Интегрированный урок "Звук" (физика и музыка). 8 класс
методическая разработка по музыке (8 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

 средняя общеобразовательная школа №15

Коломенский городской округ

Интегрированный урок

Звук

(физика и музыка)

8 класс

Автор – составитель:

Учитель физики высшей категории Акимкина Е.П.

                                   Учитель музыки высшей категории Сорокина Н.Б.

Коломна, 2016 г.

Во время проведения урока звучат следующие музыкальные произведения:

1. М.П. Мусоргский «Рассвет на Москве реке».
2. «Дубинушка» исп. Шаляпин.
3. Э..Григ «Песня Сольвейг»
4. М. Глинка «Я помню чудное мгновенье» в исполнении Лемешева.
5. М. Глинка «Я помню чудное мгновенье» в исполнении Козловского.
6. Бах «Хоральная прелюдия»
7. Скрябин «Прометей».
8. Дебюсси «Облака».
9. Рок – группа «running Wild».
10. А .Радионов В.Тихомиров «512 кбайт» . «В гравитационном поле».
11. Шуберт «Аве Мария».
12. Моцарт «Концерт для двух фортепьяно с оркестром».

Приборы и материалы:

1. компьютер
2. мультипроэктор
3. осциллограф
4. камертоны с резонаторными ящиками
5. кинолента,
6. фотоэлемент
7. стальная линейка
8. тиски
9. гитара
10. генератор звуковых колебаний
11. усилитель звуковой частоты
12. штатив
13. шарик на нити
14. мобильный телефон, способный записывать звук
15. магнитофон

Слайды презентации:

1. физика и музыка,

2. Стихотворение на фоне сцены концертного зала консерватории:

Когда в притихшем белом зале

Японец Моцарта играл,

Мы все японца понимали

И нас японец понимал.

3. Концертный зал имени Чайковского.
4. Зал венской оперы.
5. Орган Домского, собора.
6. Изменение цвета на экране в зависимости от звучащей музыки.
7. Наскальная живопись.
8. Микеланджело. Роспись Сикстинской капеллы.

 Эстетическое воспитание необходимо проводить не только на уроках изобразительного искусства, М.Х.К и музыки но и на уроках физики.

 Преподавание физики должно решать не только познавательные и мировоззренческие задачи, но и задачи эстетического плана.

 Доказывать, что физика – красивая наука, значит ломиться в открытые двери. Нам доступны красоты окружающей природы  - лунная дорожка на воде, вид звездного неба ночью и его голубизна днем, полярные сияния, радуга и т. д. Ясно, что одна из самых обширных наук о природе -  физика – таит наиболее полные возможности овладения этой красотой – не только чувственно, но и познавая ее.

 Арсенал средств эстетического плана на уроках физики необычайно богат. Его можно условно классифицировать с помощью следующей таблицы.

Средства эстетического

воспитания на уроках  физики

  Наглядно -                               Вебрально -                            Структурно -

декоративные                        акустические                               логические

 При умелом использовании этих средств можно добиться сильного эстетического эффекта, что, в свою очередь, будет способствовать более глубокому, а главное творческому, усвоению физических знаний.

 Удивляют и безусловно влияют на становление нравственно – эстетического идеала юного человека рассказы об ученых, чья жизнь так или иначе связана с музыкой. В коротких биографических справках там, где это уместно, учитель обязательно должен упомянуть, что А.Эйнштейн с упоением играл на скрипке, а М. Планк был превосходным пианистом, их дуэты могли продолжаться часами, когда в стенах «благословенной академии Олимпии» звучали Бетховен и Скрябин, Шуберт и Бах, и, конечно же, Моцарт.

 С большим интересом для учеников проходят уроки перед изучением механики «Физика и архитектура», перед изучением оптики: «Физика и живопись», перед изучением темы: «Колебания и волны» удачно проходит урок: «Физика и музыка».

