Урок по физике "Громкость звука. Высота и тембр звука. Отражение звука. Эхо"

Громкость звука. Высота и тембр звука. Отражение звука. Эхо. Учитель физики высшей категории ГУ «Луганская школа I – III ступеней № 18»  г. Луганска Карасёва Ирина Дмитриевна Дата проведения: 07.02.2017 Цели   урока:    углубить   знания   обучающихся   о   звуковой   волне,  сформировать   у   них представление о звуке и его характеристиках; познакомить со свойством отражения звука на примере эха Задачи урока: Образовательные:    углубить знания о звуке, сформировать понятие о его характеристиках (громкости, высоте, тембре), познакомить со свойством отражения звука от преград на примере эха;  организовать усвоение основных понятий по данной теме; сформировать   умения   распознавать   звуковые   явления   и   объяснять   на   основе имеющихся   знаний   основные   свойства   и   условия   протекания   этих   явлений, описывать   изученные   свойства     явлений,   используя   физические   величины: амплитуда, частота;  способствовать правильной трактовке физического смысла используемых понятий;             формировать научное мировоззрение учащихся. Развивающие:      развивать   умения   генерировать   идеи,   выявлять   причинно­следственные   связи, искать аналогии и работать в команде;  формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с учебником; использовать   умения   и   навыки   различных   видов   познавательной   деятельности, применять   основные   методы   познания   (системно­информационный   анализ, моделирование); использовать   основные   интеллектуальные   операции:   формулирование   гипотез, анализ   и   синтез,   сравнение,   обобщение,   систематизация,   выявление   причинно­ следственных связей, поиск аналогов; развивать   умение   определять   цели   и   задачи   деятельности,   выбирать   средства реализации цели и применять их на практике, использовать различные источники для получения информации. Воспитательные:  формировать умения управлять своей учебной деятельностью;  совершенствовать   коммуникативные   умения   в   ходе   коллективного   обсуждения, развивать умение формулировать и аргументировать собственное мнение; развивать внимание, толерантность, уважительное отношение друг к другу, умение бесконфликтно работать в группах, в парах;     формировать интерес к физике при анализе физических явлений путём мотивации постановкой познавательных задач, раскрытием связи теории и опыта;   развивать внимание, память, логическое и творческое мышление, наблюдательность; воспитывать   положительное   отношение   к   труду,   целеустремленность, самостоятельность на пути достижения цели. Тип урока: урок усвоения и первичного закрепления новых знаний. Форма урока: урок с элементами системно­деятельностного подхода. Методы обучения: репродуктивный, проблемный, эвристический. Формы   организации   учебной   деятельности: постоянного состава, индивидуальная.  фронтальная,   групповая,   в   парах Планируемые результаты: 1) предметные: знать, что такое звук, его характеристики; объяснять   зависимость   громкости   звука   от   амплитуды,   а   высоты   звука   от частоты; уметь демонстрировать зависимость громкости звука от амплитуды, а высоты звука – от частоты колебаний; уметь приводить примеры звуков разной высоты. 2) личностные:  коммуникативные умения, творчество; умение добывать информацию в ходе эксперимента;    межличностное взаимодействие и сотрудничество;  умение определять границы собственного незнания;  умение преодолевать трудности. 3) метапредметные:         овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умениями предвидеть возможные результаты своих действий; развитие экспериментальных умений; проявление инициативности и самостоятельности; умение использовать основные интеллектуальные операции. 