| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0 |
|
Каталог статей
інтегрований урок Звук.
| Інтегрований урок фізики та біології.
Звук. Сприймання звуку людиною. Інфразвук та ультразвук. Вплив звуків на живі організми
Мета: ознайомити учнів з будовою вуха — найважливішого приймача звуку людини; на основі розподілу звуків за частотами, розглянути інфразвук, ультразвук та способи їх застосування; з'ясувати, який вплив на живі організми мають різні звуки;
-розвивати вміння аналізувати фізичні, біологічні й хімічні явища, робити висновки;
-сприяти культурному й екологічному вихованню учнів.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
План уроку
1. Джерела звуку.
2. Поширення звуку.
3. Орган слуху людини.
4. Нечутні звуки.
5. Звук і живі організми.
6. Хочеш дізнатися більше? (Що спільного у кажана і підводного човна?)
ХІД УРОКУ
І. Актуалізація опорних знань учнів
Що називають частотою коливань? {Це кількість коливань за одиницю часу.)
Від чого залежить частота коливань? ( Частота коливань залежить від швидкості.) Назвіть формулу зв'язку між частотою і швидкістю.
ІІ. Пояснення нового матеріалу
Записуємо тему уроку в зошит.
Учитель фізики. Ми живемо у світі звуків. Де б ми не були, нас супроводжують різні звуки. Ось, наприклад, ще зо¬всім маленька дитина, а вже гримить брязкальцями. Це її перша іграшка, і вона звукова.
Подивіться на цю пташку. Якщо закрити канал з одного боку пальцем, а з другого боку подути в неї, то звуку не почуєш. Якщо отвір відкрити і подути в іграшку, то за-лунають веселі трелі. Ви хочете дізнатися, чому співає пташка? Проведемо такий дослід.
Дослід 1. Візьмемо камертон — прилад, який нагадує ма¬сивну виделку з двома ніжками, закріплену на дерев'яному корпусі: Якщо по камертону вдарити молоточком, то камертон зазвучить. Піднесемо до камертона, що зву¬чить, підвішену на нитці маленьку кульку. Як тільки вони зіткнуться, кулька відразу ж, начебто від сильного поштовху, відскочить убік. Так відбувається саме через часті коливання ніжок камертона. А тепер повернемось до пташки. У каналі пташки коли¬вається повітря. Якщо ж канал закрити з одного боку пальцем, то звуку не буде чути, тому що повітря не зможе здійснювати коливань.
Тепер розглянемо іншу іграшку — «Баранчик». Коли ми натискуємо на неї, повітря виходить з подушки, яка знахо¬диться всередині іграшки, а коли відпускаємо — направля¬ється в середину подушки, вона поступово розпрямляється, повітря в ній коливається, утворюється звук.
Лялька, яка плаче. Причина цього — коливання повітря всередині шкіряної коробочки з отворами, розміщеної всередині іграшки. Під час нахиляння ляльки вантаж, що знаходиться в коробці, падає, змушуючи повітря в ній стискатися і виходити крізь отвори. Коливання повітря супроводжуються звуком.
Причиною музичних звуків, що створюються гітарою, є теж коливання повітря в її середині. Щоб звук був гучним, дерев'яний корпус гітари роблять великим і по-рожнистим.
Дані досліди дозволяють зробити важливий висновок: джерелами звуків є тіла, що коливаються.
2. А що необхідно мати для поширення звуку? Зверні¬мось до досліду. Для цього відк-рийте підручник* на с. 43. Розглянемо рисунки 6.3 та 6.4.
* Генденштейн Л. Е. Фізика 8 кл.: Підручник для серед¬ніх загальноосвітніх шкіл.— X.: Гімназія, 2008.
Дослід 2. Під скляний ковпак повітряного насоса по¬містили електричний дзвінок на поролоновій подушці. Увімкнули дзвінок — його добре чути. Але якщо відка¬чувати повітря з-під ковпака, звук ставатиме тихішим і тихішим, хоча крізь скло добре видно, що молоточок продовжує ударяти об чашку дзвінка. Врешті-решт, звук взагалі зникне. Цей дослід доводить (с. 44), що для по¬ширення звуку необхідне середовище.
