一、研究背景
1.时代教育理念的发展要求
当下教育理念强调学科融合与综合素养培育，艺术课程的审美性、实践性、创造性与科学课程的探究性、逻辑性、实践性高度契合。在“双碳”环保理念深入人心的背景下，“变废为宝”成为跨学科实践的重要载体，将音乐的艺术审美与科学的实践探究、环保的价值理念相结合，既能打破学科壁垒，又能让学生在实践中实现多维度能力的提升，契合新时代对学生全面发展的培养要求。
2.新课程标准的素养培养要求
2022年版《义务教育艺术课程标准》提出“丰富音乐审美体验、强化艺术实践”，要求音乐教学拓展实践形式，引导学生在创造中感受音乐之美；《义务教育科学课程标准》则强调“探究实践、学以致用”，鼓励学生在动手操作中理解科学原理。音乐与科学的融合教学，既是对新课标素养目标的落实，也是实现美育与科学教育协同育人的有效路径。
3.学生综合素质提升的现实需求
日常教学中发现，学生的审美感知能力与科学探究能力存在单向发展的问题：音乐学习中缺乏实践创造的载体，在科学学习中缺少审美与趣味的融入；同时，学生的环保意识多停留在理论层面，缺乏将环保理念转化为实践行动的机会。此外，本校作为城区边缘学校，家长对艺术与科学的融合培养重视不足，学生的跨学科思维与动手实践能力亟待提升。因此，亟须通过跨学科实践活动，让学生在“做中学、玩中学”，实现审美能力、科学素养、环保意识的同步发展。
4.核心研究目的
（1）依托音乐、科学新课标要求，厘清音乐与科学学科融合的育人内涵与实践路径，构建小学阶段可落地的跨学科实践教学框架。
（2）以“变废为宝”为载体，开展音乐与科学融合的实践活动，让学生在自制乐器、音乐创作中理解声音的科学原理，提升音乐表现与创造能力。
（3）通过实践活动唤醒学生的跨学科思维，培养动手实践能力与环保意识，让学生在真、善、美的熏陶中形成正确的审美观与价值观，丰富精神世界。
二、研究思路
1.通过文献研究和教材梳理，挖掘音乐与科学学科的融合切入点，重点梳理声音的产生、传播、音调、响度等科学原理与音乐演奏、乐器制作的关联，设计贴合小学生认知水平的融合实践策略。
2.开展“变废为宝”主题跨学科实践，从科学探究、乐器制作、音乐创作、成果展示四个环节，带领学生感受音乐与科学的融合之美，提升学习兴趣。
3.引导学生在实践中体会“变废为宝”的环保价值，将审美体验、科学探究与环保理念相融合，实现知识学习与价值培育的统一。
4.设计多样化的实践任务与成果形式，让学生将课堂习得的音乐知识与科学原理延伸到生活中，实现学用结合。
5.结合过程性评价与总结性评价，跟踪学生在实践活动中的能力提升与问题不足，优化后续跨学科活动设计，提升实践实效。
三、研究方法
1.文献研究法
查阅《美育教师手册》《音乐审美心理学教程》《小学科学课程与教学》等专业书籍，梳理音乐与科学学科融合的相关理论，分析声音科学原理与音乐实践的结合点，同时了解小学生跨学科实践能力的培养路径，为研究提供理论支撑。
2.调查法
通过问卷、采访的方式，调查学生对音乐学习的兴趣、科学知识的掌握程度，以及对废旧材料再利用的认知情况。调查发现，学生对音乐创作的兴趣较高，但缺乏实践载体；85%以上的学生了解基础的环保知识，但仅有30%左右的学生有过废旧材料再创作的经历，为实践活动设计提供现实依据。
3.实践研究法
以“变废为宝”自制乐器、音乐展演为核心实践载体，让学生在动手操作中完成科学探究与音乐创作，通过“提出问题—动手实践—总结反思—优化创作”的流程，实现音乐与科学知识的融合运用。
4.作品分析法
对学生的自制乐器、音乐创编作品、实践记录等进行全面分析，把握学生的音乐素养、科学探究能力的提升情况，评估跨学科实践的学习效果，为后续活动优化提供真实依据。
5.总结反思法
在实践活动的各个阶段，组织学生进行小组讨论与个人反思，梳理实践中的收获与问题；教师同步总结教学中的经验与不足，及时调整实践方案，确保研究与实践的螺旋式提升。
四、小组分工