4) межпредметные: осознание целостности, неразрывности изучаемых дисциплин (физики с музыкой, литературой, биологией, ОБЖ). Формируемые УУД: регулятивные: постановка и формулирование цели, определение проблемы, планирование последовательности   действий,   контроль   и   оценивание   достигнутых результатов,   анализ   и   систематизация   информации   представленной различными   способами;  осуществление   самоконтроля   за   уровнем освоения знаний изученного материала; познавательные:   углублять знания о звуковых явлениях, объяснять причину различных громкости, тональности и тембра звука,   уметь объяснить явление эхо, как пример отражения звука от преград, ориентироваться  в учебнике, определять тему; коммуникативные:   отвечать на вопросы учителя, товарищей по классу, участвовать в диалоге,  формулировать   свои   мысли   и   высказывать   свое   мнение, соблюдать нормы речевого этикета, слушать и понимать речь других при работе в группе, паре; личностные:    ответственное   отношение   к   учению,   готовность   и   способность   к саморазвитию   и   самообразованию   на   основе   мотивации   к   обучению   и познанию;   коммуникативная   компетентность   в   общении   и сотрудничестве   со   сверстниками   в   процессе   образовательной деятельности;  ценность  здорового и безопасного образа жизни. Средства обучения: компьютер, мультимедийное оборудование, презентация в MS Power   ангелов»   В.А.   Моцарта,  запись Point,   аудиозапись   «Песня   видеофрагментов о Тиме Стормсе и Джорджии Браун, оборудование для   демонстрационного   эксперимента   (камертон,   набор   фужеров, металлическая ложка), оборудование для фронтального эксперимента (линейки (6 шт), вязальные спицы (6 шт), пробки (6 шт), картонные трубки   (6   шт)),   гитара,   раздаточный   материал   (ребусы,   вопросы группам, стрелки), циферблат часов     Демонстрации:  1) Исследование зависимости громкости звука от амплитуды колебаний с помощью камертона 2) Исследование   зависимости   высоты   звука   от   частоты   колебаний   с   помощью линейки 3) Исследование   зависимости   высоты   звука   от   частоты   колебаний   с   помощью стаканов с водой 4) Исследование   зависимости   высоты   звука   от   частоты   колебаний   с   помощью пробки, перемещающейся в картонной трубке  Структура урока. 1. Организационный этап (2 мин) 2. Мотивационный этап (2 мин)  3. Актуализация опорных знаний (4 мин) 4. Определение темы и постановка целей урока (4 мин) 5. Изучение нового материала (21 мин) 6. Закрепление изученного материала (5 мин.) 7. Подведение итогов. Оценивание учащихся (2 мин) 8. Рефлексия  (3 мин) 9. Домашнее задание (2 мин) Ход урока. 1. Организационный этап  (приветствие, проверка готовности к уроку, отметка отсутствующих в журнале, психологическая подготовка к общению) (2 мин) Внимание! Поднимите   правую   руку   те,   кто   увлечён   вопросами   загадок   и   тайн   природы, историей.   Поднимите   левую   руку   те,   кто   увлекается   музыкой   и   танцами.   А   теперь поднимите обе руки те, кто увлечён компьютером. Захлопайте в ладоши те, кто увлекается спортом.   Вот   и   хорошо!   Сегодня   я   буду   работать   с   интересными   учениками,   которые занимают активную жизненную позицию.  Слайд 1 Эпиграфом к уроку я взяла слова У. Черчилля: «Я всегда хочу учиться, но не всегда хочу, чтобы меня учили». Эти слова должны стать в каком­то роде девизом вашей учебной деятельности. Поверьте, самостоятельно находить ответ на вопрос, разрешать проблемную ситуацию,   проводя   опыты,   наблюдая   и   анализируя,   –   это   очень   результативно   и увлекательно. Не бойтесь ошибиться при ответе на вопросы, т.к. не ошибается только тот, кто не работает. (Гиперссылка на рамке со словами) 2. Мотивационный этап (2 мин).  (На фоне музыки. Аудиозапись «Песня ангелов» В.А. Моцарта) Жил­был один мальчик – пастушок. Он пас коров и часто ночевал с ними в поле. Однажды во сне он увидел, как на небе поют ангелы. Это была чудесная музыка, настоящее ангельское   созвучие.   Раньше   ему   никогда   не   приходилось   слышать   такого.     