教科版（2017秋）四年级科学上册1.6 声音的高与低 教学设计（同课异构公开课教案3篇）
文档属性
| 名称 | 教科版（2017秋）四年级科学上册1.6 声音的高与低 教学设计（同课异构公开课教案3篇） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1001.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2022-08-09 11:04:40 | ||
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文档简介
教科版科学四年级上册
《1.6 声音的高与低》教学设计
同课异构（一）
【教材分析】
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。敲击铝片琴、钢管、编钟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。
【核心素养目标】
科学观念：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。
科学思维：探索钢尺、音叉振动的快慢和发出声音高低的变化，以及振动快慢的变化，推测物体发出声音的高低，建立物体振动快慢与声音高低的关系，并能用所学知识作出合理解释。
探究实践：通过描述钢尺振动的快慢和发出声音高低的变化情况，提高学生进行有根据的推测和科学操作能力。
态度责任：1.养成勤于观察，乐于动脑的习惯。2.能借助手机慢动作摄影功能和手机声音APP让物体的声音可视化，认识到科学技术影响着我们的生活、推动着社会的进步。
【教学重难点】
重点：探索钢尺、音叉振动的快慢和发出声音高低的变化，以及振动快慢的变化。
难点：推测物体发出声音的高低，建立物体振动快慢与声音高低的关系，并能用所学知识作出合理解释。
【教学过程】
一、激趣导入
1.同学们，今天我们继续走进声音的世界，竖起小耳朵，静静地听！他们有什么不同？（老师敲击铝片琴上的两个声音，请学生比较声音的不同。）
预设：强弱不一样
2.声音的强弱与什么有关？预设：振动幅度有关
老师敲一组音阶，这些声音有什么不一样？预设：从低到高，声音音高不一样 这节课，我们就来研究声音的高与低。（板书：声音的高与低）
二、聚焦问题，形成概念
声音的高低可以用音高来描述。
1.我们怎样分辨高低不同的声音？我们先看个短片。（观看视频）
预设：高的声音 刺耳 尖细 低的声音 沉重 粗
2.老师来考考大家，我们来比较几个声音的高与低。（辨别大小杯子、男女生、大小音叉、尺子）
三、探索
实验一：敲击铝片琴，观察铝片琴各个铝片的长度与音调的关系
1.物体发出高低不同的声音与什么有关呢？
请各组按顺序敲一敲铝片琴的每一片铝片，听一听铝片发出的声音，看一看每一片铝片有什么特征？想一想，发出声音的高低和什么有关呢？
实验的时候，老师有几点要求：①请小组一位同学依次敲打铝片，一起听声音。②观察并思考声音的高低与什么有关？今天我们的实验都要听声音，大家觉得我们需要注意什么？预设：静静地听声音
2.学生体验
3.汇报：
铝片琴发出高低不同的声音与什么有关？你有什么发现？老师这里有四片铝片，哪一片铝片发出的声音最高？
最短的；哪一片发出的声音最低 最长的；蓝色 较高 黄色 较低
总结：铝片琴发出高低不同的声音与铝片的长短有关。铝片越长，发出的声音就越低，铝片越短，发出的声音越高。
4.如果物体的长短一样，发出声音的高低一样。真是这样吗？听4根钢管的声音你发现了什么？ 预设： 粗细不同，发出的声音不一样
5.（拿出编钟）认识吗？猜一猜哪个发出声音高，哪个发出声音低？预设：小的发出声音高，大的发出声音低
我们来听听看！
6.总结：奇怪了，声音的高与低好像与物体的长短、粗细、大小都有关系，我们知道声音是由物体振动产生的，那么声音的高低与可能与物体的振动有什么关系呢？老师这里有一段声波模拟动画，请大家认真观察。板书：振动快慢
实验二：探究声音的高低与振动快慢的关系
1.老师给大家准备了尺子的套盒装置，我们要怎样做这个实验呢？老师在这里给一个小提示：这个实验关键在于让尺子发出高低不同的声音。怎样让尺子高低不同的声音呢？请大家拿出装置，小组讨论一下。（预测）尺子伸出不同的长度，然后拨动尺子
2.为了更清楚地看到实验现象，建议尺子伸出长度为8 11 14 17厘米。这个实验，我们除了判断声音的高低，还需要观察什么？（预测：振动的快慢）是不是只做一次？我们需要重复多次，比较着听。什么是比较着听？预测：尺子的4个长度都实验完成后，再进行比较，把你的发现记录下来。谁来给我们演示一下操作的过程？（用101教育ppt自拍功能）一只手按在木块上，另外一只手的一个手指按住尺子的前端与桌面齐平，为什么要齐平？ 预测：这样就能保证振动的幅度是一样的。
