声音的变化

钢尺，Ｕ型木工夹，玻璃杯，PVC管，传感器（声波采集）

改进一：用C型木工夹固定钢尺；慢速镜头记录钢尺振幅；用声级传感器和声波传感器量化音的强弱，了解振动幅度与音的强弱的关系。

改进二：将玻璃杯倒入不同量的水，形成音阶，演奏乐曲；用声波传感器量化音的高低，了解振动频率与音的高低的关系。

设计一：用音乐贯穿课堂教学，激发学生浓厚的学习兴趣，化无趣为有趣。

如果只是单一地分析声音的高低变化，无法有效激发学生的探究兴趣。因此，本课实验教学时，我将多首学生在音乐课上学过的，耳熟能详的歌曲贯穿教学始终，既在课堂上吸引了学生，让这堂课上得好玩，又激发了学生课后去模仿的欲望，能将所学知识予以应用，体现科学学习的乐趣和价值。

 1．课初，通过全班学生的互动表演，用PVC管，一起大合奏《小星星》。如此简单的器材，却呈现了美妙的音乐，学生的快乐溢于言表，学习兴趣自然浓厚，也顺利导入本课实验教学：声音为什么会有变化？

 2．观察比较声音的高低变化。多个杯子，倒入相应量的水，形成12345音阶，敲击演奏学生熟悉的《粉刷匠》。

     3．声音不仅仅可以通过拍、敲而演奏出来，还可以“摸”出来。当教师通过手摸杯口，演奏一曲大家都很熟悉的《我和你》时，孩子们对老师的敬佩之情，溢于言表。

设计二：通过数字化实验器材，量化声音的强弱和高低变化，化无形为有形。

随着电子信息采集系统的不断完善，数字化实验逐渐进入校园。利用朗威DISLab传感器量化实验现象，有效地解决了实验现象不可辨，不可见的问题，解决教学难点。

　　1．比较声音强弱的变化。声音的强弱与振幅大小有关。学生通过振动钢尺实验，虽能看到振幅的变化，但那么微弱的声音，难以有效构建振幅与声音强弱的联系。我们用C型夹固定钢尺，解决钢尺与桌面碰撞的干扰。利用延时拍摄的方式，将钢尺振动时的可见幅度记录下来，同时通过音级传感器，将该振幅下的声音强弱转化成分贝值数据，再通过声波传感器采集，形成可见的振幅图像。如此一对比，学生就非常直观形象地建构了“振动幅度越大，声音越强；振动幅度越小，声音越弱”的科学概念。

2．比较声音高低的变化。声音的高低与振动快慢有关。音高变化，往往是学生难以分辨和理解的，更无法将音高与振动快慢建立联系。而借助声波传感器，可以让学生看到不同音高的振动图像，化无形为有形，有效解决教学难点。

当用杯子演奏了《粉刷匠》之后，确定了杯子的123456音阶，由于短音敲击时受到各种因素的影响，无法通过传感器有效采集音频。因此，在演奏《我和你》之后，确定音阶，奏出长音，再用声波传感器分别采集。电脑屏幕上即时出现振动频率快慢的波纹线和频率数，学生也根据听到的音高和看到的图像，同步做好记录，然后形成音阶对比图集，通过波纹线的密集度和频率数大小的比较，就能轻松构建“物体振动的越快，发出的声音就越高；物体振动的越慢，发出的声音就越低”的科学概念。

设计三：将科学知识应用于生活，让科学与艺术相联系，从课堂走向课外。

     科学学习的素材来源于生活，最终又应该应用于生活。通过探究性实验活动，学生建构了声音高低与物体振动快慢的关系，而物体的长短、粗细又是导致声音高低变化的因素。将这些知识应用于生活，古今中外，人们制作了各种各样的乐器，如：编钟，木琴，kalimba （拇指钢琴）等。观察了解这些乐器的结构，结合所学知识，分析原理，进一步深化和应用科学概念，学生在课外也能举一反三，进行模仿创作。

 1、通过体验式活动，激发学生探究声音变化的兴趣，并将科学与艺术紧密结合。

    2、通过探究式实验方法，借助数字化技术，帮助学生形象地建立声音强弱与振幅大小和声音高低与振动快慢的关系。

实验一：观察比较声音强弱的变化（传统实验与数字化实验相结合）

   实验二：观察比较声音高低的变化（传统实验与数字化实验相结合）

（一）集体用PVC管演奏《小星星》，引出探究的问题：声音为什么会有变化？有哪些变化？导入本课实验教学。

（二）观察比较声音强弱的变化。通过拔动钢尺，观察振幅，记录图像。然后通过声波传感器采集，形成振幅图像，进行对比分析，得出实验结论。

（三）观察比较声音高低的变化。敲击不同水位的玻璃杯，演奏《粉刷匠》，摸不同水位的高脚杯杯口，演奏《我和你》，分辨音阶高低。然后通过声波传感器采集，形成振频图像，进行对比分析，得出实验结论。

   （四）应用科学概念，利用铁钉、钢管等形成音阶，进行演奏。介绍古今中外的乐器，分析原理，了解科学与艺术的结合。

    本课的实验教学设计，器材简单，操作方便，直观形象。实验器材生活化，有利于学生在课后进一步探究实践。在科学课程中引入STEAM课程理念（科学、科技、工程、艺术、数学），体现现代与传统兼容，音乐与科学整合，努力实践2016版小学科学新课标的理念，取得了良好的实验教学效果。同时也为下一课教学内容《探索尺子的音高变化》垫定了扎实的基础。