Цель урока:
Обучающая: обобщить, систематизировать и расширить знания учащихся по изученной теме.
Развивающая: развитие творческих способностей детей, познавательного интереса к предмету.
Воспитывающая: воспитание чувства взаимопомощи, умение работать в команде и коллективе.
Тип урока: урок совершенствования знаний по изученной теме.
Форма организации учебной деятельности: повторительно-обобщающий.
Приборы и материалы к уроку: стальная линейка, тиски; камертоны 2 штуки; механические часы и тарелки 2 штуки; верёвка и металлическая ложка; стеклянный колокол, карманный радиоприёмник, воздушный насос; хакасские музыкальные инструменты: тимір хомыс и хомыс струнный; мультимедийный проектор раздаточный материал с обобщающей таблицей; плакаты со словами Аристотеля и с планом урока.
Подготовительная работа учителя к уроку: деление класса на группы по их интересам, помощь учителя при подборе нужной литературы, работа с группами на разных этапах урока.
Подготовительная работа учащихся к уроку: повторить параграфы 24-27, подготовить мини-проекты по выбранными темами, подготовить вопросы по данной изученной теме.
План урока:
- Оргмомент.
- Теоретическая разминка.
- Сообщение учащихся.
- Выступление совета мудрейших.
- Обобщение урока (работа с таблицей).
- Подведение итогов урока.
- Задание на дом.
- Рефлексия урока.
Ход урока
1 этап. Оргмомент.
Здравствуйте, уважаемые дети и взрослые! Я рада приветствовать вас на уроке физики! Физики, которые любят многие, и урока, которого ждут с нетерпеньем.
Мотивация: Сегодня у нас необычный урок, урок-конференция по теме “Звуки в физике, природе, музыке”.
Хотелось бы начать урок со слов древнегреческого учёного Аристотеля: “Искать истину и легко, и трудно, ибо очевидно, что никто не может целиком её постигнуть, ни полностью изменить, но каждый добавляет понемногу к нашему познанию, и из совокупности всех этих фактов складывается величественная картина”.
Итак, сегодня на занятии мы с вами будем говорить ещё раз о звуках. Я предлагаю следующий план урока: теоретическая разминка, сообщение учащихся,…Чтобы выполнить план урока, нам нужно решить такие задачи.
Наша задача урока: обобщить, систематизировать и расширить знания по изученной теме.
Участники конференции:
- Совет мудрейших (учитель физики, учитель биологии, учитель музыки, классный руководитель).
- Ваша задача: объективно оценить представленные группами сообщения, качество наглядного материала, постановку демонстрационных экспериментов, если таковы есть.
- Ребята, вам было задано домашнее задание: подготовить сообщения по выбранному вами темами, и поэтому образовались такие группы:
- Вот группа физиков (учащиеся, интересующиеся физикой)
- Группа биологов (школьники, отдающие предпочтение биологии)
- Группа экологов (ученики, увлеченные вопросами экологии)
- Группа музыкантов (ребята, играющие на различных музыкальных инструментах).
Примерная тематика докладов учащихся.
Физики: свойства звуковых волн, распространение звуковых волн в различных средах, отражение.
Биологи: роль звуков в жизни животных. Звуки, издаваемые насекомыми. Ультразвук в живой природе.
Экологи: акустическое загрязнение. Негативное влияние шума на здоровье человека. Меры по борьбе с шумовым загрязнением.
Музыканты: значение музыки в жизни человека. Физические принципы звучания основных групп музыкальных инструментов.
2 этап: Теоретическая разминка.
Кто желает блеснуть, пожалуйста.(учащиеся задают друг другу вопросы по теме). Если учащиеся затрудняются, учитель предлагает свой вопрос.
Возможные вопросы по теме:
а) что называют звуковыми волнами?
б) что называют инфразвуком?
в) что называют ультразвуком?
г) характеристики звуковых волн.
Ребята, всё то, что мы повторили о волнах, можно поместить в такую таблицу <Приложение 1>.
Теперь, ребята, слово вам.
3 этап: Сообщение учащихся.
1. Группа физиков.
Опыт №1: Зажмем в тисках длинную стальную линейку. Если над тисками будет выступать большая часть линейки, то мы не услышим звуки. Но если укоротить её длину, тем самым услышим звуки. Значит, изменяя длину выступающей части линейки и амплитуду её колебаний, выясняем, что высота тона издаваемого колеблющейся линейкой, определяется частотой колебаний, а громкость определяется амплитудой колебаний <Рисунок 1>.