3.我们还需要注意什么？预设：实验时保持安静，认真听声音。大家考虑很周全，我们在实验时，观察物体振动的快慢情况，及时记录观察到的现象（图文）并将记录单贴在展示板上。
4.学生实验
完成实验后，可以将材料放回材料台，记录好的同学可以把记录贴在展示板上。
5.汇报
通过刚才的实验与观察，你们发现声音的高低与物体振动的快慢有关吗？你们观察到了什么现象？
大家有什么发现？哪组来说一说。预设：伸出桌面越长，振动慢，声音低；伸出桌面越短，振动快，声音高
我们有小组关于振动的快慢出现了不一样的结果，因为用肉眼很难观察清楚，我们可以借助手机慢动作拍摄功能放慢32倍后的结果。我们一起看一看。
同学们尺子在几厘米的时候振动的最快？预测：8厘米
物体振动得快，发出的声音是高还是低？
四、研讨（实验发现）
1.音叉是一个用于乐器调音的仪器，它的音高是非常标准的，我们来听一听他们的声音 小音叉的声音高，大音叉的声音低 他们的振动状态又有什么不一样？今天老师请来了一位小帮手，这个软件可以测试物体每秒钟振动的次数 这个软件得单位是赫兹。看，我在说话时，数字在不断的发声变化（检测时，一定要保持安静，以免造成干扰，影响检测的准确性）
2.集体检测 大小音叉敲击后频率的大小
老师来敲击音叉，请同学们读出相对稳定的数字
大音叉：246HZ 小音叉880HZ
小音叉振动的次数多，振动的快，声音高；大音叉振动的次数少，振动的慢，声音低。
3.课后，大家可以利用这个音高软件检测其他物体振动快慢
同学们，我们再来解决这个问题：物体发出高低不同的声音与什么有关？
预设：物体发出高低不同的声音与振动快慢有关
你现在能解释了物体短、细、小的发出的声音高？预设：短、细、小振动快，声音高；长、粗、大的物体振动慢
五、拓展
我们掌握了声音高低的这一奥秘，就可以自制许多有趣的小乐器，我们一起来看一看！今年我们的艺术节马上就要到来了，我希望我们班的同学能自制乐器组成一个合奏团，在我们艺术节的年会上展示我们的风采。
【板书设计】
6.声音的高与低
物体越长 振动越慢 声音越低
物体越短 振动越快 声音越高
同课异构（二）
【教材分析】
本课是教科版科学教材四年级上册《声音》单元中的第6课，是在学习了第五课研究了声音的强弱后的有关内容后，继续研究声音的另一种属性——音高。通过研读教材发现教材是通过敲击铝片琴和吹奏口风琴让学生初步发现声音的高低与发声物体的长短有一定的关联，然后通过拨动伸出桌面不同长度的钢尺实验，建立振动快慢与声音高低之间的联系。结合教学经验和下水实验发现教材的实验设计存在以下问题：
不同长度的钢尺振动的快慢不容易用肉眼直接观察，学生无法准确记录。针对以上问题，本课的教学对教材原有的安排做了个性化设计主要体现在以下几个方面：
1.通过一系列教学活动让学生形成认知冲突，从而思考影响声音高低原因是什么？
2.创新学具，帮助学生解决操作困难，干扰因素多的问题。
3.使用信息技术手段，将难以观察的内容清晰化、数据化。
【学情分析】
本次教学对象是四年级学生，四年级学生对声音的概念已经有了初步认识，学生已经知道了声音的产生、声音的强弱这两个概念。本节课将在原来的基础上学习声音的另一个特征“高低”。学生对声音高低的概念相对模糊，只在音乐课程有初步的感受。本节课将基于学生的前概念，设计认知冲突，搭建多个学习层级，使用信息化手段帮助学生建构声音高低的概念。
【核心素养目标】
科学观念：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。
科学思维：理解振动快慢与声音高低之间的关系，引导学生从关注长短到关注振动快慢之间的思维转变。
探究实践：通过尺子实验，提高学生的观察能力及实验数据的分析能力。
态度责任：培养学生勤于思考，善于分析的习惯。认识到科学技术可以辅助我们学习、影响着我们的生活、推动着社会的进步。
【教学重难点】
重点：学习振动快慢与声音高低之间的关系。
难点：引导学生从关注长短到关注振动快慢之间的思维转变。
【教学过程】
一、初步感知，引发问题。
玩游戏：1.请同学们听老师的口令鼓掌，老师说“弱”的时候掌声弱，老师说“强”的时候，掌声变强。2.请同学们听老师的口令发出“啊”的声音，老师说“高”你们发出的声音就高，老师说“低”你们发出的声音就低。
教师和学生互动完成游戏。
（在这个阶段复习旧知，如果学生对声音“强”“弱”“高”“低”有掌握不到位的地方，随机进行强化训练。）
交流：教师演示用大小不同的力敲击同一个铝片琴。
提问：“这两个声音有什么不同？”
生：强弱
提问：这两个声音的强弱与什么有关系？
生：用力大小、振动幅度
复习：用力大，振动幅度大，声音强；用力小，振动幅度小，声音弱。（副板书）
交流：接下来请同学们继续用眼睛看，用耳朵听。这两个声音有什么不同？
敲击铝片琴（中音和高音的1）