Середовище може бути різним: повітря, вода, скло, земля. Головне, щоб середовище, у якому поширюється звук, проявляло пружність під час зміни форми або об'єму. Удари двох камінців один об одного аквалангіст може чути, перебуваючи під водою, оскільки коливання пере¬даються до вуха водою. Якщо прикласти вухо до землі, можна почути наближення потяга або автомобіля.
Так, славнозвісний історик М. Карамзін повідомляє, що Дмитро Донський перед Куликовською битвою, приклавши вухо до землі, почув тупотіння кінноти су-противника, коли її ще не було видно.
Таким чином, повітря не має якихось особливих переваг порівняно з іншими речовинами в розумінні можливості поширення в ньому звукових хвиль. Хіба що у різних середовищах звукові хвилі рухаються з різною швид¬кістю.
Уперше швидкість звуку виміряли у 1827 році на Женев¬ському озері у Швейцарії. На одному човні запалювали порох й одночасно вдаряли в підводний дзвін. На другому човні, що знаходився на відстані 14 км від першого, звук дзвону вловлювали за допомогою рупора, зануреного у воду. За різницею часу між сполохами світла і звуко¬вого сигналу визначили швидкість звуку. За 8 градусів Цельсія швидкість звуку у воді 1435 м/с.
Давайте розглянемо таблицю на с. 45. У ній наведено приблизні значення швидкості звуку в різних середо¬вищах.
Речовина Швидкість звуку, м/с Речовина Швидкість звуку, м/с
Повітря 340 Скло 4 500
Вода 1 500 Сталь 5 000
Поліетилен 2 000 Алмаз 1 8350
Як бачимо, швидкість звуку в різних середовищах від¬різняється в десятки разів. Це пов'язано з тим, що агре¬гатний стан, густина, температура, молекулярна будова різних речовин є різною. З ростом температури швидкість звуку зростає.
Можна помітити, що швидкість звуку в рідинах набага¬то більша, ніж у газах, а в твердих тілах — іще більша. І що твердіше тіло, то більша швидкість звуку в ньому: найбільша швидкість звуку в найтвердішій із відомих речовин — алмазі.
3.Учитель біології. А що є для нас, людей, найважливішим приймачем звуку? Так, звичайно, це вухо. Звукова хвиля, потрапля¬ючи на барабанну перетинку, спричиняє її коливання. Ці коливання через мініатюрні кісточки, що називаються молоточком і ковадлом, передаються в наповнений рі¬диною завиток, названий равликом. У рідині виникають хвилі, які впливають на чутливі клітини, де народжуються нервові імпульси, що йдуть у мозок. Саме ці імпульси й сприймаються мозком як звук.
Навіть маленька дитина, що знаходиться в утробі вагітної жінки, може почути звук, що розповсюджується зовні. Пропоную переглянути відео фрагмент (із фільму «Життя перед життям»).
Вухо є надзвичайно чутливим інструментом: воно здатне сприймати звуки, що відрізняються за інтенсивністю в 10'1 разів. Саме в стільки разів відрізняється інтенсив¬ність тихого шепоту від інтенсивності звуку відбійного молотка або рок-концерту.
4.Учитель фізики. Наше вухо сприймає у вигляді звуку коливання, час¬тота яких лежить у межах від 16 до 20 000 Гц. Зазначені границі звукового діапазону умовні, тому що залежать від віку людей й індивідуальних особливостей їх слухо¬вого апарата. Зазвичай верхня частотна границя звуків, що сприймаються, з віком значно знижується — деякі люди похилого віку можуть чути звуки із частотами, що не перевищують 6 000 Гц.
Тіла, що коливаються з частотами, меншими за 20 Гц, випромінюють інфразвук. Інфразвук викликають, на¬приклад, землетруси й вібрація важких механізмів, ав-томобілів, тракторів і побутових приладів. Наприклад, сільськогосподарські трактори й вантажівки мають максимальні вібрації в діапазоні 1,5-3,5 Гц, гусеничні трактори — близько 5 Гц. Музичний орган так само може випромінювати інфразвук. Усілякі вибухи й обвали також можуть випромінювати звуки інфрачервоних частот.
