《探索尺子的音高变化》详案

《探索尺子的音高变化》教学设计
教学目标
1.科学知识和技能目标：尺子振动的快慢受尺子延伸到桌子外的那部分长度的影响。

这部分的长度会引起音高的变化；越长音高越低，越短音高越高。

2.科学探究目标：探索和描述尺子伸出桌外不同长度在振动时发出的声音的变化情况。

3.情感态度价值观目标：养成勤于观察，乐于动脑的习惯。

教学重点
尺子振动的频率受尺子延伸到桌子外的那部分长度的影响。

这部分的长度会引起音高的变化；越长音高越低，越短音高越高。

教学难点
设计实验方案。

教学准备：
1.学生准备：每人1把直尺、每组一支笔、一本字典
2.教师准备：每个小组1张实验方案、1张实验记录单、1张柱状图、1把钢尺、PPT课件、实物投影仪、拇指琴
教学过程
一、聚焦问题（2分钟）
师：孩子们，今天老师给大家带来了一份神秘的礼物,(出示拇指琴)。

知道是什么吗？请看老师给大家演示一下。

教师用拇指琴弹奏一段简单的旋律
师：这是一种具有非洲民族特色的小乐器，叫做拇指琴。

通过老师刚才的演示，你知道它是怎么发出声音的吗？同样是钢条，为什么会发出高低不同的声音呢？这节课我们将用尺子来探索音高的秘密。

板书课题——探索尺子的音高变化。

二、引导猜想（8分钟）
（一）第一次实验：初步发现尺子伸出桌面长短与它发出的音高及振动快慢的关系。

1.活动
师:现在，请同学们用尺子来做一个小游戏。

出示游戏规则（想办法让尺子发出声音，在尺子发出声音时要能清楚地观察到尺子的振动）学生解读游戏规则，这个游戏要完成哪些任务呢？（学生游戏）
2.交流
师：谁愿意来说一说你刚才是怎么做的？
师：你是用什么方法让尺子发声的？任务完成了吗？
师：有什么需要注意的问题吗？
师：其他同学呢，你们也能用这个办法使尺子发出声音吗？
师：同学们很聪明，很快就完成了游戏。

现在难度升级。

用拨动的方法让尺子发出高低不同的声音，想一想可以怎么做？。

3.找影响因素，聚焦目标
师：你们认为声音的高低和尺子的什么有关呢？
师：除了人为的因素，声音的高低还可能与尺子本身的哪些因素有关呢？(根据学生回答板书因素）
4.提出猜想
师：看来影响尺子音高的因素还真多，今天我们重点来研究一下尺子伸出桌面长度和音高的关系，以及它和振动快慢的关系。

到底它们之间有什么样的关系呢？这个问题引起了中央电视台“是真的吗”栏目组的关注，他们给出了两种截然相反的答案：1、尺子伸出桌面长度越短，声音越高；而伸出长度越长，声音越低。

（男生齐读）2、尺子伸出桌面长度越短，声音越低；而伸出长度越长，声音越高。

（女生齐读）你认为哪种说法是真的呢？你的理由是什么？
三、实验验证（24分钟）
师：到底哪种说法是真的呢？科学结论的得出要有理有据，我们要提供一定的数据来你的想法是对的。

师：要想研究清楚这个问题，最科学实用的方法是什么？生：做实验
1.设计实验方案
（1）小组讨论（3分钟）
师：待会儿我们将以小组为单位来做这个实验。

请小组讨论以下几个问题。

○1实验时是否需要用同一把尺子？(如果用两把不同材料的尺子,我们是否能保证实验结果只与尺子伸出桌面的长度有关呢?)
○2是否需要用相同的力度？是否需要固定拨动的位置？
○3是否需要确定尺子伸出桌面的长度？
○4实验时还需要注意哪些问题？
（2）交流完善实验方案（5分钟）
师：实验时我们是否需要用同一把尺子？说一下你的理由？
师：为了让我们的实验更加公平，今天我们统一使用老师准备的尺子来做实验。

