一、實(shí)驗(yàn)背景分析：為何選擇“聲音在固體中傳播”？演講人CONTENTS實(shí)驗(yàn)背景分析：為何選擇“聲音在固體中傳播”？實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)定：三維目標(biāo)的具象化落地實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：從基礎(chǔ)到拓展的階梯式探究實(shí)驗(yàn)實(shí)施策略：突破難點(diǎn)與生成性引導(dǎo)總結(jié)與拓展：從實(shí)驗(yàn)到生活的遷移目錄2025小學(xué)五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)聲音在固體中傳播實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的一線教師，我始終相信：最好的科學(xué)課不是“告訴”學(xué)生結(jié)論，而是帶他們用雙手“觸摸”真理。今天要分享的“聲音在固體中傳播”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，正是基于五年級(jí)學(xué)生已掌握“聲音由振動(dòng)產(chǎn)生”的認(rèn)知基礎(chǔ)，引導(dǎo)他們通過直觀操作、對(duì)比觀察與邏輯推理，自主建構(gòu)“固體能傳播聲音且效果優(yōu)于氣體”的科學(xué)概念。以下，我將從實(shí)驗(yàn)背景、目標(biāo)設(shè)定、方案設(shè)計(jì)、實(shí)施策略與總結(jié)反思五個(gè)維度展開說明。01實(shí)驗(yàn)背景分析：為何選擇“聲音在固體中傳播”？1教材定位與學(xué)情基礎(chǔ)五年級(jí)上冊(cè)《聲音》單元的核心邏輯是“從聲音的產(chǎn)生→傳播→特性”逐步深入。在學(xué)習(xí)本實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生已通過“音叉振動(dòng)濺起水花”“聲帶振動(dòng)摸喉嚨”等活動(dòng)，理解了“聲音由物體振動(dòng)產(chǎn)生”；通過“真空罩里的手機(jī)”實(shí)驗(yàn)（觀察到空氣被抽走后鈴聲減弱），初步感知“聲音需要介質(zhì)傳播”。但前序?qū)W習(xí)中，學(xué)生對(duì)“固體能否傳聲”僅停留在生活經(jīng)驗(yàn)（如“伏地聽聲”的故事），缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證；對(duì)“固體傳聲效果為何更好”的微觀機(jī)制更是模糊。因此，本實(shí)驗(yàn)既是單元知識(shí)鏈的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是培養(yǎng)“基于證據(jù)推理”科學(xué)思維的重要載體。2核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)“科學(xué)探究與實(shí)踐”是核心素養(yǎng)的重要組成。本實(shí)驗(yàn)需引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“提出問題→設(shè)計(jì)方案→實(shí)驗(yàn)觀察→分析數(shù)據(jù)→得出結(jié)論”的完整探究流程，重點(diǎn)發(fā)展以下能力：問題轉(zhuǎn)化能力：將“固體能傳聲嗎”轉(zhuǎn)化為“如何讓固體成為唯一傳聲介質(zhì)”的可操作問題；對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力：控制變量（如敲擊力度、聲源距離），對(duì)比固體與空氣的傳聲效果；現(xiàn)象描述與推理能力：從“耳朵貼桌聽到更清晰的敲擊聲”，推理出“固體傳聲效果優(yōu)于空氣”。02實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)定：三維目標(biāo)的具象化落地1知識(shí)目標(biāo)能聯(lián)系生活實(shí)例（如土電話、醫(yī)生聽診器）解釋固體傳聲的應(yīng)用。