本次研究采用分工协作、全员参与、全程跟进的模式，明确各成员核心职责，确保研究与实践有序推进，具体分工如下：
祁宸歆：负责课题整体设计，分解研究与实践各阶段任务，统筹把控每个环节的推进进度，协调小组内沟通协作，指导乐器制作与音乐创作的整体方向。
胡越童：负责研究过程的信息记录、文献资料整理与分析，收集调查数据、学生实践成果信息，撰写实践活动阶段小结，做好资料归档工作。
鲁瑾萱：协助设计调查问卷、实践记录表格，整理各类研究与实践资料；全程参与废旧材料收集、乐器制作、音乐会筹备等实践劳动，负责实践物资的管理与调配。
张君朔：负责研究成果的梳理与总结，撰写研究报告、实践活动总结，整理实践过程中的文字、图片等素材，完成最终成果的整合与呈现。
五、研究成果
本次研究以“变废为宝”为核心载体，通过理论梳理与实践探索，实现了音乐与科学学科的深度融合，让学生在动手实践中掌握知识、提升能力，取得了理论研究成果与实践研究成果两大方面的丰硕成果，实现了美育、科学教育、环保教育的协同育人。
1. 理论研究成果
通过文献研究与教材梳理，明确了音乐与科学学科的核心融合点，构建了“科学探究+音乐实践+环保理念”三位一体的跨学科融合框架，核心理论成果如下：
梳理了声音科学原理与音乐实践的关联体系：明确声音的产生（振动）、音调（频率）、响度（振幅）、音色（材料与结构）等核心科学原理，与乐器制作、音乐演奏、旋律创编的直接关联，例如“材料的质地决定音色”“物体振动频率决定音调高低”“振动幅度决定声音响度”等，为“变废为宝”自制乐器提供了科学依据。
确定了小学阶段音乐与科学融合的实践原则：贴合小学生身心发展特点，坚持“趣味性、实践性、生活化、低难度”原则，以废旧日常用品（矿泉水瓶、易拉罐、纸箱、吸管、瓶盖等）为材料，确保实践活动易操作、可落地，让学生在轻松的实践中实现知识的融合运用。
提炼了“变废为宝”跨学科实践的育人价值：将乐器制作、音乐创作与环保理念结合，让学生在实践中理解“废旧材料再利用”的意义，实现科学素养（探究能力）、艺术素养（审美与创造）、核心素养（环保意识、团队协作）的同步提升。
2. 实践研究成果
以理论研究为基础，开展了一系列“变废为宝”主题跨学科实践活动，让学生从“科学探究”到“乐器制作”，再到“音乐创作”与“成果展演”，实现了知识的层层递进与融合运用，核心实践成果如下：
（1）声音科学原理探究实践
围绕“声音的产生与特性”开展科学探究活动，学生以小组为单位，利用废旧材料进行对比实验，自主探究科学原理：
用橡皮筋、纸箱探究“振动产生声音”：拨动橡皮筋产生声音，触碰振动的橡皮筋感受到其振动，停止振动则声音消失，直观理解声音的产生条件。
用不同水量的矿泉水瓶、不同长短的吸管探究“频率决定音调”：发现装水越多的矿泉水瓶敲击音调越低，吸管越短吹出来的音调越高，掌握调节音调的科学方法。
用不同质地的废旧材料（塑料、金属、纸壳）探究“材料与结构决定音色”：敲击易拉罐、纸箱、塑料瓶，感受不同的音色特点，为自制乐器的材料选择提供依据。
用不同力度敲击自制简易教具探究“振幅决定响度”：明确敲击力度越大，物体振动幅度越大，声音响度越高。
学生通过自主探究、记录实验结果、小组分享交流，不仅掌握了声音的核心科学原理，还培养了科学探究精神与实验记录能力。
（2）“变废为宝”简易乐器制作
以废旧日常用品为材料，结合声音科学原理，学生分组制作了多种类型的简易乐器，涵盖打击乐、管乐、弦乐三大类，每件乐器都兼具科学性与实用性，部分优秀作品如下：
打击乐类：用易拉罐+沙子制作沙锤，用纸箱+瓶盖制作鼓，用不同大小的塑料瓶制作音筒，通过控制材料、结构实现音色与音调的调节；
管乐类：用不同长短的吸管拼接制作排箫，用矿泉水瓶+吸管制作简易口琴，利用空气柱振动产生声音，通过改变吸管长度、矿泉水瓶容量调节音调；
弦乐类：用纸箱+橡皮筋+木条制作简易吉他，通过改变橡皮筋的松紧度、粗细度调节音调，实现简单的旋律演奏。
