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项目 《声音的高与低》
【教材简析】
本课是教科版科学教材四年级上册《声音》单元中的第6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。敲击钢片琴和吹口琴都可以发出高低不同的声音，并通过观察，学生们可以猜测到音高可能跟物体的长短、薄厚有关。学生将采用改变钢尺发声部分长度的方法，让钢尺发出高低不同的声音，来发现物体在发出高低不同的声音时，振动的快慢和发出声音高低之间的关系，揭开音高的秘密。
【学情分析】
通过前几课的学习，学生已经知道声音是物体振动产生的，而振动的幅度决定着声音的大小，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。在本课，学生将通过多种探究活动，去认识声音的另一个基本属性——音高。
但是学生对于“音高”的感受容易出现偏差，在感受不准确的情况下，往往记忆也不够深刻，被动学习较明显，增量不够。
【设计思路】
基于学生已有认知基础，采用课内微项目教学的方式进行设计。不断调节尺子伸出桌面的长短，让尺子能尽可能接近老师给出的标准音，作为一个任务，学生通过不断的感受与调整，发现尺子伸出桌面长短对音高的影响，学生在完成挑战的过程中，也掌握了知识，并且印象会比传统的教学模式更加深刻。微项目引入本课，既能提升学生发现并解决问题的能力，也能更好地建构科学概念，同时增加趣味性，提高学习兴趣。
【教学目标】
1.科学概念：声音的高低可以用音高来表示。物体振动得越快，发出的声音就越高；物体振动得越慢，发出的声音就越低。
2.探究实践：通过不断调整尺子长短，让尺子的音高尽可能接近标准音的过程中，会不断尝试与改进，能有根据地推测归纳结论。
3.态度责任：通过完成任务，意识到要用实验数据作为证据来解释现象，激发研究音高变化的兴趣。
【教学重难点】
重点：探索钢尺伸出桌外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：推测物体发出声音的高低，并能用所学知识作出合理解释。
【教学准备】钢片琴、口琴、螺丝刀、钢尺、1 本厚的硬皮书
【教学过程】
1、复习旧知（2分钟）
1.复习旧知。教师弹尤克里里，发出高低不同的声音。提问：这两个音有什么不同？造成这两个音不同的原因是什么？
2.引入新知。教师弹奏一组高低不同的声音，请你听听是从低到高还是从高到低变化的。
3.出示课题。声音有高低和强弱的变化，上节课我们研究了声音的强弱变化与振动幅度有关，那么高低不同的声音又是怎样产生的？今天我们一起来研究声音的高低。
二、铺垫学习（8分钟）
1.请大家拿出钢片琴，试着让它发出高低不同的声音。思考高低不同的声怎样产生的？（预设：敲击不同长度的钢片会发出高低不同的声音）
2.接着拿出口琴，怎样让它发出高低不同的声音？口琴高低不同的声音又是怎样产生的？
3.大家见过口琴内部吗？请各小组小心拆开口琴外壳，看看它的内部结构，一边吹一边找它的发声部分在哪。
4.口琴的内部结构：由外壳、音格、金属板组成。金属板上是口琴的发声部分——簧片，当我们吹或吸气时，口琴的簧片会振动起来发出声音。
5.请你仔细观察，比较钢片和簧片，思考声音的高低与钢片、簧片有什么关系？（预设：簧片和钢片的长短不同，导致发出声音的高低不同。越长的声音越低，越短的声音越高。）
6.我们发现，钢片、簧片越长，发出的声音越低；钢片、簧片越短，发出的声音越高。
三、项目任务：制作简易“拇指琴”（20分钟）
1.认识拇指琴，会根据外观判断拇指琴声音的高低。
