《让弦发出高低不同的声音》（教学设计）2024-2025学年教科版科学四年级上册

《让弦发出高低不同的声音》（教学设计）2024-2025学年教科版科学四年级上册授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容《让弦发出高低不同的声音》是教科版科学四年级上册的内容，主要包括弦乐器发声原理、弦长、弦紧度与音调的关系等知识点。通过实验探究，学生将学习如何通过改变弦的长度和紧度来调节音调，了解弦乐器的基本原理。核心素养目标培养学生观察、实验、分析、推理的科学探究能力；增强学生对物理现象的好奇心和探究欲望；提升学生运用科学知识解释日常现象的能力；培养合作学习意识和团队协作精神。通过学习弦乐器的发声原理，使学生认识到科学与艺术的结合，激发学生探索音乐世界的兴趣。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入四年级之前，已经对声音的基本概念有所了解，如声音的产生、传播和反射等。此外，他们对一些简单的乐器可能有一定的认识，但可能缺乏对弦乐器发声原理的深入了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

四年级的学生对新鲜事物充满好奇，对音乐和乐器有较高的兴趣。他们的观察力和动手操作能力逐渐增强，能够通过实验和观察来学习新知识。学习风格上，部分学生可能更倾向于通过动手操作来学习，而另一部分学生可能更偏好通过观察和思考来理解概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解弦长、弦紧度与音调关系时可能会遇到困难，因为他们需要将抽象的概念与具体的实验现象联系起来。此外，学生在进行实验操作时可能会遇到控制变量、精确测量等问题。此外，对于一些听觉敏感度较低的学生，区分不同音调的细微差别可能是一个挑战。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解弦乐器的基本原理，引导学生理解弦长和紧度对音调的影响。

2.实验法：组织学生进行实验，观察不同弦长和紧度下的音调变化，增强学生的实践操作能力。

3.讨论法：鼓励学生分组讨论实验结果，培养学生的合作精神和批判性思维能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示弦乐器图片和动画，帮助学生直观理解弦乐器结构。

2.实验设备：准备不同长度和紧度的弦，以及调音器等实验器材，便于学生进行实验操作。

3.音频播放：播放不同音调的弦乐器音乐，让学生感受音调的变化，提高听觉辨识能力。教学过程一、导入（约5分钟）

1.激发兴趣：

-通过播放一段经典的弦乐器演奏视频，如小提琴、吉他等，让学生欣赏不同音调的音乐，引发学生对音调的好奇和兴趣。

2.回顾旧知：

-提问学生：“你们知道什么是音调吗？”引导学生回顾上节课学习的音调概念，为今天的课程做好铺垫。

二、新课呈现（约20分钟）

1.讲解新知：

-详细讲解弦乐器发声原理，包括弦的振动、音调的形成等。

-通过图片和动画展示弦乐器结构，让学生了解弦的长度、紧度对音调的影响。

2.举例说明：

-以小提琴为例，说明如何通过改变弦的长度和紧度来调节音调。

-举例说明其他弦乐器如吉他、琵琶等，让学生了解不同乐器的音调调节方法。

3.互动探究：

-组织学生分组讨论，让学生思考如何通过实验来验证弦长、紧度与音调的关系。

-引导学生设计实验方案，包括实验步骤、所需器材等。

三、实验操作（约30分钟）

1.学生活动：

-学生按照实验方案进行实验，观察不同弦长和紧度下的音调变化。

-鼓励学生记录实验数据，如不同弦长和紧度对应的音调高低。

2.教师指导：

-教师巡视实验现场，解答学生在实验过程中遇到的问题。

-引导学生分析实验数据，总结弦长、紧度与音调的关系。

四、巩固练习（约20分钟）

1.学生活动：

-学生根据实验结果，完成课后练习题，巩固所学知识。

-教师可以出一些与实际生活相关的题目，如“如何通过调整吉他弦的紧度来调节音调？”

