Урок естествознания в 10-м классе "Звук и его характеристики"

Цели урока:

• сформировать понятие звуковой волны; сформировать представление о взаимосвязи физики и других наук;
• развивать умение анализировать и обобщать учебный материал;
• создать условия для воспитания культуры умственного труда, познавательного интереса;
• воспитание таких качеств, как самостоятельность, трудолюбие, сила воли; чувство коллективизма, патриотизма, любви к искусству; уважительное отношение к себе и к окружающим.

Оборудование: записи на доске, презентация Microsoft Power Point, персональный компьютер; мультимедийный проектор; интерактивная доска; линейка, камертон, молоточек, звуковой генератор, осциллограф, громкоговоритель, усилитель низкой частоты, микрофон, теннисный шарик, подвешенный на нити, ножовка по металлу, тиски, зубчатый металлический диск, картонная пластинка.

План урока:

Ход урока

I. Повторение

У доски письменно готовятся ответы на два вопроса:

• Что такое интерференция волн?
• Что такое дифракция волн?

Во время фронтального повторения организуется актуализация знаний по вопросам:

• Что такое волна?
• Что является источником волны?
• Какие характеристики волны вы знаете?
• Что такое упругая волна?
• Как распространяются волны в упругих средах?
• Какие виды упругих волн мы изучили?
• В каких средах распространяются упругие волны?

II. Изучение нового материала

Для постановки учебной проблемы обсуждаются вопросы:

• Как можно обнаружить волну? (Увидеть, почувствовать, услышать).
• Возьмем металлическую линейку и зададимся вопросом: сможем ли мы услышать волну, создаваемую этой линейкой?

Опыт с линейкой.

В первом случае (опыт с длинной линейкой) мы волну не услышали, а вот во втором случае (опыт с короткой линейкой) - услышали.

• С чем это связано? Какие условия необходимы для того, чтобы мы услышали волну?

Слово «слышать» является производным от слова «слух». А какое слово ассоциируется со словом «слух»? Конечно же, это слово «звук». Итак, тема нашего урока «Звуковые волны». Сегодня на уроке мы узнаем не только, что представляют из себя звуковые волны, но и изучим механизм их распространения.

Звуковые волны – это упругие волны, способные вызывать слуховые ощущения.

Как у любой другой волны, у звуковой волны должен быть источник. Источником может быть любое тело, колеблющееся со звуковой частотой (для человека эта частота лежит в пределах от 16Гц до 20000Гц).

Одним из таких источников является камертон – металлический стержень, укрепленный на полом деревянном ящике.

• После удара по ветке камертона мы слышим звук. Почему?

Ветки камертона начинают колебаться, создавая сжатия и разряжения воздуха, что и создает звуковую волну. Отсюда можно сделать вывод, что для передачи звука необходима упругая среда.

Далее эта волна попадает в ухо. Основной частью уха является барабанная перепонка. Сжатия и разряжения воздуха заставляет барабанную перепонку колебаться и мы воспринимаем звук. То есть для регистрации звука нужен какой-либо прибор.

Таким образом, для создания звуковой волны необходим источник звука, для передачи звука необходима упругая среда, а для регистрации необходим прибор. В результате мы с вами построили схему распространения звуковых волн.

Мы говорили только о человеке. А какие звуки воспринимают животные? Например, домашние животные: кошки и собаки? Каждый не раз замечал, что они порой реагируют на звуки, которые человек не слышит. Почему? Это происходит потому, что различные существа воспринимают звуки разных частот. Слух животных и людей различен. Обратимся к шкале звуковых частот, воспринимаемых различными существами.

Обсуждение шкалы частот:

• Звуковые волны какой частоты может услышать человек? (От 16Гц до 20000Гц)
• Звуковые волны какой частоты может услышать собака? (От 200Гц до 60000Гц)
• Звуковые волны какой частоты может услышать кошка? (От 250Гц до 110000Гц)
• Совпадают ли частоты звуковых волн, которые слышат человек, кошка и собака? (Есть звуки, которые слышат все).

