Урок - дослідження в 9 класі "Чарівні струни бандури"

Урок – дослідження «Чарівні струни бандури»

Мета:

Навчальна: узагальнити і систематизувати знання учнів із тем «Виникнення та поширення механічних хвиль. Звукові хвилі», «Розв’язування задач. Звукові хвилі. Швидкість поширення звуку, довжина і частота звукової хвилі»; на реальному прикладі звучання музичного струнного інструменту дослідити характеристики звуку, навчитися розв`язувати задачі на зв`язок швидкості, довжини та частоти звукової хвилі, ознайомитися з будовою бандури та її інженерними особливостями, втілювати у навчальний процес наскрізні змістові лінії, розширити світогляд учнів, продемонструвати нерозривний зв`язок фізики та музики, навчати працювати з різними джерелами інформації.

Розвивальна: розвивати в учнів вміння самостійно опрацьовувати інформацію, виступати перед аудиторією, вміння критично мислити та творчо виконувати завдання, застосовувати здобуті знання при розв`язуванні експериментальних завдань, формувати пізнавальну самостійність та дослідницьку діяльність.

Виховна: створити передумови для самоосвіти та самовдосконалення учнів.

Тип уроку: нетрадиційний інтегрований (фізика, музика, історія, українознавство, художня культура), узагальнення і систематизації знань, контролю та корекції знань, умінь та навичок з теми «Виникнення та поширення звукових хвиль», «Розв’язування задач. Звукові хвилі. Швидкість поширення звуку, довжина і частота звукової хвилі».

Засоби навчання: мультимедійна презентація, камертон, механічний годинник з будильником, скляний ковпак, математичний маятник, довга лінійка, метроном, мірна стрічна, бандура, мобільний додаток Sound master, плакат з будовою бандури, кольорові наліпки, картка з ходом експериментальної роботи.

Методи проведення уроку: інтерактивні, словесні (бесіда, пояснення), наочні (відеометод, демонстрація), практичні вправи, експериментальні дослідження, створення проблемної ситуації.

Форма організації навчання: групова. Методи контролю: зовнішній.

Прийоми оцінювання: експрес опитування, завдання за картками, творчі завдання. Форма оцінювання: в рамках оцінок – балів.

Хід уроку.

І. Актуалізація опорних знань.

З попередніх уроків відомо, що джерелом звукових хвиль є тіла, що здійснюють механічні коливання з частотою від 20 до 20000 Гц.

Якщо увімкнути будильник та накрити його скляним ковпаком звук суттєво зменшується, а за його відсутності взагалі зникне. (демонстрація). Від чого залежить швидкість його поширення?

За допомогою «Мозкового штурму» учні встановлюють, що у твердих тілах, рідинах та газах швидкість різна, а також залежить від температури середовища.

Розгойдуючи математичний маятник, відхиляючи на різну віддаль закріплену одним кінцем лінійку, вдаряючи по ніжці камертона з різною силою, учні встановлюють залежність гучності від амплітуди коливань.

Демонструючи різну частоту метронома, учням надається можливість самостійно пояснити, що означає частота камертона 440 Гц.

Завдання на дошці.

1. Знайдіть період коливань камертона та  довжину його звукової хвилі.
2. За допомогою секундоміра учням пропонується визначити час звучання камертона, після чого на дошці потрібно знайти кількість коливань ніжок камертона за цей час.
3. Приймаючи, що амплітуда коливань ніжок камертона 1 мм, потрібно знайти шлях, який проходить одна ніжка під час коливання протягом часу звучання.

ІІ. Формулювання проблеми, яку потрібно дослідити.

 Скільки потрібно докласти майстрові, який виготовляє музичні інструменти, зусиль, щоб перетворити коливання повітря в чудовий мелодійний звук! Він вкладає душу й досвід, набутий роками, у своє творіння. Процес утворення звуків бандури –об`єкт дослідження цього уроку.

На екрані демонструється будова бандури. Пропонується звернути увагу учнів на різну довжину струн, їх товщину, кількість, резонаторний отвір, систему кріплення і настройки струн.