Років 35 тому в одному з лондонських театрів готувалася вистава, дія якої за сюжетом відбувалася в далекому ми¬нулому. Режисер забажав підкреслити це оригінальним сценічним ефектом. Фізик Роберт Вуд порадив засто¬сувати інфразвук, який, як запевняв Вуд, викличе від¬чуття «таємності», вчений власноруч винайшов джерело інфразвуку — величезну органну трубу. Під час репетиції з використанням труби отримали ефект, подібний до землетрусу: приміщення театру почало дрижати, жах прокотився по залу, виявилося, що злякалися навіть мешканці сусідніх будинків. Режисер, звісно, теж злякався і від використання інфразвуку відмовився.
Учитель біології. Механізм сприйняття інфразвуку і його фізіологічної дії на людину поки повністю не встановлений. Такі звуки не чутні, проте вони чинять негативну дію на організм людини: з'являються підвищена нервозність, почуття страху, приступи нудоти. Іноді з носа й вух іде кров. А ось науці інфразвук служить добре. Аналіз багаторічних спостережень поведінки морських птахів, тварин, медуз показав, що ці створіння незадовго до наближення шторму поспішають заховатися у безпечному місці. Виявляється, медуза сприймає коливання 8-13 Гц, які з'являються і поширюються у воді за 10-15 год. до шторму.
Учитель фізики. Тіла, що коливаються з частотою понад 20 000 Гц, ви¬промінюють ультразвук. Людина не чує його, але деякі тварини чують. Так, собаки чують коливання з частотою до 60 000 Гц, пацюки - 25-30000 Гц, миші - 30-36000 Гц, морські свинки, сови, борсуки, кажани — до 100 000 Гц, а дельфіни — навіть до 200 000 Гц.
Вухо є природним приймачем звуку, однак створені й штучні приймачі звуку. Найбільш широко викорис¬товуються різні мікрофони. Вони перетворюють звукові коливання на коливання електричного струму, завдяки чому з'явилася можливість записувати звук і передавати його на великі відстані.
5. А як взагалі звук впливає на живі організми?
Учитель біології. Про благотворний вплив музики на людину відомо вже дуже давно. Історія свідчить про те, що ще легендарний Піфагор лікував багато захворювань спеціально на¬писаною музикою, називаючи цю терапію «музичною медициною», оскільки він зв'язував уяву людини саме з музикою, яку рекомендував для очищення душі. Піфа¬гор вважав, що у кожної людини, як і у кожної планети в космосі, є власна музика — музика її сфер. Вона являє собою своєрідний камертон, який приводить людину в стан повної гармонії з Природою. Учений Піфагор (VI ст. до н. е.) у дослідах зі струною виявив, що будова музичної гами підпорядкована суворим числовим пропо¬рціям. Як це зараз очевидно, відкриття Піфагора було для європейської науки взагалі першим законом, вираженим в явній числовій формі.
Учитель фізики. Космічний апарат Cassini виявив, що кільця Сатурна випромінюють мелодію на радіочастоті. Зовнішня схо¬жість кілець з грамплатівкою несподівано підтвердилася цікавим відкриттям. За допомогою датчиків на кораблі Cassini вчені ΝASA виявили, що кільця постійно «грають» мелодію з різних нот. Великому невропатологу й пси¬хологу Бехтереву належать багато цінних порад щодо використання музики з лікувально-профілактичною метою. Так, він рекомендував: щоб вивести людину з того або іншого настрою, треба спочатку дати їй прослухати мелодії, відповідні цьому настрою, а потім поступово змінити характер музики згідно з бажаною переміною в настрої. На підставі досліду вчений переконував, що найбільш сильний і яскраво виражений ефект дає одно¬рідна за своїм характером музика.
