大象版科学四年级上册第五单元设计制作小乐器知识点讲义

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大象版科学四年级上册第五单元 设计制作小乐器 知识点讲义一、单元概述本单元以"设计制作小乐器"为主题，先探究声音的两个特征——强弱与高低，再综合运用所学知识设计并制作小乐器，最后展示交流、改进完善。通过4个课时的学习，学生将认识物体振动的幅度决定声音的强弱、物体振动的快慢决定声音的高低，学会运用"改变振动幅度""改变振动快慢"的原理设计乐器的结构，经历"设计—制作—展示—改进"的完整过程，并了解噪声的危害与控制方法。本单元核心概念：声音的强弱与振幅、声音的高低与振动快慢、乐器的设计与制作、噪声的控制。二、单元知识体系— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 三、第1课 声音的强弱（一）核心知识1. 结论：物体振动的幅度是影响声音强弱的因素。物体振动的幅度越大，声音越强；物体振动的幅度越小，声音越弱。2. 皮筋琴实验：把琴弦分别拉开不同幅度后松手，拉开幅度越大，振动幅度越大，声音越强。3. 鼓面实验：在鼓面上放泡沫颗粒，敲击鼓面使鼓面振动发声。用力越大，泡沫颗粒跳得越高，说明鼓面振动幅度越大，声音越强。4. 口琴探究：拆开口琴，簧片在振动发声。用力吹，簧片振动幅度越大，声音越强。5. 控制变量法：在一组实验中，除了要研究的条件，其他条件都保持不变，随着这个条件的改变，实验结果跟着改变，这个条件可能就是导致结果变化的原因。（二）重要概念声音的强弱与振动的幅度有关，与振动的快慢无关。分贝（dB）是表示声音强弱等级的常用单位，人通常可以听到1分贝以上的声音；人长时间处在85分贝以上的环境中会对听力造成伤害。判断振动幅度大小的方法：通过泡沫颗粒跳动高度、喉咙振动感觉、橡皮筋形变大小等间接观察。（三）生活应用用手摸喉咙：小声说话与大声呼喊时手的感觉不同，大声呼喊时喉咙振动明显。控制噪声：了解常见声音的分贝级别（普通对话、城市交通、音乐会、飞机起飞、鞭炮声等），远离强噪声环境保护听力。— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 四、第2课 声音的高低（一）核心知识1. 结论：物体振动的快慢是影响声音高低的因素。物体振动越快，声音越高；物体振动越慢，声音越低。2. 钢尺实验：钢尺伸出桌面越长，振动得越慢，声音越低；伸出越短，振动得越快，声音越高。实验中要保持每次按下的幅度不变。3. 琵琶探究：四根琴弦粗细不同，粗弦振动慢、声音低，细弦振动快、声音高；手指按弦使振动部分变短，振动变快，声音变高。4. 吹奏乐器：排箫、笛子、葫芦丝等靠管内空气柱振动发声，空气柱越长振动越慢、声音越低。5. 固体与空气柱规律：振动的部分较长、较大、较粗，发出的声音较低。（二）重要概念声音的高低与振动的快慢有关，与振动幅度无关。改变音高的方法：改变振动部分的长短（按弦）、粗细（换弦）、松紧等。声带知识：声带像两根橡皮带子，说话时变紧并快速闭合振动产生声音；声带越紧，声音越高。男子声带长约15毫米，女子约11毫米，所以男子声音通常更低沉。（三）生活应用口琴利用一排长短薄厚不同的簧片改变声音高低。男孩长到12岁左右声带变长变厚，声音开始变化（嗓音变低）。— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 五、第3课 设计小乐器（一）核心知识1. 设计任务：小组分工合作，运用有关声音的知识设计想要制作的小乐器，可模仿已有乐器、改进已有乐器或自己发明一种乐器。2. 改变声音强弱的方法：改变物体振动的幅度——用力弹、用力敲、用力吹，声音就强。3. 改变声音高低的方法： 弦乐器：弦越短、越细，音高越高（如土琵琶按弦改变音高）。 管乐器：空气柱越短，音高越高（如音乐罐）。 打击乐器：水柱越短，音高越高（如音乐瓶）。4. 设计方案要素：目的、原理、材料、步骤、设计图。（二）重要概念一件乐器要能演奏出旋律优美的音乐，必须能使声音的强弱和高低发生变化。土琵琶方案：木盒+粗细不同的橡皮筋4根，按弦改变振动部分长短来改变音高。