生：高低
提问：这两个声音的高低与什么有关系？
生：长短
提问：与长短有什么关系？
生：铝片琴越长声音越低，铝片琴越短声音越高。
板书：长的声音低，短的声音高。
（换粗细不同，长短一样的材料。）
提问：这两个谁长谁短？
生：一样长。
提问：这两个声音有什么不同？
生：高低
提问：这两个声音的高低与什么有关系？
生：粗细
提问：与粗细有什么关系？
生：粗的声音低，细的声音高。
（换长短、粗细都一样的材料，厚薄不同）
交流：这两个管子的粗细、长短都一样吧？请你们用眼睛看，用耳朵听。这两个声音有什么不同？
生：高低
提问：这两个声音的高低与什么有关系？
生：厚薄
提问：与厚薄有什么关系？
生：厚的声音低，薄的声音高
师：那影响声音高低的根本原因是什么呢？
二、作出假设，实验探究。
（一）交流：我们现在看到了长短、粗细、厚薄都会影响声音的高低，那影响声音高低的根本原因是什么呢？
聚焦：快慢
提问：那怎么来证明我们的想法是对的呢？我们先把长短因素挑出来进行观察。给你一把尺子你可以怎么设计实验？
（二）学生设计实验
1.按长度变化顺序（6厘米、9厘米、12厘米）依次拨动钢尺，观察尺子振动快慢。
2.注意每一次拨动尺子用的力气差不多。
3.如果没有观察出来可以重复实验。
4.设计记录单。
（三）学生分组实验，填写实验记录单。
有的小组实验结果是：长的振动快，短的振动慢；有的小组实验结果是：长的振动慢，短的振动快。
三、发现问题，交流研讨
（一）发现问题：为什么会出现不同的观察结果？
师：我们刚才做过了尺子实验，请同学们仔细观察实验记录，你有什么问题？
生讨论交流。
师：为什么我们用同样材料做实验，得出的结果却不一样呢？
（预设A）
生：现象可能不一样。
师：现象是否真的不一样呢？我们需要更细致的观察。请大家来更细致的观察（教师播放实验视频）。你能观察得很清楚吗？有什么办法让我们观察得更清楚？
（预设B）
生：现象看不清楚。
师：有什么办法让我们观察得更清楚？
（二）解决问题：想办法让实验现象由“看不清”变成“看得清”。
（预设A）
生：用放大镜。
生：用拍照的方法。
师：还有其他的办法吗？
生：制作慢镜头。
（预设B）
生：制作慢镜头，让整体速度慢下来。
师：什么仪器可以帮我们制作慢镜头？
教师播放慢镜头的视频，观察不同长度尺子的振动情况。
（三）对比分析：现在大家都看清楚了吗？观察结果是怎样的？
学生汇报，师生交流、生生交流。
师：你们想不想看到尺子振动的速度具体是多少？老师这里还有一个软件可以直接测试高低不同声音的振动速度。
教师演示测试不同长度的尺子振动速度的快慢。请同学们继续完善实验记录单。
（四）得出结论：你们发现了什么？
生：尺子越长，振动越慢，声音越低；尺子越短，振动越快，声音越高。
提问：粗细、厚薄不同是不是也是这样呢？我们也来测试一下。用声音测试仪测试厚薄、粗细的振动频率。
提问：现在你们对刚刚得出的结论还有提升吗？
总结：振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。
（五）知识运用：用刚刚学到的知识推测哪个琴片发出的声音高，哪个发出的声音低，为什么？
总结拓展。
【板书设计】
声音的高与低
长
粗 振动越慢，声音越低
厚
短
细 振动越快，声音越高
薄
同课异构（三）
【教材分析】
本片段取自四年级上册《声音》单元第6课《声音的高与低》的探究环节，属于物质科学领域。课标要求本课需要掌握的主要概念是声音有高低之分，振动的变化会使声音的高低发生变化。而本片段则是要求要通过实验掌握声音高低与振动快慢的关系，是本节课探索的重点与难点。教材将这个片段安排在声音强弱与物体的振动幅度有关这个内容之后，为学生奠定了一定的知识和实验探究的基础。学生在认识声音的音高这一点特点后能根据之前的学习，联想到音高可能与振动的某一方面特点有关系，有了这个认识就可以开展实验探究，在通过实验得出声音的高低与振动快慢有关，振动越快，声音越高的结论后，再引导学生运用所学的知识去分析判断编钟，音叉发出声音的高低，为后面乐器的制作打好基础。
【学情分析】
通过前几课的学习，学生在研究声音时，已经开始能将听到的声音与物体的振动联系起来。同时在第一课时的学习中，学生已经建立了音高的概念，知道了长的物体振动时发出的声音低，短的物体发出的声音高，也在使尺子发出高低不同声音的活动中发现尺子长度不同时，振动快慢不一样，本片段将通过实验探究声音高低与物体振动快慢的具体关系。在利用铝尺探究实验时，学生在观察尺子振动快慢上可能会遇到问题，因此考虑运用示波器软件显示尺子振动时的波形图来判断其振动的快慢。由于学生没有看波形图的经验，本节课还需要解决波形图的识图问题。四年级学生在动手能力和实验记录方面都较三年级时有一些进步，但用比较的方式去做观察和记录还是有一定的难度，在实验前老师要强调实验细节，必要时可让学生上台演示或录制微课。
