资源简介

(共24张PPT)
声 音 的 变 化
人教鄂教版四年级上册
四单元《声音》
琴师弹奏古筝时，我们听到的琴声时而铿锵有力，时而轻柔缓和；时而像清脆婉转的鸟鸣，
时而像潺潺低缓的流水。
提出和聚焦问题
琴声为什么会变化 ？
声音是怎样变化的 ？
探究声音的强弱变化
用不同的力度敲击桌面，
桌面发出的声音有什么不同？
试着用一种物体发出强弱不同的声音，感受声音是怎样发生强弱变化的
实验步骤
将桌面放平，耳朵贴近桌面（也可以隔一点距离听）。
轻敲桌面，仔细听声音，观察桌面振动。
用力敲击桌面，仔细听声音，观察桌面振动。
重复多次，对比两次听到声音的差别。
敲击力度越大，物体振动幅度越大，声音越强；
敲击力度越小，物体振动幅度越小，声音越弱。
声音的强弱和物体振动幅度有关。
实验结论：
探究声音的强弱变化
敲击锣，让锣发出强弱不同的声音，观察悬挂的小球产生了什么现象，
这说明了什么？
声音的强弱变化与什么有关系？设计实验进行研究。
用细线把轻质小球悬挂起来，让小球刚好轻轻接触锣面。
轻轻敲击锣，观察小球摆动幅度，听锣发出声音的强弱，
记录现象。
用力敲击锣，保持小球位置不变，观察小球摆动幅度，
听锣发出声音的强弱，记录现象。
重复实验几次，对比两次小球摆动情况和声音的不同
实验步骤
探究声音的强弱变化
观察铜锣声音的强弱变化（实验视频）
探究声音的强弱变化
用不同的力敲击音叉 （实验视频）
观察橡皮筋声音强弱变化
科学实践
实验装置
一块木板上钉两个钉子，
两个钉子之间绑着一根橡皮筋。
用不同的力度弹拨橡皮筋，观察橡皮筋振动的幅度与发出的声音强弱有什么关系。
观察橡皮筋声音强弱变化
科学实践
《观察橡皮筋声音》实验演示视频
观察橡皮筋声音强弱变化
科学实践
用力弹拨橡皮筋时：
轻轻弹拨橡皮筋时：
振幅大，声音强
振幅小，声音弱
实验现象
观察橡皮筋声音强弱变化
科学实践
弹橡皮筋
轻轻弹橡皮筋
弱
用力弹橡皮筋
强
钢尺的振动
观察声音变弱
钢尺的振动
探究声音的强弱变化
将钢尺一端压在桌面上，用不同
的力度拨动它伸出桌面的另一端
同学们！观察钢
尺的振动有什么
不同 ？
探究声音的强弱变化
用钢尺研究声音强弱变化（实验视频）
探究声音的强弱变化
实验步骤
(1)将钢尺伸出桌面大约10厘来，
用一只手压住钢尺的一端。
(2)用另一只手轻轻拨动钢尺的另
一端，仔细听钢尺发出的声音并观察钢尺的振动幅度。
(3)用另一只手用力拨动钢尺的另一端，仔细听钢尺发出的声音并观察钢尺的振动幅度。
(4)重复3次，并将实验结果记录在表格中。
探究声音的强弱变化
实验分析与结论
实验现象
实验结论
轻轻拨动钢尺，发出的声音弱，振动
幅度小；用力拨动钢尺，发出的声音
强，振动幅度大。
钢尺的振动幅度越小，声音越弱；钢
尺的振动幅度越大，声音越强。
根据实验，说一说声音的强弱变化与什么因素有关。
探究声音的高低变化
用不同的材料发出高低不同的声音，感受它们是怎样变化的。
仔细观察：这些材料有什么特点 ？
材料特点
1.金属琴片长短不一样，短的琴片振动快，
声音高；长的琴片振动慢，声音低。
2. 琴弦粗细不同，松紧可以调节；细、
紧的琴弦振动快，音调高。
3. 装水玻璃瓶瓶里水量不同。
吹瓶口：是瓶内**空气柱**振动；
水越多，空气柱越短，音调越高。
探究声音的高低变化
探究声音的高低变化（实验视频）
探究声音的高低变化
实验记录
低
慢
高
快
低
慢
较低
较慢
高
慢
探究声音的高低变化
（1）松紧不同的橡皮筋实验结论
同一根橡皮筋，拉得越紧，振动越快，声音越高；拉得越松，振动越慢，声音越低。
（2）长度相同、粗细不同的橡皮筋实验结论
橡皮筋长度一样时，细橡皮筋振动快，声音高；粗橡皮筋振动慢，声音低。
总的结论
声音的高低叫做音调，音调和物体振动快慢（振动频率）有关。
物体振动越快，音调越高；物体振动越慢，音调越低。
根据实验，说一说物体发出声音的高低与什么因素有关。
听得见和听不见的声音
用尺做振动实验时，如果一定时间内尺振动的次数少，我们就很难听到它发出的声音；只有振动的次数达到一定数量，我们才能听到它发出的声音。
声音是由物体振动而产生的一种波，其频率用 “Hz” 表示。人耳的听觉范围一般在 20～20000 Hz。