Когда   он проснулся, то   подумал, что все ночные звуки ушли в землю и в те предметы, которые находятся   на   ней.   Теперь   эти   звуки   там   живут.   Но   как   «достать»   их   оттуда,   как освободить?.. Весь мир – это как бы окаменевшая мелодия. Когда  люди находят способ освободить   звуки,   мир   начинает   петь   и   звучать   разными   красками,   как   вот   это произведение Вольфганга Амадея Моцарта «Песня ангелов».  Давайте же вспомним, что мы уже знаем о звуках.  3. Актуализация опорных знаний (4 мин). Приём «Мозговой штурм».   Что такое звук?  (Звук – это механические волнообразные колебательные движения, распространяющиеся в газообразной, жидкой и твердой среде, воспринимаемые органами слуха)  Условия возбуждения звуковой волны (наличие источника колебаний,                         наличие упругой среды)  Что может являться источником колебаний? (колеблющиеся тела, которые создают   в   окружающем   пространстве   деформацию   среды,   и   даже некоторые   явления,   вызывающие   колебания   давления   в   окружающей среде (взрывы, полет пуль, завывания ветра и т.д.). В качестве наиболее яркого примера такого явления можно назвать молнию. Во время грозы температура   в   канале   молнии   увеличивается   до   30   000   °С.  Давление резко   возрастает,   и   в   воздухе   возникает   ударная   волна,   постепенно переходящая в звуковые колебания, распространяющиеся в виде раскатов грома).  Какие виды волн вы знаете? (продольные и поперечные)  К какому виду относятся звуковые волны? (звуковая волна – продольная                             волна) Почему? (частицы среды колеблются в направлении распространения                          волны)  Основные характеристики звуковой волны (амплитуда, период,  частота,               скорость распространения и длина волны).  В толковом словаре В.И. Даля читаем: «Звук – всё, что слышит ухо, что доходит до слуха». Волны какой частоты воспринимаются ухом человека? (20 Гц – 20000 Гц). Замечательно! Теперь я могу с уверенностью сказать, что вы многое   знаете по данной теме.   Но ещё немало вопросов, на которые мы должны получить ответы. 4. Определение темы и постановка целей урока (4 мин) Приём «Разгадай ребус». Работа в группах. У  вас  на  столах   лежат   листы  с  ребусами.   Прошу  поработать  в  группах   для  их разгадывания. Разгаданные слова помогут нам определить тему сегодняшнего урока.      (громкость)  (высота) (тембр) (отражение) (эхо) (звук) (Обучающиеся работают в группах. Дают ответ. Учитель записывает на доске)  Как вы думаете, о чём мы будем говорить  сегодня на уроке?  Да, действительно, мы сегодня будем говорить о характеристиках звука.  (Обучающиеся высказывают предположения) Слайд 2 Запишите в тетрадь:  «Громкость звука. Высота и тембр звука. Отражение звука. Эхо».  Цели урока:     углубить знания о звуковой волне; сформировать представление о характеристиках звука; познакомиться со свойством отражения звука на примере эха. 5. Изучение нового материала. Фронтальный эксперимент с элементами эвристической беседы.  Как вы думаете, от чего зависит громкость звука? (обучающиеся высказывают               предположения). Опыт 1.  На демонстрационном столе стоит камертон. Ударяю по нему, слышится звук.  Как усилить звучание камертона? (ударить сильнее)  Какая характеристика колебаний меняется при этом? (амплитуда)  Сделайте   вывод   о   том,   от   чего   же   зависит   громкость   звука  (Громкость   звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда, тем громче звук)  Слайд 3 Запись в тетрадь: Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда, тем громче звук. На графиках показаны тихий и громкий звуки. Зарисуйте в тетрадь. Громкость (или интенсивность) звука –  это субъективное качество слухового ощущения, позволяющее располагать все звуки по шкале от тихих до громких. Сегодня в практических   задачах   акустики   громкость   звука   характеризуется   уровнем   звукового давления, которое измеряется в децибелах (дБ).  