B瓶傾斜影響后續(xù)觀察；若熱熔膠溫度過高，可讓學(xué)生用鑷子輔助固定，教師操作膠槍。步驟2：安裝聲源與可視化組件將電子小鈴鐺用細(xì)棉線系牢（棉線另一端預(yù)留15cm），從A瓶瓶蓋小孔穿出，確保鈴鐺懸掛在A瓶中部；取3個(gè)泡沫小球，用細(xì)線分別系在鈴鐺的三個(gè)方向（上下、左右、前后），線長約2cm（小球自然下垂時(shí)不接觸瓶壁）。常見問題：學(xué)生可能因棉線打結(jié)不牢導(dǎo)致鈴鐺脫落，可提前示范"雙結(jié)法"（打兩個(gè)死結(jié)后輕拉測試）；泡沫小球系線時(shí)易斷裂，建議用透明膠帶在打結(jié)處纏繞加固。3功能模塊組裝（約15分鐘）模塊1：氣體傳聲觀察區(qū)保持A瓶瓶蓋打開狀態(tài)（空氣自由進(jìn)入），B瓶套在A瓶外（不密封），此結(jié)構(gòu)用于觀察聲音通過空氣傳播時(shí)的現(xiàn)象。模塊2：固體傳聲對(duì)比區(qū)取一段棉線（長約50cm），一端系在A瓶外的棉線末端（即穿出瓶蓋的棉線），另一端固定在課桌邊緣（或用夾子夾?。私Y(jié)構(gòu)用于對(duì)比"通過棉線（固體）傳聲"與"通過空氣傳聲"的效果差異。模塊3：液體傳聲模擬區(qū)將A瓶中裝入2/3體積的清水（注意避免打濕鈴鐺電路），重新蓋緊瓶蓋（棉線從瓶蓋小孔穿出后用凡士林密封），此結(jié)構(gòu)用于觀察聲音通過液體傳播的現(xiàn)象。模塊4：真空環(huán)境模擬區(qū)3功能模塊組裝（約15分鐘）模塊1：氣體傳聲觀察區(qū)用塑料薄膜覆蓋A瓶瓶口（需完全覆蓋），邊緣用橡皮筋扎緊，再在薄膜上涂一層凡士林增強(qiáng)密封；用針管連接薄膜（提前在薄膜上扎一個(gè)小孔，插入針管后用膠帶密封接口），此結(jié)構(gòu)可通過抽氣模擬真空環(huán)境。4調(diào)試優(yōu)化（約10分鐘）制作完成后，需進(jìn)行4項(xiàng)調(diào)試：①檢查聲源：打開鈴鐺開關(guān)，確認(rèn)在空氣中能清晰聽到聲音，泡沫小球有明顯振動(dòng)；②測試固體傳聲：用手輕拉棉線（拉直但不緊繃），將耳朵貼在棉線另一端，對(duì)比直接聽空氣傳聲與棉線傳聲的清晰度；③驗(yàn)證液體傳聲：輕敲A瓶外壁（避免直接觸碰鈴鐺），觀察水中泡沫小球是否振動(dòng)，同時(shí)用耳朵貼近瓶身聽聲音；④模擬真空：用針管抽氣3-5次，觀察抽氣前后聲音大小與泡沫小球振動(dòng)幅度的變化。教師指導(dǎo)重點(diǎn)：調(diào)試過程中需提醒學(xué)生注意安全（如針管抽氣時(shí)避免薄膜破裂劃傷），并引導(dǎo)記錄"聽到的聲音是否變化""小球振動(dòng)是否減弱"等現(xiàn)象。03實(shí)驗(yàn)裝置的課堂應(yīng)用：從操作到探究的深度延伸實(shí)驗(yàn)裝置的課堂應(yīng)用：從操作到探究的深度延伸裝置制作完成后，核心目標(biāo)是通過探究活動(dòng)幫助學(xué)生理解"聲音傳播需要介質(zhì)"。我將課堂應(yīng)用設(shè)計(jì)為"分層探究-對(duì)比分析-原理建構(gòu)"三個(gè)環(huán)節(jié)，逐步提升思維深度。1分層探究：從現(xiàn)象觀察到變量控制活動(dòng)1：觀察氣體中的聲音傳播（基礎(chǔ)層）操作：打開A瓶瓶蓋，輕按鈴鐺開關(guān)使其發(fā)聲。1引導(dǎo)提問：2你聽到了什么？（鈴鐺聲）3泡沫小球?yàn)槭裁磿?huì)動(dòng)？（鈴鐺振動(dòng)帶動(dòng)空氣振動(dòng)，空氣振動(dòng)傳遞給小球）4如果沒有空氣（比如在真空中），小球還會(huì)動(dòng)嗎？還能聽到聲音嗎？（引發(fā)猜想）5活動(dòng)2：對(duì)比固體與氣體傳聲（進(jìn)階層）6操作：一組學(xué)生握住棉線末端（拉直）貼耳傾聽，另一組學(xué)生直接聽空氣傳聲，同時(shí)按動(dòng)鈴鐺開關(guān)。7記錄表格：81分層探究：從現(xiàn)象觀察到變量控制活動(dòng)1：觀察氣體中的聲音傳播（基礎(chǔ)層）|傳聲介質(zhì)|聽到的聲音清晰度（清晰/較清晰/模糊）|泡沫小球振動(dòng)幅度（大/中/?。﹟|----------|--------------------------------------|------------------------------||空氣||||棉線|||教師點(diǎn)撥：提醒學(xué)生保持鈴鐺發(fā)聲強(qiáng)度一致（按動(dòng)力度相同），棉線需拉直但不要過緊（避免棉線自身振動(dòng)干擾）?；顒?dòng)3：探索液體中的聲音傳播（拓展層）1分層探究：從現(xiàn)象觀察到變量控制活動(dòng)1：觀察氣體中的聲音傳播（基礎(chǔ)層）操作：將A瓶裝入清水（液面低于鈴鐺2cm），蓋緊瓶蓋，輕敲瓶壁（模擬水中聲源振動(dòng)）。水中的泡沫小球是否振動(dòng)？