1_DyukinaOVx - Всероссийский фестиваль педагогического

ВСЕРОССИЙКИЙ ФЕСТИВАЛЬ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА
Номинация: педагогические идеи и технологии:
среднее образование
Модель урока в 9 классе
«Звук. Источники звука»
Автор работы: Дюкина Ольга Валерьевна,
МБОУ ИЕГЛ «Школа-30» г.Ижевск
2015-2016
Модель урока «Звук. Источники звука»
Прежде, чем приступить к изучению данной темы учащиеся должны
знать и понимать что такое колебания и как они совершаются, их
характеристики и свойства; величины, характеризующие колебательное
движение (амплитуда, период и частоты колебаний); что такое
гармонические колебания и какое явление называется резонансом; должны
быть знакомы с условиями возникновения волн и их видами (продольная и
поперечная), с понятиями длины волны и скорости распространения волны,
частоты. Уметь применять все имеющиеся знания на практике, в частности,
уметь решать задачи на данные темы.
Цель урока: познакомить учащихся с одним из видов механических
(упругих) волн - звуковыми; ввести понятия «звук», «источник звука»; в
совместной деятельности с учащимися изучить упругие волны на примере
звуковых; организовать проектную деятельность по изготовлению источника
звука.
Задачи:
1) образовательные - повторить и объединить имеющиеся знания
школьников о механических волнах, научить применять эти знания на
практике, сформировать представления учащихся об источниках звука и их
видах, ввести понятия тембра, высоты и громкости звука, показать их
отличие;
2) воспитательные - продолжить формирование физической картины мира
при демонстрации опытов, обеспечить политехническое воспитание
учащихся при изучении физических приборов (источники звука), воспитание
умения выслушивать учителя и одноклассников, показать бесконечность
процесса познания;
3) развивающие - развитие мотивации изучения физики, используя
разнообразные приемы, сообщая интересные факты из истории, развитие
логического мышления, умения обосновывать свои высказывания,
познавательного интереса, практических навыков при изготовлении
источника звука.
Тип урока - комбинированный урок. Продолжительность урока – 40 минут.
№
Этапы урока
1 Организационный
2 Актуализация знаний
3 Изучение нового материала
4
Организация проектной деятельности
5 Итоги урока
Методы обучения
Беседа
Опрос
Рассказ,
объяснение
Практическая
деятельность
Беседа
Время
(мин.)
2
7
беседа,
20
7
2
Организационный этап.
Учитель. Вы уже знаете, что такое механическая волна и что она может
распространяться в упругой среде, какая среда называется упругой, можете
даже привести примеры из жизни, где вы с ними встречаетесь довольно
часто. Но этих знаний недостаточно, чтобы с полной уверенностью сказать,
что вам о волнах известно многое.
Актуализация знаний.
Давайте сначала повторим. Внимательно прочитайте задания.
Вариант 1. 1. Происходит ли перенос вещества и энергии при
распространении волны в упругой среде 2.Период колебания частиц воды
равен 2 с, а расстояние между соседними гребнями волн равно 6 м.
Определите скорость распространения этих волн 3. Зная, как читаются
буквы, обозначающие физические величины, выберите необходимые и
составьте с помощью арифметических знаков формулы, характеризующие
колебательное движение: λ, ν, υ, m, T, k, +, -, =, ·, /. 4.Приведите необходимые
условия для возникновения и существования волн. 5. Что общего и в чем
различия между колебаниями и волнами?
Вариант 2.1. Перечислите величины, характеризующие волну. 2. Зная, как
читаются буквы, обозначающие физические величины, выберите
необходимые и составьте с помощью арифметических знаков формулы,
характеризующие колебательное движение: λ, ν, υ, m, T, k, +, -, =, ·, /. 3.
Найдите длину механической волны, распространяющейся со скоростью 12
м/c, если частицы в волне колеблются с частотой 0,6 Гц. 4. В каком
направлении распространяется волна, если скорость частицы А волны
направлена вниз ? 5. При описании свойств механических волн различают
скорость движения частиц среды и скорость волны. Какая из этих скоростей
может изменяться в однородной среде?
