四年级上册科学教案-3.3 声音的变化 教科版

教科版《科学》四年级上册第三单元三课时
课题：声音的变化
《声音的变化》教学设计
教材解读
本课是教科版《科学》四年级上册《声音》单元第3课。通过第1、2课的学习，学生已经初步感受到了声音的强与弱、高与低的变化，并且知道声音是由物体振动产生的。本课试图帮助学生将声音的变化与物体的振动方式联系起来，进一步探索声音的变化。
教材分成了两大部分：“观察比较声音强弱的变化”和“观察比较声音高低的变化”。我们的教学设计的主体流程，基本是按照教材的内容与流程走的。但在具体的操作、定位过程中，又有一定的尝试。
第一，教学目标的定位，有一定调整。
教材第二个活动，《教师教学用书》上的目标定位是“音高是由物体振动的频率决定的，振动的频率越快，声音就越高；振动的频率越慢，声音就越低”；教材中，也有一句话“音高是描述物体振动快慢的一个量”。但在实际的研课过程中，我们发现，首先，通过现有的条件，提供的实验材料，无法确切地观察到物体振动快慢的变化（即振动频率的变化，且，即使能观察到一定模糊的现象，也包含复杂的线速度、角速度等的变化），因此，就更无法将振动快慢与声音高低联系起来了。而且，通过对学生前概念的调查，“振动频率”，相对于三年级刚升到四年级的孩子来说，建构这个概念，实在是太难理解了。与其强行“塞”给他们，不如让他们“跳起来能摘到苹果”。所以，在实际教学中，我们将这个教学目标修改了一下，降低为：将物体的音高变化，与物体的形态特点联系起来（其实，物体的形态特点，实质是影响物体振动快慢的因素之一）。所以，我们的教学目标，具体表述就为：“通过探究，能够发现，发声物体越短，越细，越紧，发出的声音就越高，反之就越低。”而将“振动频率的快慢决定声音的高低”这一知识点，仅通过引入音频数字传感器，引导观察声音高低不同时，波形的疏、密，来推测声音单位时间内振动的快慢，仅达到“了解”这个层次。
第二，教具的运用，有一定调整。
教材中设计“一把钢尺或塑料尺的一部分伸出桌面大约10厘米~12厘米，用一只手按住尺子的一端，另外一只手拨尺子的另一端”。在研课过程中，我们发现，首先是学生用手按住尺子时，四年级孩子的力度不够，导致尺子发出的声音，多半是尺子与桌子撞击振动的声音，影响了实验的严谨性。所以，我们改进了教具，将钢尺固定在木板上，降低了孩子的操作难度和障碍。
再则，为了丰富孩子们对“声音强弱”的认识，又增加了小鼓、击掌、制
造强弱不同的音等活动，期望通过强化练习，让学生真正内化“声音的强弱”。
（2）探究“声音的高低”时，教材建议的实验材料是：3根粗细不同的金属管、3根长短不同的塑料管、3根长短不同的铁钉、2根松紧不同的橡皮筋（卡通图片提示）。材料分组较杂，落实实验时，小活动过于频繁，且控制的变量也较多。为了降低四年级孩子的认知难度，我们为每组准备了自制的四弦琴，通过两两比较琴弦，可发现，四根琴弦，可分成“长短不同”、“粗细不同”、“松紧不同”三组。材料有结构，就能很明显地找到特征，为认识“物体的形态变化，能影响声音高低变化”这一概念，搭建一个相对较缓的支架。
（3）在“观察比较声音的高低的变化”活动中，教材安排的主体实验材料是：4个装有不同量的水的玻璃杯。观察、比较敲击杯口，预测、验证它们发声高低的不同。在调查学生的前概念水平过程中，我们发现，不说是小孩，即使是成年人，仅仅观察杯子、水量，仅仅听四个感觉模糊的音，完全无法进行有根据的预测。所以，在引入“声音的高低可能与什么因素有关”时，我们改用了外形、音高变化更明显的钢片琴，在听比较标准的乐音的基础上，再联系钢片琴的外观，预测就比较有根据了。在此分析的基础上，我们研课团队决定将这组“玻璃水杯”材料调整为拓展应用的环节，因为通过四弦琴的学习，学生已经知道了发声物体的音高与物体的长短、粗细等有关后，再观察玻璃杯中水位的高低，就能比较有依据的进行音高推测了。
教学目标：
学生能够描述并区分声音的强弱和高低。
通过探究，能够发现声音的强弱是由物体的振动幅度决定的。振动幅度越大，声音越强，振动幅度越小，声音越弱。
