小学科学教科版（2024）四年级上册（2024）3. 声音的高低教学设计

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《声音的高低》是《声音》单元的第三课，指向课标学习内容要求：知道声音有高低和强弱之分，声音高低和强弱的变化是由于振动的变化引起的；制作能产生不同高低、强弱声音的简易装置。
本课在学生学习了声音的产生与强弱之后，进一步探究声音的另一个基本属性——音调。教材通过敲击铝片琴、拨动钢尺、敲击金属管三个探索活动，引导学生发现物体振动快慢与声音高低之间的因果关系，即振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。最终帮助学生建立“物体的结构变化会导致振动快慢变化，从而引起音调变化”的科学概念。
【学情分析】
四年级学生对声音有着丰富的感性经验，能够轻易分辨声音的高低，并知道不同的物体发出的声音不同。然而，他们大多不清楚现象背后的科学本质——振动快慢决定了音调高低。学生已具备一定的实验操作、观察记录和小组合作的能力，本课将引导他们从对现象的关注转向对本质的探究，通过控制变量的实验方法，发现振动与音调之间的内在联系，初步建构科学模型。
【教学目标】
通过敲击铝片琴、拨动钢尺等活动，知道声音有高低之分，认识到声音的高低与物体振动的快慢有关。
2.在“拨动钢尺”的实验中，能运用控制变量的方法进行探究，并能准确地观察、记录和描述振动快慢与声音高低的关系。
3.在探究活动中，乐于合作与分享，体会声音高低变化的奥秘，感受科学探究的乐趣。
【教学重难点】
教学重点：通过实验，发现物体振动快慢与声音高低之间的关系。
教学难点：能清晰地观察并比较钢尺振动的快慢；理解“振动快慢”是影响声音高低的本质因素。
【教学准备】
教师：教学课件、音频资料（高低不同的声音）、视频（32倍慢动作展示钢尺振动）、玻璃棒。
小组：铝片琴、钢尺、小木块、一组长短或粗细不同的金属管、实验记录单。
【教学过程】
聚焦问题，激发兴趣（预设3分钟）
材料准备：教学课件、音频
1.听音辨声：播放一段包含高低不同声音的音频，问：“这段声音有什么特点？”
2.引出概念：学生交流，明确声音除了强弱，还有高低之分，科学上把声音的高低叫音调。
3.出示实物：教师敲击铝片琴上长短不同的铝片。提问：“你发现了什么？”（声音高低不同）
4.聚焦问题：声音的高低究竟是怎样产生的？它与什么有关？今天我们就来探究“声音的高低”。（板书课题）
【设计意图】从听觉体验入手，激活学生的前概念，自然引出“音调”这一科学概念。通过铝片琴的演示，将学生的注意力引向“结构特征”与“声音高低”的关系，并顺势提出本课的核心探究问题，激发学生探究欲望。
二、探索声音高低的秘密（预设22分钟）
材料准备：铝片琴、钢尺、金属管、记录单
（一）活动一：敲击铝片琴
1.任务：学生分组敲击铝片琴，仔细听不同长度铝片发出的声音高低有什么不同？并尝试观察每个铝片振动特点。敲击要求：①按顺序敲击②用力不变
2推测：小组讨论并推测：声音的高低可能与什么有关？（预设与铝片的长短有关）
3.提问：我们知道声音是由物体振动产生的，声音的强弱与振动幅度有关，那声音的高低可能和振动的什么有关呢？
（二）活动二：拨动钢尺
1.过渡：钢尺发出声音时，能看到它的振动过程吗？
2.提问：怎样才能让钢尺发出高低不同的声音？（改变伸出桌面的长度）
3.预测：钢尺伸出桌面越长，发出的声音越低；钢尺伸出桌面越短，发出的声音越高。
4.明确方法：改变尺子伸出的长度，拨动尺子使其发声。用木块控制拨动的幅度相同，从侧面观察振动的快慢，听声音的高低，比较振动的特点与声音高低的关系。
5.实验与记录。
6.汇报交流实验现象，思考声音的高低与什么因素直接相关？
7.为了让大家看得更清楚，老师拍下了钢尺振动的视频，并放慢32倍。
8.小结：钢尺伸出桌面越长，振动越慢，发出的声音越低；
钢尺伸出桌面越短，振动越快，发出的声音越高。
（三）活动三：敲击金属管
1.任务：那长短相同的物体发出的声音高低一样吗？用相同大小的力敲击一组长短相同，粗细不同的金属管。
2.思考：粗细不同的金属管发出的声音有什么规律？
预设：粗管发出声音低，细管发出声音高。
3.提问：可能与什么有关？
4.出示“乐器调音器”软件，能测量发出不同音调的金属管和铝片振动的快慢，数值越大，说明振动越快。
【设计意图】本环节是探究的核心。三个活动层层递进：铝片琴进行初步感知和推测；钢尺实验作为关键环节，通过控制变量和细致观察，建立“振动快慢决定声音高低”的核心概念；金属管活动则用于验证和巩固结论。教师对观察方法的指导是突破难点的关键。
三、交流研讨，建构概念（预设12分钟）
材料准备：教学课件
1.建构概念——教师引导提问：“比较三次实验，声音的高低与什么因素直接相关？”（振动快慢）
2.师生共同总结：物体振动得越快，发出的声音就越高；振动得越慢，声音就越低。（板书）
3.提问：振动快的物体有什么特点？
4.学生讨论、交流：短、细物体振动得快，所以音调高；长、粗的物体振动慢，所以音调低。
5.联系生活：我们还在哪里听到过声音高低的变化？（如：女高音和男低音、小鸟和老牛的叫声等）
【设计意图】通过全班研讨，将各组零散的发现汇总，引导学生从具体现象中抽象出科学规律，自主建构核心概念。通过解释铝片琴和金属管的现象，以及联系生活实例，促进学生对概念的迁移和应用，实现思维的发展。
四、拓展延伸（预设3分钟）
材料准备：试管、水、玻璃棒
1.教师展示一组装有不同量水的试管，吹试管口。
2.引发思考：吹试管时，声音的高低有什么不同？是什么在振动？（空气柱）声音的变化与水的多少有什么关系？
3.如果用玻璃棒依次敲击试管，声音又会怎么变化？
【设计意图】通过吹试管的拓展活动，将学生的认知从固体振动引向气体振动，进一步验证和巩固本课核心概念，体现概念的普适性。同时将探究兴趣延伸至课外。
板书设计
声音的高低
物体特征 振动快慢 音调
短、细 快 高
长、粗 慢 低
【疑难解答】
1.学生难以清晰观察钢尺振动的快慢，怎么办？
教师可采用以下策略：(1)在实验前进行示范，让学生明确观察的是尺端振动的“速度”而非“幅度”。(2)建议学生从侧面观察尺尖的振动。(3)允许学生用“快、较快、慢”进行相对比较，不要求精确量化。(4)可利用手机慢动作拍摄功能，投屏展示，帮助学生直观感受。
2.在“拨动钢尺”实验中，如何引导学生进行有效的合作？
建议进行小组角色分工，如：一名操作员（负责拨动钢尺），一名观察员（组织大家观察和判断振动快慢），一名记录员（负责填写记录单），一名噪音控制员（确保大家能听清声音）。轮流担任角色，确保每位学生都能参与其中。