Опыт №2: С помощью простого опыта на камертоне можно ещё раз убедиться, что громкость звука определяется амплитудой колебаний.
Опыт №3: Пронаблюдаем акустический резонанс с помощью двух одинаковых камертонов, расположенных вблизи друг друга.
Отверстия ящиков камертонов направили друг к другу и ударим молоточком по ветви одного камертона. Он зазвучит. Если через некоторое время дотронемся до его ножек рукой, то он перестанет звучать, но звук будет слышно. Это звучит вследствие резонанса второй камертон.
Опыт №4: Свойства звука: отражение звука.
А) Вблизи тарелки, стоящей на столе, держат механические часы. Другую тарелку держат у головы, близи уха. Если положение тарелок найдено правильно, то можно наблюдать отражение звука: кажется, что тиканье часов исходит из тарелки, находящейся у уха <Рисунок 2>.
Б) Способность звука огибать препятствия (дифракция). Звуковые волны от источника расходятся веером и могут огибать препятствия. Поэтому мы можем слышать звуки из – за угла. Низкие звуки расходятся веером в большей мере, чем высокие. Поэтому на большом расстоянии низкие звуки слышны лучше, чем высокие.
Опыт №5: К указательным пальцам привязывают концы верёвки, а к её середине – металлическую ложку и затыкают уши пальцами. При ударе ложке о стол слышен звук похожий на колокольный <Рисунок 3>.
Опыт №6: Мы знаем, что обязательным условием для возникновения звуковых волн – наличие среды. Чтобы убедится в этом, поместим под стеклянный колокол, полость которого соединена с воздушным насосом, карманный радиоприёмник. Под приёмник подложим мягкую прокладку, чтобы его колебания не передавались колоколу.
Включив приёмник, мы услышим достаточно громкий звук. Если из – под колокола выкачивать воздух, то громкость звучания постоянно убывает и звук наконец исчезает. Выпустив под колокол воздух, вновь услышим громкий звук. Наше ухо воспринимает колебания в интервале частот приблизительно 20Гц до 20000Гц. Значит, что в вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как нечему колебаться <Рисунок 4>.
Вывод: Из показанных опытов мы узнали еще то, что звуковые волны не только отражаются, но и огибают препятствия. В вакууме они не распространяются. Из таблицы <Рисунок 5> видно, что скорость звука в различных веществах различна, а также она зависит от температуры воздуха и от высоты над поверхностью Земли.
Итак, послушали сообщение группы физиков. А теперь предоставляем слово группе биологов:
Звуки насекомых:
а) Кузнечики <Рисунок 6>.
Насекомое во время полета так быстро ударяет крыльями, что производит последовательность небольших пульсаций воздуха и эти пульсации соединяются в музыкальный тон. У кузнечика на конце одного из надкрыльем имеется шероховатый зазубренный край, на другом его конце находится острое ребрышко. Когда это ребрышко скользит по зубцу и попадает в ближайшее углубление, всему крылу сообщается небольшое сотрясение, которое переходит в воздух в виде пульсации. На крыле находится маленький и очень красивый бубен, который предназначен для того, чтобы лучше передавать воздуху пульсации.
Так, кузнечики слышат лапками, совершая ими быстрые колебания, они узнают, откуда исходит звук.
б) Цикады <Рисунок 7>.
Цикады издают звук другим способом. Они снабжены небольшой натянутой перепонкой, к которой вблизи одного из ее концов прикреплен мускул. Заставляя этот мускул дрожать, они вызывают колебания перепонки. На нашем рисунке представлена замечательная австралийская разновидность цикад, которую квислендские мальчики называют “пустым брюхом”. Австралийское насекомое (только самец цикады производит этот шум) очень сильно растягивает свое брюшко, благодаря чему оно и получило свое местное название.
Звуки животных:
а) Летучие мыши – ночные охотники <Рисунок 8>.
Летучие мыши способны отыскивать свою добычу в ночной темноте, летать по ночам, не натыкаясь на разные предметы. Охотясь в темноте за насекомыми, летучие мыши определяют высоту звучания эха. Когда насекомое пролетает мимо мыши, высота эха меняется. Это явление носит название эффект Доплера. Летучие мыши могут различать самые высокие во всем животном мире звуковые колебания – до 210 000 Гц. Для сравнения скажем, что человек может воспринимать звуки, частота которых не превышает 20 000 Гц. Звуки очень высокой частоты носят название ультразвук.