Учитель біології. Здавна відомий благодійний вплив на організм людини шумів природного середовища (шум листя, дощу, річки та ін.). Статистика свідчить, що люди, які працюють у лісі, поблизу річки, на морі, рідше, ніж мешканці міст, хворіють на нервові і серцево-судинні хвороби. Доведено, що шелест листя, спів птахів, дзюрчання струмка, зву¬ки дощу оздоровче впливають на нервову систему. Під впливом звукових хвиль водоспаду посилюється робота м'язів. Позитивний вплив гармонійної спокійної музики був відомий з давніх-давен. Це й поширені в усьому світі колисанки — тихі, ніжні монотонні наспіви, і зцілю¬вання нервових хвороб заспокійливим дзюркотінням струмкової води, лагідним шумом морських хвиль або пташиним співом.
Давно відома також негативна дія звуку. Одним із се¬редньовічних покарань було жорстоке вбивство жертви звуками від ударів потужного дзвона: приречений по¬мирав у страшних муках від нестерпного болю у вухах. Шум шкідливий не лише для людини. Встановлено, що рослини під впливом шуму повільніше ростуть, у них спостерігається надмірне (навіть повне, що призводить до загибелі) виділення вологи через листя, можливі по¬рушення клітин. Гинуть листя і квіти рослин, що розміщені біля гучномовця. Аналогічно діє шум на тварин. Від шуму реактивного літака гинуть личинки бджіл, самі ж вони втрачають здатність орієнтуватися в просторі, в пташиних гніздах дає тріщини шкаралупа яєць. Від шуму знижуються надої, приріст у вазі свиней, несучість курей. Хворобливо переносять шум риби, особливо у період нересту.
Учитель фізики. А зараз пропоную вам переглянути відео фрагмент про вплив звуку на воду та людей (з фільму «Вода»).
У наш час наука пішла так далеко, що може вивчати про¬цеси на рівні клітин. Мабуть, сьогодні вже всі знають, що світ створено з вібрацій — хвиль різної частоти і до-вжини. І коли вчені перевели за допомогою спеціальних приладів коливання клітин на мову звуків, то отримали надзвичайно цікаві результати. Виявилося, що здорова клітина співає, а хвора — хрипить, та, що помирає, ви¬дає звуки в низькому спектрі частот, а мертва — лише «шумить». Свій специфічний «голос» мають клітини, уражені онкологічними процесами й отруєні алкоголем, тощо. Вчені також експериментально довели, що руйнівні процеси в клітині можна зупинити і навіть відновити здорові за допомогою звукових коливань, в основу яких покладено Божественну гармонію (її існування також на¬уково доведено). Передусім ідеться про класичні музичні твори. Тому саме їх часто застосовують музикотерапевти у своїй роботі. Але треба зазначити, що навіть людина, яка не знає про «лікувальні» властивості певних музичних творів і просто слухає їх, отримує від цього позитивний результат. Тому батьки, які виховують у своїх дітей по¬требу в музиці, роблять неоціненний внесок не лише в їхній культурний розвиток, а й у здоров'я.
6. Хочете дізнатися більше? Що спільного у кажана і під¬водного човна? Подивіться на с. 49. Учені встановили, що кажани орієнтуються й полюють, випускаючи ультразвук і ловлячи його відбиття своїми величезними вухами. Підводні човни також рухаються в темряві: на глибині, де вони плавають, завжди темно, як у безмісячну ніч. Тому, подібно до кажанів, підводні човни орієнтуються, визначаючи відстані до предметів за відбитими ультра¬звуковими імпульсами.
Чутливі приймачі ультразвуку показали, що він входить до складу шуму вітру й водоспадів, до складу звуків, ви¬промінюваних деякими тваринами.
Ультразвукові хвилі можна одержати за допомогою спеціальних високочастотних ви-промінювачів. Вузький паралельний пучок ультразвукових хвиль у процесі поширення дуже мало розширюється. Завдяки цьому ультразвукову хвилю можна випромінювати в заданому напрямку.
Де ж сьогодні застосовують ультразвукові хвилі? Давайте переглянемо невеликий відео фрагмент (з диска «Біблі¬отека електронних наочностей — 10-11 клас»).
III. Закріплення вивченого матеріалу
1. Які тіла є джерелами звуків?
2. Що необхідне для поширення звуку?
3. Чи однакові швидкості звуку в різних середови¬щах?
4. Чому швидкості звуку в різних середовищах різні?
5. Від чого залежить швидкість звуку в різних серед¬овищах?