Учитель. Задумывался ли кто-то из вас, почему мы слышим все, что
происходит вокруг? Что такое звук и как мы его воспринимаем? Откуда он
берется?
Ученики. У каждого человека есть специальный слуховой орган - уши. С
помощью них мы слышим все, что происходит вокруг: пение птиц, музыку,
шум на улице и т,д. Возможно, звук - это волна и она распространяется по
воздуху. Чтобы услышать его, необходимо чтобы кто--то или что--то его
создавало.
Учитель. Значит тема нашего урока: (учащиеся самостоятельно пытаются
назвать тему урока, учитель при необходимости их поправляет)...
Изучение нового материала.
Ученики. Тема нашего урока – «Звук. Источники звука».
Учитель. Ребята, вы уже знаете, что такое механическая волна и что она
может распространяться в упругих средах. Упругие среды - это газы,
жидкости и твердые тела. Соответственно, механические волны,
распространяющиеся в таких средах - упругие волны. Звук - это тоже
упругие волны. Это частный случай механических волн. Они представляют
собой периодически сменяющие друг друга области сжатий и разрежений
среды, распространяющиеся в пространстве с некоторой конечной
скоростью.
Звуки начали изучать еще в далекой древности. Первые наблюдения по
акустике были проведены в IV веке до нашей эры. Пифагор установил связь
между высотой тона и длиной струны или трубы издающей звук. В VI в. до
н.э. Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в
воздухе. Он сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха
и объяснил эхо отражением звука от препятствий. В XV веке Леонардо да
Винчи сформулировал принцип независимости звуковых волн от различных
источников. В 1660 году в опытах Роберта Бойля было доказано, что воздух
является проводником звука (в вакууме звук не распространяется).
В XVIII веке было исследовано много других акустических явлений
(скорость распространения звука в твердых телах и в газах, резонанс и др.).
Все они объяснялись движением частей колеблющегося тела и частиц среды,
в которой распространяется звук. Иными словами, все акустические явления
объяснялись как механические процессы.
Учитель. Способность человека воспринимать звук, иными словами упругие
колебания частиц среды, в которой он распространяется, выражена в
названии учения о звуке – акустике (от греческого «akustikos» - слуховой,
слышимый). Вообще человеческое ухо слышит звук только тогда, когда на
слуховой аппарат уха действуют механические колебания с частотой не ниже
20 Гц, но не выше 20 000 Гц. Колебания же с более низкими (инфразвук) или
с более высокими (ультразвук) частотами для человеческого уха неслышны.
С помощью чего мы слышим звук?
Ученики. У каждого человека есть свой слуховой орган, с помощью
которого он может воспринимать все окружающие его звуки - это уши.
Учитель. Если люди слышат окружающие их звуки с помощью ушей, то как
же тогда называются устройства, воспринимающие звук?
Ученики. Устройства, с помощью которых мы можем воспринимать
окружающие нас звуки, называются приемниками звука.
Учитель. Только ли человеческое ухо может быть устройством
воспринимающим звук?
Ученики. Кроме уха приемником может быть микрофон, например, в
сотовом телефоне.
Опыт 1. Возьмем пустую бутылку с широким горлышком и резко
выдохнем в нее. Что вы обнаружили? Постарайтесь объяснить данное
явление.
Ученики. Мы услышали звук. Возможно, резкий выдох заставил частицы
воздуха, которые находятся внутри банки еще быстрее совершать свое
колебательное движение. А банка помогает усиливать звук.
Учитель. Под действием выдохнутой струи воздуха частицы воздуха,
который находится внутри банки начинают двигаться еще интенсивнее и
взаимодействовать с соседними им частицами. Эти взаимодействия
передаются другим частицам и так далее. Банка же в данном случае является
резонатором усиливающим эти колебания, которые мы воспринимаем как
звук.
Учитель. Давайте проведем еще один эксперимент.
Опыт 2. Возьмем металлический стержень и ударим по одному из его
концов. Каков результат? Как объяснить данное явление? (рис.1.)
