子主题三自己动手制作一只乐器(精)

能区分装水容器振动发声和空气柱振动发声；

知道音调高低与装水量和空气柱长度有关；

会调整水瓶的音调。

用科学探究的方法研究与音乐艺术有关的问题，体验不同学科的相互交融；

参与制作乐器和演奏乐器的活动，经历制定计划、实施计划的全过程，学习解决实际问题的方法。

积极参与探究水瓶的音调和制作调试水瓶琴，以及演奏自制乐器的小组活动；

感受科学探究和科学实验活动的艰辛与乐趣；

体会物理与艺术的和谐。

本节的目标和任务是在学生学习声音的性质后，应用这些知识来设计、制作并演奏一种简单的乐器，探究水瓶产生的音符和动手制作乐器是本活动的两个重点。

建议一：创造条件做好探究旋律打击乐的音调，吹管音调的实验，使学生了解怎样产生音符，这对他们实施自制乐器至关重要。

建议二：教师在课前做好物质和必要的物理及音乐方面的知识准备。实验器材准备好后，一定要先操作一次，对实验探究的结果要心中有数。

自制乐器和演奏自制乐器是本子主题探究活动的难点。

建议一：活动重在培养学生的动手能力和创新能力，要鼓励学生大胆创新，不必在自制的乐器音准、乐理方面苛求学生；对于音阶跨度不够、音符短少的问题也可以启发学生自己创作能演奏的曲子。

建议二：在实施制作方案的过程中，教师要有意识对各小组进行个别的指导，充分考虑到学生制作过程中可能会出现的问题，并提供相关的解决方法。例如：制作水瓶“编钟”的材料要学生自备，这些材料可能不能调试出完整的8度音阶，教师应给他们解决问题的提示：找更厚重的容器提供低音，找轻薄的容器产生出高音等等。

建议三：向音乐老师或有音乐特长的学生寻求帮助。

活动任务

探究水瓶或水杯敲击出的音符与装水量的关系，用水瓶或水杯敲出音阶。

活动内容

1．设置情境，引出课题

（1）教师使用多媒体资源：展示古代编钟图片；播放演奏编钟的声音素材。

（2）教师出示几个不同形状不同容积的玻璃杯，玻璃瓶，用笔杆敲击它们发出清脆的声音。

（3）教师提出探究制作课题：能把玻璃瓶变成编钟吗？

2．实验探究一：探究敲击装水玻璃杯不同位置发出的声音的音调

（1）教师提出探究问题：一只装有半杯水的玻璃杯，敲击液面上方的玻璃壁和液面下方的玻璃壁，发出的音调一样吗？说说你的想法。

请几个学生表达自己的想法。

（2）教师指导学生实验操作

① 说明使用的器材及操作步骤。

② 教师提出做声学实验保持安静的要求：

Ⅰ．不可边讨论边实验，杂乱的声音会影响实验效果和效率。

Ⅱ．不要影响他人的实验。

（3）学生分组实验探究， 5～6人一组，围坐，进行实验。

（4）教师组织学生表述实验现象和结论，并做出解释：

结论：敲击装水玻璃杯液面上方和液面下方的不同位置发出的音调是一样的。

解释：敲击装水的杯子，杯子和水是一整体，声音是由杯子和水这个整体振动发出的，所以敲击不同位置音调是一样的。

3．实验探究二：怎样使玻璃杯发出不同的音调？

（1）教师提出问题：在实验一所做的两次实验中，你有什么发现？

（2）启发学生从探究一的现象中，说出水深不同时音调不同。

（3）教师指导学生探究问题二。

（4）学生分组实验探究“怎样使玻璃杯发出不同的音调？”

（5）教师引导学生表述实验现象，得出结论，并对现象做出解释。

结论：两玻璃杯内水柱长度不同，发出音调不同，水柱长的，音调低，水柱短的则音调高。

分析：敲击装水的杯子，是由杯子、水振动发出声音的，而杯子相同，因此发声的音调主要取决于装有水柱的长短。水柱长，振动慢，频率小，音调低；水柱短，振动快，频率大，则音调高。

