音高变化实验小学科学教学设计

音高变化实验小学科学教学设计一、课题名称：声音的魔术师——探究音高的奥秘二、适用年级：小学中年级（建议三、四年级）三、课时安排：1课时（40分钟）四、教学目标（一）知识与技能1.通过观察和实验，初步感知声音有高低之分，知道音高是声音的一个基本特性。2.探究发现物体振动的快慢与音高之间的关系：振动越快，发出的声音越高；振动越慢，发出的声音越低。3.能够根据所学知识，尝试使物体发出高低不同的声音。（二）过程与方法1.通过对比实验、观察描述、小组讨论等方式，体验科学探究的基本过程。2.学习运用感官（耳朵听、眼睛看）和简单工具来观察、比较、分析现象，得出结论。3.培养动手操作能力和归纳总结能力。（三）情感态度与价值观1.激发对声音世界的好奇心和探究欲望，乐于参与科学探究活动。2.在实验中培养实事求是的科学态度，乐于与同学合作交流。3.感受声音的奇妙，培养对科学的兴趣。五、教学重点与难点（一）教学重点1.认识声音有高低之分（音高）。2.通过实验探究，理解物体振动的快慢是影响音高的重要因素。（二）教学难点1.如何引导学生将“振动的快慢”与“音高的高低”建立起明确的联系。2.帮助学生准确描述实验现象，并从中归纳出科学规律。六、教学准备（一）教师准备1.多媒体课件：包含各种不同音高声音的音频（如：钢琴不同按键、小鸟叫与大象叫、男生与女生说话声等）、振动慢与快的示意图或动画。2.实验器材：*能发出不同音高的乐器（如：音叉（不同频率）、小铃铛、铝板琴或简易打击乐器）。*钢尺（或塑料尺）若干。*橡皮筋若干（或吉他、尤克里里等弦乐器）。*装有不同水量的玻璃瓶（或试管）一套，小棒。*鼓（或其他可以通过改变松紧来改变音高的膜类乐器，可选）。3.板书材料：黑板、粉笔（或白板、马克笔）。（二）学生准备1.每组材料：钢尺（或塑料尺）1-2把，橡皮筋2-3根（不同粗细更佳），空玻璃瓶1-2个，水，小棒，记录单（可选）。2.预习：留心生活中听到的各种声音，思考它们有什么不同。七、教学过程（一）创设情境，导入新课（约5分钟）1.声音猜猜乐：*教师播放两段音频：一段是高音的小鸟鸣叫，一段是低音的大象吼叫（或男生低沉的说话声与女生尖细的说话声）。*提问：同学们，刚才听到的两种声音，它们有什么不一样的感觉？（引导学生说出“高”、“低”、“尖”、“粗”、“细”等词语）2.引出课题：*教师总结：是的，声音有的听起来比较高，有的听起来比较低。在科学上，我们把声音的这种高低特性叫做“音高”。（板书：音高——声音的高低）*提问：那么，声音的高低是怎样产生的呢？今天，我们就一起来当一回声音的魔术师，探索音高变化的奥秘。（板书课题：探究音高的奥秘）（二）探究新知，动手实验（约20-25分钟）1.活动一：尺子的“歌唱”——探究长度与音高的关系*提出问题：*教师出示钢尺：老师这儿有一把尺子，如果我们把它伸出桌面一部分，用手拨动，它会怎样？（振动发声）如果改变尺子伸出桌面的长度，它发出的声音会不会一样呢？*动手操作：*指导学生分组实验：将钢尺一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面。第一次伸出较长（如20厘米），用相同的力度拨动尺子伸出的部分，听声音高低，并观察尺子振动的快慢。第二次伸出较短（如10厘米），用相同的力度拨动，比较两次声音的高低和振动的快慢有什么不同。*强调：拨动时用力要均匀，注意观察尺子振动的“快慢”。*交流讨论：*提问：当尺子伸出桌面长时，发出的声音是高还是低？尺子振动得快还是慢？当尺子伸出桌面短时呢？*学生汇报观察结果，教师引导学生描述。*小结并板书：尺子伸出长——振动慢——声音低；尺子伸出短——振动快——声音高。2.活动二：琴弦的“低语”——探究松紧、粗细与音高的关系（可选，或与活动三选做其一，保证时间）*提出问题：*教师出示橡皮筋（或拨动吉他弦）：这是一根橡皮筋，如果我们把它拉紧，拨动它会发声。如果我们改变它的松紧程度，或者用不同粗细的橡皮筋，声音会不会变化？*动手操作：*学生分组活动：*将橡皮筋套在文具盒（或两个手指）上，先松一些拨动，再拉紧一些拨动，比较音高和振动快慢。