Рис.1.
Ученики. Мы снова слышим звук. Металлический стержень - это твердое
тело. Наверно, удар по его торцу заставил его совершать колебания, вернее,
колебания совершают частицы из которых состоит этот стержень.
Учитель. Колебания частиц распространяются по всему стержню в виде
волны. Она представляет собой периодические чередования сжатий и
разрежений. При этом перенос энергии осуществляется без переноса
вещества, т.е. частицы среды не вовлекаются в поступательное движение
среды, в которой распространяется звуковая волна. Они совершают
колебания относительно своих положений равновесия. Из-за взаимодействия
между частицами эти колебания распространяются с некоторой скоростью,
образуя стоячую звуковую волну.
Учитель. Если этот стержень изогнуть посередине, то мы получим
специальный прибор, излучающий звук - камертон. Давайте попробуем
провести опыт с ним.
Опыт 3. Ударим молоточком по одному из торцов камертона. Затем
поднесем легкий полый шарик, закрепленный на нити, к этому торцу (рис.2).
Что вы обнаружили? Какой вывод вы можете сделать?
Рис.2.
Ученики. После удара по одному из торцов камертона поднесенный к нему
шарик снова отскакивает. Звук излучают только колеблющиеся тела.
Учитель. Как такие тела или устройства называются?
Ученики. Колеблющиеся тела, излучающие звук, называются
источниками звука.
Учитель. Источники звука - это колеблющиеся тела, создающие и
излучающие звук. Приведите примеры источников звука из повседневной
жизни.
Ученики. Примерами источников звука могут быть птицы, машины,
разговаривающие люди, компьютер, любой музыкальный инструмент.
Учитель. Совершенно верно. А теперь давайте, ребята, сами попробуем
сделать самый простой источник звука. Каждый из вас играл с ним в детстве,
не подозревая о том, что его очень просто сделать самому. Про него еще
говорят: маленький, удаленький, громко кричит. Что это? Кто догадался?
Ученики. Самый простой источник звука, про которого говорят: маленький,
удаленький, громко кричит – это свисток!
Организация проектной деятельности.
Учитель. Правильно. Это губной свисток. Чтобы его сделать нам
потребуются: ножницы, кусочек жести.
Порядок изготовления свистка: (такие карточки выдаются ученикам, они под
наблюдением учителя стараются сделать его самостоятельно).
1. Из кусочка жести вырезают две полоски. Одна полоска длиной примерно
5-6 см и шириной 1,5-2 см. Другая полоска - длиной примерно 4 см, шириной
- 1,5 см (в действительности все размеры свистка выбирают сами школьники
самостоятельно, как им больше нравится, это лишь приблизительные
данные).
2. Берут первую полоску и делают сгиб от первого края - 2 см, оставшуюся
часть загибают так, чтобы получить «окружность», при этом оставляя
небольшой зазор между этой окружностью и сгибом. Первая часть свистка
готова.
3. Вторую полоску сгибают вокруг горизонтальной части свистка, стараясь
не испортить «округлую» часть. Свисток готов к использованию (рис.3).
Рис.3.
В первоисточнике этот прибор называется «губной свисток» [Майер, В.В. Простые опыты со струями и
звуком [Текст] : учеб. пособие В.В.Майер. - М: Наука, 1985. – С.54.]. Схема губного свистка: 1 - сопло; 2 резонансная камера; 3 - острый край резонатора.
4. Берут свисток так, чтобы указательным и большим пальцами закрыть его
боковые отверстия, стараясь не уменьшать зазор сверху. Пробуют в него
свистнуть (рис.3).
Рис.3.
Итоги урока.
Учитель. Сегодня на уроке мы с вами вспомнили и закрепили наши знания о
колебаниях и волнах. Познакомились с еще одним видом волн - звуковыми и
с устройствами, порождающими их, - источниками звука. Постарались сами
сделать самый простой из источников. Надеюсь, что после этого урока у вас
в памяти останется много нового и интересного о звуке. Дома еще раз
постарайтесь разобраться в этом материале и если появятся вопросы, то
задайте их на следующем уроке.