音乐罐方案：易拉罐+吸管，切方孔、粘吸管、钻圆孔；管乐器靠空气柱振动发声。音乐瓶方案：若干个相同的玻璃瓶+水+木棍，水柱越短音高越高。（三）生活应用设计方案的书写：写出目的、原理、材料、步骤，并画出设计图。安全提示：注意不要让开孔处割破手指。— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 六、第4课 制作小乐器（一）核心知识1. 制作手记：每个制作小组把制作过程记录下来，写"××乐器制作手记"，用于交流经验、改进工艺。2. 共鸣：琴弦振动引起盒内空气振动，空气振动又引起盒子本身振动，这种现象叫作共鸣，共鸣使声音变大，所以弦乐器都有共鸣箱。3. 土琵琶改进：声音小→加薄木板长方体木盒共鸣箱；琴弦碰盒有杂音→用木块把琴弦支起来；校音→用电子琴代替校音器。4. 音乐罐改进：像吹竖笛吹奏时音高不变，是因为音乐罐是封闭的而笛子是开口的；改用大小不同的孔后音高发生变化（音高与孔的大小有关）。5. 音乐瓶校音：给瓶子编号，边敲边注水，与扬琴的一个音比较，直到音高一致。6. 噪声与防治：噪声指高低和强弱变化混乱、听起来嘈杂、刺耳的声音；过强噪声危害听力和健康。防治途径：在声源处控制、在传声途径上控制、在接收处控制。（二）重要概念弦乐器（琵琶、吉他、二胡等）都是通过弹拨琴弦、击打琴弦或用琴弓拉琴弦使之振动发声的，都有共鸣箱。音乐瓶用线像编钟那样悬挂起来，演奏更有意思。《中华人民共和国噪声污染防治法》自2022年6月5日起施行。（三）生活应用噪声控制实例：城市禁止汽车鸣笛、安装消声器（声源处）；公路边植树"绿色音屏"、安装隔音板（传声途径）；佩戴耳塞、耳罩（接收处）。展示与改进：参加自制乐器观摩演奏会，比较大家的乐器都是怎样改变音高的，找出需要改进的地方。— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 七、单元知识总结（一）知识主线1. 声音的强弱（第1课）：物体振动的幅度是影响声音强弱的因素，振动幅度越大，声音越强。2. 声音的高低（第2课）：物体振动的快慢是影响声音高低的因素，振动越快，声音越高。3. 设计小乐器（第3课）：运用改变振动幅度（强弱）和振动快慢（高低）的原理，确定目的、原理、材料、步骤并画出设计图。4. 制作与改进（第4课）：按设计方案制作，通过共鸣箱、校音等手段改进，写制作手记，展示交流并不断完善。5. 噪声的控制（第4课）：在声源处、传声途径上、接收处三个环节控制噪声。（二）核心实验/活动汇总（三）易错点提醒1. 声音的强弱与高低容易混淆：强弱看振动的幅度，高低看振动的快慢，二者不能混为一谈。2. 声音的高低与用力大小无关，改变用力只能改变声音的强弱。3. 分贝（dB）是表示声音强弱的等级单位，不是表示声音高低的单位。4. 弦越短、越细，音高越高；空气柱越短、水柱越短，音高越高——不要把"越短越高"记成"越长越高"。5. 共鸣使声音变大，所以弦乐器都有共鸣箱，共鸣不是噪声。6. 音乐罐音高与孔的位置无关（因为罐是封闭的），与孔的大小有关。7. 控制噪声的三个途径：声源处、传声途径、接收处，要能正确区分实例（禁止鸣笛—声源处；隔音板—传声途径；戴耳塞—接收处）。8. 噪声指高低和强弱变化混乱、刺耳的声音，音乐声如果过大过乱也可能成为噪声。课时课题核心概念关键实验/活动第1课声音的强弱振动幅度决定声音强弱皮筋琴实验、鼓面实验、口琴探究第2课声音的高低振动快慢决定声音高低钢尺实验、琵琶探究第3课设计小乐器运用声音原理设计方案土琵琶、音乐罐、柳笛、音乐瓶方案设计第4课制作小乐器制作、校音、展示与改进制作手记、共鸣实验、噪声防治实验/活动名称主要内容结论/收获皮筋琴实验把琴弦拉开不同幅度后松手，观察振动幅度与声音强弱振动幅度越大，声音越强鼓面实验鼓面上放泡沫颗粒，用不同力度敲鼓用力越大，颗粒跳得越高，声音越强口琴探究拆开口琴观察簧片，用力吹与轻轻吹比较簧片振动幅度越大，声音越强钢尺实验改变钢尺伸出桌面的长度，保持下压幅度不变伸出越长振动越慢，声音越低琵琶探究比较粗细不同的琴弦，按弦改变振动部分长短振动快慢决定声音高低设计与制作按设计方案制作土琵琶、音乐罐、音乐瓶并校音改进经历设计—制作—展示—改进全过程