【核心素养目标】
科学观念：发声的高低与物体振动快慢有关，物体振动越快发出的声音越高，物体振动越慢发出的声音越低。
科学思维：通过铝尺实验让学生建立起声音高低与物体振动快慢之间的关系。根据振动图像分析物体振动快慢，并通过铝尺实验让学生建立起声音高低与物体振动快慢之间的关系。
探究实践：通过实验以及尺子的振动图像能将物体振动快慢与发出声音的高低联系起来，并发现他们之间的变化关系，提高合理推测的能力。
态度责任：形成仔细认真的观察态度。在示波器软件的使用的过程中认识到科学技术影响着我们的生活、推动着社会的进步。
【教学重难点】
重点：通过铝尺实验让学生建立起声音高低与物体振动快慢之间的关系。
难点：根据振动图像分析物体振动快慢，并通过铝尺实验让学生建立起声音高低与物体振动快慢之间的关系。
【教学过程】
一、聚焦
在前面的学习中我们利用铝片琴等工具知道了物体越长，声音越低；物体越短；声音越高（师生共同总结）
课件出示，同时板书：物体长，声音低；物体短，声音高。
同时在使尺子发出高低不同声音的活动中，有同学还发现声音高低和振动快慢有关系。这节课我们继续用铝尺来研究声音高低和振动快慢到底有什么关系。
二、探索：声音的高低与物体振动的关系
[材料准备：每组1把钢尺、实验记录单、两块木板]
提问：我们要研究声音高低和物体振动快慢之间的关系，除了需要听声音外还需要观察什么？
预测：观察尺子振动的快慢。
追问：怎么观察比较好呢？
预设：从侧面观察它们振动的快慢，眼睛平视尺子。
追问：我们还需要注意什么？(学生补充发言)
教师总结：同学们考虑得很仔细，这节课我们就统一规定尺子伸出桌面的长度依次为4厘米，8厘米，12厘米，16厘米。具体如何操作呢？我们一起通过这个实验视频来学习下。（播放微课）
学生观看微课。
提问：大家都清楚实验要求了吗？（教师再次强调实验要点）
现在请大家拿出器材和实验记录单开始实验吧！
实验名称：高低不同声音与振动快慢的关系
第______组
尺子的长度 声音的高低（高、较高、较低、低） 振动的快慢（快、较快、较慢、慢） 我的发现
4cm 物体振动越_______,声音越高；物体振动越_______,声音越低。
8cm
12cm
16cm
三、研讨实验发现
1.教师巡视，并利用鸿合多屏互动APP的影像上传功能将学生记录单图片上传至电脑。（正确完成和没能准确完成的小组都要有机会展示）
（1）提问：哪个小组愿意根据实验记录单说说你们的发现呢？
小组派代表分享实验记录单。
（2）教师从众多回答中选取有差异的两组记录单，聚焦振动快慢上存在差异。
教师提问：我们可以到这几组在声音高低的观察都是一致的，但这几个组的记录单哪里出现了不同？
预测：学生在4cm、8cm的振动快慢的填写方面出现不一致的答案。
2.介绍示波器软件以及振动快慢的判断方法方法。
（1）看来大家在观察4cm和8cm时振动快慢的结果上存在分歧。老师今天给大家带来一个工具，它就是示波器软件（教师出示软件），它能将物体的振动情况用这样子的振动图像展示出来（同时出示尺子振动慢动视频和它的振动图像）。现在我们一起了解振动图像的含义。
（2）课件开始播放弹簧振子作阻尼振动的视频，视频中还展示了振动图形的绘制过程，通过观察这个过程，使学生理解振动图像。
教师借助弹簧振子的振动视频，讲述：尺子就像这个小球一样也是上下振动，在不同的时间，它会位于不同的位置，横轴表示的是时间。（教师手比划振动一次的波形）像这样一个完整的波形就表示振动一次。在相同时间内，振动次数越多，波形就会越多，也就越密集。因此，我们可以通过观察相同时间内振动图像的疏密情况就能比较振动快慢了。相同时间内，波形越密集，振动就越快，波形越稀疏，振动越慢。
3.巩固练习：出示两张振动图像，请学生比较振动快慢，巩固比较振动快慢的方法。
4.利用手机上的Oscilloscope APP显示伸出桌面不同长度的尺子的振动图像并比较快慢。利用鸿合多屏互动APP的投屏功能事实展示手机上的振动图像。
（1）教师利用自制器材和示波器软件收集4cm和8cm长度的波形图，每个波形图上一定要标记好对应的是哪个长度。并利用鸿合多屏互动APP的投屏功能使2个振动图像在电脑端显示。
提问：对比2张振动图像，你们能比较出他们的振动快慢吗？
预测：学生观察图像，发现尺子伸出4cm长度时比伸出8cm时更快。
（2）教师利用希沃白板5的画笔功能对刚才正确的记录单进行实验结果的分析，引导学生发现物体长短、声音高低、振动快慢三者之间的联系。
（3）师生共同总结归纳实验结论：物体振动越快，声音越高；物体振动越慢，声音越低。(教师板书)
四、练习拓展
1.提问：老师这里有两个不同的音叉，观察他们的外型，你能预测出他们发出的声音高低吗 并说出他们的振动快慢的情况。(学生回答)
教师敲击音叉，同时还要利用Oscilloscope APP展示波形，验证学生的推测。