Методические рекомендации к организации и проведению учебного занятия.
Для организации учебного занятия целесообразно ознакомиться с
разработками уроков других авторов. Можно воспользоваться уже
опробованными на практике конспектами уроков из журнала «Физика в
школе». При подготовке данной модели урока были изучены статья [6, с.4447], в которой автор использует поэтапное формирование основных понятий
и характеристик звуковых явлений на факультативных занятиях по физике, а
также статья [8,с.35-41]. Автор данной разработки предлагает при изучении
данной темы использовать межпредметные связи, в частности, физики и
музыки, физики и литературы, физики и биологии.
Стоит познакомиться с содержанием школьных учебников разного
уровня и профиля. В настоящее время школьники впервые знакомятся со
звуковыми явлениями в 9 классе основной школы, при этом используется
материал учебника А.В. Перышкина и продолжают его изучение только в 11
классе, но в силу существования и других учебников, возможно
формирование понятий и явлений, связанных со звуком, намного раньше - в
7 классе основной школы.
Любой учитель должен изучить с общими вопросами теории и
методики обучения физике, например, при подготовке и организации уроков
разного типа, поэтапного построения учебного занятия, используя материал
из учебного пособия.
Особое внимание стоит уделить частным вопросам методики изучения
отдельных тем. Но урок по физике невозможно провести без
экспериментального подтверждения любого теоретического факта, поэтому
необходимо обратиться к сформированной ранее экспериментальной «базе»
при изучении определенной темы. Можно в качестве основы взять известное
пособие А.А. Покровского по демонстрационному эксперименту или пособие
по физическому эксперименту. Также необходимо изучить литературу,
посвященную, например, изучению колебаний и волн, ультразвука в
школьном курсе физики.
Для организации процесса актуализации или закрепления усвоенных
школьниками знаний можно использовать пособия такого типа, как сборники
качественных и количественных задач по физике, тестовых и тренировочных
заданий, сборники по контрольным и самостоятельным работам и т.д.
Актуально изучить теорию метода научного познания, который в
настоящее время активно используется в обучении не только на уроках
физики, но и других предметов.
Литература.
1. Волков, В. А. Поурочные разработки по физике к учебным
комплектам С.В. Громова и А.В. Перышкина. 9 класс [Текст] : учеб.
пособие В.А. Волков. - М : Издательство «ВАКО», 2005. – 365 с.
2. Губанов, В.В. Лабораторные работы и контрольные задания по
физике [Текст] : тетрадь для учащихся 9 кл. В.В. Губанов. - Саратов:
Издательство «Лицей», 2003. – 80 с.
3. Изнова, Н.П., Горшечникова, И.Б. Урок «Колебания и волны»
[Текст] : учеб. пособие Н.П.Изнова, И.Б.Горшечникова.– М : Физика
в школе, 2006. - № 4.-С. 55-60.
4. Загадки для детей с отгадками. http://hvatalkin.ru/zagadka/945 (дата
обращения: 05.06.2014).
5. Звуковые волны. http://bobych.ru/referat/88/19966/1.html (дата
обращения: 01.06.2014).
6. Коржуев А.В., Коновалец Л.С., Седакова Л.Н. Изучение физики
звука и слуха на факультативных занятиях [Текст] : учеб. пособие
А.В. Коржуев, Л.С. Коновалец, Л.Н. Седакова. – М: Физика в школе,
1998. - № 3. - С. 44-47.
7. Майер, В.В. Вараксина, Е.И. Звук и ультразвук в учебных
исследованиях [Текст]: учеб. пособие В.В. Майер, Е.И. Вараксина. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011. – 336 с.
8. Свиридова, Е.М. Урок «А это – звука волшебство...» [Текст]: учеб.
пособие Е.М. Свиридова. – М: Физика в школе, 1998. - № 3.- С. 3541.
9. Разумовский В.Г. Методы научного познания и качество обучения
[Текст] В.Г. Разумовский // Учебная физика. - 2000.- № 1.- С.70-76.