通过探究，能够发现,发声物体越细，越短，越紧，发出的声音就越高，反之就越低。
激发学生对声音的研究兴趣。
教学重点：借助工具探索声音强弱变化、高低变化的规律。
教学难点：把物体发出的不同声音和物体的振动状态及物体的形态特点联系起来。
教学准备：钢尺、自制四弦琴、玻璃水杯、钢片琴、吉他等
课前互动：教师小魔术、打击表演。
教学过程：
一．导入，区分声音的强、弱、高、低。
给每个小组分发木板、风铃、小鼓、琴弦等器乐，让学生通过自己的方法，使器乐发出不同的声音，并观察、声音有怎样的变化？
生：声音的强弱有变化和高低的变化。
板书：声音的变化，强弱、高低。
3.那么，声音的强弱到底是怎样一回事呢？
二、探究
第一部分：探究“声音的强弱”与什么有关
感受：声音的强弱与振动幅度有关。
A.借助钢尺，了解声音强弱与振动幅度的关系。
提出探究主题：在前面的学习中，我们已经知道了，声音是由物体振动产生的，声音的强弱，可能与物体振动的什么有关？今天，有们就借助钢尺来研究一下。板书：振动
师介绍自制实验仪器——固定在木板上的钢尺，提出实验要求。
生分组实验，教师巡视指导。
小组交流汇报，师提示学生分别用手臂动作、图画等模仿钢尺振动的不同。
师讲授：,钢尺振动时，偏离它静止时的最大距离就叫钢尺的振动幅度。
板书：幅度
引导生用规范的话语，表述他们的发现：声音弱时，振动幅度小；声音强时，振动幅度大。（学生辅助板书：小 大 ）
B.借助小鼓，深化声音强弱与振动幅度的关系。
钢尺的振动发声是这样的，那么，别的物体发声，也有这个规律吗？
提供小鼓，借助米粒，观察：发出强弱不同的音，米粒的跳动情况，推测鼓面的振动幅度大小。
学生分组观察。
汇报交流：声音强，芝麻跳得高，鼓面振动幅度大；声音弱，芝麻跳得低，鼓面振动幅度小
小结：鼓的发声，也验证了振动幅度大小与声音强弱的关系。
C.规范认识：振动幅度影响声音强弱。
1.由于条件关系，我们今天研究的材料有限。科学家们经过大量更精密的仪器研究，测得：声音的强弱，确实与物体振动的幅度大小有关，而且，先是振动幅度的大小，才导致声音的强弱。振动幅度大，声音才强，振动幅度小，声音才弱。（师板书：振动幅度小 振动振动大）
第二部分：探究“声音的高低”与什么有关
1.师，声音除了强弱有变化，还有高低的变化。
2.用钢片琴演奏音阶（师板书：1 2 3 4 5 6 7 i）。
3.观察钢片琴，低音和高音的钢片最明显的是什么不同？
4.预设：长短不同。
5.提炼：声音的高低可能和物体的长短有关。
6.提供自制四弦琴，对比研究，验证声音的高低是否与琴弦的长短有关，并探究声音的高低，可能与琴弦的其他什么因素有关
7.生分组实验，师巡回指导。
8.交流：声音的高低与琴弦的长短有关，琴弦长，声音高；琴弦短，声音低。
声音的高低与琴弦的粗细有关，琴弦细，声音高；琴弦粗，声音低。
声音的高低与琴弦的松紧有关，琴弦紧，声音高；琴弦松，声音低。
9.物体本身的粗细、长短、松紧会影响振动的什么特性呢，借助声音传感器学习。
10.传感器收集一组高低声音，对比学习，了解声音的高低有物体振动快慢决定。
11.师小结、提升：物体的长短、粗细、松紧等，实质上，影响的又是物体振动的快慢。科学上，把物体单位时间内振动的快慢，称作振动的频率。所以更严谨的表述，应该是：物体越短、越细、越紧，它振动频率就越快，声音也就越高；物体越长、越粗、越松，它振动频率就越慢，声音也就越低。
小结，拓展
（一）小结
今天学习了声音的强弱变化和声音的高低变化。这些，都是声音的变化。
引导生看着黑板的板书总结。
（二）拓展
1.还有很多乐器，也是运用了声音变化的这些原理，演奏出千变万化的美妙乐音。
2.掌握了这些原理，就可以制作小乐器了。师现场演奏自制乐器《小星星》.
3.谁能解释一下：为什么敲击这些杯子，会发出高低不同的声音？
4.弹性应用环节
（1）无时间，只点几个学生，上台体验玻璃琴，布置课后自制玻璃杯乐器。
（2）有时间，现场分材料制作。
a.挑战一：按一定顺序演奏出高低不同的声音。
b.挑战二：用自制乐器演奏曲谱：1 2 3 1 l 1 2 3 1 l 3 4 l 5—ll