б) Дельфины <Рисунок 9>.
Два типа слуха дельфинов: 1 тип – остронаправленный эхолокационный слух на ультразвуковых частотах, 2 тип – слух кругового обзора.
Через вытянутую нижнюю челюсть к внутреннему уху дельфина поступают ультразвуковые волны, направление которых совпадает с направлением челюсти. Именно поэтому направлению и осуществляется эхолокация. Наружные слуховые отверстия по бокам головы дельфина почти заросли. Однако через эти “входные ворота” к внутреннему уху дельфина поступают звуковые волны низких частот.
в) Тигры <Рисунок 10>.
Тигры разговаривают инфразвуками.
Американские ученые обнаружили, что тигры используют для коммуникации друг с другом не только рев, рычание и мурлыкание, но также и инфразвук.
Ученые, проанализировав частотные спектры рычания представителей трех подвидов тигра – уссурийского, бенгальского и суматранского – и обнаружили в каждом из них мощную низкочастотную компоненту. По мнению ученых, инфразвук позволяет животным поддерживать связь на расстоянии до 8 км, поскольку распространение инфразвуковых сигналов почти не чувствительно к помехам, вызванным рельефом местности, и мало зависит от погодных и климатических факторов.
г) Лягушки <Рисунок 11>.
Первыми животными с развившимся в ходе эволюции голосом стали лягушки. У самцов имеется наружный голосовой мешок, который раздувается как воздушный шар. Лягушка наполняет мешок воздухом, плотно закрывая ноздри и рот. Вдоль мешка располагаются мембраны. Когда мешок наполняется воздухом, а затем сдувается, раздаются характерные звуки.
Самцы древесной лягушки из Южной Америки используют свой большой голосовой мешок для усиления производимого звука. Их кваканье слышно на расстоянии в 10 раз дальше, чем кваканье лягушек, не имеющих подобного мешка.
Знаете ли вы?
д) Голубой кит <Рисунок 12>.
Самое громкое в мире животное – голубой кит. Он может издавать звуки в 188 дБ, которые слышны на расстоянии до 850 км от кита.
е) Змея <Рисунок 13>.
У змей нет ушей, и они не могут воспринимать звуки через воздух. Но они улавливают низкие звуки, слушая землю.
А рыбы слышат всем своим телом.
Вывод: Мы показали связь физики с биологией, роль звуков в жизни животных и насекомых. Для ряда животных и насекомых звуки играют обычную роль как для общения (дельфины, тигры), так и для ориентирования в пространстве (летучие мыши).
Группа музыкантов: <Рисунок 14>.
Каждый музыкальный инструмент обладает своим собственным звучанием. Любая нота, которую вы слышите, сопровождается другими высокими звуками, называемыми обертонами (или гармониками). Значит, музыкальные инструменты изучают разные звуки, так как они обладают разными обертонами.
а) Орган.
Самый большой в мире музыкальный инструмент, обладающий самым мощным звучанием, находится в городе Атлантик-Сити (США). Известен этот инструмент с 3-его века до нашей эры и состоит из 33112 труб. Мощь его звучания равна 25 духовым оркестрам. В средние века в странах Западной Европы его использовали преимущественно для богослужений в церкви.
Орган состоит из труб разной величины, механизм управления, мехов, а также вентилятора и мотора, которые нагнетают воздух, необходимый для звучания.
б) Скрипка.
Самый высокий по регистру струнный смычковый инструмент – скрипка. Форма корпуса скрипки напоминает очертание человеческого тела. Корпус имеет верхнюю и нижнюю деку (“крышка”), причем первая изготавливается из ели, а вторая – из клена. Деки служат для отражения и усиления звука. На верхней расположены резонаторные отверстия (“эфы”). К корпусу крепится гриф; обычно его делают из черного дерева. Это длинная узкая пластина, над которой натянуты четыре струны. Для натяжения и настройки струн служат колки. Пальцами левой руки исполнитель укорачивает струну, разбиваясь различной высоты звука. Звук также можно извлечь щипком или ударом смычка по струне.
Хакасские инструменты.
