资源简介

小学科学四年级上册第三单元第3课《声音的高低》教学设计
（2026新教材·四年级）
一、核心概念、内容与要求
核心概念：物质的运动与相互作用（声音的高低与物体振动的快慢有关，振动越快声音越高，振动越慢声音越低）
内容与要求：
通过敲击铝片琴，感知不同铝片发出声音的高低不同，推测声音高低与什么有关。
通过改变钢尺伸出桌面的长度，观察钢尺发声高低和振动快慢的关系，记录并归纳规律。
通过敲击不同粗细、长短或材料的金属管，比较声音的高低差异。
归纳得出：声音高低与振动快慢有关——振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。
拓展探究：在相同试管中装入不同水量，敲击试管口，观察声音高低与水量的关系。
二、教材分析
本课是《科学》四年级“声音”单元的第3课时。教材在上一课《声音的强弱》认识了声音强弱与振动幅度的关系后，进一步探究声音的高低（音调）。教材从“音乐课上把声音高低叫音调”切入，聚焦核心问题：“声音的高低究竟是怎样产生的？”探索环节设计了三个活动：一是敲击铝片琴，听不同铝片声音高低，推测与什么有关；二是拨动钢尺，改变伸出桌面的长度，观察声音高低和振动快慢；三是敲击不同粗细、长短或材料的金属管，发现规律。教材引入了“振动快慢”的三级描述（慢、较快、快）。研讨环节要求归纳声音高低与振动快慢的关系。拓展环节探究试管装水敲击时的声音变化。本课强调通过控制变量（改变长度、粗细等）观察振动快慢与音调的关系，培养对比实验和归纳推理能力。
三、学情分析
四年级学生对声音的高低有一定的感性认识，能区分男低音和女高音、音乐中的高音和低音。但对于“声音高低是怎么产生的”缺乏科学认识，容易与“声音强弱”混淆（认为用力大就是高音）。本课通过钢尺实验让学生直观看到“伸出桌面长度不同→振动快慢不同→声音高低不同”的因果关系。学生对于“振动快慢”的观察和比较需要教师引导，可用“每秒振动次数”辅助理解（但不要求定量）。拓展部分的试管装水实验，学生容易产生认知冲突（水量越多声音越低还是越高），需要动手探究澄清。教学中要注意区分“强弱”和“高低”是两个不同的维度。
四、教学目标（四维）
科学观念
能说出声音的高低与物体振动的快慢有关：振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。
能区分声音的强弱（振幅）与声音的高低（频率）是不同的声音属性。
科学思维
能通过改变钢尺伸出桌面的长度，观察振动快慢与声音高低的关系，归纳出规律。
能运用“振动快慢”解释铝片琴、金属管等物体发声高低不同的原因。
探究实践
能正确操作钢尺实验，改变伸出长度，观察并记录声音高低和振动快慢。
能通过敲击铝片琴和金属管，比较不同物体声音的高低差异。
能设计并完成试管装水敲击实验，探索水量与声音高低的关系。
态度责任
在小组实验中认真观察、准确记录，尊重实验事实。
通过探究声音高低，体会科学与音乐的联系，激发跨学科兴趣。
五、教学重点与难点
教学重点：通过钢尺实验，发现声音高低与振动快慢的关系——振动越快声音越高，振动越慢声音越低。
教学难点：区分声音的“强弱”和“高低”两个不同概念，避免混淆。理解振动快慢是决定音调的因素，而振动幅度决定响度。
六、教学准备
教具：多媒体课件（含铝片琴音频、不同音调对比、振动快慢动画）、铝片琴（或音阶琴）1台、不同长度/粗细的金属管（或金属棒）若干套
学具（每组）：钢尺（或塑料尺，约30cm）1把、铝片琴（小组共用或教师演示）、不同金属管2-3根（可选用不同长度或粗细的金属管，如铁管或铝管）、记录单、彩笔
拓展材料：相同试管（或玻璃瓶）3-5个、水、小木槌（或金属棒）1根
教室布置：4人一组，保持安静便于听辨声音高低。实验时提醒学生轻声操作，避免干扰。
七、教学过程
1. 情境导入（3分钟）
教师活动：播放一段音乐片段（如钢琴音阶上行和下行的音）。提问：“这段音乐中，声音有什么变化？”（有的声音高，有的声音低）。弹奏铝片琴上的两个不同音高的音，让学生辨别高低。引出课题《声音的高低》。板书课题。
学生活动：听音乐，分辨声音高低，明确本课研究内容。
设计意图：（从音乐体验入手，激发对声音高低的好奇。）
