7 让弦发出高低不同的声音 教学设计-2024-2025学年科学四年级上册教科版

7让弦发出高低不同的声音教学设计-2024-2025学年科学四年级上册教科版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析嘿，亲爱的同学们，今天我们要一起探索《科学》四年级上册教科版中的一段神奇旅程——"7让弦发出高低不同的声音"。这节课，我们将揭开音律的秘密，看看那些琴弦是如何在拨动中发出高低不同的美妙音符的。这可是和我们的生活息息相关哦！🎵✨二、核心素养目标1.培养学生观察和实验能力，通过实际操作了解弦乐器发声的原理。

2.增强学生科学探究的意识和能力，通过探究活动发现物理现象背后的科学道理。

3.激发学生艺术审美情趣，通过音乐体验感受声音的和谐与美。三、教学难点与重点1.教学重点：

-理解弦长、张力和弦粗细对音高的影响。

-掌握拨动弦的方法，能够控制弦的振动频率，从而发出不同音高的声音。

-通过实验，观察并记录弦的振动与音高的关系。

2.教学难点：

-理解弦振动频率与音高的直接关系，特别是如何通过改变弦的物理特性来调整音高。

-准确判断和描述不同长度、张力和粗细的弦所产生的音高差异。

-在实际操作中，学生可能难以精确控制拨动力度和频率，导致音高不稳定。例如，当学生尝试改变弦的长度时，他们可能难以立即感知音高的变化，或者难以精确控制弦的张力。为了突破这些难点，教师可以引导学生进行多次实验，通过比较和对比不同条件下的音高，帮助他们建立直观的认识。同时，通过示范和指导，帮助学生掌握正确的拨动技巧，提高他们对音高控制的敏感度。四、教学方法与策略1.采用讲授法结合实验演示，帮助学生初步理解弦乐器发声原理。

2.设计小组合作实验，让学生动手操作，观察不同弦长、张力和粗细对音高的影响。

3.利用多媒体展示不同弦乐器的结构图，帮助学生直观理解物理变化。

4.通过音乐游戏，让学生在轻松愉快的氛围中练习音高控制，提高学习兴趣。五、教学过程设计导入环节（5分钟）

-教师播放一段优美的弦乐旋律，引导学生闭上眼睛，感受音乐中的高低变化。

-提出问题：“你们能感受到音乐中的高低变化吗？它是怎么产生的呢？”

-引导学生思考并讨论，激发他们的好奇心和探索欲。

讲授新课（10分钟）

-教师通过实物展示或多媒体展示弦乐器的结构图，介绍弦的长度、张力和粗细对音高的影响。

-讲解音高的物理原理，如振动频率与音高的关系。

-通过简单的实验演示，展示如何通过改变弦的物理特性来调整音高。

-学生观察并记录实验结果，教师引导学生分析实验现象。

巩固练习（15分钟）

-分组进行实验，每组学生选择不同长度的弦，调整张力，观察并记录音高的变化。

-教师巡视指导，确保每个小组都能顺利进行实验。

-学生讨论实验结果，分享发现，教师总结并强调关键点。

-进行小组间的音高比较游戏，增加互动性和趣味性。

课堂提问（10分钟）

-提问：“弦长、张力和粗细对音高的影响有什么关系？”

-引导学生思考并回答，教师进行补充和纠正。

-提问：“你们认为在弹奏弦乐器时，如何才能准确控制音高？”

-学生讨论，教师总结并给出建议。

师生互动环节（10分钟）

-教师邀请几名学生上台，实际操作弦乐器，调整弦的长度和张力，让学生体验音高的变化。

-学生提问，教师解答，形成互动。

-教师通过提问，引导学生深入思考弦乐器发声的原理。

教学创新与拓展（5分钟）

-提出问题：“除了弦的长度、张力和粗细，还有其他因素会影响音高吗？”

