探索尺子的音高变化

《探索尺子的音高变化》教学设计

教学目标：

1、科学概念: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。

2、过程与方法：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，通过柱状图的分析，将尺子不同长度的振动与其声音联系起来。

3、情感、态度、价值观：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。

课前准备：

每人1把钢尺或塑料尺、1本厚书

教学过程：

一、谈话导入新课

谈话：上节课，我们认识了声音的强弱是由物体振动幅度大小决定的。那么声音的高低到底是怎么样变化的，这节课我们就选取同学们身边熟悉的尺子来研究。

（板书课题）探索尺子的音高变化

二、学习新课：

1、教师演示

师：演示几个有明显差异的声音

提问：为什么声音不一样？猜想尺子的音高可能与什么有关系？

生：因为尺子伸出桌面的长度不同所以声音不一样；我猜想尺子的音高可能与伸出桌面的长度有关

谈话：研究尺子音高的变化，必须要通过非常精确的实验研究，我们用什么方法来研究音高的变化呢？

2、活动

师:课前，老师让同学们准备直尺，你们带来了吗？举起来大家互相看一看。

三、探索与实验

（一）第一次实验，：初步发现尺子伸出桌面长短与它发出音高及振动频率的关系。

1、活动

师：我们先用尺子来做一个小游戏，请听游戏规则：想办法使尺子发出高低不同的声音，而且在尺子发出不同声音时要能清晰地观察到尺子的振动情况。（学生游戏）

2、交流

师：请同学们来说一说你们是怎么完成这个游戏的？

生：可以把尺子放在桌子上，然后改变尺子伸出桌面的长度，就可以使尺子发出高低不同的声音。

3、提问

师：根据刚才的游戏和你们已有的经验说一说，尺子伸出桌面的长度不同时，它产生的音高与它振动的频率之间是怎样的规律？

生：尺子伸出桌面长一些时，振动的频率慢，发出的声音高；尺子伸出桌面短一些时，振动的频率快，发出的声音低。（×）

生：尺子伸出桌面长一些时，振动的频率慢，发出的声音低；尺子伸出桌面短一些时，振动的频率快，发出的声音高。（√）

师：科学结论的得出要有理有据，同学们能够提供一定的数据来说明这个问题吗？

生：现在还不能。

师：那你们想研究清楚这个问题吗？好，下面我们就来研究一下。

（二）第二次实验：进一步研究尺子伸出桌面长短与它发出音高及振动频率的关系。

1、制定实验方案

师：要想弄清楚尺子伸出桌面长短与它发出音高及振动频率的关系，这个实验应该怎样做呢？请各小组制定实验计划。（阅读课本52页，完成活动手册37页上半部分的表格）

2、交流完善实验方案

师：我们来讨论交流一下各小组的实验计划，制定出最完善的实验方案

生：我们想这样做实验：不断改变尺子伸出桌面的长度，用手去拨动尺子，听听它发出的声音有什么不同，同时再看看尺子振动的快慢有什么不同。

生：我们要用同一把尺子做实验。

师：为什么要用同一把尺子做实验？

生：这样可以使实验更加公平。

师：那还应该注意哪些问题可以使我们的实验更加公平？

生：每次拨动尺子要用相同的力度，并在同一个位置拔动尺子。

师：在实验中还有哪些需要注意的问题？

生：注意要把在桌面的那部分尺子压实，以免它和桌面拍打发出的声音干扰我们的实验。

师：这位同学想的很周到，还有同学想说吗？

生：在实验时要注意安全，不要让尺子弄伤自己，听声音和看尺子振动的时候与尺子的距离要适中，同时在实验时我们要保持安静，让大家能更清楚地听到尺子发出的声音。

师：那么实验中我们需要记录哪些方面的内容？

生：尺子伸出桌面的长短；尺子发出的音高；尺子振动的频率。

师：由于实验材料及我们的研究能力有限，本次课的实验我们只确定四个尺子伸出桌面的长度，就你们刚才实验中的体验，谈一谈，哪四个长度能够在听到尺子声音的同时还能够比较清楚地看到它振动的情况？

生：（学生讨论后确定）6厘米、8厘米、10厘米、12厘米。

师：好，我们就确定这四个长度为尺子伸出桌面的长度。那么一会儿实验时尺子就会有四种不同的音高和四种不同频率的振动，我们用什么样的词语来形容记录呢？

生：（学生经过讨论得出）声音高低的四个级别可确定为高、较高、较低、低；振动频率的四个级别可确定为快、较快、较慢、慢。

师：（出示记录单：课本53页或活动手册37页）这就是按照同学们的想法制成的记录单，看了记录单，你们还有什么想说的吗？

生：我们要在全部的实验都结束后再去记录。

师：为什么这样做呢？

生：因为实验结束经过比较后才能知道尺子发出的声音高低不同和它振动快慢的不同，所以要实验结束后再去记录，而且如果有时间实验要反复做三次以上，这样得出的实验结果能尽量准确。

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，在此过程中，你们积极思考，踊跃发言并且表现出了严谨的科学态度，老师非常佩服你们。现在大家对这个实验的做法清楚了吗？还有问题吗？好，现在我们就按照制定的方案开始实验。

3、学生实验，师指导

4、交流实验数据

生：尺子伸出6厘米时，振动快，音高高；伸出8厘米时，振动较快，音高较高；伸出10厘米时，振动较慢，音高较低；伸出12厘米时，振动慢，音高低。

5、讲解（出示柱形图：课本53页或活动手册38页）

师：请各小组根据实验的数据，对应尺子伸出桌面的长度，把音高达到的高度以下涂上颜色，制成柱状图，并对照柱状图与实验记录单，分析尺子伸出桌面的长度和它音高变化以及振动频率之间的规律。

6、交流实验结论

师：现在我们交流一下分析得出的实验结论