Кодирование звуковой информации. Влияние звука на здоровье человека
план-конспект занятия по информатике и икт (8 класс) по теме

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

Предмет: Информатика и ИКТ

Учитель: Диб Наталья Владимировна, высшая квалификационная категория

Тема урока: Кодирование звуковой информации. Влияние звука на здоровье человека

Тема в рабочей программе: Кодирование звуковой информации.

Тип урока:  интегрированный урок проблемного обучения

Класс – 8

Цели урока: 

Обучающие: Систематизировать знания учащихся о видах информации, о кодировании информации. Продолжить работу по формированию навыков учащихся: анализа источников информации; навыков экспериментальной работы. Установить и усилить межпредметные связи, создать условия для восприятия и понимания информационных процессов в обществе, природе, познании – формировать у учащихся информационную картину мира. Дать учащимся новые метапредметные знания о звуке и его месте в образе мира.

Развивающие: Развивать навыки и умения: умение классифицировать и обобщать; составлять информацию; умение формулировать выводы по изученному материалу. Развивать самостоятельность мышления и интеллекта, творческие способности, креативность учащихся. Развивать логическое мышление, умение решать проблему. Развивать информационную компетентность учащихся. Расширять кругозор и словарный запас. 

Воспитательные: Воспитывать у учащихся отношения делового сотрудничества (доброжелательность друг другу, уважать мнение других, уметь слушать товарищей); воспитывать чувства товарищеской взаимовыручки и этики групповой работы. Прививать любовь к Родине, литературе  и музыке. Воспитывать мировоззренческие понятия: причинно-следственные связи в окружающем мире; познаваемость окружающего мира и человечества;

Основные задачи: 

– Рассмотреть роль звука в жизни человека, в процессе передачи информации от источника к приёмнику, влияние звука на здоровье человека.

– Способствовать активному включению учащимися сферы эмоций и чувств, а также ассоциативного мышления при осмыслении процессов кодирования информации.

– Помочь учащимся в выработке собственных мировоззренческих взглядов.

Принципы, которых учитель придерживается на уроке:

а) Личностно ориентированные принципы. 

• Принцип адаптивности; 
• Принцип развития; 
• Принцип психологической комфортности. 

б) Культурно ориентированные принципы 

• Принцип систематичности; 
• Принцип смыслового отношения к миру; 
• Принцип овладения культурой. 

в) Деятельностно-ориентированные принципы 

• Принцип обучения деятельности;
• Принцип управляемого перехода от совместной учебно-познавательной деятельности к самостоятельной деятельности ученика;
• Креативный принцип. 

Используемые приемы и формы работы, обеспечивающие активность и самостоятельность мышления учащихся: 

1. Система вопросов
2. Создание проблемных ситуаций, 
3. Организация исследовательской работы учащихся на уроке.
4. Создание преодолимых интеллектуальных затруднений в ходе выполнения заданий.
5. Усложнение заданий с целью развития познавательной самостоятельности учащихся.

Необходимое оборудование:

• Персональный компьютер.
• Доска.
• Мультимедийный проектор.

Планируемые результаты:

В результате проведения занятия учащиеся смогут:

• Решать задачи на кодирование звуковой информации.
• Приводить примеры использования звуковых сигналов в жизни и музыке.
• Профилактика влияния звука на здоровье обучающихся
• Лучше выстраивать отношения делового сотрудничества. 

План урока

1. Организационный этап (2 минуты)

• Постановка цели урока.
• Погружение в проблему

2. Изучение нового материала (13 минут)

• Объяснение учителя
• Исследовательская работа учащихся

3. Закрепление нового материала (10 минут)

• Выполнение практического задания
• Комментарии учителя

4. Подведение итогов и результатов урока (3 минуты)

Межпредметные связи на уроке:

1. Информатика – Музыка (кодирование музыкальных фрагментов, обсуждение значения мелодии в жизни).
2. Информатика – Физика (звуковые волны).

Конспект занятия

1. Организационный этап. Постановка цели урока (3 минуты). 

Учитель: Здравствуйте, ребята. Усаживайтесь поудобнее. Мы начинаем наш урок. 

На одном сайте опубликованы два неожиданных стихотворения, одно из них грустное, а другое веселое. Послушайте и сделайте свой выбор:

Неправда ли, несколько неожиданно? 

Я предлагаю вам послушать цифровой аналог известных детских песенок. А вы сможете по коду отгадать их?

1 песенка

«Жили у бабуси                             305 17

Два весёлых гуся.                         54

Один серый – другой белый        38 39        

Два веселых гуся»                        54

2 песенка

«В лесу родилась ёлочка,            13 8 45

В лесу она росла.                        110 26

Зимой и летом скромная,                 105 4 37

Зеленая была.»                        2 9 50

Вывод: Как правило, это трудно, практически невозможно. Тогда я сейчас пропою вам получившиеся стихи. Отгадка тут же найдена. Ребята, а почему вы так быстро отгадывали песни, а не стихи? (Помогали мотивы, т.е. ЗВУКИ) 

2. Изучение нового материала (13 минут).