-引导学生思考并讨论，鼓励他们提出自己的观点。

-教师总结并介绍其他影响音高的因素，如演奏技巧等。

-教师总结本节课的重点内容，强调弦乐器发声的原理。

-布置作业：让学生回家后尝试用不同方法调整家用弦乐器（如吉他）的音高，并记录变化。

-强调课后作业的重要性，鼓励学生将所学知识应用到实际生活中。

教学时间安排如下：

-导入环节：5分钟

-讲授新课：10分钟

-巩固练习：15分钟

-课堂提问：10分钟

-师生互动环节：10分钟

-教学创新与拓展：5分钟

-总结与作业布置：5分钟

总计用时：45分钟六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够理解弦乐器发声的基本原理，知道弦长、张力和粗细如何影响音高。

-学生能够区分不同音高的声音，并能描述其特点。

-学生能够识别和描述不同弦乐器发出的声音。

2.能力提升：

-观察和实验能力：通过实验活动，学生学会了如何观察、记录和分析实验结果。

-实践操作能力：学生在操作弦乐器时，学会了如何调整弦的长度和张力，以控制音高。

-科学探究能力：学生通过提出问题、设计实验、分析结果，提升了科学探究的能力。

3.情感态度：

-增强对科学的兴趣：通过探索弦乐器发声的奥秘，学生对科学产生了更浓厚的兴趣。

-培养合作精神：小组合作实验让学生学会了与他人协作，共同完成任务。

-提高审美情趣：音乐游戏和实际操作弦乐器让学生在美的体验中提升了艺术审美能力。

4.应用能力：

-学生能够将所学知识应用于实际生活，如调整家庭弦乐器的音高。

-学生能够尝试创造简单的音乐作品，运用所学的音高知识进行创作。

5.创新思维：

-学生在探索弦乐器发声原理的过程中，发展了创新思维，能够提出新的假设和解决问题的方法。

-学生通过实验和讨论，学会了从不同角度思考问题，拓展了思维的广度和深度。

6.评价与反思：

-学生能够对自己的学习过程进行评价，了解自己的优势和不足，并制定改进计划。

-学生能够反思实验过程中的问题，分析原因，并提出解决方案。七、板书设计①弦乐器发声原理

-弦的振动产生声音

-弦长、张力和粗细影响音高

-振动频率与音高成正比

②影响音高的因素

-弦长：长弦振动慢，音低；短弦振动快，音高

-弦张力：张力大，振动快，音高；张力小，振动慢，音低

-弦粗细：粗弦振动慢，音低；细弦振动快，音高

③实验观察记录

-实验步骤

-弦长变化

-张力调整

-粗细对比

-音高变化

④实践应用

-调整弦乐器音高

-创作简单音乐作品

⑤科学探究方法

-提出问题

-设计实验

-观察记录

-分析结果

-反思总结八、典型例题讲解1.例题：

一根弦乐器上的弦，长度为20厘米，当张力为50牛顿时，其音高为C调的中音。若要保持C调的中音，现将弦的长度缩短至15厘米，张力应调整为多少牛顿？（已知弦的粗细不变）

解答：

根据弦的振动频率公式\(f=\frac{1}{2L}\sqrt{\frac{T}{\mu}}\)，其中\(f\)是频率，\(L\)是弦长，\(T\)是张力，\(\mu\)是弦的线密度。

因为音高保持不变，频率\(f\)不变。所以，当弦长缩短时，张力\(T\)需要增加以保持频率不变。

设新的张力为\(T'\)，则有：

\[\frac{1}{20}\sqrt{\frac{50}{\mu}}=\frac{1}{15}\sqrt{\frac{T'}{\mu}}\]

解得\(T'=100\)牛顿。

2.例题：

一根吉他弦，当长度为30厘米时，张力为40牛顿，发出G调的中音。如果弦的粗细不变，要将音高提高一个八度，弦的长度应缩短多少？（已知弦的线密度不变）

解答：

提高一个八度，频率翻倍，即\(f'=2f\)。

使用相同的公式，设新的弦长为\(L'\)，则有：

\[\frac{1}{30}\sqrt{\frac{40}{\mu}}=\frac{1}{L'}\sqrt{\frac{T}{\mu}}\]

