18. 声音的变化 教学设计
1指导思想与理论依据
以“学习进程”引领学生走向知识的彼岸。 学习进程理论认为，学生对科学概念的理解存在多个不同的中间水平，学生需要经历这些水平方能实现不断进步发展；在一定的时间跨度内，借助恰当的教学，学生对某一核心知识的理解及其运用将会逐渐发展、日趋成熟。（韦斯林，贾远娥.《美国科学教育研究新动向及启示——以“学习进程”促进课程、教学与评价的一致性》.课程 教材 教法.2010，30（10）：98-107.） 既然学习进程是关于学习路径的假设，必定是基于实证的，也是可以检验的，学生在正确的指导下，实现对主要的科学概念的持久理解和解释，以及科学实践能力的提升。
学习进程有三种主要的学习模式：爬梯式、拼图式和训练式。针对本课“声音有强弱”这一概念，利用“爬梯式”的学习模式开展研究，帮助学生在课堂中获取“声音强弱概念”信息，初步形成“振动幅度”对其变化原因的猜想，再借助相关实验材料（钢尺、橡皮筋）进一步认识两者关系，最后尝试带领学生爬到振动情况不明显的发声物体（铝板琴键盘）这一阶梯来研究，再借助声音的振幅图像完全形成“振动幅度”与“声音强弱”的关系。逐层递进地围绕“声音强弱变化”展开研究，就像爬梯子一样，每当爬上一节梯子，学生就会有一个收获，而这一个一个的小收获，随着梯子的高度逐渐增加，最终学生对科学概念的持久理解力以及其科学实践能力会有所提升，思维也会上升到一定高度。
2教学背景分析
1、课标位置与要求 本课属于“物质世界”的探究领域，属于能量的表现形式之一：声音的产生与传播。 要求学生在知道物体振动产生声音后，能区分声音的强弱与高低。
2、教学内容分析 《声音的变化》是首师大版《科学》第三册教学内容，属于《声与生活》单元。在本课之前有《声音的产生》、《声音的传播》两课作为铺垫。纵观本单元，通过这两课的学习，学生会知道声音的产生和传播都与物体振动有关，遵循学生对此概念的“学习进程”，为学生搭建一个有力平台，学生会在本课中听到强弱不同声音时，会主动向“振动情况发生变化”这一方向思考。学生学好本节课，才能为下一“学习进程”做好铺垫，即在学习第四课《噪音与防治》时，能更好的理解噪音产生的原因与防治办法。
3学情分析
学生情况：
学习进程理论关注学生的原有概念，并将学生的原有概念作为学习的起点。为了了解学生在此课前的原有概念，课前我们对学生（38人）进行了前测。下面是前测试题：
前测结果：
第1题 回答“用力敲鼓豆子跳得高，轻轻敲鼓豆子跳得矮” 36人 回答“不清楚” 2人
第2题 回答“与鼓面振动大小有关” 3人 回答“与用力大小有关” 31人 回答“不清楚” 4人
第3题 第4题 回答“声音大小、音调高低不同” 18人 回答“声音大小不同” 10人 回答“声调不同” 6人 回答“声音大小不同，感觉不同” 4人
学情分析：
（1）知识情况分析 从以上前测题的结果看，学生在已有的知识上存在以下优势：
优势1：学生对声音的研究兴趣浓厚，从第一课《声音的产生》开始，学生就积极参与活动，通过猜想、验证、总结、归纳等探究过程，发现声音的产生与振动有关，并能说出“振动产生，声音产生；振动停止，声音停止”， 在这一概念的“学习进程”下，学生可以较好地结合音叉、小鼓等发声物体进行说明。这对本节课所研究的内容铺垫一个很好的基础，对学生后一“学习进程”是有帮助的。
优势2：学生在音乐课上曾简单地学习过声音的强弱和高低，对于不同物体发出声音的强弱或者高低变化也有所感知。在这一概念的处理上，就可以结合以往的“学习进程”进行迁移。
根据前测题出现的问题，说明学生在现阶段也存在一些不足之处：