 При проведении урока: «Физика и музыка» ставятся следующие цели и задачи:

  1.Формирование одной из важнейших сторон научного мировоззрения школьников – представления о природе как о стройной, гармонически взаимосвязанной и взаимообусловленной системе мироздания (с широким использованием межпредметных связей).

  2.Пробуждение интереса к предмету, физическому явлению, эксперименту, желанию постичь сущность физической теории, закона, формулы.    

Ход урока:

Звучит музыка:

Мусоргский «Рассвет на Москве – реке».

Слово учителя физики:

Еще мыслители Древней Греции пришли к выводу, что наука и искусство отражают один и тот же реальный мир, но пользуются при этом разными средствами. Наука отражает действительность в понятиях, законах, теориях, а искусство в образах, что чаще ближе и понятнее людям. Оба эти способа могут дополнять и взаимно обогащать друг друга. Сегодня мы будем говорить о физике и музыке.

Учитель музыки:

 Музыкальные звуки сопровождают нас на протяжении всей жизни. Силу музыки, способной сплотить воедино мечты, стремления и помыслы человека, испытал на себе каждый из нас.

 Музыка – оперная, симфоническая, эстрадная, народная – неотделимая часть духовной культуры человечества. Музыка не требует перевода. Ее язык понятен каждому. И недаром на всех фестивалях, международных встречах, форумах молодежи, олимпиадах звучат песни. Мелодии всех стран мира. Музыка сближает народы, помогает людям понять друг друга.

 Большой популярностью за рубежом пользуются наши песни. И не только песни. Симфоническую музыку русских композиторов исполняют оркестры  Нью – Йорка, Лондона, Парижа, и  всегда с большим успехом.

Учитель физики:

 Музыка – это прекрасно!…Однако при чем здесь физика?

 Музыка – это звуки – механические колебания воздуха, и изучаются  они в физике. В разделе «Акустика». Первые акустические опыты принадлежат греческом философу и ученому Пифагору.

 Опыт 1.Как можно получить звук?

Демонстрируются колебания стальной линейки, зажатой в тисках, колебания подвешенного к штативу шарика на нити, соприкасающегося с одной из ветвей камертона, колебания струны гитары.

 Демонстрации проводят ранее подготовленные ученики.

 Распространение звука можно сравнить с распространением волны по воде. Только роль брошенного в воду камня играет колеблющееся тело, а вместо поверхности воды звуковые волны распространяющиеся в воздухе. Каждое колебание ветви камертона создается  в воздухе Каждое колебание ветви камертона создает в воздухе одно сгущение и одно разряжение. Чередование таких сгущений и разряжений  и есть звуковая волна.

 Мы пришли к выводу, что источником звука всегда являются колеблющиеся тела. струны, камертон. столб воздуха в духовых инструментах и др. Проводником звука может быть не только воздух, а любая упругая среда. Перед Куликовской битвой Дмитрий Донской выехал в разведку и приложив ухо к земле, услыхал конский топот. Приближалась вражеская конница.

В этом случае звуковые волны распространялись по земле. Бетховен, оглохнув, слушал игру на рояле, приставив к нему одним концом свою трость, свою трость, другой конец он держал в зубах. Здесь проводником звука было дерево.

 Каковы же характеристики музыкальных звуков?

 В слуховом ощущении звуки различаются по высоте, громкости и тембру.

 Эти характеристики зависят от частоты, амплитуды и формы колебаний. Человеческое ухо способно воспринимать звуковые колебания с частотой от 16 до 20000Гц.

 Звучит генератор звуковых колебаний.

 Наинизший из слышимых человеком музыкальных звуков имеет частоту 16 колебаний в секунду. Он извлекается органом. Но применяется не часто – слишком уж он басовит.

 Зато тон 27 колебаний в секунду – тон вполне ясный для уха, хоть тоже редкий. Вы слышите его, нажав крайнюю левую клавишу рояля.