2.拓展：教师介绍声音高低原理在生活中的应用
声音的高与低其实在生活中有许多的应用，比如有经验的人在给开水瓶装水时只要听声音就能判断出水是不是快满了。课后同学们也可以通过查阅资料了解更多有关声音高低的知识在生活中的应用。
【板书设计】
声音的高与低
物体长 → 振动慢 → 声音低
物体短 → 振动快 → 声音高
《1.6 声音的高与低》教学设计
同课异构（一）
【教材分析】
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。敲击铝片琴、钢管、编钟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。
【核心素养目标】
科学观念：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。
科学思维：探索钢尺、音叉振动的快慢和发出声音高低的变化，以及振动快慢的变化，推测物体发出声音的高低，建立物体振动快慢与声音高低的关系，并能用所学知识作出合理解释。
探究实践：通过描述钢尺振动的快慢和发出声音高低的变化情况，提高学生进行有根据的推测和科学操作能力。
态度责任：1.养成勤于观察，乐于动脑的习惯。2.能借助手机慢动作摄影功能和手机声音APP让物体的声音可视化，认识到科学技术影响着我们的生活、推动着社会的进步。
【教学重难点】
重点：探索钢尺、音叉振动的快慢和发出声音高低的变化，以及振动快慢的变化。
难点：推测物体发出声音的高低，建立物体振动快慢与声音高低的关系，并能用所学知识作出合理解释。
【教学过程】
一、激趣导入
1.同学们，今天我们继续走进声音的世界，竖起小耳朵，静静地听！他们有什么不同？（老师敲击铝片琴上的两个声音，请学生比较声音的不同。）
预设：强弱不一样
2.声音的强弱与什么有关？预设：振动幅度有关
老师敲一组音阶，这些声音有什么不一样？预设：从低到高，声音音高不一样 这节课，我们就来研究声音的高与低。（板书：声音的高与低）
二、聚焦问题，形成概念
声音的高低可以用音高来描述。
1.我们怎样分辨高低不同的声音？我们先看个短片。（观看视频）
预设：高的声音 刺耳 尖细 低的声音 沉重 粗
2.老师来考考大家，我们来比较几个声音的高与低。（辨别大小杯子、男女生、大小音叉、尺子）
三、探索
实验一：敲击铝片琴，观察铝片琴各个铝片的长度与音调的关系
1.物体发出高低不同的声音与什么有关呢？
请各组按顺序敲一敲铝片琴的每一片铝片，听一听铝片发出的声音，看一看每一片铝片有什么特征？想一想，发出声音的高低和什么有关呢？
实验的时候，老师有几点要求：①请小组一位同学依次敲打铝片，一起听声音。②观察并思考声音的高低与什么有关？今天我们的实验都要听声音，大家觉得我们需要注意什么？预设：静静地听声音
2.学生体验
3.汇报：
铝片琴发出高低不同的声音与什么有关？你有什么发现？老师这里有四片铝片，哪一片铝片发出的声音最高？
最短的；哪一片发出的声音最低 最长的；蓝色 较高 黄色 较低
总结：铝片琴发出高低不同的声音与铝片的长短有关。铝片越长，发出的声音就越低，铝片越短，发出的声音越高。
4.如果物体的长短一样，发出声音的高低一样。真是这样吗？听4根钢管的声音你发现了什么？ 预设： 粗细不同，发出的声音不一样
5.（拿出编钟）认识吗？猜一猜哪个发出声音高，哪个发出声音低？预设：小的发出声音高，大的发出声音低
我们来听听看！
6.总结：奇怪了，声音的高与低好像与物体的长短、粗细、大小都有关系，我们知道声音是由物体振动产生的，那么声音的高低与可能与物体的振动有什么关系呢？老师这里有一段声波模拟动画，请大家认真观察。板书：振动快慢
实验二：探究声音的高低与振动快慢的关系
1.老师给大家准备了尺子的套盒装置，我们要怎样做这个实验呢？老师在这里给一个小提示：这个实验关键在于让尺子发出高低不同的声音。怎样让尺子高低不同的声音呢？请大家拿出装置，小组讨论一下。（预测）尺子伸出不同的长度，然后拨动尺子
2.为了更清楚地看到实验现象，建议尺子伸出长度为8 11 14 17厘米。这个实验，我们除了判断声音的高低，还需要观察什么？（预测：振动的快慢）是不是只做一次？我们需要重复多次，比较着听。什么是比较着听？预测：尺子的4个长度都实验完成后，再进行比较，把你的发现记录下来。谁来给我们演示一下操作的过程？（用101教育ppt自拍功能）一只手按在木块上，另外一只手的一个手指按住尺子的前端与桌面齐平，为什么要齐平？ 预测：这样就能保证振动的幅度是一样的。
3.我们还需要注意什么？预设：实验时保持安静，认真听声音。大家考虑很周全，我们在实验时，观察物体振动的快慢情况，及时记录观察到的现象（图文）并将记录单贴在展示板上。
4.学生实验
完成实验后，可以将材料放回材料台，记录好的同学可以把记录贴在展示板上。
5.汇报