Струни на бандурі охоплюють кілька регістрів, які різняться за тембром звучання: нижній регістр(велика і мала октави) має глибокий оксамитовий м’який звук, середній(перша і друга октава)  - насичене , яскраве звучання, а верхній (третя октава) – дзвінкий блискучий звук. Струни розміщуються від найтовстішої до найтоншої. Чим товстіша струна, тим нижче її звучання. Довжина струн зменшується поступово, в міру наближення до краю бандури. Струни, розташовані на грифі називаються басовими, а ті, що на корпусі – приструнками. Басові струни і частина приструнків мають мідну обмотку. На «Львів’янці» обмотка до ноти соль 1 октави, а на Чернігівській – до ноти до 1 октави.

 Концертні бандуристи в Україні використовують інструменти київського типу переважно виробництва Чернігівської або Львівської музичної фабрики. Ці інструменти зроблені за конструкцією І. Скляра та В. Герасименка. Стандартна бандура-прима має 55—58 струн і настроєна в тональності соль мажор.

Пригадаймо основні характеристики звуку:

• Звуковий тон – звук однієї частоти.
• Обертон – додаткова частота.
• Тембр – відтінок звуку
• Гучність звуку залежить від амплітуди коливань.
• Висота звуку залежить від частоти коливань.

З предмету музика ви вже знаєте, що  теорія музики як правило розділяє октави на послідовність із дванадцяти звуків, що називається хроматичною гамою. Найчастіше зустрічаються гами із семи тонів: До, Ре, Мі, Фа, Соль, Ля, Сі.

 Кожний звук має свою частоту, тому музика з фізикою нерозривно зв`язані.

Частота звучання музичних нот чернігівської бандури (55струн)

Отже, знаючи частоту звуку, можна обчислити довжину звукової хвилі. Довжина звукової хвилі обчислюється формулою λ= де = 340 м/с – швидкість звуку в повітрі.

Акустичний резонанс є важливим фактором для майстрів з виготовлення музичних інструментів, оскільки більшість акустичних інструментів використовують резонатори.

Натягнуті струни мають резонансні частоти безпосередньо пов'язані з масою, довжиною та силою натягу струни. Довжина хвилі, яка викличе перший резонанс у струні, дорівнює подвоєній довжині струни.

Вищі резонанси відповідають довжинам хвиль, які дорівнюють поділеній націло довжині основної хвилі. Перевіримо відношення довжини звукової хвилі до довжини струни ноти ля бандури у великій, малій, першій та другій октавах.

За допомогою мірної стрічки виміряємо довжину трьох струн великої, малої та першої октави, які відповідають ноті ля.

= 0,75 м,    =0,5 м,     =0,375м

Користуючись таблицею частот та формулою обчислимо довжини хвиль звукових коливань.

Відношення довжини звукової хвилі до довжини струни:

ІІІ. Експериментальна частина.

Учням пропонується виконати завдання та заповнити картку. Під час самостійної роботи учитель по черзі викликає учнів для гри на бандурі. Можна запропонувати зіграти кілька нот, наприклад «Щедрика».

Експериментально – дослідницька робота

«Вивчення звукових коливань струн бандури»

Мета: експериментально дослідити параметри, від яких залежать характеристики звуку.

Обладнання: струнно – щипковий музичний інструмент (бандура), камертон, мірна стрічка, секундомір..

Завдання: 1. Ознайомитися з будовою бандури, принципом розміщення струн та видобування звуків.

2. Визначити частотний діапазон звучання струн бандури.

3. Встановити від яких факторів залежить звучання струн.

4. Визначити довжину звукової хвилі ноти ля та обчислити її  відношення до довжини відповідної струни у метрах.

Хід та результати дослідження:

 Зробити кілька щипків струн  з різною силою. За результатами експерименту встановили, що гучність звуку більша, якщо ______________________________________________

Порівняйте як звучить перша струна на басах та остання в третій октаві. Висота звуку залежить від ________________________________________________

 Обчисліть довжину хвилі ноти ля першої октави за формулою λ=v/ν, де,