2.出示任务：制作简易“拇指琴”。
（1）小组合作，将尺子夹在厚硬皮书按紧，使尺子正常发声。
（2）通过调整尺子的长短，使它有明显的高低之分，并且声音悦耳。
（3）制作好拇指琴产品说明书。包括原理，使用注意事项等。
3.制作调试“拇指琴”：请学生利用厚硬皮书和钢尺，不断尝试和调整，完成任务（1）和（2）。
4.设计制作产品说明书：根据小组制作的“拇指琴”，设计相应的产品说明书。要求包括产品图、使用注意事项、产品的原理。
产品说明书
产品名称：
产品设计图：
产品原理：
使用注意事项：
5.自评。
评价内容 评价标准 自评
简易“拇指琴”安装 （3星）尺子固定牢固，弹拨后，能发出有明显高低之分的声音。（2星）尺子固定牢固，能正常发声，但高低不明显。（1星）尺子安装松动，不能正常发声。
产品说明书制作 （3星）产品说明书完整，内容详细正确，书面整洁。（2星）产品说明书完整，但内容不够详细，不整洁。（1星）产品说明书不完整。
小组合作 （3星）声音安静，小组分工明确，相互合作（2星）声音较吵，分工不明确，偶尔有争抢，（1星）声音吵闹，分工不明确，有争抢
四、研讨交流与小结（10分钟）
1.项目交流
（1）小组在制作调试的过程中，有遇到什么问题，是怎么解决的？
（2）介绍小组自评情况以及原因。
（3）介绍自己制作“拇指琴”和“产品说明书”有什么优点和不足。
（4）课后，你还想研究关于“拇指琴”或者其他乐器的什么问题？
2.教师小结。
【教学反思】
1.项目化学习，激发学生学习兴趣
本节课小钢尺的设计本来应该是有现象到本质的一个深入，是本节课的重点，但是由于关于“声音的高低”的探究前面已经有钢片琴和口琴的铺垫，学生对于物体长短对于音高的有了一定的认识，到了第三个探究的时候，学生容易失去兴趣，觉得和前面的差不多，很简单，一旦学生把这三个探究当作是并列类型的探究，探其现象而忽视其本质，这就违背了课程设计的初衷。基于此，笔者在设计时，将最后一个探究活动以微项目的形式出现，给学生以耳目一新的感觉，激发学生的学习兴趣，提高课堂效率。
2.巧借微项目评价，落实探究细节
在“钢尺伸出桌面长短和音高的关系”这一实验探究中，看似简单，但是学生在学习的过程中，经常会出现三个问题。一是，对于尺子的按压不到位，导致尺子和桌面碰撞，影响对尺子声音的判断；二是，学生无法有效控制尺子振动的幅度，音量的变化对音高的判断存在较大的影响；三是，学生一根尺子在调整长短时，中间间隔的时间较长，对于振动快慢的观察和音高的判断中间间隔的时间也就相应变长，对学生的观察和判断都存在一定影响。本节课的设计中，就希望通过微项目的评价单，在一定程度上，可以解决这些问题。评价单分为三个部分，第一部分关于“拇指琴”的安装，要求尺子固定牢固，防止碰撞声，正确弹拨，不接触桌面，减少音量的干扰；第二部分关于产品说明书，要求完整且内容详细，促进学生发现影响音高的根本原因和在弹拨时，要注意的一些问题，如弹拨力度等；第三部分是关于小组合作，要求学生能够组内分工合作，互相帮助学习，有效落实情感目标。
3．项目设计环环相扣，落实科学概念
该课程渗透的是一个20分钟的微项目，但是在内容编排上环环相扣指向课程目标，帮助学生有效建构科学概念。首先，学生通过观察拇指琴的发声，知道小钢片需要固定，小钢片和木板之间有一定的空间用以振动以及轻轻弹拨就可以发出声音，对后面安装尺子的方法、弹拨尺子的力度作有效铺垫。然后，模仿与尝试制作出有三个明显高低之分声音的简易“拇指琴”，在调试与制作的过程中，强化尺子伸出部分长短对音高的影响。借着，要求对小组制作的简易拇指琴配相应的产品说明书，让学生将拇指琴，也就是小钢尺振动的原理和操作过程中的注意事项进行描述，知道弹拨钢尺时需要控制力度，影响原因音高的根本原因是振动的快慢。最后，对项目进行交流分享，学会与人交流，在交流过程中，呈现小组的亮点，发现小组的不足，并愿意主动改进。
