STEM робота для 2 класу «Утворення звуку від вібрації й вібрації від звуку. Експериментальні дослідження в умовах розвитку STEM-освіти у початкових класах»

«Утворення звуку від вібрації й вібрації від звуку. Експериментальні дослідження в умовах розвитку STEM-освіти у початкових класах»

Провела вчитель початкових класів

Литвин Валентина Андріївна

 з учнями 2 –В класу

2023

Дослідження. Звуки та вібрації

Основна ідея: В цьому дослідженні учні ознайомляться з поняттям звуку, розглянуть як утворюються звукові хвилі, приклади утворення звуку від вібрації й вібрації від звуку.

Рівень: 2 клас початкової школи.

Час проведення дослідження: 1 місяць.

Мета: сформувати поняття звуку й звукових хвиль.

Завдання: Продемонструвати візуалізацію звукових хвиль на прикладі простого струнного інструменту – гітари, або її аналогу. Спостерігання вібрацій від звукових хвиль на прикладі руху дрібних предметів на мембрані, “Танцююче пшоно”. Виготовити з підручних матеріалів власний музичний інструмент.

Необхідні матеріали для гітари:

• паперова тарілка
• повітряна кулька
• липка стрічка
• картон
• ножиці
• клей
• фарби
• робочий лист й олівець.

Необхідні матеріали для “танцюючого пшона” :

• чаша або миска
• пластикова упаковка
• кольорове пшоно, або бісер

Опис проведення дослідження:

Крок 1. Ознайомлення.

Називаю учням основну ідею дослідження – ознайомлення із звуками.

Мозкова атака.

-Що таке звук?

-Діти створіть кілька звуків, використовуючи предмети в класі

(плесніть в долоні, перегорніть сторінки книги, постукайте по парті).

-Що викликає звук?

Діти обговорили ці питання в парах й поділитися своїми відповідями на обидва запитання з класом. Відповіді дітей: -«звуки – це шум, який ми чуємо», «звуки трапляються, коли ми говоримо», або «звуки трапляються, коли дві речі вдаряються одна об одну».

 -Зараз ми вивчимо, що саме викликає звук.

Крок 2. Дослідження 1.

Роздала кожній парі учнів по гумовій нитці. Попросила одного з учнів натягнути нитку в руках, тримаючи за різні кінці, а іншого обережно “пощипати” за стрічку одним пальцем.  Учні повторюють дії декілька разів міняючись ролями.

Ставлю запитання:

 -Що ви чуєте коли защипуєте гумову стрічку?

 -Що ви бачите?

 -Що відбувається коли стрічка перестає рухатися?

Пропоную учням сформулювати гіпотезу про те, звідки береться звук.

Після того, як вони висловили свої гіпотези, можна узагальнити їх думки про те, що ж таке звук і звідки він береться.

Пояснюю учням, що швидкий рух гумової стрічки вперед-назад називається вібрацією. Коли ви защипуєте стрічку, ви змушуєте її вібрувати. Гумова стрічка в свою чергу передає ці вібрації далі в повітря . Незважаючи на те, що ми не бачимо вібрацій повітря, наше вухо вловлює їх і ми чуємо звуки. Отже вібрація викликає звук. Оскільки вібрація викликає звук, коли вібрація припиняється

(гумова стрічка перестає рухатися), звук також припиняється.

Крок 3. Дослідження 2. « Танцююче пшоно»

Підготовка

1) На чашу або миску натягніть пластикову упаковку, зафіксуйте її гумовою стрічкою. Утворена мембрана має бути добре натягнута.

2) Розташуйте чашу на великій тарілці або теці.

3) Переконайтесь, що все працює:

Насипте на мембрану трохи пшона, тримайте рот близько до неї і спробуйте гучно гудіти. Змінюйте висоту гулу, поки не побачите, як пшоно вібрує. Якщо це не спрацює, спробуйте гудіти гучніше, тримаючи ближче рот або ще більше змінивши висоту тону. Якщо це все ще не працює, то спробуйте:

1) Використовуйте більш дрібні зернисті матеріали (наприклад, дрібну сіль або цукор).

2) Візьміть чашу або миску іншого розміру.

3) Спробуйте ємність, виготовлену з іншого матеріалу (кераміка, метал, пластик тощо).

4) Переконайтесь, що пластикова упаковка щільно натягнута.

Ознайомлення

Бесіда:

-Як ще можна побачити вібрації утворювані звуковою хвилею?