通过刚才的实验与观察，你们发现声音的高低与物体振动的快慢有关吗？你们观察到了什么现象？
大家有什么发现？哪组来说一说。预设：伸出桌面越长，振动慢，声音低；伸出桌面越短，振动快，声音高
我们有小组关于振动的快慢出现了不一样的结果，因为用肉眼很难观察清楚，我们可以借助手机慢动作拍摄功能放慢32倍后的结果。我们一起看一看。
同学们尺子在几厘米的时候振动的最快？预测：8厘米
物体振动得快，发出的声音是高还是低？
四、研讨（实验发现）
1.音叉是一个用于乐器调音的仪器，它的音高是非常标准的，我们来听一听他们的声音 小音叉的声音高，大音叉的声音低 他们的振动状态又有什么不一样？今天老师请来了一位小帮手，这个软件可以测试物体每秒钟振动的次数 这个软件得单位是赫兹。看，我在说话时，数字在不断的发声变化（检测时，一定要保持安静，以免造成干扰，影响检测的准确性）
2.集体检测 大小音叉敲击后频率的大小
老师来敲击音叉，请同学们读出相对稳定的数字
大音叉：246HZ 小音叉880HZ
小音叉振动的次数多，振动的快，声音高；大音叉振动的次数少，振动的慢，声音低。
3.课后，大家可以利用这个音高软件检测其他物体振动快慢
同学们，我们再来解决这个问题：物体发出高低不同的声音与什么有关？
预设：物体发出高低不同的声音与振动快慢有关
你现在能解释了物体短、细、小的发出的声音高？预设：短、细、小振动快，声音高；长、粗、大的物体振动慢
五、拓展
我们掌握了声音高低的这一奥秘，就可以自制许多有趣的小乐器，我们一起来看一看！今年我们的艺术节马上就要到来了，我希望我们班的同学能自制乐器组成一个合奏团，在我们艺术节的年会上展示我们的风采。
【板书设计】
6.声音的高与低
物体越长 振动越慢 声音越低
物体越短 振动越快 声音越高
同课异构（二）
【教材分析】
本课是教科版科学教材四年级上册《声音》单元中的第6课，是在学习了第五课研究了声音的强弱后的有关内容后，继续研究声音的另一种属性——音高。通过研读教材发现教材是通过敲击铝片琴和吹奏口风琴让学生初步发现声音的高低与发声物体的长短有一定的关联，然后通过拨动伸出桌面不同长度的钢尺实验，建立振动快慢与声音高低之间的联系。结合教学经验和下水实验发现教材的实验设计存在以下问题：
不同长度的钢尺振动的快慢不容易用肉眼直接观察，学生无法准确记录。针对以上问题，本课的教学对教材原有的安排做了个性化设计主要体现在以下几个方面：
1.通过一系列教学活动让学生形成认知冲突，从而思考影响声音高低原因是什么？
2.创新学具，帮助学生解决操作困难，干扰因素多的问题。
3.使用信息技术手段，将难以观察的内容清晰化、数据化。
【学情分析】
本次教学对象是四年级学生，四年级学生对声音的概念已经有了初步认识，学生已经知道了声音的产生、声音的强弱这两个概念。本节课将在原来的基础上学习声音的另一个特征“高低”。学生对声音高低的概念相对模糊，只在音乐课程有初步的感受。本节课将基于学生的前概念，设计认知冲突，搭建多个学习层级，使用信息化手段帮助学生建构声音高低的概念。
【核心素养目标】
科学观念：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。
科学思维：理解振动快慢与声音高低之间的关系，引导学生从关注长短到关注振动快慢之间的思维转变。
探究实践：通过尺子实验，提高学生的观察能力及实验数据的分析能力。
态度责任：培养学生勤于思考，善于分析的习惯。认识到科学技术可以辅助我们学习、影响着我们的生活、推动着社会的进步。
【教学重难点】
重点：学习振动快慢与声音高低之间的关系。
难点：引导学生从关注长短到关注振动快慢之间的思维转变。
【教学过程】
一、初步感知，引发问题。
玩游戏：1.请同学们听老师的口令鼓掌，老师说“弱”的时候掌声弱，老师说“强”的时候，掌声变强。2.请同学们听老师的口令发出“啊”的声音，老师说“高”你们发出的声音就高，老师说“低”你们发出的声音就低。
教师和学生互动完成游戏。
（在这个阶段复习旧知，如果学生对声音“强”“弱”“高”“低”有掌握不到位的地方，随机进行强化训练。）
交流：教师演示用大小不同的力敲击同一个铝片琴。
提问：“这两个声音有什么不同？”
生：强弱
提问：这两个声音的强弱与什么有关系？
生：用力大小、振动幅度
复习：用力大，振动幅度大，声音强；用力小，振动幅度小，声音弱。（副板书）
交流：接下来请同学们继续用眼睛看，用耳朵听。这两个声音有什么不同？
敲击铝片琴（中音和高音的1）
生：高低
提问：这两个声音的高低与什么有关系？
生：长短
提问：与长短有什么关系？
生：铝片琴越长声音越低，铝片琴越短声音越高。
板书：长的声音低，短的声音高。
（换粗细不同，长短一样的材料。）
提问：这两个谁长谁短？
生：一样长。
提问：这两个声音有什么不同？
生：高低
提问：这两个声音的高低与什么有关系？
