新教科版四上科学1.6《声音的高与低》教学设计

6.声音的高与低【教材简析】本课是在学习了第5课研究了声音的强弱的有关内容后，继续研究声音的另一个属性——音高。本课主要有三部分，第一部分直接提出声音的高低是怎么产生的聚焦问题,了解学生对声音的高低是怎样产生的原有认识。第二部分敲击铝片琴和吹口琴都可以发出高低不同的声音，通过观察，学生可以猜测到音高可能跟物体的长短有关。学生再利用钢尺发出高低不同的声音，进一步发现物体在发出高低不同的声音与物体振动的快慢有关。第三部分将三个实验中物体发声高低与振动幅度之间的关系建立普遍的联系，找出物体振动快慢（频率)与发声高低之间的联系，最后教材出现了编钟、不同音叉、粗细不同铁管等生活中的材料，将学到的知识应用于实践，尝试用知识解释现象，实现科学应用。【学情分析】学生已经知道声音是物体振动产生的，声音的强弱与振动的幅度有关。学生研究声音时，已经开始将听到的声音与物体的振动联系起来。四年级的学生对于分辨声音的高低还有困难，同时，物体振动的快慢肉眼观察也有难度，导致学生很难自主建构声音高低与振动快慢的具体关系。在本课，学生将通过多种探究活动，借助科技手段，去了解声音的高低与振动的关系。【教学目标】科学观念：通过探究性学习活动，知道物体振动越快，声音越高，物体振动越慢，声音越低。科学思维：通过对现象进行比较、分析、归纳，找到声音高低变化的原因。探究实践：通过对比实验研究，能对实验现象进行记录及分析，得到声音高低变化的原因。态度责任：在探究活动中，养成善于观察、尊重事实的科学态度。【教学重难点】重点：探索钢尺伸出桌面不同长度在振动时发出的声音的变化，以及振动快慢的变化。难点：准确识别钢尺声音的高低，以及振动快慢的变化。【教学准备】教师：1.教学课件学生：科学作业本、每组一个铝片琴、一把拆开的口琴、一把钢尺、一块木板等【教学过程】一、听音导入、聚焦问题（预设5分钟）材料准备：铝片琴1.教师敲击铝片琴的5音，重重敲、轻轻敲各一次，问：这两个声音有什么不同？2.教师敲击铝片琴1234567i提问：这些声音有什么不同？提问：哪个声音最低？哪个声音最高？板书：高低提问：你是怎么分辨出高的声音和低的声音的？3.教师敲135i，介绍声音高低的描述：“高、低、较高、较低”揭示课题：声音的高与低【设计意图】利用铝片琴引导学生分辨声音的高低，让学生直观感受声音的高低变化。二、乐器探索：（预设30分钟）材料准备：铝片琴、口琴、钢尺、（一）声音高低和发声物体长短的关系（预设10分钟）1.活动一：敲铝片琴，使它发出高低不同的声音师引言：刚才我们敲击的叫铝片琴，它能发出高低不同的声音。那么它发出的高低不同的声音与什么有关呢？请你敲击每一片铝片，听一听声音的高低变化，同时看一看每一片铝片有什么特点，想一想铝片发出的高低不同的声音与什么有关？学生分组探究。按顺序敲击铝片琴，反复敲几次，找出铝片琴发出声音的高低变化规律。小结：铝片短，声音高；铝片长，声音低。2.活动二：吹口琴，使它发出高低不同的声音教师发给每个小组一个口琴，让学生吹奏口琴，使它发出不同的声音；然后打开口琴的外罩，观察口琴的簧片，思考声音的高低和簧片有什么关系。小结：簧片短，声音高；簧片长，声音低。【设计意图】通过上面两个活动，学生会初步认识到：物体发出高低不同的声音与物体的长短有关系，这些知识为后面研究钢尺发出高低不同的声音做了一定的铺垫，特别是能帮助学生预测钢尺发出声音部分的长短与发出声音高低之间的关系。（二）声音高低与振动快慢的关系（预设20分钟）1.活动一：拨钢尺，使它发出高低不同的声音教师发给每个小组一个钢尺，让学生拨钢尺，使它发出不同的声音；小结：钢尺伸出桌面长度不一样，发出的声音高低不同。伸出桌面钢尺短，声音高；钢尺长，声音低。2.活动二：声音的高低和振动快慢的关系教师提问：我们知道声音是由物体振动产生的，那么物体发出的高低不同的声音又是怎样产生的呢？会不会和振动有关呢？我们知道声音的强弱与振动的幅度有关，那么声音的高低可能与振动的什么有关系？（1）教师引导：分别设置伸出桌面钢尺长为：10厘米、13厘米、16厘米、19厘米。声音的高低我们用高、较高、较低、低来表示。振动的快慢我们用快、较快、较慢、慢来表示。（2）学生活动，教师指导。