2. 聚焦（2分钟）
教师活动：出示教材“聚焦”板块文字：“除了铝片琴外，其他物体和动物也会发出高低不同的声音。声音的高低究竟是怎样产生的？”提问：“你们觉得声音的高低可能与什么有关？”记录学生猜测（长短、粗细、松紧等）。
学生活动：提出自己的猜想（如长的物体声音低，短的物体声音高等）。
设计意图：（聚焦核心问题，激活前概念。）
3. 探索（共22分钟）
活动一：敲击铝片琴（4分钟）
教师活动：出示铝片琴，演示敲击不同长度的铝片。提问：“长的铝片声音高还是低？短的铝片呢？”引导学生发现：铝片越短，声音越高；铝片越长，声音越低。追问：“声音的高低可能与什么有关？”（与长度有关，进而联想到振动快慢）。
学生活动：观察并听辨铝片琴声音高低，记录发现。
设计意图：（通过直观的乐器观察，建立“长度→声音高低”的初步联系。）
活动二：拨动钢尺，观察振动快慢（12分钟）
教师活动：讲解实验方法：将钢尺一端压在桌面上，分别让钢尺伸出桌面的长度为“较长（约15cm）”“中等（约10cm）”“较短（约5cm）”，用相同的力度拨动伸出端。指导听辨声音高低，观察振动快慢（用“慢、较快、快”三级描述）。请学生分组操作，填写记录单（伸出长度、声音高低、振动快慢）。巡视指导，提醒用相同力度拨动。汇总小组数据，归纳发现：伸出越短→振动越快→声音越高；伸出越长→振动越慢→声音越低。
学生活动：分组实验，观察并记录。填写记录单，归纳规律。
设计意图：（通过控制变量实验，建立“长度→振动快慢→声音高低”的因果链。）
活动三：敲击不同金属管（6分钟）
教师活动：出示不同粗细、长短的金属管（或同一组不同长度的金属管）。请学生分别敲击，听辨声音高低。提问：“金属管的长短、粗细与声音高低有什么关系？”引导学生归纳：金属管越短，声音越高；金属管越细，声音越高（反之越长越粗声音越低）。与铝片琴和钢尺实验相互印证。
学生活动：敲击金属管，听辨声音高低。小组讨论总结规律。
设计意图：（通过不同材料验证，强化“结构特征影响振动快慢从而影响音高”的规律。）
4. 研讨（5分钟）
教师活动：组织讨论教材研讨的两个问题：
①声音高低与什么有关？引导学生完整回答：声音高低与物体振动的快慢有关，振动越快声音越高，振动越慢声音越低。
②我们还在哪里听到过声音高低的变化？自然界中哪些动物或物体发出的声音较高，哪些较低？举例：蚊子叫声高，牛叫声低；小鸟叫声高，狮子吼声低；小孩声音高，成人声音低等。
学生活动：回答问题，举例说明。
设计意图：（巩固核心概念，联系生活实际。）
5. 拓展（4分钟）
教师活动：出示教材拓展内容：“在相同的试管中，装入不同量的水，敲击试管口，观察声音的高低有什么不同，思考声音的变化与水的多少有什么关系。”演示实验：取3支相同试管，分别装入少量、中等、多量的水，用小木槌敲击试管口（或试管壁上方）。提问：“水多的试管声音高还是低？水少的呢？”引导学生观察并记录现象：水越多，声音越低；水越少，声音越高。解释：水越多，振动的部分（空气柱或玻璃）越短，振动越快？实际上敲击试管口时主要振动部分是管内空气柱，水越多空气柱越短，振动越快声音越高？注意这里存在两种不同的发声方式。教材的拓展实验需要教师提前验证。更常见的规律是：敲击试管时，水量越多，空气柱越短，声音越高。这与钢尺实验的规律（越短越高）一致。教师需根据实际现象正确引导。
学生活动：观察演示实验，记录现象，尝试用“振动快慢”解释。
设计意图：（拓展实验，培养学生迁移应用能力，注意区分不同发声方式。）
6. 课堂总结（2分钟）
教师活动：结合板书总结：
①声音的高低与振动的快慢有关；
②振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低；
③物体越长、越粗、越松，通常振动越慢，声音越低；
④物体越短、越细、越紧，通常振动越快，声音越高。
学生活动：回顾本课核心知识。
设计意图：（强化核心概念，形成知识结构。）
7. 布置作业（以探究为主）（2分钟）
教师活动：
必做探究作业：
①回家用橡皮筋套在纸盒上，改变橡皮筋的松紧程度，拨动听声音高低的变化，向家长解释原因。
②找几根不同长度的吸管，吹一吹，听声音高低与长度的关系。
