教科版科学四年级上册《声音的高低》教学设计

教科版科学四年级上册教学设计

3.3《声音的高低》教学设计

一、教材分析

本课是小学四年级声学单元第三课时，承接前两课《声音的产生》《声音的

强弱》，在学生认识声音由振动产生、声音有强弱变化基础上，引入音调（声音

高低）概念。教材以铝片琴、钢尺、金属管三组递进实验为核心探究载体，配

套研讨、拓展试管装水实验，层层引导学生发现：物体振动快慢决定声音高低;

物体长短、粗细、厚薄会改变振动速度。教材从乐器实物到简易教具，由直观感

知到动手量化，贴合小学生由具象到抽象的认知规律，为后续乐器发声原理、声

音传播学习奠定核心基础。

二、学情分析

四年级学生已有生活经验：能区分高音、低音，听过琴声、鸟鸣、鼓声高低

不同；已掌握“声音由物体振动产生“基础知识点，会简单动手操作实验器材。

存在认知难点：①容易混淆”声音强弱（音量）”和“声音高低（音调）”；

②无法直观看见振动快慢，难以建立“振动速度一音调”的逻辑联系；③不

能自主归纳物体长短、粗细对振动、音调的影响规律。

学生动手欲望强，小组合作探究积极性高，借助钢尺、铝片琴可视化实验,

可突破抽象认知障碍。

三、核心素养分析

1.科学观念

通过多组动手实验，建立核心概念：声音的高低叫音调；音调由物体振动快

慢决定，振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低；物体长短、粗细、厚薄会

改变振动快慢。能区分声音高低与强弱两种不同声音变化。

2.科学思维

对比铝片琴、钢尺、金属管实验现象，对比推理、归纳共性规律；能根据物

体形态预测发声高低，建立“物体结构一振动快慢f音调高低”因果逻辑，发

展对比推理、归纳概括思维。

3.探究实践

完整经历“观察猜测一动手操作一记录现象一分析总结“科学探究

流程；规范完成钢尺伸出长度变量控制实验，如实记录振动快慢、声音高低；小

组分工合作完成操作、记录、汇报，提升实验操作与数据处理能力。

4.态度责任

乐于探究声音的趣味变化，主动观察生活中高低不同的声音；实验中养成严

谨记录、重复验证、爱护实验器材的习惯；感知声音与生活、乐器、大自然的联

系，体会科学藏在日常事物中。

四、教学重点

通过实验认识：物体振动快慢决定声音高低；物体长短、粗细、厚薄影响振

动快慢，进而改变音调。

五、教学难点

区分声音高低（音调）和声音强弱（音量）；理解“短、细、薄物体振动快，

声音高；长、粗、厚物体振动慢，声音低”内在逻辑。

六、教具准备

教师教具

铝片琴、粗细长短不同金属管、装不同水量试管套装、钢尺、多媒体课件、

实验示范视频、鸟鸣/鼓声/琴声音频、板书磁贴。

学生分组器材

钢尺、记录单、铅笔；每组一套迷你铝片琴；备用金属小管。

七、教学过程

课前准备视频

1.铝片琴敲击示范视频；2.钢尺振动快慢对比慢放视频；3.粗细金属管

发声对比视频；4.试管装水敲击实验演示视频。

一、导入新课（5分钟）

教师活动

清脆小鸟高音、沉闷老牛低音、钢琴高低音交替弹奏；提问：这些声音除了

大小不同，还有什么不一样？出示课本铝片琴图片，敲击铝片琴演示，引导学生

听辨声音高低差异，板书课题《声音的高低》。

学生活动

认真聆听音频，说出声音有的尖细、有的低沉；观察教师敲击铝片琴，发现

长短铝片声音不一样，齐读课题。

设计意图

用生活熟悉声音创设情境，激活已有生活经验，区分声音大小与高低，自然

引出本课学习主题。

二、讲授新课（30分钟）

（一）聚焦板块

教师活动

出示课本聚焦框文字，提问：除铝片琴，生活里很多物体、动物声音有高有

低，大家猜想：声音的高低到底是怎么产生的？梳理学生猜想，板书猜想关键词：

长短、粗细、振动快慢。

学生活动

自由发言猜想：可能和物体长短、粗细有关；和振动速度有关；带着猜想进

入探究实验。

设计意图

抛出核心探究问题，激发探究欲望，明确本节课实验探究目标。

（二）探索板块

1.活动1:敲击铝片琴

教师活动：播放铝片琴示范视频，分发迷你铝片琴，布置任务：依次敲击从

长到短铝片，仔细听声音高低，对比铝片长短；巡视指导小组操作，提问：长铝

片和短铝片，谁声音更高？

学生活动：分组敲击铝片，对比观察铝片长短、听辨音调，记录：短铝片声

音高，长铝片声音低。

设计意图：借助直观乐器，初步感知物体长短影响声音高低，形成初步感性

认知。

2.活动2：拨动钢尺（核心实验）

教师活动：播放钢尺慢放示范视频，讲解实验操作规范：钢尺一端压紧桌面，

分别伸出较长、中等、较短三个长度，每次用相同力度拨动；提示学生观察振动

快慢、听声音高低，填写课本记录单；巡回指导，提醒控制变量（力度不变，只

改变伸出长度）；实验结束邀请小组展示记录单。