2.教师指导：

-教师批改学生的练习题，针对学生的错误进行讲解和纠正。

-鼓励学生提问，解答学生在练习过程中遇到的问题。

五、总结与反思（约5分钟）

1.总结：

-教师引导学生回顾本节课所学内容，强调弦长、紧度与音调的关系。

-鼓励学生将所学知识应用到实际生活中，如调整乐器音调等。

2.反思：

-教师与学生一起反思本节课的学习过程，总结学习经验。

-鼓励学生提出改进建议，为今后的学习做好准备。

六、布置作业（约5分钟）

1.完成课后练习题。

2.选择一种弦乐器，观察并记录其音调变化，尝试调整音调。

备注：在教学过程中，教师应根据学生的实际情况灵活调整教学内容和进度。知识点梳理1.弦乐器发声原理

-弦乐器通过弦的振动产生声音。

-弦的振动是由弦的张力、长度和材质决定的。

2.音调的形成

-音调是指声音的高低，由振动频率决定。

-频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。

3.影响音调的因素

-弦的长度：弦越长，振动频率越低，音调越低；弦越短，振动频率越高，音调越高。

-弦的紧度：弦越紧，振动频率越高，音调越高；弦越松，振动频率越低，音调越低。

-弦的材质：不同材质的弦有不同的振动特性，影响音色和音调。

4.弦乐器的音调调节

-通过调整弦的长度来改变音调：例如，在吉他上，通过移动品位来改变弦的长度。

-通过调整弦的紧度来改变音调：例如，通过拧紧或放松调音旋钮来改变弦的紧度。

5.实验探究方法

-控制变量法：在实验中保持除一个变量外的其他条件不变，以观察该变量对结果的影响。

-数据记录与分析：记录实验数据，如弦的长度、紧度和对应的音调，然后分析数据以得出结论。

6.科学探究能力培养

-观察与描述：观察弦乐器振动和声音产生的现象，并准确描述。

-提出假设：根据已有知识，提出关于弦乐器音调影响因素的假设。

-设计实验：设计实验方案来验证假设，包括选择合适的材料和工具。

-实施实验：按照实验方案进行操作，并记录实验过程和结果。

-分析与解释：分析实验数据，解释实验结果，并与假设进行比较。

7.科学态度与价值观

-培养学生对科学现象的好奇心和探究欲望。

-培养学生尊重事实、严谨求实的科学态度。

-培养学生理解科学与艺术结合的重要性。

8.教学评价

-评价学生学习效果的方法：观察学生的实验操作、记录和分析数据的能力，以及学生对知识的理解和应用能力。

-评价教学效果的方法：通过学生的反馈、实验结果和课堂参与度来评估教学效果。典型例题讲解1.例题：一根吉他弦，当其长度为50厘米时，发出的音调是C调。如果将弦的长度缩短到40厘米，那么它将发出什么音调？

答案：当弦的长度缩短到40厘米时，弦的振动频率会增加，因此音调会升高。由于弦的长度缩短了，音调将比原来的C调高一个八度，即变为C调的下一个八度的音调。

2.例题：一把小提琴的弦长为70厘米，紧度适中。如果将弦的紧度增加，音调会发生怎样的变化？

答案：增加弦的紧度会使弦的振动频率增加，因此音调会升高。所以，当弦的紧度增加时，小提琴的音调会变高。

3.例题：在实验中，学生发现将一根弦乐器上的弦从60厘米缩短到50厘米后，音调提高了。请问，这个实验结果支持以下哪个结论？

答案：这个实验结果支持结论“弦的长度越短，音调越高”。因为实验中弦的长度缩短，音调随之提高，符合音调与弦长成反比的规律。

4.例题：一个学生正在尝试调整吉他上的弦，以使其发出D调。如果当前的弦紧度已经很高，但音调仍然太低，他应该采取什么措施？

答案：如果弦的紧度已经很高但音调太低，学生应该尝试增加弦的长度。因为弦的长度增加会降低振动频率，从而使音调降低，直到达到所需的D调。

5.例题：在弦乐器上，如果弦的材质从钢变为尼龙，音调会发生怎样的变化？

答案：不同材质的弦有不同的振动特性。如果弦的材质从钢变为尼龙，通常尼龙的振动频率会比钢低，因此音调会降低。这意味着音调会变得较低，需要调整弦的长度或紧度来达到所需的音调。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验与音乐结合：在教学中，我将尝试将物理实验与音乐演奏相结合，让学生在实验中体验音乐的美妙，激发学生对科学探究的兴趣。

2.多媒体辅助教学：利用多媒体设备展示弦乐器的工作原理，通过动画和图片帮助学生更直观地理解抽象的概念。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生参与度不高：部分学生在实验过程中不够积极，可能是因为对实验过程和目的不够了解。

2.教学评价单一：目前的评价方式主要依靠学生的实验报告和课堂表现，缺乏对学生实际操作技能的评估。

3.知识迁移能力不足：学生在掌握了弦乐器发声原理后，可能无法将其应用到其他类似的物理现象中。

反思改进措施（三）

1.提高学生参与度：通过设计有趣的实验环节，如小组竞赛、角色扮演等，让学生在轻松愉快的氛围中参与实验，提高他们的积极性。

2.丰富教学评价方式：除了实验报告和课堂表现，还可以加入学生自评、互评和教师观察，全面评估学生的实际操作能力和知识掌握情况。

3.强化知识迁移能力：在教学中，通过对比不同乐器的发声原理，引导学生思考不同物理现象之间的联系，提高他们的知识迁移能力。

4.加强家校合作：与家长沟通，让家长了解学生的学习和成长，共同关注学生的科学素养培养。

5.深入研究教学方法：不断学习新的教学理念和方法，结合学生的实际情况，优化教学策略，提高教学效果。

6.关注学生个体差异：在教学中，关注每个学生的特点和需求，因材施教，让每个学生都能在科学探究中获得成功体验。内容逻辑关系①弦乐器发声原理

-弦的振动产生声音

-弦的张力、长度和材质影响振动频率

-振动频率决定音调

②影响音调的因素

-弦的长度：弦长越短，音调越高

-弦的紧度：弦紧度越高，音调越高

-弦的材质：不同材质的弦有不同的振动特性

③弦乐器的音调调节

-调整弦的长度：通过移动品位或改变弦