选做探究作业：查阅资料，了解钢琴为什么低音弦长而粗，高音弦短而细，写一段介绍。
学生活动：记录作业要求。
设计意图：（将课堂探究延伸到课外，巩固振动快慢与音高的关系。）
八、板书设计
3.3声音的高低
一、什么是声音高低？
音乐中称“音调”： 女声高，男声低；小鸟叫高，牛叫低
二、实验探究
1. 铝片琴：短→声音高；长→声音低
2. 钢尺： 伸出长 → 振动慢 → 声音低
伸出短 → 振动快 → 声音高
3. 金属管：短/细 → 声音高；长/粗 → 声音低
三、规律
振动越快 → 声音越高 振动越慢 → 声音越低
四、拓展
试管装水：水多（空气柱短）→ 声音高？水少（空气柱长）→ 声音低？
（敲击试管时规律与钢尺一致：越短越高）
五、注意区分
声音强弱（振幅）—— 大小
声音高低（频率）—— 尖锐/低沉
九、教学反思
本课通过铝片琴、钢尺、金属管三种材料，让学生从不同角度体验声音高低与振动快慢的关系。钢尺实验是核心，学生通过改变伸出长度，能清楚观察到振动快慢的差异和声音高低的变化，数据记录完整。部分学生初学时容易把“用力大小导致的声音强弱”与“长度改变导致的声音高低”混淆，教师通过强调“相同力度拨动”控制变量，帮助学生区分。铝片琴和金属管实验作为补充，强化了“短/细→声音高”的规律。
拓展实验中，敲击装水试管的现象与钢尺规律一致（水多空气柱短声音高），学生能迁移解释。研讨环节学生能主动举例自然界中高低不同的声音，兴趣浓厚。时间分配合理。后续可引入“频率”概念（不作要求，但可渗透）。整体实现了“做中学”，培养了控制变量和归纳推理的科学思维。
十、巩固练习（附答案）
（一）填空题
1、声音的高低与物体振动的________有关。振动越快，声音越________；振动越慢，声音越________。
2、用同样的力拨动钢尺，尺子伸出桌面越短，振动越________，声音越________。
3、铝片琴中，较长的铝片发出的声音较________，较短的铝片发出的声音较________。
4、蚊子发出的声音比牛发出的声音________（填“高”或“低”）。
（二）选择题
1、要让钢尺发出的声音变高，应该（ ）
A. 用更大的力拨动
B. 用更小的力拨动
C. 让尺子伸出桌面的长度变短
D. 让尺子伸出桌面的长度变长
2、敲击金属管时，比较细的金属管发出的声音通常（ ）
A. 较高
B. 较低
C. 与粗细无关
D. 比粗的更弱
3、下列现象中，声音高低变化与振动快慢无关的是（ ）
A. 弹拨吉他时，按住不同品位（改变弦长）
B. 用大小不同的力敲鼓
C. 吹笛子时按住不同的孔
D. 拨动拉紧程度不同的橡皮筋
（三）判断题（正确打“√”，错误打“×”）
1、声音的高低就是声音的大小。（ ）
2、物体振动越快，发出的声音越高。（ ）
3、敲击相同试管中装不同水量时，水越多声音越高。（ ）
4、女高音和男低音的主要区别是声音高低不同。（ ）
（四）实验探究题
题目：在探究“声音的高低”实验中，小明将钢尺一端压在桌面，改变伸出桌面的长度，用相同力度拨动，记录如下：
伸出长度 声音高低 振动快慢
15cm 低 慢
10cm 较高 较快
5cm 高 快
（1）分析表格数据，可以得出什么结论？
（2）如果小明将钢尺伸出桌面20cm，用相同力度拨动，推测声音高低和振动快慢会怎样？
（3）小明还想研究“物体的粗细是否影响声音高低”，他应该怎样设计实验？
参考答案
（一）填空题
1、快慢；高；低2、快；高3、低；高4、高
（二）选择题
1、C 2、A 3、B（改变用力大小影响的是声音强弱，不是高低）
（三）判断题
1、×（声音高低是音调，声音大小是响度）2、√3、√4、√
（四）实验探究题
（1）结论：钢尺伸出桌面的长度越短，振动越快，声音越高；伸出长度越长，振动越慢，声音越低。声音高低与振动快慢有关。
（2）推测：伸出20cm时，振动更慢，声音比15cm时更低。
（3）设计实验：选择两根材质相同、粗细不同但长度相同的金属棒（或橡皮筋），用相同的力度敲击（或拨动），听辨声音的高低，比较粗细对音高的影响。同时控制其他变量（如材质、长度、力度）相同。

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