能通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納“聲音可以在固體中傳播”的結(jié)論；能對(duì)比不同固體（如木頭、金屬、棉線）的傳聲效果差異，初步理解“固體分子結(jié)構(gòu)緊密，振動(dòng)傳遞更高效”的微觀原理；2能力目標(biāo)用表格、文字或繪圖記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能基于數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的因果推理。獨(dú)立完成“課桌傳聲”“線繩傳聲”等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)使用“貼耳聽聲法”“阻斷空氣傳聲法”等觀察技巧；設(shè)計(jì)“不同材料固體傳聲效果對(duì)比”的拓展實(shí)驗(yàn)，掌握控制變量法的核心（僅改變固體材料，保持其他條件一致）；3情感目標(biāo)在“手敲桌、耳貼桌”的親身體驗(yàn)中，感受科學(xué)探究的趣味性，激發(fā)“觀察生活→提出問題”的好奇心；01通過小組合作解決“棉線傳聲時(shí)為何要拉緊”“金屬棒傳聲為何更清晰”等問題，體會(huì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的價(jià)值；02從“古人用竹筒聽地”到“現(xiàn)代建筑隔音材料”的拓展，感悟科學(xué)知識(shí)對(duì)人類生活的影響，樹立“科學(xué)服務(wù)生活”的意識(shí)。0303實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：從基礎(chǔ)到拓展的階梯式探究1實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：安全、易得與典型性兼顧為確保實(shí)驗(yàn)可操作性，材料選擇需遵循“三原則”：安全性：避免尖銳、易損物品（如玻璃），優(yōu)先用木質(zhì)課桌、棉線、尼龍繩、金屬衣架（無尖銳邊角）；日常性：利用教室現(xiàn)有物品（課桌、椅子）、學(xué)生自帶材料（棉線、衣架），降低準(zhǔn)備難度；典型性：選擇不同類型固體（木質(zhì)→纖維結(jié)構(gòu)、金屬→致密結(jié)構(gòu)、棉線→柔性結(jié)構(gòu)），便于對(duì)比傳聲效果差異。具體材料清單如下：|實(shí)驗(yàn)類型|所需材料|1實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備：安全、易得與典型性兼顧|----------------|--------------------------------------------------------------------------||基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證固體能傳聲）|木質(zhì)課桌、音叉（或小錘）、秒表（計(jì)時(shí)用）、耳塞（阻斷空氣傳聲）||對(duì)比實(shí)驗(yàn)（固體vs空氣）|同上，另需空曠走廊（無障礙物反射）||拓展實(shí)驗(yàn)（不同固體對(duì)比）|棉線（長2米）、尼龍繩（同長度）、金屬棒（同長度）、紙杯（2個(gè)，制作土電話）|2實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)：由易到難的探究路徑2.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證“固體能傳聲”（15分鐘）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：通過“阻斷空氣傳聲，僅通過固體感知聲音”的操作，證明固體是傳聲介質(zhì)。操作步驟：分組：4人一組，1人敲桌（敲擊點(diǎn)距耳朵貼桌點(diǎn)約50cm），1人貼耳聽聲，1人記錄，1人監(jiān)督（確保敲擊者不發(fā)出其他聲音）。預(yù)實(shí)驗(yàn)：不貼耳，正常坐在座位上，聽敲擊課桌的聲音（此時(shí)聲音通過空氣傳播）。