Мы выяснили, что слух животных и людей различен.

• А как воспринимают звуки разные люди? Оказывается, и люди воспринимают звук по-разному. С чем это связано?
  1. Возрастные особенности (физиологические) – барабанная перепонка у людей старшего возраста теряет эластичность.
  2. Профессиональные особенности – воздействие громких звуков.
  3. Географические особенности – проживание вблизи постоянных источников громких звуков. Например, наша школа и наши дома расположены вблизи железной дороги, что также негативно влияет на наш слух.
• Как защититься от этого?

Меньше слушать громкую музыку, остерегаться источников громких звуков. Когда это невозможно, то помогут уберечься беруши – специальные мягкие салфетки для защиты ушей от громких звуков. Воспользуйтесь ими и попробуйте поговорить друг с другом.

• Какие же бывают физиологические характеристики звука?

Давайте попробуем выяснить. Послушайте внимательно, чем отличаются незабываемые голоса знаменитых певцов, звучание струн гитары? (учитель демонстрирует звуки разной высоты). Правильно, высотой звучания. Высота звука – это первая физиологическая характеристика звука. А теперь послушайте, чем отличаются звуки, создаваемые одним и тем же источником (учитель демонстрирует звуки различной громкости). Правильно, громкостью звучания. Громкость звука – это следующая физическая характеристика звука. А теперь внимательно послушайте и назовите, какие музыкальные инструменты играют. (Учитель демонстрирует звучание различных музыкальных инструментов, учащиеся называют). Скажите, как вы узнали, что играют именно эти инструменты? Различать одни звуки от других нам помогает тембр звука.

Ученики-музыканты, всегда ли приятен музыкальный звук? Одновременно играют на гитаре, флейте, скрипке и вместо приятной музыки создается шум. Систематическое воздействие на человека громких звуков неблагоприятно отражается на его здоровье. Появляются симптомы шумовой болезни: повышенная нервная возбудимость, быстрая утомляемость, повышенное артериальное давление. В больших городах для уменьшения шумов, например, запрещаются звуковые сигналы автомобилей. Работа двигателя самолета – порядка 130 дБ. Такой громкий звук вызовет у человека болевые ощущения.

В зависимости от работы класса, способностей учащихся, их восприятия, проводится по ситуации валелогическая пауза – игра “мини-баскетбол”. На доске нарисованы две корзины, куда бросают мячи, изготовленные из бумаги. Пение птиц

• Гром во время грозы
• Шум леса на ветру
• Звук проезжающего автомобиля
• Игра на флейте
• Писк комара
• Журчание ручейка
• Звук пролетающего самолета
• Жужжание пчел
• Шум морской волны
• Стук в барабан
• Звук выстрела
• Игра на скрипке
• Работа дрели
• Раскат грома

Две команды, участники которых забрасывают мяч в корзину по выбору, какой звук ему приятен, а какой нет. Чья команда накидает больше мячей в корзину, та и победитель!

Человек так привык к звуку, к шуму, так что полная тишина, для него нелегкое испытание. Как-то в одном из интервью космонавты признались, что отрабатывать упражнения на физические перегрузки не труднее, чем находиться в сурдокамере, внутрь которой не проникает ни один звук.

Звучит песня под гитару “Осень” – группы ДДТ.

Загадка тембра

Теплый – холодный, жесткий – мягкий, легкий – тяжелый, матовый – блестящий… Если найдется на земле человек, который никогда не слышал музыки, он вряд ли поверит, что эти слова относятся невидимому и неосязаемому звуку.

Звучит скрипка, “Мой ласковый и нежный зверь” Евгения Дога.

Вот еще несколько характеристик тембра: густой, глубокий, мужественный, суровый, ворчливый, бархатистый, насыщенный, прозрачный. Внимательно прислушиваясь к тембру инструментов, вы без труда можете продолжить это перечисление сами.