 Следующий любопытный тон – 44 колебания в секунду – абсолютно «нижний» рекорд мужского баса, поставленный в XYIIIв. Певцом Каспаром Феспером.

 Самая высокая нота (ре четвертой октавы) взята французской певицей Мадо Робен: ей соответствует частота 2300Гц.

 Прослушаем записи: бас – «Дубинушка» в исполнении Шаляпина.

                            Сопрано «Соловей» Алябьева.

 Звуки с частотой выше 300колебаний в секунду в качестве самостоятельных музыкальных тонов не используются. Они слишком резки и пронзительны.

 А с 16000 – 20000 колебаний в секунду начинается недоступный уху человека сверхвысокий – ультразвук. Профессий у него масса. Он сверлит камень, очищает ржавчину, измельчает материалы, стирает белье, измеряет глубину рек и морей, лучше рентгена просвечивает тела. И все это делает молча.

 Звуки высотой меньше 16Гц – инфразвуки .Лет шестьдесят назад в одном из Лондонских театров готовилась к постановке пьеса, действие которой по ходу спектакля, переносилось в далекое прошлое. Режиссер хотел подчеркнуть необычную постановку оригинальным сценическим эффектом. Но каким? К переменам освещения все привыкли, музыка бы заглушала слова автора. И вот физик Роберт Вуд посоветовал использовать инфразвук – сверхнизкий звук, не слышимый человеком, но при достаточной силе, как уверял Вуд, создающий ощущение таинственности.

 Ученый собственноручно изготовил источник инфразвука – громадную трубу. И на очередной репетиции ее опробовали. «Последовал неожиданный эффект, - вспоминает журналист – очевидец, - вроде того, который предшествует землетрясению: задребезжали окна, зазвенели стеклянные люстры. Все старинное здание начало дрожать, ужас прокатился по залу. Пришли в смятение даже жители соседних домов». Режиссер, понятно испугался и распорядился чтобы «такую – сякую органную трубу немедленно выбросили.

 Случай в Лондонском театре единственная попытка использовать инфразвуки в искусстве. Науке же они служат исправно. Есть приборы, способные чутко улавливать инфразвуки. С помощью таких аппаратов геофизики предсказывают штормы на море, изучают поземные толчки.

 Следующей физической характеристикой звука является громкость. Громкость зависит от силы звука и обуславливается чувствительностью уха. Она определяется действием звука на орган слуха, и поэтому ее трудно оценить объективно. Громкость зависит от амплитуды колебаний.

 Опыт: На осциллографе демонстрируется звук камертона громкий и тихий.  

 От звучащего музыкального инструмента волна распространяется во все стороны, и на расстоянии от него громкость звука, естественно, уменьшается. Для усиления звука служат корпусы музыкальных инструментов. Эти корпусы играют роль Резонаторных ящиков.

 Опыт: Демонстрация резонанса 2х камертонов.

 Кроме громкости и высоты тона, музыкальные звуки характеризуются еще одним очень важным понятием – тембром звука.

Получить чистый звук со строго определенной частотой колебаний, даже в полном отсутствии посторонних шумов, очень трудно, и вот почему, любое колеблющееся тело издает не только один основной звук. Его постоянно сопровождают звуки других частот. Эти «спутники» всегда выше основного звука и называются поэтому обертонами, т.е. верхними тонами .Однако не стоит огорчаться существованием этих «спутников». Именно они – то позволяют нам отличать звук одного инструмента от другого голоса различных людей, если они даже равны по высоте. Каждому звуку обертоны придают своеобразную окраску, или, как говорят, тембр. И если основной звук сопровождается близкими ему по высоте обертонами, то сам звук кажется нам мягким «бархатным». Когда же обертоны значительно выше основного тона, мы говорим о неприятном «металлическом» голосе или звуке.

 Прослушаем одно и то же произведение в исполнении разных певцов.

Звучит М. Глинка «Я помню чудное мгновенье» в исполнении Лемешева и Козловского.