学生活动：小组分工操作，一人按压钢尺、一人拨动、一人观察振动、一人

填写记录；对比三种长度钢尺现象，总结规律。

记录单标准结果：

伸出较长：声音低、振动慢；

伸出中等：声音中等、振动较快；

伸出较短：声音高、振动快。

我的发现：钢尺伸出越短，振动越快，声音越高；伸出越长，振动越慢，声

音越低。

设计意图：控制变量标准实验，可视化观察振动快慢，建立“振动快慢一

声音高低”核心关联，突破本课重难点。

3.活动3：敲击金属管

教师活动：出示粗细、长短不同金属管，播放金属管对比视频，布置实验：

依次敲击粗长、细长金属管，对比声音高低；引导学生对比铝片琴、钢尺实验,

寻找共同规律。

学生活动：敲击不同金属管，发现细短金属管声音高，粗长金属管声音慢；

整合三组实验，初步归纳统一规律。

设计意图：更换实验材料，重复验证结论，让规律更具普遍性，锻炼归纳概

括能力。

（三）研讨板块

教师活动

出示两个研讨问题，组织小组讨论5分钟，随后全班交流汇报，引导学生

完整总结知识点：①声音高低和物体振动快慢有关，振动快声音高，振动慢声音

低；物体短、细、薄振动快；长、粗、厚振动慢。②提问生活中高低音实例，分

类梳理高音、低音事物。

学生活动

小组讨论后举手汇报：回答研讨1;举例高音：小鸟鸣叫、短笛、铃铛；低

音：老牛叫、大鼓、粗钢管。

设计意图

梳理实验结论，内化科学概念；联结生活实例，让科学知识回归生活。

（四）拓展板块

教师活动

出示装不同水量试管教具，播放试管敲击演示视频，讲解操作：用相同力度

敲击试管口；引导观察水量多少和音调关系，提问：水越多，声音高还是低？原

理是什么？补充：水越多，试管管壁可振动部分越短，振动越快，声音越高。

学生活动

分组敲击试管对比，观察记录：试管中水越多，声音越高；理解水量改变管

壁振动长度，改变音调。

设计意图

拓展新颖实验，巩固课堂规律，锻炼知识迁移运用能力。

三、课堂练习（7分钟）

（一）选择题

1.钢尺伸出桌面越短，拨动后声音（）

A.越低B,越高C.不变

答案：B

2.下列物体发出声音最高的是（）

A.粗长金属管B.细长金属管C.粗短金属管

答案：B

3.敲击装水试管，试管里水越多，音调。

A.高B.低C.一样

答案：A

（二）判断题

1.声音高低就是声音强弱，二者没有区别。（X）

解析：高低是音调，强弱是音量，概念不同。

2.短铝片振动更快，发出更高的声音。（J）

3.老牛叫声振动快，属于高音。（X）

解析：老牛声音低沉，振动慢，是低音。

（三）情境题

1.音乐课短笛音调高、长号音调低，请用本节课知识解释原因。

答案：短笛管身短，空气振动速度快，声音高；长号管身长，空气振动慢,

声音低。

2.妈妈切黄瓜，薄黄瓜片碰撞声音尖，厚黄瓜块碰撞声音低沉，为什么？

答案：薄片物体薄，振动快，声音高；厚块物体厚，振动慢，声音低。

3.为什么小鸟叫声清脆高亢，大象叫声沉闷低沉？

答案：小鸟发声器官短小，振动快，声音高；大象发声器官粗大厚重，振动

慢，声音低。

四、课堂小结

今天我们一起探究了声音的高低，科学上把声音高低叫做音调。通过敲击铝

片琴、拨动钢尺、敲打金属管三组实验，我们发现：声音高低由物体振动快慢决

定，振动越快声音越高，振动越慢声音越低。物体的长短、粗细、厚薄都会改变

振动速度，短、细、薄的物体振动快，音调高；长、粗、厚的物体振动慢，音调

低。生活里小鸟、短琴是高音，大鼓、老牛是低音。最后我们还做了试管装水拓

展实验，知道水量多少也能改变音调。课后大家可以找找家里高低不同的声音,

用今天学到的知识解释背后的科学道理。

五、板书设计

声音的高低（音调）

1.核心关系：振动快慢一声音高低

振动快一声音高

振动慢f声音低

2.物体影响规律

短、细、薄f振动快f高音

长、粗、厚一振动慢一低音

3.生活实例

高音：鸟鸣、短铝片、细金属管

低音：牛叫、长铝片、粗金属管

六、教学反思

（一）成功之处

1.实验分层设计循序渐进，铝片琴直观感知、钢尺定量探究、金属管验证

规律，拓展试管迁移运用，学生能清晰自主总结核心概念，重难点有效突破。

2.慢放视频辅助观察钢尺振动快慢，解决振动肉眼看不清的难题，学生能

直观对比差异，降低抽象知识理解难度。

3.研讨、练习大量结合生活动物、乐器实例，学生参与发言积极性高，能

区分音调与音量两个易混淆概念。

4.小组分工明确，实验操作、记录、汇报流程规范，落实探究实践核心素

养。

（二）不足之处

1.钢尺实验部分小组没有控制拨动力度相同，出现音量干扰音调判断，变

量控制强调不足。

2.课堂时间分配紧张，拓展试管实验操作时间不足，部分学生未充分自主

体验。

3.对基础薄