4.构建项目任务支架，促进有效交流
每个项目的达成都离不开交流，高效的交流可以促进学生科学思维，提高课堂效率。要实现有效交流，就必须让学生有话可说，有内容可以交流。小组间的有效交流，需要学生任务清晰，有指向性，教师要构建项目任务支架。在项目设计的时候，就对任务进行了分解：（1）小组合作，将尺子夹在厚硬皮书按紧，使尺子正常发声。（2）通过调整尺子的长短，使它有明显的高低之分，并且声音悦耳。（3）制作好拇指琴产品说明书。包括原理，使用注意事项等。让学生在操作的时候有目标，在交流的时候有指向性。小组间的有效交流，需要教师提供项目问题支架，比如（1）小组在制作调试的过程中，有遇到什么问题，是怎么解决的？（2）介绍小组自评情况以及原因。（3）介绍自己制作“拇指琴”和“产品说明书”有什么优点和不足。（4）课后，你还想研究关于“拇指琴”或者其他乐器的什么问题？有了支架，生生交流可以更加顺畅，教师可以真正把课堂还给学生。
小学科学教学融入STEM理念的设计与实践案例
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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声音的高与低
声音的强与弱=
振动幅度越大，声音越（ ）
振动幅度越小，声音越（ ）
声音的高与低=
强
弱
音量
音高
思考：声音的高低和什么因素有关呢？
敲击铝片琴
步骤：（1）从长到短的顺序敲，感受音高变化
（2）从短到长的顺序敲，感受音高变化
（3）随意敲出两个音，比较音高高低
敲击铝片琴
思考：高低不同的声音是怎样产生的？
吹奏口琴
步骤：（1）从左到右的顺序吹，感受音高变化
（2）从右到左的顺序吹，感受音高变化
吹奏口琴
思考：声音的高低和簧片有什么关系？
制作简易“拇指琴”
猜测“拇指琴”声音的高低
观察发声时金属片的不同
项目任务：制作“拇指琴”
（1）小组合作，将尺子夹在厚硬皮书按紧，使尺子正常发声。
（2）通过调整尺子的长短，使它有明显的高低之分，并且声音悦耳。
（3）制作好拇指琴产品说明书。包括原理，使用注意事项等。
项目任务：制作“拇指琴”
评价内容 评价标准 自评
简易“拇指琴”安装 （3星）尺子固定牢固，弹拨后，能发出有明显高低之分的声音。
（2星）尺子固定牢固，能正常发声，但高低不明显。
（1星）尺子安装松动，不能正常发声。
产品说明书制作 （3星）产品说明书完整，内容详细正确，书面整洁。
（2星）产品说明书完整，但内容不够详细，不整洁。
（1星）产品说明书不完整。
小组合作 （3星）声音安静，小组分工明确，相互合作
（2星）声音较吵，分工不明确，偶尔有争抢，
（1星）声音吵闹，分工不明确，有争抢
项目任务（一）：制作调试“拇指琴”
（1）小组合作，将尺子夹在厚硬皮书按紧，使尺子正常发声。
（2）通过调整尺子的长短，使它有明显的高低之分，并且声音悦耳。
项目任务（二）：制作产品说明书
产品说明书
产品名称：
产品设计图：
产品原理：
使用注意事项：
交流与分享
（1）小组在制作调试的过程中，有遇到什么问题，是怎么解决的？
（2）介绍小组自评情况以及原因。
（3）介绍自己制作“拇指琴”和“产品说明书”有什么优点和不足。
（4）课后，你还想研究关于“拇指琴”或者其他乐器的什么问题？
音高变化的规律
发声物体的音高变化
有什么规律？
图中的物体发声时音高有什么规律？说明理由。
（ ）
（ ）
（ ）
低→高
低→高
低→高