实验方案参考

实验一探究敲击装水玻璃杯不同位置发出的声音

实验器材：

玻璃杯（或玻璃瓶）一个，圆珠笔一支，一只小烧杯，装水的大容器（塑料盆或水桶）。

实验步骤：

①在一个玻璃杯子（或玻璃瓶）中加水，水深约为杯高的1/2，用圆珠笔杆垂直于杯子侧壁敲击杯子液面下方的部分和液面上方的部分，听声音。比较敲击两个位置发出的音调。(图三)

②在玻璃杯（或玻璃瓶）中再加入一些水，使水深约为杯高的2/3，用圆珠笔杆分别敲击杯子液面下方和液面上方的玻璃壁，听声音。比较敲击两个位置发出的音调。(图四)

③得出结论。

同一水杯，敲击杯子液面下方和液面上方的玻璃壁，音调是一样的。

④敲一敲与桌面接触的杯子底，向下敲一敲杯口边缘，想一想为什么发不出清脆响亮的声音？

注意：

敲与桌面接触的杯子底，向下敲杯口边缘，杯子的振动会受到桌面的阻碍，发不出清脆响亮的声音。

实验二：怎样使玻璃杯发出不同的音调？

实验器材：

相同的玻璃杯和玻璃瓶（啤酒瓶）各2个，圆珠笔一支，一只小烧杯，盛水的大容器（塑料盆或水桶）。

实验步骤：

①两个相同的杯子装有不同高度的水，用圆珠笔杆垂直于杯壁敲击杯子，听到声音。比较哪个杯子的音调高，哪个杯子的音调低。

②改变两个杯子中的水深，但仍保持不同高度，敲击杯子发声，比较哪个杯子的音调高，哪个杯子的音调低。

③得出初步结论。

④换用两个相同的瓶子，重复上述实验。比较哪个瓶子的音调高，哪个瓶子的音调低。

⑤在一个杯子和一个瓶子中装入相同深度的水，用圆珠笔敲击玻璃壁，听声音。

⑥得出实验结论。

相同容器中，水柱长度不同，音调不同，水柱长的音调低，水柱短的音调高；

形状、体积不同的容器，水柱长度相同，音调也不同。

4．制作水瓶“编钟”。

制作水瓶“编钟”

实验器材：

相同的玻璃瓶（啤酒瓶）8个，圆珠笔一支，一只小烧杯，盛水的大容器（塑料盆或水桶）。

实验步骤：

调节8个瓶子的装水量，使之能敲出一个八度音阶；

在玻璃瓶上做出液面位置标记，测量各瓶中水柱的长度；

在记录表中画出8个瓶子中大致的液面位置，并将水柱的长度及相对应的音符记在探究记录表中。

说明：

相同的玻璃瓶，装满水的和空瓶的音调决定了这组瓶子所能调节出的音阶跨度，不一定能调出8度音阶。不同种类的玻璃瓶所能调节出的音阶跨度不同。瓶身越长，质量越小（壁越薄）的瓶子所能调节出的音阶跨度越大，一般的啤酒瓶只能调出5个音符。

