Разработка открытого урока по физике 9 класс: "Высота,тембр и громкость звука"
методическая разработка по физике (9 класс)

Ооржак Ирина Константиновна

Учитель физики

МБОУ Тээлинская СОШ иим. В.Б. Кара-Сала

Тема:. Высота, тембр и  громкость звука.

Цели урока:  углубить знания обучающихся о звуковой волне, сформировать у них представление о звуке и его характеристик.

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 причинно-следственные 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 (системно-информационный 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 системно-деятельностного подхода.

Методы обучения: репродуктивный, проблемный, эвристический.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, групповая, в парах постоянного состава, индивидуальная.

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, историей).

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 Point, запись видеофрагментов о Тиме Стормсе иСветлана Феодулова, оборудование для демонстрационного эксперимента (камертон, набор фужеров, металлическая ложка), оборудование для фронтального эксперимента (линейки (6 шт), картонные трубки (6 шт)) гитара

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

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)

2. Мотивационный этап (2 мин).

Известно, что человек получает информацию об окружающем мире с помощью своих органов чувств, и слух является одним из важных источников познания. Сегодня посредником в получении звуковой информации являются технические устройства: мобильные телефоны, плееры. Многие из вас сталкивались с вопросом: “Как выбрать наушники?”. Если у вас хорошие наушники, то вы знаете, как преобразуется мир с помощью звуков, - хочется танцевать от заводной музыки, насладится гармонией классической. Музыка способна поднять настроение и повысить жизнерадостность. Ученые советуют, чтобы человека окружал приятный звуковой фон и тогда у него не будет проблем со здоровьем.

Как вы думаете, какие должны быть характеристики у хороших наушников для музыкального плеера, либо телефона?

 {Личностные УУД: жизненное, личностное самоопределение: вхождение в жизненную проблемную ситуацию, её рефлексивное исследование, выдвижение гипотез. Метапредмет: проблема}

3. Актуализация опорных знаний (4 мин).

Приём «Мозговой штурм».

Задание 1.

• Для решения проблемы вначале вспомните, что собой представляет звук?

(Звук – это механические волнообразные колебательные движения, распространяющиеся в газообразной, жидкой и твердой среде, воспринимаемые органами слуха)

Задание 2.

Выберите верное утверждение, что является условиями возбуждения звуковой волны:

А: наличие источника колебаний

Б: наличие упругой среды

В: наличие газовой среды

                       наличие упругой среды)

• Перечислите характеристики звуковых  (амплитуда, период,  частота,  

• 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.

Да, действительно, мы сегодня будем говорить о характеристиках звука.

Цели урока:

• углубить знания о звуковой волне;
• сформировать представление о характеристиках звука;
• познакомиться со свойством отражения звука на примере эха.

Запишите в тетрадь: «Высота, тембр и громкость звука». 

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)

Запись в тетрадь:

Громкость звука зависит от амплитуды колебаний: чем больше амплитуда, тем громче звук.

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 чего-либо; шум машин на улице характеризуется уровнем в 80-90 дБ; работа отбойного молотка – 100 дБ; 110 дБ – громкость звучания во время рок-концерта.

• А что происходит при воздействии на слуховой аппарат человека звука громкостью 130 дБ?

При 180 дБ может даже произойти разрыв барабанной перепонки.

Пример : танкисты на танке.  

А при длительном воздействии такого звука происходит необратимое ухудшение слуха: человек перестает слышать тихие звуки: шепот, шелест листьев. Поэтом если вы слушаете музыку в наушниках, вы должны понимать, что долго и громко слушать нельзя. Как и пользоваться некачественными наушниками. Или долго слушать музыку с максимальной громкостью.

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.

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. 

Запись в тетрадь:

Высота звука зависит от частоты колебаний: чем частота колебаний больше, тем выше звук.

.

• Какой голос самый низкий? (бас)
• А самый высокий? (колоратурное сопрано)

Внимание на экран.

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».

Видеофрагмент о Светлане Феодуловой

Светлана Феодулова – русская оперная певица, обладательница  «самого высогого голова на планете»

»

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 вверх-вниз. 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?

Ананды: 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. Кого-то 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 голосу присущ свой тембр, своя «окраска» звука.

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).

Работа в группах

Каждая команда получает вопрос

Группа 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.

Группа 4: Как с помощью листа бумаги усилить звук голоса? Продемонстрировать.

Ответ:  Лист свернуть в виде воронки и использовать как рупор. Звук будет

              распространяться в одном направлении

Применение знаний и формирование умений:

Обратитесь к тексту. Дайте статье название. Выполните самостоятельно задания.

Оказывается, что выбрать наушники, которые удовлетворят ваши запросы, это целая наука! Чтобы выполнить эту задачу, необходимо подобрать наушники по следующим параметрам. Во-первых, частотная характеристика. У хороших наушников этот диапазон составляет 16 Гц – 20 кГц. Чем диапазон уже, тем большая часть частот “исчезнет” из композиции. Как правило, особо важную роль играет нижний предел частотного диапазона. Басы находятся именно на нижней планке частот. Если вы особо ревностно относитесь к качеству звука, то лучше выбрать наушники с повышенным качеством звучания – модель с большим диаметром мембраны. Несмотря ни на что, почти никакие наушники – “вкладыши” с размером мембраны 9 – 12 мм не способны состязаться в чистоте звука с накладными наушниками, имеющими диаметр мембраны 30 мм и выше, что позволяет им значительно расширить частотный диапазон и улучшить качество звучания. Во-вторых, это чувствительность, влияющая на громкость звука в наушниках. Хорошо, чтобы наушники обеспечивали чувствительность не ниже 100 – 120 дБ. Третья характеристика – импеданс (сопротивление). Чем ниже сопротивление проводника, тем больший ток будет протекать через ваши наушники, тем громче они звучат. Для музыкального плеера либо мобильного телефона нужно выбрать наушники с импедансом 16 – 64 Ом. Есть еще ряд характеристик, которые имеют отношение к уже дизайну: форма, тип дужки, цвет. Наушники могут быть проводными и беспроводными. Выбор остается за только вами!

1. Заполните таблицу.

Задание 8.

Перед вами витрина магазина. Оцените товар, выберите для себя наушники. Выбор обоснуйте с физической точки зрения. 

6. 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…

7. Домашнее задание (3 мин) 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. Когда звук убивает наверняка?
5. Применение эха на практике
6. Тишина: польза или вред?