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[追踪]第一届全国科创项目式学习方案征集活动案例:声音主题的项目式学习——以“栩栩如声”趣味声音探秘营课程设计为例

文_ 叶 影/浙江省科技馆

2022-11/总第320期

阅读数8

项目以“基于实物的体验式学习和基于实践的探究式学习”为设计思路,结合浙江省科技馆人气展品资源“管道音乐”,围绕声音的原理开展探究,跟着展品探究科学。对接小学《科学》教科版四年级上册“声音是怎么产生的?”这节课进行拓展,吸引学生发现和关注声音背后的科学与趣味,学习声音由振动产生的原理,学会用放大转换法观察振动现象,通过实验探究总结物体发声的规律。


项目准备

本项目以小学四年级学生为目标教学对象,利用角色扮演(声音研究员和小小调音师),采用PBL项目式学习和5E学习环相结合的教学模式,以任务为导向,引导学生从“管道音乐”这一展品能演奏出美妙音乐的探秘任务入手,探究声音的由来。通过一系列层次分明、设计巧妙的实验,在充满乐趣的氛围中探索物体发出声音的条件及其影响规律,最后学以致用,引导学生利用多种生活中常见的材料DIY一件小乐器。

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图1 观察和体验展品“管道音乐”

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图2 巧用玻璃杯奏乐


项目分析

根据儿童认知发展理论,四年级9~10岁的学生,正处于“具体运算阶段”,学生已经可以进行表象逻辑思维。课程以科技馆丰富的展品资源作为支撑,从“管道音乐”展品出发,开展基于实物的体验式学习。通过循序渐进的环节,结合种类丰富、精心设计的实验,由易到难,逐步探索乐器发出声音的原理,调动学生的积极性,进而探究声音产生的条件和影响因素。另外,通过DIY设计,将所学的与声音相关的科学知识学以致用,在乐趣中探索知识,在学习中提升实践能力。


项目实施

阶段1:观察管道乐器,了解声音是如何产生的

①引导学生根据任务内容,担任声音研究员,以小组PK和展厅寻宝的方式,快速在展厅找到该阶段任务对应展品“管道音乐”。“管道音乐”展品如图1所示,由一排形状相似、长短不同的管道组成。②引导学生用击打板敲击不同的管道,敲击其中一根管道后,发出声音,触摸管道,手指能感知到管道在振动,由此引入课程探究的主要问题——声音是如何产生的。③观察并分析不同长度的管道对应音调的变化规律,分析音调高低的影响因素,根据观察,学生发现管道乐器发出的音调与管道长度有关。管道越长,音调越低,管道越短,音调越高。④经过练习,引导学生摸索管道音乐发声规律,并敲击出简单的旋律。本阶段通过小组PK的方式促进了组员之间的合作,调动了学生的探索积极性。 

阶段2:巧用玻璃杯奏乐,探究声音产生的奥秘

①通过学习展品“管道音乐”,知道了声音是如何产生的,并了解了影响管道乐器音调高低的因素,引导学生思考管道长度影响音调的原理。②经过讨论交流,让学生利用玻璃杯进行实验,学习声音产生的原理,并对比玻璃杯加水前后发出声音的规律变化,分析玻璃杯内水量的多少与音调高低的关系。③引导学生根据观察到的规律,通过改变玻璃杯内水量模拟管道乐器,并演奏简单的乐曲。通过对展品的体验式学习,引导学生动手操作,在实践中获得乐趣,在乐趣中探索科学规律,提升学生学习的自主性。

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图3 鬃人舞动

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图4  舞动的小蛇

阶段3:多种场景学习,深入理解关键知识和概念

①利用课程提供的北京鬃人和跳舞小蛇材料包、钢尺、橡皮筋、不同粗细钢管、不同长度吸管、不同高低的音叉等实验器材,学生可进一步观察振动现象,分析振动现象对声音的影响规律。②学生利用钢尺、橡皮筋、不同粗细钢管、不同长度吸管、不同高低的音叉等器材,通过一系列控制变量实验,探究发声体的长短、粗细、厚薄、松紧、大小等因素对声音高低的影响。学生通过丰富多彩的实验器材及一系列巧妙的科学实验,发现音调高低与发声体振动的频率有关,频率越大,音调就越高。

阶段4:DIY小乐器,学以致用

①为学生提供多种粗细大小不同的吸管、木头片、塑料杯、塑料瓶、橡皮筋、剪刀、试管等DIY材料,鼓励学生根据所学知识,设计1件小乐器。②学生现场展示自己制作的小乐器,分享乐器的设计思路,并在现场演奏简单的乐曲。

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图5 利用钢尺观察振动现象

阶段5:交流评价,巩固学习成果

学生对活动内容进行回顾,分享自己在活动中“所看所听所想所思”,通过交流评价强化学生在各阶段实验、观察、思考过程中的学习效果,引导学生掌握实验方法,提升思维能力。同时,在这一过程中,教师也可以了解和评价学生的学习效果,及时发现问题、解决问题,带给学生更好的课程体验。


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