老虎等动物：能发出和感知低于 20 Hz 的声音，通过这种方式与远处同伴联系。
听得见和听不见的声音
蝙蝠等动物：能发出和感知高于 20000 Hz 的
声音，通过回声定位发现障碍物或捕食目标。
火山爆发、地震等：能产生低于 20 Hz 且强度很 大的声音，传播很远，人们据此监测自然灾害。
声 音 的 变 化
【声音的强弱】
振动幅度大 → 声音强
振动幅度小 → 声音弱
【声音的高低】
振动快 → 声音高
振动慢 → 声音低
【听觉范围】
20Hz ~ 20000Hz
布置作业
把手放在喉部，
用不同的音量说话，
感受声带的振动。小学科学教学设计
小学科学教学设计（教案）
《声音的变化》
一、基础信息
项目 内容
年级册别 四年级上册
学科 科学
教材版本 人教人鄂版
授课类型 新授课
课时安排 共1课时，第1课时
课题名称 声音的变化
所属单元 第四单元 声音 第15课
二、教学设计
类别 详细分析
教材分析 本课是人教人鄂版四年级上册第四单元《声音》的第15课，属于声音特性的核心概念课。本单元从“声音的产生”和“声音的传播”出发，引导学生建立声音由物体振动产生的基本认识，本课则进一步聚焦于声音的变化规律，为学生建立声音强弱、高低与振动幅度、振动快慢之间关系的科学概念奠定基础。 教材编排遵循从感知到探究再到应用的逻辑递进：先从生活中的声音现象入手，引导学生感知声音的强弱和高低变化；再通过实验探究声音强弱与振动幅度、声音高低与振动快慢的关系；最后拓展到人耳听觉范围和超声波、次声波的应用。 教材的编排意图在于：让学生经历“感知现象→提出问题→设计实验→归纳规律→解释现象”的完整科学探究过程，帮助学生建构“声音的变化可以用物体振动的规律来解释”这一核心概念。
学情分析 四年级学生正处于具体运算阶段，以形象思维为主，抽象思维开始发展。他们对声音现象充满好奇，喜欢观察和动手实验，已具备初步的小组合作探究能力。 在知识储备方面，学生在前几课中已认识到声音是由物体振动产生的，对声音的产生和传播有了基本认识。但大多数学生对声音的强弱和高低仅停留在生活感知层面，尚未建立声音特性与振动规律之间的科学联系。 因此，教学中需要借助小球、橡皮筋、尺子等直观材料，帮助学生将“听见的声音”与“看见的振动”建立联系，从而实现从感性认识到理性认识的跳跃。
三、教学目标（核心素养四维目标）
维度 目标描述
科学观念 1. 能够说出声音有强弱和高低的变化，理解声音的强弱与物体振动幅度有关：振动幅度越大，声音越强；振动幅度越小，声音越弱。 2. 能够说出声音的高低与物体振动快慢有关：振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。 3. 了解频率的概念，知道人耳听觉范围一般在20~20000Hz之间。
科学思维 1. 能够根据实验现象归纳声音强弱、高低变化与振动规律的关系，建立从现象到规律的思维路径。 2. 能够运用控制变量的思想设计实验方案，如改变橡皮筋的松紧、粗细而保持其他条件不变。 3. 能够用振动规律解释钢片琴、弦琴、水瓶琴等乐器发出高低不同声音的原理。
探究实践 1. 能够设计并完成探究声音强弱变化的实验，观察并记录振动幅度与声音强弱的关系。 2. 能够设计并完成探究声音高低变化的实验，观察并记录振动快慢与声音高低的关系。 3. 能够使用实验记录表规范地记录实验数据，并根据数据归纳结论。
态度责任 1. 对声音的变化现象保持好奇心和探究热情，乐于与同学交流自己的发现。 2. 在实验探究中具有实事求是的科学态度，认真记录实验现象，不主观臆造。 3. 关注声音知识在生活中的应用，了解超声波、次声波在灾害预警等领域的作用。
四、教学重难点
类别 内容
教学重点 1. 理解声音的强弱与物体振动幅度的关系：振动幅度越大，声音越强；振动幅度越小，声音越弱。 2. 理解声音的高低与物体振动快慢的关系：振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。 3. 能够设计并完成探究实验，观察并记录振动现象与声音变化的关系。
教学难点 1. 建立“振动幅度”和“振动快慢”与声音特性的因果联系，将看见的振动与听见的声音对应起来。 2. 理解振动快慢与声音高低的关系，区分“强弱”和“高低”两个不同的声音维度。 3. 理解频率的抽象概念及人耳听觉范围的含义。