（1）教师向学生提供探究记录表格，要求学生画出各瓶子中大致的液面位置，并将水柱的长度及相对应的音符记在探究记录表中。

（2）学生分组活动，使用8个玻璃瓶，调试装水量，制作可以发出音阶的水瓶“编钟”。

实验记录

5．交流探究成果：

各小组分别给全班同学演奏水瓶“编钟”的音阶。

进一步的问题：能够用这样的水瓶琴来演奏简单的曲子吗？

活动组织方式

学生分组实验探究。

活动评价方式

小组互评。

所需学习资源

所需学习时间

1课时。

活动任务

实验探究吹水瓶发出的音符与空气柱长度的关系，用水瓶吹出音阶。

活动内容

1．实验引入课题：听暖水瓶的灌水声音。

（1）教师演示实验：向暖水瓶中灌水。请学生认真听声音，说出听到声音有什么特点？。

演示实验参考

实验器材：

常用暖水瓶一只（5磅或8磅），烧水壶一只（容积不小于暖水瓶），水。

实验步骤：

用装水的铝壶向暖瓶倒水，听其声音，感到音调越来越高。

结论：往暖瓶中倒水，是瓶中的空气柱振动发声的，随着水面上升，频率越来越高，所以音调越来越高。

解释：从铝壶注入暖瓶的水冲击水面，引起瓶中上方的空气柱振动发出声音。随着水面上升，空气柱越来越短，振动就越来越快，频率越来越大，音调越来越高。

学生可听到灌水声音的变化，音调越来越高。

（2）教师提出问题：为什么音调会越来越高？说说你对这个问题的想法。

（3）学生讨论发表看法，进行交流。

学生可能发表的看法

可能是因为暖水瓶中的水越来越多，音调越来越高；

可能水柱越来越长，音调越来越高；

不同意上面的说法，活动一制作的水瓶琴，水柱越高音调越低，不是音调越高；

可能是水面越来越高，上面的空间越来越小造成的，空间越小，音调越高；

可能是灌水时水面振动，引起上面的空气振动；

可能是空气柱振动发声，空气柱越来越短，音调越来越高。

……

2．探究吹瓶子发出的音调。

（1）教师提出问题：

在两个同样瓶子里装入不同深度的水，若用嘴贴着瓶口吹气，声音的音调又会怎样?我们再来做实验探究一下。

（2）教师指导探究：

先敲一敲瓶子，在吹瓶子，注意比较敲和吹两种方法使瓶子发出的声音有什么不同？

提醒学生注意声学实验活动的纪律要求。

（3）学生分组实验，探究吹瓶子发出的音调特点。

（4）各小组讨论交流，表述实验现象，得出结论，并对现象做出解释。

3．用装水啤酒瓶制作“排箫”

（1）教师指导实验探究：

探究实验参考

实验步骤：

① 在两个相同的玻璃瓶中装入不同深度的水；

② 用笔杆分别敲一敲这两个瓶子，听一听那个瓶子的音调高；

分别向两个玻璃瓶的瓶口吹气（嘴唇贴着瓶口斜向下吹气），听两个瓶子发出的音调，比较音符的高低。

现象：吹装水少的瓶子，发出的音调低；吹装水多的瓶子，发出的音调高。与敲瓶子的发生情况相反。

结论：吹气使瓶子发声，是空气柱振动发声，空气柱越长，发出的音调越低，空气柱越短，发出音调越高。

解释：吹气使瓶内的空气柱振动发出声音。装水少的瓶子，空气柱长，装水多的瓶子，空气柱短；相同的瓶子，空气柱长，振动得慢，频率小，音调低；空气柱短，振动得快，频率大，则音调高。

① 分组：5～6人一组

② 设计实验探究记录表格

教师提出要求，根据活动一制作水瓶“编钟”使用的探究记录表格，各小组自己设计实验探究记录表格。

③ 小组同学要分工，每人试吹一个音符（讲卫生，不要共用一个瓶子），注意协作。

④ 注意声学实验活动的纪律要求。

（2）学生分组实验。

调试瓶子中的装水量，向瓶子吹气，使一组瓶子能吹出音阶。制成一个水瓶“排箫”。

4．交流探究成果：

各小组分别给全班同学演奏水瓶“排箫”的音阶，按高低，每人吹一个音符。

活动组织方式

教师指导，学生分组进行实验探究活动。

活动评价方式

小组互评。

所需学习资源

1课时。

活动任务

设计并制作简单的乐器，用自己的乐器演奏一个简单的曲子。

活动内容

1．制定计划

① 教师将本节课题的目标和任务布置给学生：

主题探究活动的经典回顾：研究过的节奏打击乐器，旋律打击乐器，弦乐器和关乐器的发声原理及音调的产生。

② 说明任务

每个小组制作一件或几件小乐器，在班里举行的小型音乐会上用自己制作的乐器进行演奏，看谁的乐器有新意，谁演奏得好。

③ 展示一组自制乐器的图片，启发学生的创造力。

（1）学生分组讨论制作自己的乐器和演奏计划

① 学生分组：5～6人一组；教师将乐理知识比较熟悉的同学分配到不同小组去，为后面音调的调节和曲子的演奏做好准备工作。

② 分组讨论制作自己的乐器和演奏计划，填写活动计划表，提出小组的制作方案、小组分工，分析可能遇到的困难；教师通过活动计划表了解各个小组的自主活动进程，以便及时提供帮助、指导。