生：粗细
提问：与粗细有什么关系？
生：粗的声音低，细的声音高。
（换长短、粗细都一样的材料，厚薄不同）
交流：这两个管子的粗细、长短都一样吧？请你们用眼睛看，用耳朵听。这两个声音有什么不同？
生：高低
提问：这两个声音的高低与什么有关系？
生：厚薄
提问：与厚薄有什么关系？
生：厚的声音低，薄的声音高
师：那影响声音高低的根本原因是什么呢？
二、作出假设，实验探究。
（一）交流：我们现在看到了长短、粗细、厚薄都会影响声音的高低，那影响声音高低的根本原因是什么呢？
聚焦：快慢
提问：那怎么来证明我们的想法是对的呢？我们先把长短因素挑出来进行观察。给你一把尺子你可以怎么设计实验？
（二）学生设计实验
1.按长度变化顺序（6厘米、9厘米、12厘米）依次拨动钢尺，观察尺子振动快慢。
2.注意每一次拨动尺子用的力气差不多。
3.如果没有观察出来可以重复实验。
4.设计记录单。
（三）学生分组实验，填写实验记录单。
有的小组实验结果是：长的振动快，短的振动慢；有的小组实验结果是：长的振动慢，短的振动快。
三、发现问题，交流研讨
（一）发现问题：为什么会出现不同的观察结果？
师：我们刚才做过了尺子实验，请同学们仔细观察实验记录，你有什么问题？
生讨论交流。
师：为什么我们用同样材料做实验，得出的结果却不一样呢？
（预设A）
生：现象可能不一样。
师：现象是否真的不一样呢？我们需要更细致的观察。请大家来更细致的观察（教师播放实验视频）。你能观察得很清楚吗？有什么办法让我们观察得更清楚？
（预设B）
生：现象看不清楚。
师：有什么办法让我们观察得更清楚？
（二）解决问题：想办法让实验现象由“看不清”变成“看得清”。
（预设A）
生：用放大镜。
生：用拍照的方法。
师：还有其他的办法吗？
生：制作慢镜头。
（预设B）
生：制作慢镜头，让整体速度慢下来。
师：什么仪器可以帮我们制作慢镜头？
教师播放慢镜头的视频，观察不同长度尺子的振动情况。
（三）对比分析：现在大家都看清楚了吗？观察结果是怎样的？
学生汇报，师生交流、生生交流。
师：你们想不想看到尺子振动的速度具体是多少？老师这里还有一个软件可以直接测试高低不同声音的振动速度。
教师演示测试不同长度的尺子振动速度的快慢。请同学们继续完善实验记录单。
（四）得出结论：你们发现了什么？
生：尺子越长，振动越慢，声音越低；尺子越短，振动越快，声音越高。
提问：粗细、厚薄不同是不是也是这样呢？我们也来测试一下。用声音测试仪测试厚薄、粗细的振动频率。
提问：现在你们对刚刚得出的结论还有提升吗？
总结：振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。
（五）知识运用：用刚刚学到的知识推测哪个琴片发出的声音高，哪个发出的声音低，为什么？
总结拓展。
【板书设计】
声音的高与低
长
粗 振动越慢，声音越低
厚
短
细 振动越快，声音越高
薄
同课异构（三）
【教材分析】
本片段取自四年级上册《声音》单元第6课《声音的高与低》的探究环节，属于物质科学领域。课标要求本课需要掌握的主要概念是声音有高低之分，振动的变化会使声音的高低发生变化。而本片段则是要求要通过实验掌握声音高低与振动快慢的关系，是本节课探索的重点与难点。教材将这个片段安排在声音强弱与物体的振动幅度有关这个内容之后，为学生奠定了一定的知识和实验探究的基础。学生在认识声音的音高这一点特点后能根据之前的学习，联想到音高可能与振动的某一方面特点有关系，有了这个认识就可以开展实验探究，在通过实验得出声音的高低与振动快慢有关，振动越快，声音越高的结论后，再引导学生运用所学的知识去分析判断编钟，音叉发出声音的高低，为后面乐器的制作打好基础。
【学情分析】
通过前几课的学习，学生在研究声音时，已经开始能将听到的声音与物体的振动联系起来。同时在第一课时的学习中，学生已经建立了音高的概念，知道了长的物体振动时发出的声音低，短的物体发出的声音高，也在使尺子发出高低不同声音的活动中发现尺子长度不同时，振动快慢不一样，本片段将通过实验探究声音高低与物体振动快慢的具体关系。在利用铝尺探究实验时，学生在观察尺子振动快慢上可能会遇到问题，因此考虑运用示波器软件显示尺子振动时的波形图来判断其振动的快慢。由于学生没有看波形图的经验，本节课还需要解决波形图的识图问题。四年级学生在动手能力和实验记录方面都较三年级时有一些进步，但用比较的方式去做观察和记录还是有一定的难度，在实验前老师要强调实验细节，必要时可让学生上台演示或录制微课。
【核心素养目标】
科学观念：发声的高低与物体振动快慢有关，物体振动越快发出的声音越高，物体振动越慢发出的声音越低。
科学思维：通过铝尺实验让学生建立起声音高低与物体振动快慢之间的关系。根据振动图像分析物体振动快慢，并通过铝尺实验让学生建立起声音高低与物体振动快慢之间的关系。