Работа с учебником (Белага, стр. 46) Откройте   учебники   на   стр.   46   и   посмотрите   на   шкалу   громкости.   Обратите внимание на то, что порог восприятия начинается с нулевой отметки. Плеск воды – 20 дБ; 60 дБ – это привычное для нас спокойное общение друг с другом, обсуждение чего­либо; шум машин на улице характеризуется уровнем в 80­90 дБ; работа отбойного молотка – 100 дБ; 110 дБ – громкость звучания во время рок­концерта.   А   что   происходит   при   воздействии   на   слуховой   аппарат   человека   звука громкостью 130 дБ?   При 180 дБ может даже произойти разрыв барабанной перепонки. Как видите, громкий звук неблагоприятно отражается на здоровье. Уже, начиная с уровня громкости около 90 дБ, у некоторых людей могут возникнуть симптомы шумовой болезни:   повышенная   нервная   возбудимость,   быстрая   утомляемость,   повышение артериального давления. Сегодня   наблюдается   активное   ухудшение   слуха   не   только   у   самой   старшей возрастной категории людей, но и у молодежи. Причиной тому может послужить любовь к очень   громким   звукам,   например,   музыке   в   наушниках.   Также   это   может   быть последствием профессиональной деятельности, когда на производствах меры собственной безопасности   не   выполняются.   Еще   одной   причиной   может   послужить   отит   с осложнениями, различные травмы ушей и головы. Физкультминутка. Предлагаю   комплекс   упражнений   для   сохранения   и   улучшения   слуха.   Эти упражнения   нормализуют   кровообращение   в   ушах,   косвенно   массажируют   барабанную перепонку и стабилизируют работу слуховых нервов. Итак, начинаем. 1) сначала потяните мочки ушей сверху вниз; выполняйте упражнение с умеренной силой 10­15 раз;  2) потягивайте среднюю часть ушной раковины от слухового прохода к наружной                    области 10­15 раз;  3) закройте   уши   ладонями   и,   слегка   прижимая,   выполните   круговые   движения ушной   раковины   по   часовой   стрелке10   раз;   затем   10     раз   против   часовой стрелки;  4) возьмитесь рукой за ушную раковину и вращайте ухо во все стороны, разминая его   и   оттягивая   вниз.   Это   обеспечит   улучшение   кровообращения,   а   также хорошее отделение ушной серы;  5) загните   ушные   раковины,   прижмите   их   руками   и   подержите   так   некоторое время. Это упражнение рекомендуется для сохранения слуха. Повторите 3­5 раз. 6) большим и указательным пальцами обеих рук одновременно потяните завитки ушей вверх, вниз и во внешнюю сторону, в каждом направлении по 3­5 раз. Упражнения закончили. Опыт 2.   Возьмите линейку, положите на столе так, чтобы на столе оказалась примерно четвёртая часть линейки, хорошо зажмите её рукой. Выведите свисающую со стола часть из положения устойчивого равновесия и отпустите, послушайте, как звучит   линейка.   Посмотрите,   как   часто   она   колеблется.  (Обучающиеся выполняют).  Затем уменьшите свободную часть линейки и повторите опыт и наблюдения.  Какой   вывод   можно   сделать?  (чем   короче   колеблющаяся   часть   линейки,   тем чаще она совершает колебания, то есть частота колебаний больше, а звук выше) Итак,   высота   звука   (или   тональность)   зависит   от   того,   как   часто   колеблются источники звука. Чем больше частота колебаний, тем выше звук.  Слайд 4 Запись в тетрадь: Высота звука зависит от частоты колебаний: чем частота колебаний больше, тем выше звук. На графике показаны высокий и низкий звуки. Зарисуйте в тетрадь. Работа с учебником (Белага, стр. 47). На стр. 47 показана шкала диапазонов человеческого голоса. С увеличением частоты колебаний голосовых связок звук становится выше.   Какой голос самый низкий? (бас)  А самый высокий? (колоратурное сопрано) Внимание на экран. Слайд 5 Видеофрагмент о Тиме Стормсе Тим Стормс — американский певец и композитор, дважды внесён в Книгу рекордов Гиннесса за «Самый низкий звук, произведенный человеком» и «Самый широкий вокальный диапазон». Слайд 6 Видеофрагмент о Джорджии Браун Бразильская   певица   итальянского   происхождения  Джорджия   Браун  удерживает также два рекорда Гиннесса – за самую высокую ноту, когда­либо взятую человеком, и самый широкий вокальный диапазон. Если диапазон голоса обычного человека составляет в среднем одну октаву, а рядового певца – две, то латиноамериканка способна охватить… восемь!  