 Множеством различных тембров обладает орган.

 Звучит «Хоральная прелюдия» Баха.

 На экране слайд: Орган Домского собора.

 Диапазон органа превышает диапазоны всех инструментов оркестра, вместе взятых. Орган Домского собора в Риге имеет 127 реестров, 6768 труб, длина его самой большой трубы 10м, самой маленькой 13мм.

 В современных органах воздух в трубы подает электрическая энергия. Сейчас строят и электроорганы. Это – электроинструмент, звук на котором возникает посредством электрических колебаний разной частоты.

Учитель музыки:

 Содержание музыкального произведения воспринимается гораздо эмоциональнее, если оно слито с цветом.

 Выдающийся русский композитор А.Н. Скрябин (умер в 1915г) глубоко чувствовал «световую окраску» различных тонов. На основе этого он в своей симфонической поэме «Прометей» ввел так называемую световую партию, в которой музыкальные созвучия должны сопровождаться световыми эффектами различных оттенков, различной интенсивности и скорости смены. Композитор имел при этом в виду погружение всего зала в цвета, указанные

 им в цветовой партии.

Прослушивание: Скрябин «Прометей» с использованием цветовых эффектов.    

 Видением звука обладают многие композиторы и исполнители музыкальных произведений. Известно, что, например, таким чувством обладал Берлиоз, видели звуки в цвете Римский – Корсаков и Дебюсси. Скрябин пытался с помощью строки «люкс» передавать свои цветомузыкальные ощущения и представления.

 Прослушивание: Дебюсси «Облака» с демонстрацией цветовых эффектов.

 Светомузыку можно считать подлинно новым искусством космического века.

 Год от года крепнут голоса музыкальных инструментов. Мы уже не представляем себе жизнь без вокально –инструментальных ансамблей. И здесь музыка без физики просто невозможна.

Учитель физики:

 Первым, кто соединил музыку и электричество, был Л.С .Тельмен. Свой радиоинструмент изобретатель назвал терменвоксом.

 Прослушивание ансамбля.

 Создание ЭВМ открыло новые возможности применение электроники в музыке. При моделировании музыкальных произведений на ЭВМ машина сочиняет законченную композицию уже без вмешательства человека в самый процесс сочинения. Если машине заданы элементы музыкальных произведений, то, комбинируя их случайным образом, она может создать, по существу, новые музыкальные произведения. Там, где у композитора источником воображения является его творческое вдохновение, при сочинении машиной музыки  это воображение заменяется случайным выбором и преобразованием отдельных элементов, заложенных в машину.

 Прослушивание: «512кбайт». «В гравитационном поле».

Основное в работах по применению ЭВМ в музыкальном творчестве не получение музыкальных произведений, а практическая помощь композиторам, в которой они нуждаются. Основоположник кибернетики Винер писал: «Человеку – человеческое, вычислительной машине – машинное».

 Звучит: «Аве Мария».

Учитель физики:

 Еще в глубокой древности люди научились рисовать. Рисунки, нацарапанные или высеченные на камне, найденные в пещерах первобытных людей, сохранились до наших дней. Сохранились картины давно минувших времен.

 Иллюстрируется наскальная живопись, работы Микеланджело.

Но как обстоит дело со звуком?

 Можем ли мы сейчас услышать голос старины, былые песни? Нет. Родившись, звук тут же пропадал, как бы растворялся в пространстве, застывшие звуки существуют только в сказке. Но вот случилось то, что раньше считалось невозможным. Люди научились записывать звук и воспроизводить его затем  в любое время. Это произошло в 1878г. Открытие было сделано Эдисоном.

 Прибор, названный фонографом, говорил человеческим голосом! Он повторял только что произнесенные слова.

 Устройство фонографа было необыкновенно простым. При помощи рукоятки вращался металлический валик, в который упиралась стальная игла.