*（若有不同粗细橡皮筋）用相同的力度拉紧不同粗细的橡皮筋，比较音高和振动快慢。*交流讨论：*提问：橡皮筋拉得紧时和松时，哪个振动快？哪个声音高？粗橡皮筋和细橡皮筋，在相同松紧下，哪个振动快？哪个声音高？*小结并板书：橡皮筋（琴弦）松——振动慢——声音低；紧——振动快——声音高。（粗——振动慢——声音低；细——振动快——声音高——若探究粗细）3.活动三：水瓶琴的“演奏”——探究水量与音高的关系*提出问题：*教师出示几个装有不同水量的玻璃瓶：老师这儿有几个瓶子，如果用小棒敲击它们，会发出声音吗？装水多少不一样，声音会一样高吗？*动手操作：*学生分组活动：*先预测：哪个瓶子发出的声音高，哪个低？*再实验：用小棒依次敲击（或用嘴依次对着瓶口吹气，两种方式可选或都尝试，现象相反，可引导学生思考振动的物体不同），仔细听辨音高，并观察（或感受）瓶内空气柱（或瓶体）的振动。*交流讨论：*提问：敲击瓶子时，是瓶子和里面的水一起振动，还是主要是空气振动？（主要是瓶子和水，水多则整体振动慢，音低；水少则整体振动快，音高。若吹气，则主要是空气柱振动，水多空气柱短，振动快，音高；水少空气柱长，振动慢，音低。此处根据学生情况选择一种方式深入，或简单提及振动物体不同，现象可能不同）*引导学生总结：敲击时，水多（振动部分长/重）——振动慢——声音低；水少（振动部分短/轻）——振动快——声音高。*小结：看来，物体振动的部分不同，振动的快慢也会不同，从而发出不同高低的声音。（三）归纳总结，形成概念（约5分钟）1.梳理发现：*教师引导学生回顾以上几个实验：尺子、橡皮筋、水瓶琴。*提问：通过刚才的一系列实验，我们发现，声音的高低（音高）和物体的什么有关呢？（引导学生关注“振动”）2.得出结论：*师生共同总结：通过实验我们发现，声音的高低与物体振动的快慢有关。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。（板书：振动快——音高；振动慢——音低）*教师强调：这是我们今天学习的核心科学原理。（四）巩固应用，拓展延伸（约5分钟）1.解释现象：*提问：现在你能解释为什么男生声音通常比女生低吗？（男生声带较粗、较长、较松，振动慢；女生声带较细、较短、较紧，振动快）*为什么琴弦有的粗有的细？（粗弦振动慢，发低音；细弦振动快，发高音）2.“小小作曲家”：*鼓励学生利用手中的材料（如橡皮筋、水瓶琴），尝试制作一个能发出简单“哆来咪发唆拉西”的简易乐器，并演奏给小组同学听。3.生活联系：*引导学生思考：生活中还有哪些现象与音高变化有关？（如：琴弦的调节、管乐器的长短粗细、人的声带等）（五）课堂小结，回顾反思（约2-3分钟）1.回顾本节课学习内容：今天我们学习了什么是音高，以及音高是由物体振动的快慢决定的。2.学生谈收获：通过今天的学习，你有什么收获？还有什么疑问吗？3.教师总结：声音的世界非常奇妙，音高只是声音的一个秘密。希望同学们能带着今天学到的探究方法，继续去发现更多声音的奥秘！八、板书设计探究音高的奥秘*音高：声音的高低*秘密：振动的快慢*尺子：长——慢——低*短——快——高*橡皮筋：松——慢——低*紧——快——高*（粗——慢——低；细——快——高）*水瓶（敲击）：水多——慢——低*水少——快——高*结论：振动越快，音越高；振动越慢，音越低。九、教学反思与评价（一）教学反思1.目标达成度：学生是否能准确理解音高的概念，并能解释物体振动快慢与音高的关系。2.实验效果：所选用的实验材料是否直观有效，学生能否清晰观察到振动快慢的差异并与音高建立联系。3.学生参与：学生在探究活动中的参与度和积极性如何，是否能主动思考和交流。4.时间分配：各环节时间分配是否合理，重点难点部分是否给予了充分的探究时间。5.改进空间：哪些环节可以进一步优化？如实验材料的改进、提问方式的调整、小组合作的有效性等。（二）教学评价1.过程性评价：*关注学生在实验操作中的表现：是否认真观察、积极动手、乐于合作。*关注学生在讨论交流中的表现：是否能清晰表达自己的发现和观点，是否能倾听他人意见。2.结果性评价：*通过课堂提问、学