在乐器制作过程中，学生自主设计、动手操作、反复调试，遇到问题共同探讨解决，不仅将科学原理运用到实践中，还提升了动手实践能力、创新思维与团队协作能力，同时深刻体会到“废旧材料变废为宝”的环保价值。
（3）自制乐器音乐创编与表演
以自制乐器为载体，开展音乐创编与表演活动，学生结合所学的音乐知识（节奏、旋律、节拍），分组进行创意创编，形成了多样的音乐作品：
节奏创编：利用沙锤、纸箱鼓、音筒等打击乐，创编简单的节奏型，配合经典儿歌（《小星星》《两只老虎》等）进行伴奏表演，把握节奏的快慢、强弱变化；
旋律演奏：利用排箫、简易吉他、水瓶琴等旋律乐器，演奏简单的儿歌旋律，通过反复调试乐器，确保音调准确，提升音乐表现能力；
创意合奏：各小组分工协作，将打击乐与旋律乐结合，开展创意合奏表演，例如用排箫演奏《茉莉花》旋律，用沙锤、纸箱鼓进行伴奏，实现乐器的配合与音乐的层次表达。
学生在音乐创编与表演中，不仅提升了音乐感受、表现与创造能力，还学会了团队协作、分工配合，将音乐与科学的融合落到了实处。
（4）“变废为宝”音乐成果展演
举办“变废为宝”音乐成果展演活动，各小组依次展示自制乐器与音乐作品，包括乐器介绍（材料、科学原理）、音乐演奏、创意合奏等环节。学生自信地介绍自己的乐器制作思路、运用的科学原理，并用自制乐器完成精彩的音乐表演，现场氛围热烈。
展演活动不仅是对本次实践成果的全面展示，更是对学生综合能力的考验与提升，学生在舞台上展现了自己的动手成果、音乐素养与表达能力，收获了成就感与自信心，同时也让“变废为宝”的环保理念、音乐与科学融合的跨学科思维深入人心。
六、研究结论
经过一系列的理论研究与“变废为宝”主题实践活动，本次音乐与科学学科的融合探索取得了显著成效，充分证明了小学阶段音乐与科学跨学科融合教学的可行性与育人价值，得出以下核心研究结论：
1.实现了学生多学科素养的同步提升
通过“变废为宝”跨学科实践，学生不仅直观理解了声音的产生、传播、音调、响度等核心科学原理，提升了科学探究与动手实践能力；还在乐器制作、音乐创编中提升了音乐感受、表现与创造能力，丰富了审美体验；同时深刻体会了“废旧材料再利用”的环保价值，将环保理念转化为实践行动，实现了科学素养、艺术素养、环保意识的同步发展。
2.有效培养了学生的跨学科思维与创新能力
音乐与科学的融合教学，打破了学科之间的壁垒，让学生学会了将科学原理运用到音乐实践中，实现了知识的融合与迁移。在乐器制作与音乐创编中，学生自主设计、反复调试、创意改造，例如用废旧快递盒制作多层鼓面、用不同粗细的吸管制作排箫，培养了跨学科思维与创新思维，提升了解决实际问题的能力。
3.丰富了小学音乐与科学教学的内容与形式
以“变废为宝”为载体的融合实践，突破了传统音乐教学“唱歌+欣赏”、科学教学“理论+实验”的单一形式，将教学延伸到废旧材料再创作、乐器制作、音乐展演等多个领域，让教学更具趣味性、生活化与实践性。同时，为小学阶段跨学科教学提供了可落地、可复制的实践案例，丰富了教学内容与形式。
4.提升了学生的团队协作与综合表达能力
本次研究与实践以小组为单位开展，从废旧材料收集、科学实验探究，到乐器制作、音乐创编，再到成果展演，都需要学生分工协作、共同探讨。在这个过程中，学生学会了沟通交流、分工配合、互帮互助，团队协作能力得到显著提升；同时，在成果展演的乐器介绍、音乐表演环节，学生的语言表达、舞台表现等综合能力也得到了充分的锻炼与提升。
5.具有较强的推广与应用价值
本次研究探索的“变废为宝”——音乐与科学融合的教学模式，贴合小学阶段学生的身心发展特点，实践材料生活化、操作难度低、育人价值多元，不仅适用于小学音乐与科学学科的融合教学，还可以延伸到美术、语文等其他学科的跨学科实践中，例如为自制乐器设计外观（美术）、为音乐作品撰写歌词（语文）。该模式既落实了新课标对学科融合、综合素养培育的要求，又契合环保教育的时代主题，具有广泛的推广与应用价值。