活动计划表

制作乐器和演奏活动计划

（2）教师向学生提供一些资源作参考：乐器的制作方法，可以演奏的曲子等。

① 制作建议：

制作打击乐器：水瓶“编钟”、钢管琴；

制作管乐器：“排箫”，笛子，竹哨，吸管笛；

制作弦乐器：“独弦琴”，“扬琴”，吉他；

节奏打击乐器，响板、砂锤……

② 推荐演奏乐曲：（参看资源中的曲谱）

《两只老虎》，《我和你》，《洋娃娃和小熊跳舞》。

可以自己作曲

③ 提示学生可以向音乐老师和具有音乐特长的同学、家长寻求帮助。

2．实施计划

（1）学生制作自己的乐器

教师为学生提供活动时间，可使用课外时间进行制作活动。

（2）练习奏乐

3．开个音乐会，分享成果。

各小组拿出自己制作的乐器，轮流演奏选定的曲子。

活动组织方式

学生在教师指导下分组开展动手制作和演奏活动，建议4～6人为一组。

活动评价方式

小组互评。

所需学习资源

所需学习时间

1周。

评价内容和标准

《自己动手制作一只乐器》探究活动小组评价表姓名_________ 同组同学有_________________

☆ 由小组同学对该同学各项学习目标达成情况作评价。在符合该同学表现的评价空格中画“√”。☆ 综合栏目内请组长综合小组同学的意见对该同学在探究活动中的表现写简要的评语。

标题能把玻璃瓶变成编钟吗？

时间2008年9月16日

地点北京十一学校

参加人员初二年级（1）班

活动内容

1．设置情境，引出课题

（1）教师使用多媒体资源：展示古代编钟图片；播放演奏编钟的视频。

（2）教师出示几个不同形状不同容积的玻璃杯，玻璃瓶，用笔杆敲击它们发出清脆的声音。

（3）教师提出探究制作课题：

提问：谁能说说编钟有什么特点？

学生1：编钟是打击乐器；

学生2：编钟能发出不同音调的声音；

学生3：编钟演奏乐曲。

教师：能把玻璃瓶变成编钟吗？

学生1：可以；

学生2：不知道能不能发出各种音调？

2．实验探究一：探究敲击装水玻璃杯不同位置发出的声音的音调。

（1）教师提出探究问题：一只装有半杯水的玻璃杯，敲击液面上方的玻璃壁和液面下方的玻璃壁，发出的音调一样吗？说说你的想法。

请几个学生表达自己的想法。

学生1：一样；

学生2：不一定，要看水的多少；

学生3：正好半杯就一样

……

（2）教师指导学生实验操作

①说明使用的器材及操作步骤。

②实验器材：

玻璃杯、玻璃瓶各一个，圆珠笔一支，一只小烧杯，装水的大容器（塑料盆或水桶）。

③实验步骤：

在一个玻璃杯子（或玻璃瓶）中加水，水深约为杯高的1/2，用圆珠笔杆垂直于杯子侧壁敲击杯子液面下方的部分和液面上方的部分，听声音。比较敲击两个位置发出的音调。(图三)