由于张力\(T\)不变，简化得：

\[\frac{1}{L'}=\frac{1}{15}\]

解得\(L'=15\)厘米。

所以弦的长度应缩短\(30-15=15\)厘米。

3.例题：

一根小提琴弦，初始长度为40厘米，张力为30牛顿，发出A调的中音。若要将音高降低一个八度，弦的长度应增加多少？（已知弦的线密度不变）

解答：

降低一个八度，频率减半，即\(f'=\frac{1}{2}f\)。

使用相同的公式，设新的弦长为\(L'\)，则有：

\[\frac{1}{40}\sqrt{\frac{30}{\mu}}=\frac{1}{L'}\sqrt{\frac{T}{\mu}}\]

由于张力\(T\)不变，简化得：

\[\frac{1}{L'}=\frac{1}{20}\]

解得\(L'=20\)厘米。

所以弦的长度应增加\(20-40=-20\)厘米，即缩短20厘米。

4.例题：

一根长20厘米的弦，张力为50牛顿，其音高为C调的中音。如果弦的线密度加倍，为了保持相同的音高，张力需要调整为多少牛顿？

解答：

弦的线密度加倍，根据公式，张力\(T\)需要增加到原来的平方倍以保持频率不变。

即\(T'=T\times\mu^2\)。

所以\(T'=50\times2^2=200\)牛顿。

5.例题：

一根吉他弦，当长度为25厘米，张力为30牛顿时，发出E调的高音。如果保持音高不变，将弦的长度缩短至20厘米，需要增加多少牛顿的张力？

解答：

使用相同的公式，设新的张力为\(T'\)，则有：

\[\frac{1}{25}\sqrt{\frac{30}{\mu}}=\frac{1}{20}\sqrt{\frac{T'}{\mu}}\]

解得\(T'=\frac{30\times25}{20}=37.5\)牛顿。

所以需要增加的张力为\(37.5-30=7.5\)牛顿。教学反思今天这节课，我们一起探索了弦乐器发声的奥秘，学生们表现得非常兴奋和投入。在这里，我想对今天的教学过程进行一些反思。

首先，我觉得导入环节的设计挺成功的。通过播放音乐和提出问题，学生的兴趣立刻被调动起来。他们对于音乐中的高低变化表现出浓厚的兴趣，这让我感到很高兴。我想，这样的导入方式能够激发学生的求知欲，为接下来的学习打下良好的基础。

在讲授新课的过程中，我注意到学生们对于弦的振动频率与音高的关系理解得比较快。但是，当涉及到弦长、张力和粗细对音高的具体影响时，有些学生显得有些困惑。这让我意识到，在讲解这些复杂的概念时，我需要更加细致地解释，并且可能需要更多的实例来帮助他们理解。

实验环节是今天课程的一个亮点。学生们在操作过程中表现得非常积极，他们通过实际操作来观察和记录音高的变化，这对于他们理解理论知识非常有帮助。不过，我也发现有些学生在调整弦的张力时，不太能够精确控制，这可能是由于他们缺乏实践经验。因此，我考虑在今后的教学中，可以安排更多的实践操作环节，让学生有更多的机会去练习和掌握这些技能。

课堂提问环节也让我有所收获。通过提问，我能够了解到学生对知识的掌握程度，并且可以根据他们的回答来调整我的教学策略。比如，当有学生提出关于弦粗细对音高影响的问题时，我及时地给出了答案，并且扩展了相关的知识点，这有助于加深他们的理解。

在教学过程中，我也注意到了一些需要改进的地方。例如，有些学生对于实验数据的记录不够规范，这可能会影响他们对实验结果的解读。因此，我需要在今后的教学中更加注