正式實(shí)驗(yàn)：聽聲者用雙手緊堵耳朵（阻斷空氣傳聲），將一側(cè)耳朵輕貼桌面（接觸面積約手掌大小），敲擊者用小錘輕敲桌面（力度與預(yù)實(shí)驗(yàn)一致）。現(xiàn)象記錄：記錄“是否聽到聲音”“聲音的清晰程度（用‘模糊/清晰/很清晰’描述）”。2實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)：由易到難的探究路徑2.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證“固體能傳聲”（15分鐘）關(guān)鍵提示：需強(qiáng)調(diào)“貼耳時(shí)耳朵與桌面需緊密接觸，但不要用力按壓（避免骨骼傳聲干擾）”；敲擊力度要輕且一致（可用秒表控制兩次敲擊間隔，確?？杀刃裕?。學(xué)生可能的疑問：“如果耳朵貼桌時(shí)，手沒堵嚴(yán)，會(huì)不會(huì)同時(shí)聽到空氣傳聲？”——可引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整操作：先堵嚴(yán)耳朵再貼桌，或用耳塞輔助阻斷空氣。2實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)：由易到難的探究路徑2.2對(duì)比實(shí)驗(yàn)：固體vs空氣傳聲效果（20分鐘）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：通過對(duì)比同一聲音經(jīng)固體與空氣傳播后的差異，得出“固體傳聲效果更優(yōu)”的結(jié)論。操作步驟：場地選擇：教室走廊（長約10米，無回聲干擾），標(biāo)記起點(diǎn)（敲擊點(diǎn)）和終點(diǎn)（聽聲點(diǎn)），距離設(shè)為3米（確?？諝鈧髀晻r(shí)聲音清晰但不刺耳）?？諝鈧髀暯M：聽聲者站在終點(diǎn)，不接觸任何固體，敲擊者用小錘敲擊金屬塊（聲源），聽聲者記錄“能否聽到聲音”“聲音大?。ㄓ谩?中/強(qiáng)’表示）”。固體傳聲組：聽聲者將耳朵貼在連接起點(diǎn)與終點(diǎn)的木質(zhì)長凳（或金屬欄桿）上，敲擊者在起點(diǎn)敲擊同一金屬塊，聽聲者記錄同上。重復(fù)實(shí)驗(yàn)：每組操作3次，取平均結(jié)果（避免偶然誤差）。2實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)：由易到難的探究路徑2.2對(duì)比實(shí)驗(yàn)：固體vs空氣傳聲效果（20分鐘）現(xiàn)象預(yù)期：空氣傳聲時(shí)，3米外聲音較弱；固體傳聲時(shí)，即使距離相同，聲音更清晰、響亮?？茖W(xué)原理滲透：此時(shí)可結(jié)合分子模型圖（PPT展示）簡單解釋：“固體分子排列緊密，振動(dòng)能快速傳遞；空氣分子間距大，振動(dòng)傳遞時(shí)能量散失多。就像排隊(duì)傳籃球，人挨人時(shí)球傳得快，人分散時(shí)容易掉球。”2實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)：由易到難的探究路徑2.3拓展實(shí)驗(yàn)：不同固體傳聲效果對(duì)比（25分鐘）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：探究“不同類型固體（纖維/金屬/柔性）的傳聲效果差異”，深化對(duì)“結(jié)構(gòu)影響功能”的理解。操作步驟（以“土電話”改進(jìn)實(shí)驗(yàn)為例）：制作三種材質(zhì)的“土電話”：A組：棉線（直徑約1mm，表面粗糙）連接兩個(gè)紙杯；B組：尼龍繩（同長度，表面光滑）連接兩個(gè)紙杯；C組：細(xì)金屬絲（同長度，硬度高）連接兩個(gè)紙杯。控制變量：線長均為2米，紙杯大小相同，說話者聲音響度一致（用分貝計(jì)輔助控制），聽聲者將紙杯扣在耳朵上（避免空氣傳聲）。2實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)：由易到難的探究路徑2.3拓展實(shí)驗(yàn)：不同固體傳聲效果對(duì)比（25分鐘）實(shí)驗(yàn)操作：每組選1名學(xué)生在一端輕聲說“科學(xué)真有趣”，另一端學(xué)生記錄“能否聽清內(nèi)容”“聲音的清晰排序（A/B/C從清晰到模糊）”。