五、教学方法与教具准备
类别 详细说明
教学方法 1. 情境教学法：播放乐器演奏音频，创设声音变化的真实情境，激发学生探究兴趣。 2. 探究式教学法：引导学生经历“观察→猜想→实验→归纳→应用”的科学探究过程。 3. 合作学习法：小组合作完成实验，培养协作能力和交流能力。 4. 可视化教学法：利用小球、橡皮筋等直观材料，将不可见的振动转化为可见现象。 5. 问题驱动法：通过层层递进的问题链，引导学生深入思考声音变化的规律。
教师教具 1. 多媒体课件（含古筝、钢片琴演奏视频、实验动画演示）×1套。 2. 锣、悬挂小球装置（用于演示振动幅度）×1套。 3. 不同粗细的橡皮筋若干（用于强弱和高低实验）×多根。 4. 钢片琴或弦琴实物×1件。 5. 塑料尺子（20cm、30cm）各干根，用于演示振动快慢与声音高低的关系。
学生学具 1. 橡皮筋（每组不同粗细各三根）×每组1套。 2. 塑料尺子（20cm×每组2根）×每组1套。 3. 小纸球和细线（用于观察振动幅度）×每组1套。 4. 实验记录单（含声音强弱实验记录表、声音高低实验记录表）×每人1份。 5. 铅笔、彩色笔×每人1套。
六、教学过程（共40分钟）
教学环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 热身导入 5分钟 【活动】播放古筝演奏片段（1分钟），展示琴师弹奏古筝时声音的变化。 提出问题链： 琴师弹奏的声音有什么变化？ 你能用词语描述声音的不同吗？ 声音为什么会变化？ 引导学生认识到声音有强弱、高低的不同变化。 板书课题：《声音的变化》 1. 认真观看古筝演奏片段，感受声音的变化。 2. 积极思考并回答： 有时强、有时弱 有时高、有时低 3. 明确本课学习内容。 通过真实的音乐情境，迅速吸引学生注意力，激活学生对声音变化的前认识，为探究声音变化规律做铺垫。
环节二 讲授新知 15分钟 【活动1：探究声音的强弱变化】（7分钟） 1. 演示实验：用不同力度敲击锣，让学生观察悬挂小球的摆动情况。 2. 提问：用力敲和轻轻敲，小球摆动有什么不同？声音有什么不同？ 3. 引导学生归纳：用力敲→小球摆动大→声音强；轻轻敲→小球摆动小→声音弱。 4. 揭示概念：振动幅度越大，声音越强；振动幅度越小，声音越弱。 【活动2：探究声音的高低变化】（8分钟） 1. 展示不同材料（橡皮筋、尺子等），引导学生感知声音的高低变化。 2. 实验探究： 用不同松紧的橡皮筋弹拨，观察声音高低与振动快慢的关系。 用粗细不同的橡皮筋弹拨，观察声音高低与振动快慢的关系。 3. 引导归纳：振动越快，声音越高；振动越慢，声音越低。 4. 试着解释钢片琴、弦琴怎样发出高低不同的声音。 【活动1】 1. 观察教师演示实验，注意小球摆动的幅度变化。 2. 发现：用力敲时小球摆得高，声音强；轻轻敲时小球摆得低，声音弱。 3. 填写声音强弱实验记录表。 4. 理解振动幅度与声音强弱的关系。 【活动2】 1. 用不同材料发出声音，感受高低变化。 2. 小组合作完成实验： 弹拨松紧不同的橡皮筋，观察振动快慢。 弹拨粗细不同的橡皮筋，观察振动快慢。 3. 填写声音高低实验记录表。 4. 尝试解释乐器发声原理。 从演示实验入手，帮助学生建立“振动幅度”的直观认识。 通过具体实验，让学生亲身经历探究过程，建立声音高低与振动快慢的联系。 从实验归纳到解释现象，完成科学思维的训练。
环节三 实践操作 12分钟 【活动1：分组实验探究】（7分钟） 1. 布置分组实验任务： 组1：用橡皮筋和小球探究声音强弱与振动幅度的关系。 组2：用不同松紧的橡皮筋探究声音高低与振动快慢的关系。 组3：用不同粗细的橡皮筋探究声音高低与振动快慢的关系。 2. 巡视指导，关注学生操作规范和记录完整性。 3. 各组汇报实验发现。 【活动2：交流研讨】（5分钟） 1. 各组分享实验结果。 2. 引导全班归纳总结： 声音强弱 振动幅度 声音高低 振动快慢 【活动1】 1. 小组分工合作，按任务开展实验。 2. 观察并记录实验现象： 用力弹拨→幅度大→声音强 轻轻弹拨→幅度小→声音弱 绷得紧→振动快→声音高 绷得松→振动慢→声音低 3. 填写完整实验记录表。 【活动2】 1. 各组代表分享发现。 2. 共同归纳声音变化的规律。 分组实验让每个学生都能亲身参与探究，培养动手能力和合作精神。 交流研讨培养学生的表达能力和归纳能力，形成科学概念。