На демонстрационном столе вы видите набор стаканов. Но сегодня это не просто посуда, а музыкальный инструмент. Не верите? Я вам сейчас докажу. Опыт 3. Вот так звучат пустые стаканы (удар по стаканам металлической ложкой). А теперь   наполню   стаканы   водой,   но   высота   жидкости   в   стаканах   будет   разная. Сначала послушайте, как меняется звук по мере заполнения стакана водой.                 А теперь – как звучат стаканы с разным уровнем жидкости в них.  Сделайте вывод (чем выше уровень воды в стакане, тем  частота колебаний меньше, а значит звук  ниже)  Это ударный инструмент, а вот и духовой. Опыт 4.    Вставьте в пробку вязальную спицу и поместите эту конструкцию в картонную трубку. Предлагаю подуть вдоль края трубки и одновременно перемещать спицу вверх­вниз.   Что   вы   слышите?  (меняется   тональность;   чем   меньше   столб воздуха над пробкой, тем частота его колебаний больше, потому звук выше) Вот таким образом создается звук во флейте. И уж, коль речь зашла о музыкальных инструментах, то с гитарой ничто не сравнится. Предлагаю немножко отдохнуть. Музыкальная пауза. (Никита Султанов исполняет на гитаре произведение)    Никита, можешь нам рассказать, как твой инструмент издаёт звуки и почему                разные? Никита:  Гитара – струнный щипковый музыкальный инструмент. Когда струна начинает колебаться,   возникает   звук,   который   передается   нашему   уху.   Высота   звука зависит от длины, толщины и натянутости струны: короткая или длинная. Чем чаще колеблется струна, тем выше звук она издаёт.  Во время игры музыканты могут изменять длину струн, зажимая их в тех или иных местах пальцами, таким образом, изменяя  тональность.  Чем  длиннее  струна,  тем частота  её  колебаний меньше, потому звук ниже. Короткие струны дают высокий звук.  А громкость звука зависит от амплитуды колебаний струны. Чем сильнее дергать струну, тем с большей амплитудой она будет колебаться и тем громче ее звучание. Спасибо.  Игра «Угадай голос»» А теперь такой эксперимент. Кого­то попросим отвернуться, а те, на кого я буду показывать, будут произносить имя этого человека. Нужно угадать, чей это голос.  А по какому признаку ты угадывал голоса одноклассников? Если бы вибрирующие тела создавали при звучании в каждый момент только один тон,   мы   не   смогли   бы   отличить   голос   одного   человека   от   голоса   другого,   а   все музыкальные инструменты звучали бы для нас одинаково.  Всякое вибрирующее тело создает одновременно звуки нескольких тонов и при этом различной силы. Самый низкий из них называется основным тоном; более высокие тона, сопровождающие   основной,   –  обертонами.  В   совместном   звучании   основной   тон   и обертоны   создают  тембр   звука.  Каждому   музыкальному   инструменту,   каждому человеческому   звука. голосу   присущ   свой   тембр,   своя   «окраска»   Слайд 7 Запись в тетрадь: Тембр  — специфический оттенок  звука  одного  и  того  же  тона  на  различных голосах  или  инструментах,   который   составляют   основной   звук   (самый   низкий)   с обертонами (более высокие тона).  Рассмотрим график. Слайд 8 В произведении А.С. Пушкина есть такие слова: «Ревет ли зверь в лесу глухом, Трубит ли рог, гремит ли гром, Поет ли дева за холмом – На всякий звук Свой отклик в воздухе пустом Родишь ты вдруг…»  О чём пишет поэт? (об эхе) Да, действительно, стихотворение так и называется – «Эхо».  А что же такое в вашем понимании – эхо? (обучающиеся отвечают). Слайд 9 Эхо   связано   с   явлением   отражения   звука,   которое   состоит   в   том,   что   звук   от источника доходит до какого­то препятствия, отражается от него и возвращается к месту, где он возник. И если первичный звук и звук отраженный доходят не одновременно, то звук слышится дважды.  