水深约为杯高的2/3，再做一次实验。

④注意：

敲一敲与桌面接触的杯子底，向下敲一敲杯口边缘，想一想为什么发不出清脆响亮的声音？

敲与桌面接触的杯子底，向下敲杯口边缘，杯子的振动会受到桌面的阻碍，发不出清脆响亮的声音。

⑤教师提出做声学实验保持安静的要求：

I、不可边讨论边实验，杂乱的声音会影响实验效果和效率。

Ⅱ、不要影响他人的实验。

（3）学生分组实验探究， 4——5人一组，围坐，进行实验。

（4）教师组织学生表述实验现象和结论，并作出解释：

学生1：敲击装水玻璃杯液面上方和液面下方的不同位置发出的音调是一样的。

学生2：敲击装水的杯子，杯子和水是一个整体，声音是由杯子和水这个整体振动发出的，所以敲击不同位置音调是一样的。

3．实验探究二：怎样使玻璃杯发出不同的音调？

（1）教师提出问题：在实验一所做的两次实验中，你有什么发现？

学生：同一个杯子，水深一定只发出一个音调，两个杯子水不一样多，发出的音调不同。

（2）从探究一的现象中，请你说出水深不同时音调有什么特点？谁注意到了？

学生：好像水多的音调低。

（3）教师指导学生探究问题二：我们进行第二个探究。

①实验器材：

相同的玻璃杯和玻璃瓶（啤酒瓶）各2个，圆珠笔一支，一只小烧杯，盛水的大容器（塑料盆或水桶）。

②实验步骤：

两个相同的杯子装有不同高度的水，用圆珠笔杆垂直于杯壁敲击杯子，听到声音。比较哪个杯子的音调高，哪个杯子的音调低。

改变两个杯子中的水深，但仍保持不同高度，敲击杯子发声，比较哪个杯子的音调高，哪个杯子的音调低。

③得出初步结论。

④换用两个相同的瓶子，重复上述实验。比较哪个瓶子的音调高，哪个瓶子的音调低。

⑤在一个杯子和一个瓶子中装入相同深度的水，用圆珠笔敲击玻璃壁，听声音。

⑥得出实验结论。

（4）学生分组实验探究“怎样使玻璃杯发出不同的音调？”