6. Звуки якої частоти сприймає людина?
7. Що таке інфразвук?
8. Що таке ультразвук?
А зараз проведемо таку гру: я називаю якесь тверджен¬ня, і якщо воно є правильним, то ви плескаєте в долоні, створюючи для мене приємний звук, який означатиме, що ви добре зрозуміли дану тему, а якщо ні — не вико¬нуєте жодних рухів.
Розпочинаємо:
1. Середовищем для поширення звуку може бути: а) повітря; б) вода; в) вакуум;
г) земля; д) скло.
2. Джерелами звуку можуть бути:
а) музичні інструменти;
б) грім; в) камінь; г) дощ;
д) міський транспорт.
3. Людина сприймає звуки з частотою:
а) менше 16 Гц;
б) більше 20 000 Гц;
в) більше 16 Гц, але менше 20 000 Гц.
4. Органом слуху людини є:
а) ніс;
б) вухо;
в) очі.
5. Звук може впливати на людину:
а) корисно;
б) шкідливо;
в) не впливає.
Тести
1. Що є джерелами звуку?
а) Тільки тіла у твердому агрегатному стані;
б) будь-які тіла, що коливаються;
в) тільки тіла в газоподібному атомарному стані.
2. Що є необхідним для поширення звуку?
а) Середовище;б)вакуум; в) простір.
3. Чи можуть звуки поширюватися у вакуумі?
а) Так, з дуже великою швидкістю;
б) ні;
в) так. але дуже повільно.
4. У медицині для діагностики організму людини за¬стосовують:
а) ультразвук;
б) інфразвук;
в) як ультразвук, так і інфразвук.
5. Що називають інфразвуком?
а) Звук з частотою менше 20 Гц;
б) звук з частотою більше 20 Гц;
в) звук з частотою більше 20 000 Гц.
6. Що називають ультразвуком?
а) Звук з частотою менше 20 000 Гц;
б) звук з частотою більше 20 Гц;
в) звук з частотою більше 20 000 Гц.
На наступний урок я обов'язково принесу перевірені роботи і кожен учень отримає за урок оцінку.
У вас на столах лежить невеличкий конспект даного уроку. Покладіть його собі в зошит, він вам допоможе під час підготовки до наступного уроку.
Головне на уроці
1. Джерелами звуків є тіла, що коливаються (музичні інструменти, грім, дощ, міський транспорт).
2. Для поширення звуку необхідне середовище (пові¬тря, вода, скло, земля).
3. Людське вухо сприймає у вигляді звуку коливання, частота яких лежить у межах від 16 до 20 000 Гц.
4. Тіла, що коливаються з частотою понад 20 000 Гц, випромінюють ультразвук.
5. Тіла, що коливаються з частотами, меншими за 20 Гц, випромінюють інфразвук.
6. Швидкість звуку залежить від температури.
VI. Домашнє завдання
§ 6, пункти 1, 2 і 5.
Для учнів високого рівня дати відповіді на такі запи¬тання:
1. У польоті багато комах видають звук. Під час польоту птахів звуку не чути. Чому?
2. Спостерігаючи здалеку за рухами людини, що пра¬цює молотком або сокирою, можна помітити, що звук удару чується не під час удару, а коли людина піднімає руку з молотком. Як це пояснити?
І на кінець уроку пропоную вам послухати твір Євгена Доги «Сонет» та «зарядитися» гарним настроєм на на¬ступні уроки.
Література
1. Генденштейн Л. Е. Фізика 8 кл.: Підручник для середніх за¬гальноосвітніх шкіл.— X.: Гімназія, 2008.
2. Кирик Л. А. Усі уроки фізики. 8 клас— X.: ВГ «Основа», 2008.
3. Бібліотека «Шкільного світу» // Нетрадиційні уроки з фізики.— К.: Шкільний світ, 2007.
4. Ланіна 1. Я. Позакласна робота з фізики.— К.: Радянська школа, 1983.