师：是否需要统一力度？我们怎样做到力度的统一？除了统一拨动的力度，对拨动尺子的部位有要求吗？我们前面的三个统一是为了让我们的实验结果更加怎么样？
师：前面我们已经排除了尺子的材料和力度对音高的影响，现在我们只能改变尺子伸出桌面的长度来影响尺子发出的声音。

改变尺子长度时是任意伸出一个长度，还是需要一下具体的刻度呢？由于我们的实验材料和研究能力有限，我们这次实验就确定4个尺子伸出桌面的长度，从10厘米开始，依次增加5厘米。

那么应该是10厘米、15厘米、20厘米和25厘米。

师：实验时我们还应该注意哪些问题？
出示实验记录单。

师：我们这次实验需要记录哪些方面的内容呢？
师：刚才我们已经确定了四个尺子伸出桌面的长度，那么待会儿实验时，就会产生四种不同的音高和四种不同快慢的振动，我们用什么样的词语来形容记录音高的循序渐进呢？最后看一下音高的变化排列顺序是从低到高还是从高到低。

师：对于实验结果的记录你们还有什么想说的吗？是做一次实验记录一次结果吗？
师：为什么这样做呢？
师：老师这里有一段视频，大家来看一下。

（让学生明白经过比较后得出的结果更准确）只凭一段视频能断定声音是高还是低吗？所以我们要怎样记录呢？师：同学们，刚才大家经过讨论交流，进一步完善了我们的实验方案，现在我们就按照制定的方案开始实验，并完成2号记录单。

2.分组实验（10分钟）
学生实验，教师巡视。

师：各小组的实验都已经做完了，老师再给大家1分钟时间，请记录员整理一下你们的实验记录单。

3.交流汇报（2分钟）
师：哪个小组愿意把你们实验得出的数据跟大家分享一下。

师：其他小组测得的数据和他们组的一样吗？
4.得出结论（4分钟）
师：为了让我们的实验结果更加一目了然，我们就用学过的数学知识来帮忙。

请各小组拿出3号记录单，根据实验得出的数据，对应尺子伸出桌面的长度，把音高达到的高度用斜线填充，制成柱状图。

然后观察一下这张柱状图，你们能发现什么？最后根据柱状图得出实验结论。

师：你真善于发现、总结，是我们大家学习的榜样。

师：还有同学想说吗？
师：让我们一起把大家发现的规律大声的朗读一遍。

生齐读：尺子伸出桌面越短，声音越高，振动越快；尺子伸出越长，声音越低，振动越慢。

5.小结
师：现在我们回到“是真的吗”栏目组，哪种说法是真的呢？你猜对了吗？看来，要想得出正确的结论，还得用科学的实验数据来说话。

三、逻辑实证（6分钟）
同学们，今天我们对尺子的音高变化实验进行了深入的实验研究，结合今天所学的知识来看一看我们的拇指琴，是不是也具有这样的规律呢？
1.（出示拇指琴）
师：结合我们今天所学的知识，你认为哪块钢条发出的声音是最高的？为
什么？
2.拨动钢条验证学生的想法。

其实除了拇指琴，生活中的很多乐器都运用了这一原理。

像吉它、钢琴，只不过它们的内部结构更加复杂一些，音高除了和琴弦的长短有关，还和琴弦的松紧、粗细有关。

3.拓展谈话
师：同学们想不想利用身边的材料也制作一个小乐器呢？
师：你们手中的尺子不就是现成的材料吗？
师：有兴趣的同学在课后可以试着做一把尺子琴，并用你做的琴弹奏一曲给同学们听，一定是一件特牛的事情。

最后我们音乐中结束今天的学习。

四、板书设计
探索尺子的音高变化
尺子伸出桌面音高振动快慢
短低（高）慢（快）
长高（低）快（慢）。