Учитель: (работа с презентацией) Что же такое звук?

Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.

Человек воспринимает звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звука различных громкости и тона. Чем больше интенсивность звуковой волны, тем громче звук, чем больше частота волны, тем выше тон звука. Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20 колебаний в секунду (низкий звук) до 20 000 колебаний в секунду (высокий звук).

Человек может воспринимать звук в огромном диапазоне интенсивностей, в котором максимальная интенсивность больше минимальной в 1014 раз (в сто тысяч миллиардов раз). Для измерения громкости звука применяется специальная единица "децибел" (Запись на доске  - дБ) Уменьшение или увеличение громкости звука на 10 дбл соответствует уменьшению или увеличению интенсивности звука в 10 раз.

Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.

Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность "ступенек"

Чем большее количество измерений производится за I секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее "лесенка" цифрового звукового сигнала повторяет кривую диалогового сигнала.(работа с презентацией)

Глубина кодирования звука. Каждой "ступеньке" присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации B, которое называется глубиной кодирования звука.

Вычисления производится по формуле N=2B

(работа с презентацией, решение задачи)

Для расчета размера звукового файла используется формула

I = f (Гц) * B(бит) * t (сек) *К (каналов) , где

f – частота дискретизации (Гц), количество измерений громкости звука за 1 с

B – глубина кодирования (разрядность звуковой платы)

t – время звучания в сек

K – количество каналов

Рассмотрим решение задачи. Файл с монозвуком имеет глубину кодирования 16 битов и частоту дискретизации 16 000. вычислите информационный объем файла к килобайтах, если продолжительность его звучания 30 с.

Решение.

B = 16

f = 16 000 Гц

t = 30 c

I - ?

3. Закрепление нового материала.

Учитель: Давайте решим аналогичные типовые задачи (практическое выполнение задания на расчет).

Следующий блок вопросов требует ответов с места

Что такое кодирование? (Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код)

1. Скажите, а есть ли у кодирования противоположное действие? (да, декодирование Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.)
2. А теперь давайте попробуем вместе указать противоположности следующим явлениям и объектам: слух, зрение, вкус, осязание, обоняние (глухота, слепота, безвкусие, аносмия (утрата обоняния), тактильная бесчувственность) (беседа)
3. Скажите пожалуйста, а чем мы с вами сейчас занимались с точки зрения русского языка? (искали антонимы) А с точки зрения информатики? (перечислили 5 органов чувств человека, которыми он воспринимает информацию)

Учитель: Как вы думаете, а любой ли звук или мелодия оказывают на человека одинаковое действие?  Ну вот давайте мы с вами сейчас это и проверим.

(работа с презентацией) Ученикам предлагается выбрать номер мелодии и попытаться ответить, какие чувства она вызывает. Почему одни вызывают добрые чувства, а от других как будто исходит агрессия. (Ответы учеников).

Не секрет, что наибольшее влияние на человека оказывают звуки природы, а так же музыка.

Впервые лечебный эффект музыки научно объяснил Пифагор. Любая мелодия синхронизирует работу органов. Поскольку каждый из них – источник энергии и электромагнитных волн определенной частоты, а звуки музыки тоже волны. Они входят в резонанс – и настройки организма изменяются. При прослушивании музыки её акустическое поле накладывается на акустическое поле организма и получается, что мы испытываем на себе как бы клеточный массаж.

Доктор тибетской медицины В. Востоков так рекомендует произносить звук «И». «Попробуйте издать сильный и пронзительный звук И-И раздвинув губы, как в улыбке. Делайте это не в виде пения, а, скорее, в виде крика издалека. Звук должен быть ровным и одной высоты в начале, середине и в конце. Нельзя начинать мощно, а заканчивать слабым писком; остановитесь раньше, чем вам не хватит дыхания, так перед концом звука всегда должен оставаться небольшой запас воздуха. Отдохните и повторите 2 — 4 раза. Вначале не больше. Постепенно вы заметите воздействие колебаний на голову, возникают очень приятные ощущения. Это помогает очистить мозг, глаза, нос, уши и создает впечатление выдоха.

Научно доказано, что музыка влияет не только на эмоциональное, но и на физическое состояние человека.

Подходящая мелодия способствует облегчению многих болезней, улучшает память, помогает концентрировать внимание, укрепляет иммунитет.

Человечество знакомо с врачующим действием музыки издревле. В египетских папирусах ученые нашли упоминание о том, что древние жрецы лечили людей мелодичными звуками. В древней Греции музыкой и красивым пением усмиряли душевнобольных, а игрой на флейте снимали боль.