重复多次实验，比较声音的高低、振动的快慢。（3）研讨：学生说一说自己的发现。教师提供更精确的证据：播放摄像机慢镜头拍摄尺子的振动速度。整理形成柱状图。（4）小结：物体振动越快，发生的声音越高；振动越慢，声音越低。【设计意图】学生从让钢尺发出高低不同的声音，到观察到钢尺伸出桌面长，声音低，钢尺伸出桌面短，声音高，再到肉眼观察长钢尺和短钢尺振动的快慢，慢镜头观察对比钢尺振动快慢，层层推进，建构声音高低与振动快慢的联系。解决本课教学的难点。三、拓展应用（预设5分钟）1.教师引言：在我们生活中有很多物体能发出高低不同的声音，如果你细心观察，就能发现很多声音的奥秘。这里有杯水，我边往里面倒水边敲击发出声音，你们静静听。2.教师演示你们听到声音的高低是怎样变化的？你能解释这种现象吗？（水越来越多，振动越来越慢，声音越来越低）3.观察图中的物体，推测它们发出声音的变化。4.生活中其他的物体是不是也遵循这个规律呢，请同学们课外继续研究。【设计意图】通过其它物体的发声，逐步引导学生将学到的知识应用于实践，尝试用知识解释现象，实现科学应用。7.声音的高与低特征振动快慢7.声音的高与低特征振动快慢音高短（细小）快高较短较快较高较长较慢较低长慢低【疑难解答】1.在钢尺在拨弹实验时，要注意哪些问题？（1）按压钢尺时如何做到幅度相同：在钢尺固定一端下面垫一块木块，手按压另一端，当钢尺另一端触碰桌面，然后再放手，这样幅度基本相同。（2）振动快慢如何看清楚：教师可以提前测试钢尺振动情况，用视频记录。把四种长度钢尺振动的画面同时慢镜头播放，做快慢明显对比。也可以四位同学同时进行实验，直接对比观察钢尺的状态。2.如何跟学生解读音高的概念？教学时，学生对音高理解还是比较困难，音高的高低是由振动快慢决定的，振动快慢用频率来表示，是一秒钟的振动次数。一定时间内振动次数多，频率高，音高就高；次数少，频率低，音高就低。教师在教学时可以特别关注音高柱状图的运用。一般来说，细的、短的、小的物体发出的声音高，粗的、长的、大的物体发出的声音低。8.制作我的小乐器【教材简析】《制作我们的小乐器》作为四年级上册声音单元最后一课，通过学生自己动手制作一个小乐器，使学生从中体会到科学与技术的紧密联系；并在动手制作过程中综合运用单元所学知识，解决制作过程中的各种问题，提升学生知识的运用能力。本课主要有三个部分，第一部分是设计自己的小乐器；与学生商议的任务目标，怎样让我们的小乐器发出有规律、高低不同的声音。第二部分是制作并改进自己的小乐器。学生一边制作一边设计，制作后试一试是否成功。第三部分是展示自己制作的小乐器，与同学们进行交流，发现优点并提出改进建议。整个过程尝试运用STEM的理念与工程设计的思想，让学生经历设计、制作、调整、展示这样一个项目过程，丰富学生对声音的理解，建构改变物体的属性可以使它发出高低不同的声音这一概念，同时激发学生的创造才能，培养学生科学学习的兴趣。【学情分析】在学习本课前，学生对声音有了比较全面的认识，并且知道了影响音高的有关因素。对于四年级孩子来说，要完成“制作我们的小乐器”的任务，必须有一个具体可实施的做小乐器的计划，教师需鼓励学生及时完成简易设计图，最终完成小乐器的制作和调试，让它演奏出简单的乐曲片段。【教学目标】科学观念：通过设计和制作小乐器，知道自制小乐器的发声原理，认识到改变物体的属性可以使它发出高低不同的声音。科学思维：根据要求设计小乐器，提出一些合理的、有创意的观点。探究实践：设计、制作、调整、展示自制小乐器；其中使用口述、图示、实物展示等方法表达自己的想法。态度责任：在制作、评价小乐器的过程中，培养学生的合作探究能力，交流质疑的科学精神。【教学重难点】重点：根据要求设计并制作小乐器。难点：改进完善自己的小乐器。【教学准备】教师：教学课件；学生：1.小乐器设计单、评价单、2.各小组有选择的准备制作材料：弹拨类乐器材料：皮筋、纸盒、小木柱打击类乐器材料：酒瓶、红墨水、水槽、筷子、漏斗吹奏类乐器材料：吸管、软木塞、剪刀、胶带【教学过程】一、创设情境、提出任务（预设5分钟）材料准备：课件（视频）1.课件出示校园国庆乐器专场演出视频导入：为了庆祝国庆，学校依据传统将举办一场国庆演出。届时请每个班的同学都亮相舞台表演一个乐器合奏节目。