5. Педагогічний програмний засіб «Бібліотека електронних наочностей» «Фізика 10-11 кл.», версія 1.0
6. http:// www.tab.net.ua
МЕТОДИ, ЯКІ МИ ОБИРАЄМО
Сучасна педагогіка пропонує вчителеві широкий спектр методів, за допомогою яких він може ефективно розв'язувати найскладніші завдання. Для кожної групи завдань існують деякі «свої» методи, які дають змогу одержати вищі результати. Ефективність застосування методу залежить від того, чи підібраний він відповідно до тих завдань, які можуть успішно розв'язуватися з його допомогою, перебувають у межах його впливу. Друга складова частина успіху — майстерність застосування методу безпосередньо в класі. Отже, кожний метод ефек¬тивний за умови правильного вибору й майстерності застосування. Зосередимо увагу на перший складовій успіху — правильному виборі методів. Щоб зробити ефективний вибір, треба добре знати функції методів, їх можливості, одним словом, діапазон дії. Всі методи ви¬конують три функції — навчальну, розвивальну, виховну. Причому для однієї функції він є більш, а для інших — менш ефективним. Основою шкільної практики були й залишаються класичні методи навчання, на підставі яких розробляються нові модифікації, пристосовані до завдань можливостей сучасної школи. Одним із таких методів є метод проектів та відеометод, про переваги яких ми поговоримо пізніше. Спочатку розглянемо класичні методи, які я використовую для розв'язання головних навчально-розвивальних завдань.
Отже,
• для формування теоретичних знань, практичних і теоретичних умінь, навичок узагальнювати, система¬тизувати й застосовувати знання, навичок самоосвіти я використовую класичні методи — шкільна лекція, пояснення, бесіда, демонстрація, робота з підручни¬ком, самостійна робота, практична робота, вправи;
• для розвитку мислення, пізнавального інтересу до предмета, активності, пам'яті, волі, мовлення — бесіда, ілюстрація, метод проектів, дослідницький метод, пізнавальна гра;
• для продуктивного мислення, вияву ініціативи, ко¬лективної співпраці) застосування набутих знань — навчальна дискусія, пізнавальна гра, програмоване навчання, інтерактивні методи.
Обираючи метод, треба насамперед максимально з'ясувати головну мету і конкретні завдання, які розв'язуються на уроці. Після цього уточнюється перше коло методів, більш-менш придатних для розв'язування поставлених завдань. Передусім потрібно обирати ті, що дають змо¬гу одночасно розв'язувати якомога більшу кількість навчально-виховних завдань. Такими ефективно діючими методами є насамперед самостійні і практичні роботи, навчальні дискусії, пізнавальні ігри і проектний метод.
Проектний метод має багато переваг порівняно з традицій¬ними, оскільки, працюючи над проектами, учні діють не шаблонно, а знаходять власний шлях розв'язування задачі, вчаться користуватися різними джерелами інформації, ана¬лізувати отриману інформацію, відбирати найкорисніше, те, що допоможе розв'язати проблему. Підготовка до захисту готового продукту вимагає відпрацювання уміння пред¬ставити отримані результати в такій формі, щоб вони були зрозумілими й цікавими слухачам. Таким чином, проектний метод розв'язує багато педагогічних завдань: створення позитивної мотивації в процесі навчання; формування навичок розумової праці, узагальнених інтелектуальних умінь у процесі пошуку джерел інформації з обраної теми, формулювання результатів і висновків; вироблення при¬йомів колективної праці; оволодіння письмовим і усним мовленням. Власне проект — це своєрідна тріада: задум — реалізація — продукт. Я вважаю, що проектною діяльністю треба доповнити навчальний процес, щоб вона була в учнів не замість уроків, а разом із уроками.
Метод проектів — сукупність навчально-пізнавальних прийомів, які дають змогу розв'язати ту чи іншу про¬блему в результаті самостійних дій учнів з обов'язковою презентацією цих результатів.
Мета й задачі проектної технології:
• організувати справді дослідницьку творчу самостійну діяльність протягом навчального часу, що відводиться на вивчення предмета;
• використовувати різноманітні методи й форми само¬стійної пізнавальної, практичної й художньо-творчої роботи;
• сприяти інтелектуальній активності учнів.
|
| Категорія: Мої статті | Додав: semkoolena (17.03.2015)
|
| Переглядів: 555
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
|