学生活动。

（5）教师：小组内讨论一下，说出你们小组观察到的实验现象，得出的结论，并对现象作出解释，请一个同学先说，其他同学作补充。

学生1：相同容器中，水柱长度不同，音调不同，水柱长的音调低，水柱短的音调高；

学生2：形状、体积不同的容器，水柱长度相同，音调也不同。两玻璃杯内水柱长度不同，发出音调不同，水柱长的，音调低，水柱短的则音调高。

学生3：敲击装水的杯子，是由杯子、水振动发出声音的，而杯子相同，因此发声的音调主要取决于装有水柱的长短。

学生4：水柱长，振动慢，频率小，音调低；水柱短，振动快，频率大，则音调高。

4. 制作水瓶“编钟”。

（1）教师向学生提供探究记录表格，要求学生画出各瓶子中大致的液面位置，并将水柱的长度及相对应的音符记在探究记录表中。

实验记录表

（2）学生分组活动，使用8个玻璃瓶，调试装水量，制作可以发出音阶的水瓶“编钟”。

5. 交流探究成果：

各小组分别给全班同学演奏水瓶“编钟”的音阶。

标题水瓶能吹出音调吗？

时间2008年9月18日

地点北京十一学校

参加人员初二年级（1）班

活动内容

1．实验引入课题：听暖水瓶的灌水声音。

（1）教师演示实验：向暖水瓶中灌水。请学生认真听声音，说出听到声音有什么特点？

学生：听到灌水声音变化，音调越来越高。

（2）教师提出问题：为什么音调会越来越高？说说你对这个问题的想法。

（3）学生讨论发表看法，进行交流。

学生1：可能是因为暖水瓶中的水越来越多，音调越来越高；

学生2：可能水柱越来越长，音调越来越高。

学生3：不同意上面的说法，活动一制作的水瓶琴，水柱越高音调越低，不适音调越高；

学生4：可能是水面越来越高，上面的空间越来越小造成的，空间越小，音调越高；

学生5：可能是灌水时水面振动，引起上面的空气振动。

学生6：可能是空气柱振动发声，空气柱越来越短，音调越来越高。

……

2．探究吹瓶子发出的音调。

（1）教师提出问题：

在两个同样瓶子里装入不同深度的水，若用嘴贴着瓶口吹气，声音的音调又会怎样?我们再来做实验探究一下。

（2）教师指导探究：

①实验步骤

在两个相同的玻璃瓶中装入不同深度的水；

先敲一敲瓶子，再吹瓶子，注意比较敲和吹两种方法使瓶子发出的声音有什么不同？

向玻璃瓶的瓶口吹气，嘴唇贴着瓶口斜向下吹气试一试，能吹出声音吗？

②注意声学实验活动的纪律要求。

（3）学生分组实验，探究吹瓶子发出的音调特点。

学生活动。

（4）各小组讨论交流，表述实验现象，得出结论，并对现象作出解释。

学生1：吹装水少的瓶子，发出的音调低；吹装水多的瓶子，发出的音调高。与敲瓶子的发生情况相反。

学生2：吹气使瓶子发声，是空气柱振动发声，空气柱越长，发出的音调越低，空气柱越短，发出音调越高。

学生3：吹气使瓶内的空气柱振动发出声音。装水少的瓶子，空气柱长，装水多的瓶子，空气柱短；相同的瓶子，空气柱长，振动得慢，频率小，音调低；空气柱短，振动得快，频率大，则音调高。

学生4：和敲瓶子一样，发声体越短音调越高。水柱越短，气柱越短，都是音调越高。

教师：总结的非常好。

3. 用装水啤酒瓶制作“排箫”

（1）教师提出任务：请同学们用几个杯子或瓶子来做一个能吹出音节的“排箫”。

（2）教师指导实验探究：

① 分组：6－7人一组

② 提出要求：

根据活动一制作水瓶“编钟”使用的探究记录表格，各小组自己设计实验探究记录表格；

小组同学要分工，每人试吹一个音符（讲卫生，不要共用一个瓶子），注意协作。

注意声学实验活动的纪律要求。

（3）学生分组实验。

调试瓶子中的装水量，向瓶子吹气，使一组瓶子能吹出音阶。制成一个水瓶“排箫”。

4. 交流探究成果：

各小组轮流给全班同学演奏水瓶“排箫”的音阶，按高低，每人吹一个音符。

标题来开一场音乐会吧！

时间2008年9月23日

地点北京十一学校

参加人员初二年级（1）班

活动内容

1．制定计划

（1）教师将本节课题的目标和任务布置给学生：

主题探究活动的经典回顾：研究过的节奏打击乐器，旋律打击乐器，弦乐器和关乐器的发声原理及音调的产生。

②说明任务

每个小组制作一件或几件小乐器，在班里举行的小型音乐会上用自己制作的乐器进行演奏，看谁的乐器有新意，谁演奏得好。

③展示一组自制乐器的图片

（2）学生分组讨论制作自己的乐器和演奏计划

① 学生分组：5—6人一组；教师将乐理知识比较熟悉的同学分配到不同小

组去，为后面音调的调节和曲子的演奏做好准备工作。

②分组讨论制作自己的乐器和演奏计划，填写活动计划表，提出小组的制

作方案、小组分工，分析可能遇到的困难；教师通过活动计划表了解各个小组

的自主活动进程，以便及时提供帮助、指导。

（3）教师向学生提供一些资源作参考：乐器的制作方法，可以演奏的曲子等。

①制作建议：

制作打击乐器：水瓶“编钟”、钢管琴；

制作管乐器：“排箫”，笛子，竹哨，吸管笛；

制作弦乐器：“独弦琴”，“扬琴”，吉他；

节奏打击乐器，响板、砂锤……

②推荐演奏乐曲：（参看资源中的曲谱）

《两只老虎》，《我和你》，《洋娃娃和小熊跳舞》。

可以自己作曲。

③提示学生可以向音乐老师和具有音乐特长的同学、家长寻求帮助。

2. 实施计划

（1）学生制作自己的乐器

教师为学生提供活动时间，和使用课外时间进行制作活动。

（2）练习奏乐

3. 开个音乐会，分享成果。

各小组拿出自己制作的乐器，轮流演奏选定的曲子。

以下为某中学两名初中学生探究“水的沸腾”的探究报告。

记录一：

记录二：