问题1：学生虽然能说出声音有大有小，音调有高有低，但是科学用词不准确，所以在本课的教学内容设计上，我将有侧重地培养学生使用科学用词。
问题2：尽管学生能够理解声音的产生与振动有关，但却忽视声音强弱变化与振动的情况发生变化有关。学生普遍认为声音的强弱和敲击的力度有关，而没有发现其本质原因。因此，教师在课内要注意引导学生利用眼看和耳听来关注声音强弱变化与振动情况发生变化的关系。
问题3：如果在同一节课研究声音强弱与高低变化，在以往的教学曾中发现，学生容易混淆这两组概念。这也是不符合“学习进程”所提倡的“少而精”的理念，学生在探究过程中也会出现混淆的现象，学生往往在研究过程中记错自己在研究哪个问题了。针对这一问题，我将本节课教学内容进行修改，将原本一节课研究声音强弱和高低两个内容，删减为只研究声音强弱一个问题，在这样一个宽松的课堂中，为学生打造一节“一英尺深的课堂”，促进持久理解力，充分挖掘学生的思维进展。
（2）能力情况分析
该班学生经过一年科学课程的学习，具有一定的小组合作能力、观察实验能力、分析、比较及归纳的思维能力。在对比实验设计中，也能有意识地强调对比性，初步具有控制变量的意识。本课随着“爬梯式”的教学模式，将继续培养和巩固学生这几方面的能力。
（3）认知情况分析
四年级的学生正处于具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡时期，因此，本节课我将学生归纳推理能力的训练作为重点，带领学生从大量的实验活动中“爬梯式”地归纳声音强弱与振动幅度大小的关系，学生自然也能结合自己建构的认知来合理“演绎”一些与声音强弱有关的现象，如，学生能推理出“吉它的第N根弦振动幅度大时，声音强”；如，“铝板琴键盘声音强时，其振动幅度应该是大的”等。
我的思考：根据学生现有能力及认知情况，我将一课时的《声音的变化》内容调整为两课时来完成，本节课呈现的是研究声音强弱变化的原因。如果学生在这节课所研究的内容及方法能真正掌握，第二课时研究声音的高低变化也就不难攻克了。除此之外，在前测题第3题的测试结果看，实验材料的选择至关重要，如果选择用鼓面来开展研究，会对学生的观察带来影响。所以，本节课内，我选择了方便观察振动情况的吉它琴弦作为一开始的情景创设材料，学生可能会比较顺利地发现“声音强弱变化与物体振动情况变化有关”，以此展开研究。
4教学方式及教学手段
教学方式：阶梯式模式，结合实验探究
教学手段： 根据教材内容与学生认知特点，采用观察法和实验法，引导学生对振动幅度有较清晰的认识。 根据教学难点，通过小组合作、观察实验及分析、归纳等思维活动，激发学生关注声音强弱与振动幅度大小之间的联系。
5教学目标
教学目标：
1、学生通过观察吉它琴弦怎样发出强弱不同声音的体验活动，猜想声音强弱和振动幅度大小有关，产生研究声音强弱原因的兴趣。
2、学生对比用不同的力度拨动钢尺以及拨动橡皮筋的实验现象，通过归纳，知道振动幅度大小会影响声音强弱，振动幅度大，声音强，振动幅度小，声音弱，并会用科学词汇进行描述。在这一过程中逐渐养成良好的观察习惯。
3、学生通过对钢尺及橡皮筋实验的研究，初步具有把声音强弱变化特点和振动幅度大小发生变化的本质相联系的意识。
6重点难点
声音强弱与振动幅度大小之间的联系。
7教学过程
活动1【导入】一、情景创设，引出声音强弱概念
回顾：“上节课我们学习了声音的产生，知道物体振动产生声音。”
【设计意图：通过回顾上节课内容，引起学生回忆“声音的产生与振动有关”，为后续学习进行铺垫。】
出示大吉它。
提问：“老师今天又带来了一个乐器，你们想不想听听它的声音？”
活动2【讲授】二、研究琴弦声音强弱与振动幅度是否有关