环节四 拓展提升 5分钟 【拓展1：听得见和听不见的声音】（3分钟） 1. 介绍频率概念：声音是振动产生的波，单位时间内振动的次数叫频率，单位是赫兹（Hz）。 2. 讲解人耳听觉范围：20~20000Hz。 3. 介绍超声波和次声波： 低于20Hz的次声波：老虹能发出和感知，地震预警利用此原理。 高于20000Hz的超声波：蝙蝠用它发现障碍物或觅食目标。 【拓展2：解释生活现象】（2分钟） 1. 提问：水瓶琴是怎样发出高低不同声音的？ 2. 引导学生用本课所学知识解释。 【拓展1】 1. 了解频率的概念和单位。 2. 知道人耳听觉范围。 3. 了解超声波和次声波的应用。 【拓展2】 1. 思考并回答。 2. 用振动规律解释水瓶琴发声原理。 拓展到频率、超声波和次声波的应用，丰富学生的科学视野。 联系生活实际，让学生感受科学知识的实用价值。
环节五 课堂小结 3分钟 1. 引导学生回顾本课学习路径： 声音的强弱 振动幅度大小 声音的高低 振动快慢 人耳听觉范围：20~20000Hz 2. 布置课后作业： 必做：完成实验记录单，观察生活中声音强弱和高低的变化现象。 选做：用水瓶制作水瓶琴，探究水位高低与声音高低的关系。 3. 结束语：声音的世界奥秘无穷，希望同学们继续探索！ 1. 跟随教师回顾本课知识。 2. 记录课后作业。 3. 带着对声音的好奇结束本课学习。 以结构化梳理帮助学生形成完整的知识体系。 分层作业满足不同水平学生的需求。
七、作业设计
作业类型 作业内容 完成要求 评价方式
实践作业
（必做） 观察生活中的声音现象，记录3个声音强弱变化的例子和3个声音高低变化的例子，并尝试用本课所学知识解释原因。 1. 至少记录3个强弱例子和3个高低例子。 2. 每个例子说明发声物体和振动特点。 3. 尝试用科学词汇解释。 课堂展示优秀作品，师生共同点评。
动手作业
（选做） 用相同的玻璃瓶装不同量的水，制作一个水瓶琴。探究水位高低与声音高低的关系，记录实验结果并尝试演奏一首简单的乐曲。 1. 至少用5个玻璃瓶。 2. 记录每个瓶的水位和对应声音高低。 3. 尝试演奏一首简单乐曲。 下一节课进行水瓶琴展评，评选最佳创意奖。
八、板书设计
区域 内容
左栏
（课题区） 声音的变化 第四单元 声音 第15课
中栏
（核心概念区） 【声音的强弱】 振动幅度大 → 声音强 振动幅度小 → 声音弱 【声音的高低】 振动快 → 声音高 振动慢 → 声音低 【听觉范围】 20Hz ~ 20000Hz
右栏
（学生生成区） 学生实验发现展示 学生提出的问题/疑问 课堂精彩回答记录
九、教学反思
类别 反思维度 具体内容
成功之处 1. 情境创设有效 古筝演奏视频导入效果良好，学生迅速进入学习状态，“声音有什么变化”的问题自然引出探究主题，过渡流畅。
2. 实验操作充分 锣和小球演示实验、橡皮筋分组实验等环节，让学生经历了完整的“做中学”过程，概念建构扎实，小组合作积极。
3. 概念递进清晰 从声音强弱到声音高低再到听觉范围的递进逻辑清晰，学生能够逐步建构概念，认知负荷适中。
4. 拓展内容丰富 超声波和次声波的介绍有效拓展了学生视野，特别是地震预警和蝙蝠回声定位的应用，激发了学生对科学的兴趣。
不足之处 1. 时间分配可优化 讲授新知环节内容较多，声音强弱和高低两个实验占用了较多时间，导致实践操作环节时间略显紧张。下次可考虑精简演示实验时间。
2. 差异化指导不足 对实验操作有困难的小组，指导不够及时。下次应预设分层任务，为能力较弱的小组提供半成品支架。
3. 振动快慢较抽象 振动幅度可以通过小球直观观察，但振动快慢对部分学生仍然抽象。下次可增加慢动作放大演示或视频辅助理解。
4. 评价方式可丰富 课堂评价以教师口头评价为主，缺少学生互评和自评环节。下次可增加互评奖项，如最佳实验设计师、最佳观察记录员等。
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