第4课 探索尺子的音高变化
背景和目标
在第1课和第2课，学生已经探索了多种物体的振动情况，并研究了振动的幅度和振动的快慢问题。学生研究声音时，已经开始将听到的声音与看到的振动联系起来。在本课，学生将探索可以改变振动长度的物体——尺子的声音。本课的活动将为学生提供积极观察振动产生声音的机会。学生要将尺子与桌子边缘成垂直放置，然后用力弹压尺子。为了观察振动和声音的变化，学生可以改变尺子振动部分的长度。
经过前几课的学习，学生已经了解到物体的长短、大小、松紧的不同，会使物体发出声音的高低发生变化。本节课，学生将通过观察发现，伸出桌外的长度不同，尺子振动的频率不同，会使它发出声音的高低发生变化，这涉及到音高的本质的探索。
尺子可以发出两种完全不同的声音，一种是由尺子在桌子外的部分振动发出的，另一种是由尺子拍打桌子发出的。在让学生初学探索之后，要把他们的注意力集中到伸出桌面的那部分尺子的振动上去。
学生将会发现，尺子振动的频率受尺子伸出桌子外的那部分长度的影响。他们还将观察到，改变这部分尺子的长度会引起音高的变化：越长音高越低，越短音高越高。
科学概念
尺子振动的频率受尺子延伸到桌子外的那部分长度的影响。这部分的长度会引起音高的变化：越长音高越低，越短音高越高。
过程与方法
探索和描述尺子伸出桌外不同长度在振动时发出的声音的变化情况，通过柱状图的分析，将尺子不同长度的振动与其声音联系起来。
情感、态度、价值观
养成勤于观察，乐于动脑的习惯。
教学准备
每个小组一把钢尺或塑料尺、1本厚的硬皮书、1张“振动的尺子——我能听到和看到的”活动记录单、1张“我们的观察柱形图”表格。
（三）教科书说明
下面的文字是引导学生对“尺子伸出桌面的长度和发出声音的音高有什么变化”进行探究的基本步骤。上面的图展示了实验操作的方法。
上面是实验的记录单，其中音高的变化顺序一栏可以填写数字序号。下面的“我们的观察柱形图”是用来帮助学生对上面的实验数据进行整理，便于学生分析数据，得出规律的。
教学过程
1.提问学生：音叉和钉子的型号是如何影响它们的声音的？
对物体发声时的振动情况进行描述。
2.出示一把尺子，提问学生，我们是如何让它发出声音的？
3．“如果我们不断地改变尺子伸出桌面的长度，它振动时发出声音的音高会发生变化吗？”
4.预测
发给每个小组“振动的尺子——我能听到和看到的”记录单，完成表中当尺子分别伸出桌面4厘米、8厘米、12厘米、16厘米时，音高（高、较高、较低、低）和对应的尺子发声时振动的快慢（快、较快、较慢、慢）的预测，并让学生说出预测的理由是什么。
5.实验并记录数据
教师交代实验时的注意事项：要按照尺子振动部分长度的变化顺序依次进行实验，并能够清楚地听到声音的变化和观察到尺子振动频率的变化，还要将观察到的现象记录下来。要注意区分尺子敲击桌面发出的声音和尺子引起周围空气振动发出的声音。
教师应边讲解边演示：将尺子的一部分露出桌边，用一本厚的硬皮书压放在桌子上的那部分尺子上，再用力压住书，然后拨动尺子，使其发出声音。虽然使尺子发出声音在前两课学生做过多次，但这一细节仍然是本课实验活动的关键，教师有必要进行强调。因为只有这样，学生研究的对象才可能是问题的本质。
学生实验时，教师要注意观察，及时了解学生的探究状况，并适时地给予指导。特别要指导学生如何运用对比的方法，对观察到的音高和振动的频率划分成不同的等级。
6.整理数据
学生实验操作完毕后，可发给每个小组“我们的观察柱状统计图”的表格。由小组根据实验得出的数据，对应尺子伸出桌面的长度，把音高达到的高度以下涂上颜色，制成柱状图。
各小组还要对柱状图进行讨论，找出尺子伸出桌面的长度和它发出声音的音高变化规律。
7.总结、交流和拓展
各小组对发现的规律进行交流。
引导学生在课后用同样的方法，探究音量与物体振动幅度大小的关系。