1、提问：“为什么6弦会出现强弱不同的声音呢？”
预设一：力度不同。
对策：
追问：“怎么不同？为什么力度会影响琴声的强弱呢？你能不能结合你所听到的和看到的现象说一说呢？”
预设二：琴弦的振动情况变了。
对策：
教师反馈：你上节课学的知识一定很扎实，能结合我们上节课所学的知识进行思考。
教师板书：振动
2、提问：“真的如我们所猜想的那样，当琴弦的振动情况发生变化时，其声音强弱也会发生变化吗？”
活动3【活动】三、声音强弱实验设计及探究，进一步认识声音强弱与振动幅度二者间关系
活动4【活动】四、归纳总结，所有发声物体声音强弱与振动幅度大小有关
提问：“刚才我们研究吉它的6弦，如果我们用不同的力度分别拨动12345这些弦又会怎样呢？”
学生汇报：
预设一：我拨动的是1弦，1弦振动幅度大，声音强，振动幅度小，声音弱。
对策：
提问：“如果我们拨动8、9、10甚至第N根弦，会有什么样的现象呢？”
（学生会提到“弦振动幅度大，声音强，振动幅度小，声音弱”或者“所有会发声的物体都有这样的现象”。）
总结：所有发声物体振动幅度大小与声音强弱有关。振动幅度大，声音强，振动幅度小，声音弱。
预设二：我们发现琴弦的声音有高有低。
对策：
反馈：你们组的发现与众不同。声音除了有我们刚才研究的强弱特点外，还有高低这一特点。
教师板书：高低
谈话：下节课我们再详细研究声音高低的变化。
【设计意图：随着对单一物体的归纳，到多种物体的归纳，学生进一步掌握了归纳的方法。同时，学生用上一环节的发现来推测吉它12345这几根弦的声音强弱和振动幅度大小的关系，并得以验证，提升了演绎推理的能力，潜移默化地突破了本课教学难点。这也是“爬梯式”的第四步。有的小组可能还会在拨动不同琴弦的过程中，发现声音还有高低的变化特点，为下节课继续研究声音高低的变化奠定了基础。】
活动5【导入】五、巩固提升， 借助示波器图像强化声音强弱与振幅关系
教师出示铝板琴。
提问：“请你根据我们今天的发现，推测一下，当我用不同力度敲击琴键时，会有怎样现象？”
（学生会提到“用力敲击琴键，振动幅度大，声音强，轻轻敲击琴键，振动幅度小，声音弱”。）
教师演示。
提问：“和你们刚才推测的是否一样？”
（学生会提到“不能确定，因为只能听到声音强弱，看不到振动幅度大小的情况。）
讲解：琴键振动情况不明显。我们可以借助一种软件来看到声音的图像，你们想不想看一看？（教师出示软件）这是代表强弱不同的声音的图像，我们看图像距离中线越远，说明其振动幅度越大。
教师现场采集声音，出示声波图像，并让学生根据声波图像进行合理推测。
【设计意图：将不易观察到的振动情况用软件展示，巩固学生对所学本课所学概念的认识。】
总结：本节课我们研究了声音强弱的变化（补充课题），其实声音的变化刚才我们还发现了一种，高和低，下节课我们继续研究声音高低。下课。
课件7张PPT。18.声音的变化实验提示：1、找准高度
2、放对长度
3、拨对位置
4、眼耳齐用
5、及时记录研究振动幅度与声音 是否有关实验记录表实验提示：1、找准高度
2、放对长度
3、找好位置
4、眼耳齐用
5、及时记录研究振动速度与声音 是否有关实验记录表
乐音 有的声音悠扬和谐，悦耳动听，这种声音叫做乐音。音乐家演奏的乐曲、歌唱家演唱的歌声，都是乐音。人们在紧张的工作和学习之后，听听轻音乐，能够消除紧张和疲劳。美好的音乐还能有助于人的病情好转。
科学家研究发现，动物的生长也可能与音乐有关。例如：对牛弹琴，可以增加产奶量；对鱼弹琴，可以使鱼长得又大又肥；给母鸡播放音乐，也会增加产蛋量。甚至就连水，听到好听的
音乐后，都会凝固成美丽的冰晶。噪音谢 谢