1現(xiàn)象預(yù)期：金屬絲傳聲最清晰（分子最緊密），尼龍繩次之（分子較緊密但柔性緩沖振動(dòng)），棉線最模糊（纖維結(jié)構(gòu)松散，振動(dòng)能量散失多）。2學(xué)生思維進(jìn)階：通過“為什么金屬絲效果最好”的追問，引導(dǎo)其從“固體結(jié)構(gòu)”角度思考，為初中“聲速與介質(zhì)種類、狀態(tài)有關(guān)”的學(xué)習(xí)埋下伏筆。304實(shí)驗(yàn)實(shí)施策略：突破難點(diǎn)與生成性引導(dǎo)1關(guān)鍵難點(diǎn)突破難點(diǎn)1：如何確?！皟H通過固體傳聲”？對(duì)策：實(shí)驗(yàn)前用“阻斷法”驗(yàn)證——如在“課桌傳聲”中，聽聲者先堵耳不貼桌，確認(rèn)聽不到敲擊聲（排除空氣傳聲）；再貼桌，若聽到聲音，則證明固體傳聲。難點(diǎn)2：學(xué)生混淆“固體傳聲”與“骨骼傳聲”對(duì)策：設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)——讓聽聲者用手將耳朵與桌面隔開（墊一層軟布），若此時(shí)聽不到聲音，說明之前的聲音確實(shí)通過固體（桌面）傳播，而非手的骨骼。難點(diǎn)3：如何量化“聲音清晰程度”？對(duì)策：提供“模糊（聽不清內(nèi)容）→清晰（聽清詞語）→很清晰（聽清每個(gè)字）”的三級(jí)描述，或用“能聽到/不能聽到”的定性記錄，降低量化難度。2生成性問題引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)中常出現(xiàn)的意外現(xiàn)象，恰是培養(yǎng)科學(xué)思維的契機(jī)：現(xiàn)象：棉線傳聲時(shí)，拉緊的線比松弛的線更清晰。引導(dǎo)：“為什么線松了就聽不清？”（松弛的線振動(dòng)時(shí)能量被“軟塌”的結(jié)構(gòu)吸收，無法有效傳遞；拉緊的線更接近“固體桿”狀態(tài)，振動(dòng)傳遞更高效。）現(xiàn)象：金屬棒傳聲時(shí)，敲擊點(diǎn)離耳朵越遠(yuǎn)，聲音越弱。引導(dǎo)：“這說明固體傳聲會(huì)能量散失嗎？”（是的，任何介質(zhì)傳聲都會(huì)有能量損失，只是固體比空氣損失少。）現(xiàn)象：有的小組報(bào)告“貼桌沒聽到聲音”。引導(dǎo)：“可能的誤差原因有哪些？”（敲擊力度太小、耳朵與桌面接觸不緊密、其他組的聲音干擾）——通過分析誤差，培養(yǎng)“尊重?cái)?shù)據(jù)、嚴(yán)謹(jǐn)求證”的科學(xué)態(tài)度。05總結(jié)與拓展：從實(shí)驗(yàn)到生活的遷移1核心結(jié)論總結(jié)通過三組實(shí)驗(yàn)，我們得出以下結(jié)論：聲音可以在固體中傳播，固體是聲音的有效介質(zhì)；相同條件下，固體傳聲效果優(yōu)于空氣（因固體分子更緊密，振動(dòng)傳遞更高效）；不同固體的傳聲效果有差異，結(jié)構(gòu)越緊密（如金屬），傳聲效果越好。010302042生活應(yīng)用拓展科學(xué)知識(shí)的價(jià)值在于解釋與改造生活。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，可引導(dǎo)學(xué)生觀察以下現(xiàn)象：1古代智慧：戰(zhàn)爭中士兵“伏地聽馬蹄聲”，利用大地（固體）傳聲比空氣快，提前預(yù)警；2現(xiàn)代科技：醫(yī)生用聽診器（金屬探頭+軟管）將心跳聲通過固體（金屬、橡膠）傳遞，減少空氣散失；3生活技巧：敲西瓜時(shí)用手托住（手是固體），通過手感知振動(dòng)，判斷西瓜成熟度（成熟西瓜內(nèi)部結(jié)構(gòu)更緊密，振動(dòng)傳遞更清晰）。43課后延伸任務(wù)為深化理解，可布置分層任務(wù)：基礎(chǔ)層：用棉線和紙杯制作“土電話”，與家人玩“秘密傳話”游戲，記錄“線拉緊/松弛時(shí)的傳聲差異”；進(jìn)階層：調(diào)查“家里哪些地方利用了固體傳聲（如水管傳聲）”或“哪些地方需要阻斷固體傳聲（如隔音地板）”，用照片+文字記錄；挑戰(zhàn)層：查閱資料，了解“聲吶”“地震波”中固體傳聲的應(yīng)用，制作簡易科普卡片。結(jié)語：聲音在固體中