（說明液體能傳遞振動(dòng)）0103觀察重點(diǎn)：02用耳朵貼近瓶身聽聲音，與空氣中的聲音有何不同？（液體傳聲更清晰，因液體分子更緊密）042對(duì)比分析：從現(xiàn)象到規(guī)律的歸納在完成三組探究后，組織學(xué)生以小組為單位討論以下問題：2對(duì)比分析：從現(xiàn)象到規(guī)律的歸納在哪種介質(zhì)中聽到的聲音最清晰？（固體＞液體＞氣體）在右側(cè)編輯區(qū)輸入內(nèi)容②泡沫小球的振動(dòng)幅度與傳聲效果有什么聯(lián)系？（振動(dòng)幅度越大，說明能量傳遞越充分，傳聲效果越好）關(guān)鍵突破：通過"振動(dòng)-介質(zhì)-傳播"的邏輯鏈，引導(dǎo)學(xué)生理解"聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，振動(dòng)需要通過介質(zhì)（氣體、液體、固體）傳遞，沒有介質(zhì)（真空）時(shí)無法傳播"。③如果將A瓶中的空氣完全抽走（真空），可能會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（聽不到聲音，小球不振動(dòng)）3原理建構(gòu)：聯(lián)系生活的遷移應(yīng)用0504020301為幫助學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)論與生活現(xiàn)象結(jié)合，我設(shè)計(jì)了"生活中的聲音傳播"案例分析：土電話：為什么用棉線連接的紙杯能傳聲？（棉線作為固體介質(zhì)傳遞振動(dòng)）潛水時(shí)聽聲：在泳池里，為什么能聽到岸上的說話聲？（水作為液體介質(zhì)傳遞聲音）宇航員對(duì)話：太空中沒有空氣，宇航員為什么要用無線電通信？（真空不能傳聲）通過這些案例，學(xué)生能直觀感受到"聲音傳播需要介質(zhì)"這一原理在生活中的具體應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)"從探究中學(xué)習(xí)，到生活中應(yīng)用"。04裝置的改進(jìn)與拓展：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維裝置的改進(jìn)與拓展：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維科學(xué)教育的終極目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后，我會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生基于現(xiàn)有裝置提出改進(jìn)方案，以下是往屆學(xué)生的優(yōu)秀創(chuàng)意，可供參考：1功能拓展型改進(jìn)多介質(zhì)對(duì)比裝置：用三個(gè)相同的A瓶分別裝入空氣、水、細(xì)沙（代表氣體、液體、固體），同時(shí)連接鈴鐺，對(duì)比三種介質(zhì)的傳聲效果；真空度可視化改進(jìn)：在真空模擬區(qū)加裝氣壓計(jì)（可用簡易氣壓計(jì)，如吸管+紅墨水），觀察抽氣時(shí)氣壓變化與聲音減弱的關(guān)系。2材料替代型改進(jìn)用氣球皮代替塑料薄膜（彈性更好，密封效果更佳）；01用回形針代替泡沫小球（金屬振動(dòng)更明顯，但需注意重量，避免影響振動(dòng)幅度）；02用手機(jī)播放固定頻率的音頻（如440Hz音叉聲）代替電子鈴鐺，便于用聲音傳感器（如手機(jī)APP）定量測量聲強(qiáng)。033跨學(xué)科融合型改進(jìn)結(jié)合數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)：記錄不同介質(zhì)中聲音傳播的時(shí)間（如用秒表測量敲擊到聽到聲音的間隔），計(jì)算近似聲速；結(jié)合美術(shù)設(shè)計(jì)：給裝置外殼繪制"聲音傳播路徑圖"（用箭頭標(biāo)出振動(dòng)傳遞方向），增強(qiáng)直觀性。05總結(jié)：讓聲音的傳播成為探究的起點(diǎn)總結(jié)：讓聲音的傳播成為探究的起點(diǎn)回顧整個(gè)裝置的制作與應(yīng)用過程，我們不僅完成了"聲音傳播"這一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，更重要的是讓學(xué)生經(jīng)歷了"問題-設(shè)計(jì)-制作-實(shí)驗(yàn)-改進(jìn)"的完整科學(xué)探究過程。當(dāng)學(xué)生看到泡沫小球因聲波振動(dòng)而跳躍，聽到通過棉線傳遞的清晰鈴聲，他們觸摸到的不僅是科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)，更是探究未知的樂趣。作為