探究实践：通过实验以及尺子的振动图像能将物体振动快慢与发出声音的高低联系起来，并发现他们之间的变化关系，提高合理推测的能力。
态度责任：形成仔细认真的观察态度。在示波器软件的使用的过程中认识到科学技术影响着我们的生活、推动着社会的进步。
【教学重难点】
重点：通过铝尺实验让学生建立起声音高低与物体振动快慢之间的关系。
难点：根据振动图像分析物体振动快慢，并通过铝尺实验让学生建立起声音高低与物体振动快慢之间的关系。
【教学过程】
一、聚焦
在前面的学习中我们利用铝片琴等工具知道了物体越长，声音越低；物体越短；声音越高（师生共同总结）
课件出示，同时板书：物体长，声音低；物体短，声音高。
同时在使尺子发出高低不同声音的活动中，有同学还发现声音高低和振动快慢有关系。这节课我们继续用铝尺来研究声音高低和振动快慢到底有什么关系。
二、探索：声音的高低与物体振动的关系
[材料准备：每组1把钢尺、实验记录单、两块木板]
提问：我们要研究声音高低和物体振动快慢之间的关系，除了需要听声音外还需要观察什么？
预测：观察尺子振动的快慢。
追问：怎么观察比较好呢？
预设：从侧面观察它们振动的快慢，眼睛平视尺子。
追问：我们还需要注意什么？(学生补充发言)
教师总结：同学们考虑得很仔细，这节课我们就统一规定尺子伸出桌面的长度依次为4厘米，8厘米，12厘米，16厘米。具体如何操作呢？我们一起通过这个实验视频来学习下。（播放微课）
学生观看微课。
提问：大家都清楚实验要求了吗？（教师再次强调实验要点）
现在请大家拿出器材和实验记录单开始实验吧！
实验名称：高低不同声音与振动快慢的关系
第______组
尺子的长度 声音的高低（高、较高、较低、低） 振动的快慢（快、较快、较慢、慢） 我的发现
4cm 物体振动越_______,声音越高；物体振动越_______,声音越低。
8cm
12cm
16cm
三、研讨实验发现
1.教师巡视，并利用鸿合多屏互动APP的影像上传功能将学生记录单图片上传至电脑。（正确完成和没能准确完成的小组都要有机会展示）
（1）提问：哪个小组愿意根据实验记录单说说你们的发现呢？
小组派代表分享实验记录单。
（2）教师从众多回答中选取有差异的两组记录单，聚焦振动快慢上存在差异。
教师提问：我们可以到这几组在声音高低的观察都是一致的，但这几个组的记录单哪里出现了不同？
预测：学生在4cm、8cm的振动快慢的填写方面出现不一致的答案。
2.介绍示波器软件以及振动快慢的判断方法方法。
（1）看来大家在观察4cm和8cm时振动快慢的结果上存在分歧。老师今天给大家带来一个工具，它就是示波器软件（教师出示软件），它能将物体的振动情况用这样子的振动图像展示出来（同时出示尺子振动慢动视频和它的振动图像）。现在我们一起了解振动图像的含义。
（2）课件开始播放弹簧振子作阻尼振动的视频，视频中还展示了振动图形的绘制过程，通过观察这个过程，使学生理解振动图像。
教师借助弹簧振子的振动视频，讲述：尺子就像这个小球一样也是上下振动，在不同的时间，它会位于不同的位置，横轴表示的是时间。（教师手比划振动一次的波形）像这样一个完整的波形就表示振动一次。在相同时间内，振动次数越多，波形就会越多，也就越密集。因此，我们可以通过观察相同时间内振动图像的疏密情况就能比较振动快慢了。相同时间内，波形越密集，振动就越快，波形越稀疏，振动越慢。
3.巩固练习：出示两张振动图像，请学生比较振动快慢，巩固比较振动快慢的方法。
4.利用手机上的Oscilloscope APP显示伸出桌面不同长度的尺子的振动图像并比较快慢。利用鸿合多屏互动APP的投屏功能事实展示手机上的振动图像。
（1）教师利用自制器材和示波器软件收集4cm和8cm长度的波形图，每个波形图上一定要标记好对应的是哪个长度。并利用鸿合多屏互动APP的投屏功能使2个振动图像在电脑端显示。
提问：对比2张振动图像，你们能比较出他们的振动快慢吗？
预测：学生观察图像，发现尺子伸出4cm长度时比伸出8cm时更快。
（2）教师利用希沃白板5的画笔功能对刚才正确的记录单进行实验结果的分析，引导学生发现物体长短、声音高低、振动快慢三者之间的联系。
（3）师生共同总结归纳实验结论：物体振动越快，声音越高；物体振动越慢，声音越低。(教师板书)
四、练习拓展
1.提问：老师这里有两个不同的音叉，观察他们的外型，你能预测出他们发出的声音高低吗 并说出他们的振动快慢的情况。(学生回答)
教师敲击音叉，同时还要利用Oscilloscope APP展示波形，验证学生的推测。
2.拓展：教师介绍声音高低原理在生活中的应用
声音的高与低其实在生活中有许多的应用，比如有经验的人在给开水瓶装水时只要听声音就能判断出水是不是快满了。课后同学们也可以通过查阅资料了解更多有关声音高低的知识在生活中的应用。
【板书设计】
声音的高与低
物体长 → 振动慢 → 声音低
物体短 → 振动快 → 声音高