-Чи були ви коли небудь на концерті? Чи може стояли досить близько до музичних колонок?

 -Якщо так, що ви відчували? Можливо ви навіть бачили рух мембрани в колонках?

Випробовування

1) Ставимо та стіл підготовлену чашу й запитую в учнів на що це схоже. Відповіддю може бути, наприклад, що це барабан.

2) Пропоную декільком учням по черзі погудіти біля чаші.

-Щось відбувалось? Чи помітили вони рух?

3) Насипаємо на мембрану трохи бісеру й прошу учнів повторити свої дії.

-Що ми бачимо?

(Пояснюю учням, що бісер має рухатися лише від звуку, наприклад, якщо ви розмовляєте або співаєте дуже близько до чаші, ви можете видихати і дути, це змусить бісер рухатися, але не від звукової хвилі.)

Можна додати драйву. Піднести мобільний телефон до чаші та змінюйте гучність звуку. Спостерігайте за змінами.

Крок 4. Пояснення та виконання практичної роботи.

Завдання: Виготовити власний музичний інструмент.

Час виконання: 60 хв.

Виконання: Трохи прикро, якщо одній людині доводиться весь час тримати гумову стрічку. Щоб зробити гру простішою, кожна група може створити свій власний “музичний інструмент”.

1.    Знайомство з струнними музичними інструментами в підручнику Мистецтво 2 клас

2.    Знайомство з укулеле. Спроби зіграти.

3.    Роздати учням матеріали для виготовлення музичного інструменту.

4) Виготовлення власної гітари. Показати як натягнути гумку на тарілку й зафіксувати її. Пояснити, що для створення вібрацій й отримання звуку гумка має бути натягнута.

5) Запропонуйте дітям послухати звук один у одного і перевірити силу звуку.

Сформулювати гіпотезу, в яких випадках сила збільшується, тобто що може впливати на звук.

6) Порівняйте на картинках реальні музичні інструменти та сформулюйте гіпотезу, для чого створюється простір під натягнутими струнами.

Випробування

Тепер кожен з учнів може самостійно “зіграти” на своєму музичному інструменті. При цьому учні мають провести такі дослідження та відповісти на різні запитання, наприклад:

- Що відбувається, якщо вони за допомогою пальця зупиняють вібрацію?

 -Як змінюється звук, якщо вони защипують гумову стрічку сильніше?

За результатами проведених досліджень учні мають зафіксувати свої спостереження у таблиці “Робочий лист” у вигляді малюнків або записів.

Крок 5. Удосконалення.

Ставлю учням запитання:

 -Чи працював їх інструмент саме так, як вони хотіли?

 -Що вони хотіли би змінити в ньому?

Запропонуйте змінити натяг деяких гумових стрічок або замінити їх на стрічки іншої товщини й подивитися як зміняться звуки.

Крок 6. Оцінювання.

Повторюємо запитання, яке обговорювалось на початку заняття:

 -Що таке звук?

Продемонструйте стукіт чогось важкого у вашому класі, наприклад, письмового столу, дверей чи стіни.

 -Що ми почули? (Ми почули звук.)

 -Що ми побачили? Чи можемо ми побачити вібрацію цього разу? (Ні, ми не могли побачити, як стіл вібрує.)

 -Ви вважаєте, що все ще існує вібрація, навіть якщо ми її не бачимо?

Відповіді учнів на це запитання можуть відрізнятися. Вони можуть не вірити, що все ще існує вібрація, якщо вони не можуть її бачити.

Пояснюю, що всі звуки викликані вібраціями, навіть якщо ми їх не бачимо. Щоб продемонструвати це необхідно провести такий експеримент:

Один учень має покласти руку на парту, інший учень має стукати по парті. Поміняйтесь ролями, повторіть спробу.

- Що ви бачили, чули та відчували, коли ваш партнер стукав по парті?

(Діти почули звук. Хоча  не могли бачити, як стіл вібрує, вони відчували, як він вібрує під рукою.)

Крок 7. Підсумок

Щоб оцінити розуміння учнями звуку та вібрації, попросила кожну пару учнів подумати про звук, який вони можуть створити в класі (крім тих, які вже було наведено в прикладах). Це можуть бути розмови, постукування двома олівцями, шарудіння пакетом, тощо.) Потім попросила їх пояснити решті класу, що вібрує й створює їх звук, і як вони це знають (наприклад, чи бачать вони чи відчувають  вібрацію?).