先来看看去年国庆乐器专场的现场。提问：有哪几大类乐器出现在晚会上？（视频中出现吹管乐器、弦乐器和打击乐器三大类乐器）2.学生介绍笛子、小提琴、架子鼓等乐器的发声原理。3.讲述：今年的国庆乐器专场演出有更高的要求，乐器需要是自己制作的。期待大家的精彩演出哦。揭示课题：制作我的小乐器（板书）。【设计意图】基于现实需求的新课导入，能迅速激发学生的需要，从而使学生进入最佳的学习状态。本节课以吹管乐器、弦乐器和打击乐器三大类为主要制作对象，几类乐器的展示及其原理介绍，既是对前面已学知识的巩固，也利于对本节课学生设计和制作乐器进行知识迁移。二、设计制作我的小乐器（预设25分钟）材料准备：小乐器设计单、评价单、剪刀、胶带、各小组有选择的准备制作材料1.明确任务（1）集体讨论：一个合格的乐器应该具备什么条件？预设：能够发出声音、能发出高低不同的声音、能发出有规律的声音、其他条件：美观、牢固、操作便捷（2）师生整理：基于任务要求，完善评价标准能发出有规律的，不同高低的声音4个，设计图要求图文结合，产品与设计图相一致制作过程中人人参与，相互协作，认真倾听能提出建议，对他人有帮助2.设计小乐器（1）教师出示三组材料器材学生小组讨论：我们组计划制作哪一类小乐器？（2）师：一个产品好不好，设计很关键。请各组根据自己的选择的材料特点进行设计。教师出示设计单，要求学生图文呈现：乐器的构造，改变音高的原理以及演奏的方式。（3）每个组的团队负责人领取材料，组织进行设计。（4）各组设计完成后，组织画廊走形式交流。各组主要设计师留在自己座位上，介绍和记录别组的合理建议，其他同学以小组为单位，用画廊走的形式，到其他小组参观别组的设计图，并提些建议。3.制作、测试小乐器（1）全组商量并修改好设计稿，然后按自己的设计进行制作。（2）学生在制作乐器的过程中，不断测试和完善。（3）教师巡视时提醒：记录遇到的问题及解决方案。【设计意图】本课运用工程设计思维进行教学。学生经历“明确任务—设计—制作—测试—展示评价—迭代改进”这样的过程。教学中，评价前置可以更好地帮助学生明确学习任务及评价标准，学生做到心中有数，才能找到产品优化的方向。材料前置有利于四年级学生设计时有物可依。教师在学生正式开始设计时提供有结构的材料，学生可以分析自己可利用的资源，使自己的设计制作成实物的方案具有可行性。设计完成后的画廊走交流评价方式，可以让学生有充分的时间互相交流和学习，产生更多的思维碰撞，同时也能让学生充分表达自己的想法。三、展示小乐器（预设8分钟）材料准备：学生制作完成的乐器1.学生整理材料。2.请各小组推选一位演奏水平最好的同学来为大家展示乐器。学生上台演奏音乐，介绍产品，其他小组对产品质量进行评价。【设计意图】演奏环节是学生最为喜爱的，展示乐器的同时，将评价落实，要求学生根据本节课一直在起引导作用的评价量表进行评价。由于评价前置，学生整个设计和制作环节对评价表已熟悉，可使评价标准较为客观。四、拓展迭代（预设2分钟）材料准备：《闪烁的小星星》曲谱提问：我们自制的小乐器能有规律的发出4个音高，那能在国庆乐器专场演奏《闪烁的小星星》这首曲子吗？为什么？同学们，课后可以继续尝试，提高乐器的音准，完善我们的乐器，如果你的乐器可以发出更多的声音，请你完成我们的终级挑战：用自己的乐器，演奏完整版的《闪烁的小星星》。教师介绍手机APP“调音师”。【设计意图】一个STEM项目在短短40分钟内是无法完成的，因此最后环节布置终极挑战活动，实质指向的是产品的迭代优化，驱动学生自主进行后续的研究。五、板书设计88.制作我的小乐器任务要求：1.4个高低不同的声音2.牢固美观3.操作便捷“制作我的小乐器”评价标准评价内容自我评价他人评价评价标准1.能发出有规律的高低不同的4个声音☆☆☆☆☆☆4个高低不同的音，有规律3星4个高低不同的音，比较有规律2星4个音基本不同1星2.设计图图文结合，产品与设计图一致☆☆☆☆☆☆图文结合，完全一致3星图文结合，有修改2星设计图不完整，物图不一致1星3.制作过程中人人参与，相互协作，认真倾听☆☆☆☆☆☆人人参与得1星；有分工合作得1星；认真倾听得1星（最高得3星）4.能提出建议，对他人有帮助☆☆☆☆☆☆每提出一条建议得1星（最高得3星）“我的小乐