Игла укреплялась в пластине – мембране, с которой был соединен рупор. Произнося перед ним слова, нужно было вращать рукоятку прибора, с тем чтобы на валике образовывались выдавленные металлической иглой бороздки. Однако у фонографа скоро появился соперник – граммофон. В граммофоне вместо цилиндрического валика был применен плоский диск. Такой диск удобнее хранить и воспроизводить с него запись, с него легко снять копии.

 Если на колеблющейся мембране укрепить маленькое зеркальце и на него направить луч света, то зайчик, отраженный от зеркальца, начнет колебаться. Если его направить на движущуюся кинопленку, то колебания зайчика будут сфотографированы. На кинопленке после ее обработки появится черная зубчатая линия – звуковая дорожка. Так осуществляется оптическая запись звука. Считывается такая запись с помощью фотоэлементов. С появлением оптической записи, более совершенной, чем механическая, стало возможным звуковое кино.

 30 – 40г прошлого века принесли новые успехи: появилась магнитофонная  запись. Микрофон превращает звуковые колебания в колебания электрического тока. Ток переменной величины, попадая в записывающую головку, создает в ней переменное магнитное поле, которое то сильнее, то слабее намагничивает ацетилцеллюлозную ленту, покрытую ферромагнитным слоем.

 Магнитофонная запись звука по качеству намного превосходит  механическую – так как позволяет фиксировать более широкий спектр частот, поэтому звучание магнитофонной записи приближается к естественному.

Прослушивание магнитофонной записи: Э. Григ «Песня Сольвейг».

Учитель музыки:

 Если вам скажут, что один человек может петь в два, три голоса и даже заменять хор, вы не удивляйтесь, техника позволяет это осуществить. Делается это так: записывают пение на магнитофонную ленту, затем певец надевает наушники и слушая первую партию, напевает вторую, которую записывают на другую магнитофонную ленту. Затем включают обе записи одновременно и записывают на третью ленту. Именно так записана песня «Летите голуби».

 Прослушивание записи.

 Возможно вы слышали радиопостановку Приключение Буратино» Вы слышали быстренький говорок  Буратино, бас сердитого Карабаса – Барабаса и удивлялись, что все роли исполнял  один артист Николай Литвинов. Но это совсем нетрудно сделать. Надо только, чтобы рядом стоял магнитофон. Вы говорите обычным нормальным голосом, а запись осуществляется на различных скоростях (ускоренно, замедленно).

Учитель физики:

 Бурно развивается техника в наше время. Теперь уже никого не удивляет  запись звука, не удивляют необычные чудеса звукозаписи. Интересно, что может дать физика для дальнейшего развития музыкального искусства? Это дело будущего. А в этом году мы приступаем к изучению темы: «Колебания и волны».

 А сейчас, благодаря физике все, что звучало на нашем уроке осталось в памяти вот этой фотокамеры и вот этого мобильного телефона.

Вывод:

Взаимосвязь физики и музыки помогает формированию одной из важнейших сторон научного мировоззрения школьников – представлению о природе как о стройной, гармонически взаимосвязанной и взаимообусловленной системе мироздания.

 Завершение урока под музыку Моцарта.

Литература:

1.Г.Анфилов Физика и музыка. «Детская литература»,1964.

2.У. Брэтт. Мир света. Мир звука. «Наука» 1967.

3.Л.Ф.Волков – Ланит.

4. В.Д. Охотников В мире застывших звуков. «Гостехиздат» 1951

5. Б.Б. Кудрявцев. Неслышимые звуки. «Молодая гвардия» 1963.

6. В.Я. Лыков. Эстетическое воспитание при обучении физике. «Просвещение» 1986.

7. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе. Под редакцией Бурова В. А. «Просвещение» 1978.

8. Демонстрационные опыты по физике. Под редакцией А.А.Покровского «Просвещение» 1970.

9. Техника и технология демонстрационного эксперимента. С.А. Хорошавич. «Просвещение» 1978