第6节《声音的高与低》实验教学说课-2024-2025学年四年级上册科学教科版

教科版小学科学四年级上册声音单元第6节《声音的高与低》说课 1、 使用教材 教育科学出版社小学《科学》四年级上册《声音》单元第6节《声音的高与低》 2、 实验器材 自制教具：压力传感器、单片机、LCD显示器和磁敏计数器，带磁铁的钢尺，声音示波器app 3、 实验创新要点 （1） 科学探究，避免干扰。 原实验：无法保证每次下压钢尺的力度是一致的，无法达到对比实验的效果。 创新点一：利用压力传感器采集下压钢尺的压力大小，采集的数据经过单片机处理之后在LCD屏上显示出来。 （2） 操作简单，重复实验。 原实验：由于钢尺振动较快，学生无法准确计数，只能凭肉眼观测，无法用具体的数据来验证声音的高低与物体振动是何种关系。 创新点二：在钢尺前面加上磁敏计数器，当钢尺来回振动时，磁敏计数器采集到的钢尺振动次数经单片机处理之后在LCD屏上显示出来。 即通过压力传感器能够让每次下压的力量保持一致，避免了人为因素的干扰，便于重复实验。 （3） 装置简约，可视化强。 原实验：声音的高低变化，学生无法直观看见。 创新点三：LCD显示屏计数可以将振动次数可视化，声音示波器app学生能够直观的看到音调高低的波形的变化。 4、 实验设计思路 声音高低与振动演示仪示意图见图1。 磁敏计数器 声音传感器 图1 声音高低与振动演示仪 （1）压力传感器采用柔性薄膜压力传感器。 （2）显示屏采用LCD1602液晶显示屏。此液晶屏价格便宜，显示效果好，显示内容多，操作简单。实验时在第一行显示时间和压力大小，在第二行显示振动次数。 （3）单片机控制采用Arduino 开发板。Arduino 是一款便捷灵活、方便的开源电子开发平台。实验时Arduino将传感器将采集到的数据经过处理之后通过显示屏直观的显示出来。 5、 实验教学目标 （1）科学概念目标：通过实验，学生了解声音的高低可以用音高来表示，单位是赫兹。钢尺伸出越长音高越低；尺子伸出越短音高越高。物体振动得越快，发出的声音越高;反之，发出的声音越低。 （2）探究实践目标：在教师的指导下，学生通过小组合作探究的形式并记录声音高低的变化情况，从而提高学生有根据的推测和科学操作的能力。 （3）科学思维目标：通过分析柱状图，将声音的高低转化成物体振动的快慢，使抽象的概念可视化。 （4）态度责任目标：通过深入地思考问题，抓住自然事物的变化规律，了解科技源于生活而应用于生活。 6、 实验教学内容 不断改变钢尺伸出桌面长度。探索钢尺振动的快慢和发出声音的高低有什么联系。 7、 实验教学过程 （一）导入--创设情景 创设情境，调动起学习的兴趣，使学生初步感知声音的高低可以用音高来描述，音高是描述物体振动快慢的一个量，并引导小组猜想：高低不同的声音与振动有什么关系？ （2） 呈现--实验探究 （1） 提出猜想后制定计划 （2） 找出实验注意事项 1）实验环境应该安静 2）实验时每次都用同样的力拨动尺子，可观看LCD显示器上的压力值。 3）每一次实验应该拨动尺子的同一个地方； 4）各小组内应该用同一把尺子； 5）每组数据应反复实验，至少3次以上，并取平均值记录。 （3）实验操作： 1）根据钢尺的长度确定钢尺伸出的长度分别为5~6厘米、10~11厘米、15~16厘米、20~21厘米。 2）打开声音示波器app以及实验装置并将钢尺露出5~6厘米，用手压钢尺并观看LCD屏上的第一行数值是否稳定见图2，稳定后波动钢尺并记录示波器变化如图3。 图2 LCD1602液晶显示屏 图3声音检测仪软件 3）在相同的压力值下用力拨动钢尺，反复3~4次，仔细倾听钢尺发出声音的高低并观察钢尺振动的快慢，然后观察LCD显示屏上的数值并记录下来。 4）把钢尺依次伸出5~6厘米、10~11厘米、15~16厘米、20~21厘米，重复以上实验。 （4）记录现象：将LCD屏上的数值“声音检测仪”软件上的音量数值和钢尺振动幅度大小记录在实验单上。 （5）分析数据见图4 学生实验报告单，得出结论。 图4 学生实验报告单 （6）整理实验结果 （三） 运用--融会贯通 学生自制水瓶琴，学生敲或者吹奏歌曲《一闪一闪亮晶晶》如图5，原理：吹时，是瓶内空气在振动，水多（空气少）时，音调高；敲时，是瓶内水在振动，水少（空气多）时，音调高。 图5 水瓶琴 8、 实验效果评价 （1）装置简约，可视化强。即通过LCD显示器和磁敏计数器将振动次数可视化，学生能够直观的看到数值的变化。 （2）科学探究，避免干扰。即通过压力传感器能够让每次下压的力量保持一致，避免了人为因素的干扰，便于重复实验。 （3）操作简单，重复实验。能同步测量振动快慢和声音高低变化的过程，便于学生理解物体振动快慢与声音高低的关系。 总而言之，本次实验紧扣教学目标,设计创新教具，改进实验方法，从而引领学生扎实地开展科学探究实验，自主地获取科学知识。 学科网（北京）股份有限公司 $$