• Итак, о каких физиологических характеристиках звука мы узнали? (Высота, громкость, тембр).

III. Отработка знаний и умений

А называют их физиологическими потому, что они связаны с нашим восприятием. Физиологические характеристики звука связаны с физическими, которые позволяют различать громкие звуки от тихих, высокие от низких. Какие же бывают физические характеристики звука? Ответить на этот вопрос я право предоставляю вам. А поможет нам в этом учебник и, конечно же, опыт. “Опыт ценнее тысячи мнений, рожденных воображений” – говорил М.В. Ломоносов. Прислушаемся к его совету. Первые две лаборатории будут изучать высоту звука, третья лаборатория – тембр звука, четвертая – громкость звука. Время самостоятельной работы – 5 мин.

(Учащиеся выполняют самостоятельную работу по заданиям на карточке).

Задание 1 лаборатории. Изучение высоты звука

1. Прочитайте §58.
2. Проведите опыт, имея необходимое оборудование (зубчатые металлические диски, насаженные на общую ось, тонкую картонную пластинку).
3. Подготовьте устный ответ о том, как выполнялся опыт.
4. Сделайте вывод и заполните пропуски в тексте:
   Высота звука зависит от ... колебаний: чем ... частота колебаний источника звука, тем ... выше издаваемый звук.

Задание 2 лаборатории. Изучение высоты звука.

1. Прочитайте §58.
2. Проведите опыт: Зажмите в настольных тисках ножовку по металлу и проведите в колебание. Слышен звук. Уменьшите длину свободной части ножовки. Как изменилось звучание?
3. Подготовьте устный ответ о том, как выполнялся опыт.
4. Сделайте вывод и заполните пропуски в тексте:
   Высота звука зависит от ... колебаний: чем ... частота колебаний источника звука, тем ... выше издаваемый звук.

Задание 3 лаборатории. Изучение тембра звука.

1. Прочитайте § 58.
2. Проведите опыт, демонстрирующий звучание чистого тона и сложного звука, имея необходимое оборудование (камертон с молоточком, струна гитары).
3. Подготовьте устный ответ о том, как выполнялся опыт.
4. Сделайте вывод и заполните пропуски в тексте:
   Тембр звука определяется …

Задание 4 лаборатории. Изучение громкости звука.

1. Прочитайте §58.
2. Проведите опыт, имея необходимое оборудование (камертон с молоточком, шарик на нити).
3. Подготовьте устный ответ о том, как выполнялся опыт.
4. Сделайте вывод и заполните пропуски в тексте:
   Громкость звука зависит от ... колебаний: чем ... амплитуда колебаний, тем ... громче звук.

Отчет групп.

Сейчас я предлагаю послушать сообщения представителей групп.

(Выступают представители групп, сопровождая свой рассказ опытами. Учитель дополняет выступления детей, демонстрируя другие опыты и таблицы).

Итак, какие мы знаем физические характеристики звука?

IV. Подведение итогов урока, выделение главного

Наш урок подходит к концу, и мы должны подвести итог тому, что мы сегодня узнали. Проверьте себя, решив небольшой кроссворд. Если вы правильно разгадаете кроссворд, то в выделенном столбце получится слово, которое охарактеризует вас. Время работы – 4 мин.

Итак, какое слово получилось у вас? (Умница). Совершенно верно, именно так вас сегодня можно охарактеризовать.

Кроссворд

1. Упругие волны, способные вызвать у человека слуховые ощущения.
2. Качество, которое позволяет отличать одни звуки от других.
3. Прибор, издающий чистый музыкальный тон.
4. Физическая характеристика, определяющая громкость звука.
5. Единица громкости.
6. Физическая характеристика, определяющая высоту звука.

V. Домашнее задание

§58, Послушайте звуки окружающей нас живой и неживой природы, попробуйте узнать, какие части тела совершают колебания, создающие звуковую волну. Найдите и запишите пословицы и поговорки о звуковых волнах, источниках и приемниках звука.