Обнаружена интересная закономерность. Прослушивание музыки Моцарта улучшает математические и логические способности.

Один из самых эффективных методов музыкальной терапии – пение. Когда человек поет (не важно как – хорошо или плохо), происходит мягкий массаж горла, легких, бронхов, диафрагмы. А звуки стимулируют работу внутренних органов. Потому что, когда человек поет, во внешнее пространство уходит лишь 20% звука, 80% как бы «отдается» во внутренние органы. Песни, которые нас трогают, наполняют нас радостью и силой (пение с учениками стоя).

А теперь, давай обсудим негативное влияние звуков на человека

В картинках у меня закодирован фрагмент стихотворения Р.Рождественского

Аэродромы, пирсы и перроны,

Леса без птиц и земли без воды.

Всё меньше окружающей природы,

Все больше окружающей среды

Кто попробует его озвучить, совместив изображение с содержанием? (выполнение задания обучающимся)

Учитель:

Различают следующие степени потери слуха:

• I степень (легкое снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 10 - 20 дБ, на частоте 4000 Гц  –  20 - 60 дБ;
• II степень (умеренное снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 21 - 30 дБ, на частоте 4000 Гц  –  20 - 65 дБ;
• III степень (значительное снижение слуха) – потеря слуха в области речевых частот составляет 31 дБ и более, на частоте 4000 Гц  –  20 - 78 дБ.

В настоящее время "шумовая болезнь" характеризуется комплексом симптомов:

• снижение слуховой чувствительности;
• изменение функции пищеварения, выражающейся в понижении кислотности;
• сердечно-сосудистая недостаточность;
• нейроэндокринные расстройства.

Что же можно сделать, чтобы сохранить свой слух? Существуют упражнения на сохранение слуха.

При произнесении звука «И» вибрируют голосовые связки, гортань и уши, возникают колебания в голове, выводятся из тела вредные вибрации, улучшается слух.

Доктор тибетской медицины В. Востоков так рекомендует произносить звук «И». «Попробуйте издать сильный и пронзительный звук И-И раздвинув губы, как в улыбке. Делайте это не в виде пения, а, скорее, в виде крика издалека. Звук должен быть ровным и одной высоты в начале, середине и в конце. Нельзя начинать мощно, а заканчивать слабым писком; остановитесь раньше, чем вам не хватит дыхания, так перед концом звука всегда должен оставаться небольшой запас воздуха. Отдохните и повторите 2 — 4 раза. Вначале не больше. Постепенно вы заметите воздействие колебаний голову, возникают очень приятные ощущения. Это помогает очистить мозг, глаза, нос, уши и создает впечатление выдоха.

А вот еще одно упражнение. Заткнуть уши большими пальцами, указательные пальцы осторожно поместить на веки закрытых глаз. Средние пальцы сжимают ноздри. Безымянные пальцы и оба мизинца лежат на губах, которые сложены трубочкой и вытянуты вперед. Выполнить плавный вдох через рот так, чтобы надулись щеки. После вдоха наклонить голову и задержать дыхание. Затем медленно поднять голову, открыть глаза и выдохнуть через нос (выполнение упражнения с детьми).

Окончание урока. Чтение учителем стихов под музыку

Послушай: музыка вокруг, она во всем – в самой природе,

И для бесчисленных мелодий она сама рождает звук.

Ей служат ветер, плеск волны, раскаты грома, звон капели,

Птиц несмолкаемые трели среди зеленой тишины,

И дятла дробь, и поездов гудки, чуть слышные в дремоте,

И ливень – песенкой без слов все на одной звенящей ноте.

А снега хруст! А треск костра! А металлическое пенье!

И звон пилы и топора! А проводов степных гуденье!

…Вот потому что иногда почудится в концертном зале,

Что нам о солнце рассказали, о том, как плещется вода,

Как ветер шелестит листвой, как, заскрипев, качнулись ели…

А это арфы нам напели, рояль и скрипка, и гобой!

4. Подведение итогов и результатов урока (3 минуты)

Итак, мы уже близки к концу урока. Мне очень понравилась ваша работа сегодня. 

(Учитель комментирует работу отличившихся учеников и работу в целом, оценивает учеников.). 

Ну а теперь мне хотелось бы увидеть ваши оценки уроку. 

(Рефлексия учеников) – Возможен приём «светофор», возможен вариант устных ответов ребят на вопросы: Что вы вынесли из урока, что вам на уроке понравилось? Было ли трудно в какой-то момент урока? Осталось ли что-то непонятным? 

Все молодцы. Спасибо за урок

УМК

1. Авторская презентация «Кодирование звуковой информации. Влияние звука на здоровье человека»
2. Босова Л.Л., Босова А.Ю. Информатика и ИКТ. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний. 2012. – 220с.
3. Литературные фрагменты по выбору учителя
4. Музыкальные фрагменты по выбору учителя