Запись в тетрадях: Эхо – это звуковая волна, отраженная какой­либо преградой и возвращающаяся туда, откуда начала распространяться. Увеличение длительности звука, вызванное его отражением от препятствий, называется реверберацией. Слайд 10 На   свойстве   звука   отражаться   от   поверхностей   основано   действие   рупора.   Он применяется на митингах, соревнованиях, для усиления мощности звука и распространения на большие расстояния. При   использовании   рупора   звуковые   волны   не   рассеиваются   во   все   стороны,   а образуют   узконаправленный   пучок,   вследствие   чего   увеличивается   мощность   звука   и передача на большие расстояния. 6. Закрепление изученного материала (5 мин) А сейчас давайте попробуем применить наши знания в жизненных ситуациях. 1. Какое насекомое чаще машет крыльями в полете: шмель, муха или комар?                  Аргументируйте ответ.  Ответ:  Комар при полете издает более высокий звук, значит, чаще машет                              крыльями,  чем муха и шмель. 2. Известно, что чем туже натянута струна на гитаре, тем более высокий звук она издает. Как изменится высота звучания гитарных струн при значительном повышении температуры окружающего воздуха?       Ответ: При повышении температуры струна растягивается, период ее колебаний                    увеличивается, частота и, соответственно, высота звучания уменьшается. 3. Создателей  мультика про Винни­Пуха не устраивал голос актёра Евгения Леонова,  который озвучивал мишку: низкий баритон. Как удалось поправить дело?       Ответ: Фонограмму просто пустили на повышенной скорости – и Леонов заговорил                     тоном повыше.   Во время дождя капли барабанят по крыше дома. Чем будут различаться 4.      возникающие при этом звуки во время крупного, сильного и мелкого,                            моросящего дождя?       Ответ: Звук от крупного дождя будет громче, потому что при ударах о крышу,                     крыша отклоняется на большую амплитуду, а чем больше амплитуда                     колебаний, тем громче звук. 5. Почему в лесу довольно трудно определить, откуда идёт звук?      Ответ: Многократно отражаясь от деревьев, звуки мешают определить верное                      направление на предмет. 7. Подведение итогов урока. Оценивание учащихся (3 мин). Я   благодарю   вас   за   сотрудничество,   коммуникативность,   стремление   к самосовершенствованию,   познанию   нового,   умению   анализировать,   обобщать.   Особенно хочу выделить следующих учащихся… Слайд 11 8. Домашнее   задание   (3   мин):  учебник   Белага   §§   18,   19   (читать),   выучить определения в конспекте; подготовить сообщение или презентацию на любую из тем (по выбору) (учащимся выдаются листы с темами) Темы:          1) Влияние музыки на здоровье человека 2) Шум и методы борьбы с ним 3) Как правильно выбрать наушники? 4) Применение эха на практике 5) Тишина: польза или вред? 9. Рефлексия (3 мин). Урок подходит к концу, об этом нам говорят часы. А на доске висит циферблат часов, но необычных часов. Как видите, он разделён на четыре сектора: Урок полезен, все понятно. Лишь кое­что чуть­чуть неясно. Еще придется потрудиться. Да, трудно все­таки учиться! Возьмите   стрелку,   подойдите   к   циферблату   и   поместите   её   в   том   секторе,   в котором слова соответствуют вашему уровню усвоению материала на уроке. Слайд 12 (Обучающиеся прикрепляют стрелки к циферблату) Как хорошо, что мне дано судьбою Услышать голос мамы, шум прибоя, И трели соловьиной перелив, И музыки чарующей мотив. И можно мне на миг остановиться И тишиной природы насладиться, Но в этой тишине услышу я: Шуршание листвы, простой напев дождя. Пусть эхо многократно повторит, Что каждый здесь судьбу благословит! Урок закончен. Желаю вам успехов в познании нового, и пусть ваши знания делают вас сильнее! Спасибо за сотрудничество.