Хомыс – струнный инструмент, который с помощью поперечных ладов достигают изменения звучаний. Чем длиннее струны, тем ниже звук или наоборот. (Ученик играет на хомысе)
Тимiр хомыс – варган. Изменение звука или тона Тимiр хомыса происходят за счет создания пульсации воздуха в полости рта.
Источником колебания звука является язычок инструмента.
Вывод: Мы показали применение физики в музыкальных инструментах. Каждый музыкальный инструмент обладает своим собственным звучанием. Конечно, музыка играет большую роль и в жизни человека.
Группа экологов:
Акустическое загрязнение.
В течение последних десятилетий резко возросло количество разного рода машин и других источников шума, распространение радиоприемников и магнитофонов, нередко включаемых на большую громкость. Увлечение громкой популярной музыкой. Отмечено, что в городах каждые 5-10 лет уровень шума возрастает на 5дБ <Приложение 2>.
Под воздействием шума снижается острота слуха, повышается кровяное давление, ухудшается качество информации, снижается производительность труда и др.
Наиболее распространенные симптомы шумового влияния – раздражительность, усталость, рассеянность, как следствие – невроз. Во время сна шум оказывает еще более негативное воздействие, чем в часы бодрствования. Влияние шума на человека определяется уровнем и высотой звуков, составляющих шум, а также продолжительность его воздействия <Приложение 3>.
Инфразвуковые загрязнения.
Почти каждый житель большого города подвергается действию инфразвука, которой может вызвать головные боли, снижение внимания и работоспособности и даже иногда нарушение функции вестибулярного аппарата. Население, проживающие в районах с круглосуточным воздействием инфразвука, например, на уровне 109 дБ, гораздо чаще обращается с жалобами на ухудшение здоровья, дискомфорт, головные боли и др., чем население контрольных групп <Приложение 4>.
Меры по борьбе с шумовым загрязнением.
В свое время Роберт Кох предсказал: “Когда-нибудь человечество вынуждено будет расправляться с шумом столь же решительно, как оно расправляется с холерой и чумой”. Это действительно так. Ученые многих стран мира решают проблему борьбы с шумом, проводятся всякие возможные меры “расправы”.
Сейчас уже в мировом масштабе принимаются меры борьбы с шумовым загрязнением: усовершенствуются двигатели и др. части машин; используются звукоизолирующие материалы и конструкции, экранирующие устройства, зеленые насаждения.
Но следует помнить, что и каждый из нас должен быть активным участником этой борьбы с шумом.
В настоящее время в ряде стран законами установлены предельно допустимые уровни шума для предприятий, отдельных машин, транспортных средств. Например, на международной линии допускаются самолеты шумом не выше 112 дБ днем и 102 дБ ночью <Приложение 5>.
В соответствие санитарными нормами уровень шума около зданий в дневное время не должен превышать 55 дБ, а ночью 45 дБ, в квартирах соответственно 40 и 30 дБ.
Вывод: Наша группа показала негативные влияния шума на здоровье человека и меры борьбы с ним. Но следует помнить, что и каждый из нас должен быть активным участником этой борьбы с шумом. Да, сейчас уже в мировом масштабе принимаются меры борьбы с шумовым загрязнением среды.
Выступление учителя:
Итак, мы прослушали сообщения ребят. Рассмотрели вопросы физики звуковых явлений, принципы звучания различных музыкальных инструментов, особенности звуков, издаваемых насекомыми, применение ультразвука в различных областях деятельности и необходимость защиты от акустического загрязнения.
4 этап. Выступление совета мудрейших.
Теперь, дадим слово совету мудрейших… Объективное оценивание представленных группами сообщения, качество наглядного материала.
5 этап. Обобщение урока
Обобщение урока, работа с таблицей <Приложение 6, 7.
Составление обобщающей таблицы. Одновременно с опросом-беседой, учитель заполняет таблицу на доске, ученики работают на готовых заготовках в тетрадях.
6 этап. Подведение итогов урока.
Подведение итогов урока. Выставление оценок с комментариями.
7 этап
Задание на дом.Повторить параграфы 22, 24, 26.
По возможности закончить заполнение таблицы изученными физическими величинами.
8 этап. Рефлексия урока
На последнем этапе я хотела бы узнать, кто из вас доволен своей работой на уроке? Если вам понравился урок, вы ему даете “зелёный” свет, а если нет – “красный”. Я благодарю вас за сотрудничество. Спасибо вам, ребята, за урок. С вами было очень интересно работать. До свидания!