自制学具“声音单元探究实验盒”

杭州市萧山区朝晖小学  金亚军

   教科版小学科学四年级上册《声音》单元教学中，涉及声音的高低强弱实验探究，利用尺子、橡皮筋、粗细长短圆管、大小铁钉等材料进行实验探究。教学中发现这些实验存在材料准备不方便、实验操作繁琐、实验效果不明显等问题。为此以木制音箱为基础，设计大小模块、粗细模块、长短模块、尺子固定架、琴弦调节架等装置，以解决声音单元的实验难题。

一、材料准备：

1、必备工具：

电钻、抛光机、螺丝刀、卡夫特AB胶、玻璃胶。

2、通用材料：

木工板，厚0.4cm、0.2cm有机玻璃若干，直径0.6cm不锈钢螺杆、螺帽、扳动螺帽若干，直径0.4cm钢管若干，直径0.4cm长短螺丝、螺帽若干，2cm×7.5cm、2cm×3cm不锈钢片各1张、4张，小型螺丝刀一把，牛筋若干，15cm钢尺3把。

二、制作方法：

1、共鸣箱制作：

 

有木匠师傅用木工板制作一个内径长18cm，宽13cm，高10cm的上面无盖的槽型木箱。分别在两块5.5cm×20.8cm木板中央一侧2cm处钻取间距10cm的2个直径0.7cm的小孔。在4块2cm×3cm不锈钢片中央钻取直径0.7cm小孔，并将4颗内径0.6cm螺帽用氩弧焊分别固定在小孔上端。再将这4块加工好的材料，用卡夫特AB胶固定在两块木板小孔上端。最后将加工好的木板组件用铁钉固定在槽型木箱口两侧。截取4段长5cm直径0.6cm不锈钢螺杆，一端分别套入一颗螺帽和扳动螺帽，并用氩弧焊焊接固定。

2、钢尺声音探究模块制作：

材料加工：用抛光机将厚0.4cm有机玻璃裁剪成，3.5cm×11.5cm的2块，3.5cm×2.5cm的4块。厚0.2cm有机玻璃2cm×4cm的2块，0.2cm×4cm的不锈钢片2块。其中一块3.5cm×11.5cm有机玻璃中央左右间隔2.5cm钻取三个直径0.7cm小孔，并将直径0.7cm螺帽用胶水粘贴入有机玻璃内。分别在模块横向中央两侧间隔8.5cm处钻取直径0.6cm小孔。

 

3、多功能牛筋发声模块制作：

 

   用抛光机将厚0.4cm有机玻璃裁剪成，3.5cm×11.5cm的8块，用卡夫特AB胶分别4块一组组合粘贴。两块组合块分别在横向中央、两侧间隔3cm三个点钻取直径0.6cm小孔，三个小孔一侧用钻取直径0.8cm深度0.4cm小孔。分别将3颗直径0.4cm长4cm螺丝同向插入三个小孔，另一侧用螺帽固定。分别在两块模块横向中央两侧间隔10cm处钻取直径0.6cm小孔。

4、长短、粗细、大小发声模块制作：

 

  用抛光机将厚0.4直径有机玻璃裁剪成，3.5cm×11.5cm的9块。两个直径0.2cm、0.4cm、0.6cm六角扳手分别截成长5cm、6cm、7cm一组和长7cm一组，直径0.4cm钢管截成长5cm、6cm、7cm三段一组。分别平放一块3.5cm×11.5cm有机玻璃，中央、两侧间隔3cm处将三组金属杆纵向顶边对齐放置并粘贴住。间隔处分别嵌入并粘贴宽3.5cm厚0.4cm有机玻璃。上面再粘贴1块3.5cm×11.5cm有机玻璃。分别在每块组合模块横向中央两侧间隔10cm处钻取直径0.6cm小孔。

三、使用方法：

1、尺子长短与音高、音量变化

 

用可扳动螺丝将钢尺声音探究模块固定在共鸣箱上端一侧，将三把15cm钢尺插入不锈钢片下并设定尺子长度，用螺丝刀和螺丝将尺子固定好。然后利用螺丝刀或者手指拨动，来使尺子发出不同音高和音量的声音，并观察尺子的振动幅度。

2、牛筋松紧与音高、音量变化

 

用可扳动螺丝将两块多功能牛筋发声模块固定在共鸣箱上端两侧，然后分别将不同松紧牛筋缠绕到两端对应螺丝上，然后用手指均匀地拨动牛筋，就可以听到牛筋的高低强弱声音了。

3、物体粗细、长短、大小与音高变化

 

用可扳动螺丝将分别将3块长短、粗细、大小发声模块金属杆朝内固定在共鸣箱上端一侧，然后用螺丝刀敲击每段金属，就可以听到粗细、长短、大小导致的音高变化。

四、优点简析：

   共鸣箱的设计提高了发声的效果，也有了存储材料的空间；钢尺声音探究模块实现尺子长度任意调，固定操作更便捷有效；多功能牛筋发声模块设计提高操作便捷性和高效性；长短、粗细、大小发声模块设计使操作更加便捷有效。