优秀STEAM案例 ｜ 仔细听，咚咚晌——初探振动发声的规律
课程背景与目标 ：眼睛和耳朵是我们人类与物质世界相接触取得感性认识的工具，它们所反映的是视觉和听觉现象。其中，视觉是大量的直接经验的来源,但是听觉也起到突出信息获得的作用。尤其是在语言的学习和记忆方面，听觉比视觉有效得多。自古以来，人们为了研究发声规律和声音现象进行了大量的工作。
本课程通过让一年级学生了解声音现象及其产生原理，从感性到理性逐渐了解声音和听觉感官，并通过动手操作，探索振动发声的规律。
课程领域 ：工程、物理、数学
建议年级 ：一年级
建议时间 ：125分钟 课程任务 ：认识声音的概念及产生的原因，知道生活中的发声现象和发声物体；认识鼓的构造，利用给定材料学习设计并制作简易小鼓；思考并讨论如何使制作出的鼓发出不同的声音，探究不同材料的鼓面在发声上有何不同；通过了解现象，提高学习科学和动手制作的兴趣。
教学过程
一、导入(20分钟)
1.简述声音的概念和形成原理(10分钟)
(1)简述声音的概念。声音是物体发出的振动通过人体的听觉器官所产生的种印象。在简述声音概念的时候,教师不妨让学生举例说明日常生活中的一些声音和发声物体。
(2)简述听觉。先让学生猜想自己为什么能听到声音，然后讲解:人之所以能听到声音、理解言语，是因为整个听觉通路的完整性。声波震动鼓膜，刺激听觉神经元细胞，产生神经冲动进而进行传导。然而，有关听觉产生的细节过程依然有待进一步的科学研究和发现。
(3)请学生思考:什么是振动?是不是世界上所有的物体都有振动、都可以产生振动?然后讲解:理论上所有的物体都在振动,也都可以产生振动,只有处在绝对零度的物质才完全没有任何振动。
2.简述声音的分类(5分钟)
列举不同种类型的声音，并询问学生如何把声音归类。该问题是开放性问题，目的是了解学生对声音的认识所达到的层次。例如，教师提示可按照声音大小、高低、好听与否进行分类。
3.声音的扩展知识：噪音和乐音(5分钟)
(1)噪音:音高和音强变化混乱、听起来不和谐的声音，是发音物体做无规律的振动而产生的。
(2)乐音:有一定频率，听起来比较和谐悦耳的声音，是发音物体做有规律的振动而产生的。乐音有三个主要特征，即响度(又称音强)、音调(又称音高)和音色，它们被称为乐音三要素。
二、任务执行与反思(105分钟)
(一)第一个任务的执行与反思(55分钟)
1.出示任务和评价量规(10分钟)
(1)任务:学生以小组为单位用提供的材料制作一面小鼓。各小组设置一名观察员。
(2)材料:大纸杯或牙缸、普通白纸、铝箔纸、塑料薄膜、蜡纸、玻璃纸、橡皮筋、绳子、胶带、热熔胶枪、胶棒、笔、剪刀。
(3)评价量规:鼓的制作评价量规1
1分
2分
3分
声音质量
鼓不能发声,或者声音质量极差
鼓的声音不干净,鼓面振动状态尚可,但混杂着材料弹性形变以外其他形变产生的声音
鼓的声音饱满干净,鼓面振动情况良好
外观及工艺
外观粗糙，鼓各部分的连接非常随意
某些部分注意了美观,并考虑用现有的材料进行美化,但是部分细节处理失当
外观良好,做工精致,恰当地使用材料进行了美化处理
分工合作
分工不明确,每个成员不知道各自应该做什么
有基本的分工,但是分工不系统,成执行分工不彻底,或出现没有承担任务的成员
有明确的分工且贯彻实施，每个成员都安排了相应的任务,并且每个人明确自己的任务,有组织地执行
注:出示任务和评价量规后给少量时间让各小组进行沟通准备。
2.执行任务(20分钟)
正式执行小鼓制作任务,教师要求学生依照评价量规思考以下问题。
用什么材料做鼓面?为什么?
鼓面应该如何固定?具体如何操作?需要注意什么细节？
如何进行分工?
３.总结和反思(25分钟)
全部小组完成小鼓制作后,教师组织学生讨论。
你们组是怎么分工的?
你们组在小鼓制作中是否出现了问题?什么问题?为什么会出现这样的问题?
假如需要改变鼓的声音,有什么方法?在不改变现有材料的前提下只是增加一种材料,是否能让鼓的声音变得不同?怎么做?
（二）第二个任务的执行与反思（50分钟）
1.出示任务和评价量规（10分钟）
(1)任务:用现有的材料再做出四面鼓,要求其发出的声音有别于第一面鼓。之后,各小组展示制作的五面鼓,并比较不同。组员用笔做鼓槌,敲打出有一定乐感的声音。各小组设置一名观察员。该任务评分可以由大家投票决定。
(2)材料:大纸杯或牙缸、普通白纸、铝箔纸、塑料薄膜、蜡纸、玻璃纸、皮筋、绳子、胶带、热熔胶枪、胶棒、笔、剪刀。
(3)评价量规:见鼓的制作评价量规2
1分
2分
3分
材料分析
无材料分析
对制作所用材料的特点分析不够清晰
对制作所用材料的特点分析准确清晰,观点明确
声音变化
新制作的四面鼓所发出的声音与第一面鼓没有变化
声音有变化,但是不明显
声音有明显变化
声音质量
敲打鼓面无法发声,或者声音质量极差
能发声,声音质量一般
声音饱满干净,鼓面振动情况良好
乐感
鼓音没有乐感,杂而无规律
鼓音有一定的乐感,但是鼓手缺乏节奏感和表现力
鼓音乐感良好,鼓手优秀
分工合作
分工不明确,每个成员不知道各自应该做什么
有基本的分工，但是分工不系统，或执行分工不彻底，或出现没有承担任务的成员
有明确的分工且贯彻实施，每个成员都安排了相应的任务,并且每个人明确自己的任务,有组织地执行
展示
展示混乱,无法说明为什么不同的鼓声音会不同, 或没有做出任何说明
展示有一定的条理,但是不充分,对两面鼓的声音不同的原因说明较含糊,没有重点
展示有条理且充分,对制作工艺和过程说明组致,对两面鼓声音不同的原因有完整的解释说明
2.执行任务(20分钟)
执行第二个制作任务时,教师要求学生依照评价量规思考以下问题。
你们组是怎么分工的?
关于声音的改变,你们小组从几个方面做了相应的工作?为什么要这么做？
在制作过程中是否考虑到了材料的节约？
所提供的材料具有什么样的特点?你觉得这些特点使材料在发声上有什么不同?
３.全班讨论(20分钟)
所有小组完成制作后,教师请票数最多的小组进行汇报总结。在时间允许的条件下,教师应让尽可能多的小组发言。发言内容基于以下问题。
你们组是怎么分工的?
你们是如何看待和使用提供的材料的?
怎样固定鼓面才能保证发声质量?
你们小组尝试了用什么敲击鼓面?敲击的物体不同是否导致鼓音不同？
在鼓的内部是否能做出影响声音的装置?
为了让发音不同的鼓产生良好的乐感和节奏感,在打击演奏时有什么窍门?
如果没有声音,世界将变成什么样子?生活会发生哪些变化?
如果还有剩余时间,请各组的观察员做各个小组的观察汇报。
文章来源：《美国STEM课例设计》
作者：陈如平、李佩宁
转自：STEAM教师
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原标题：《优秀STEAM案例 | 仔细听,咚咚晌——初探振动发声的规律》
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