Концепция урока развиваюшего обучения

Педагогическая цель

Создать условия для формирования у учащихся представления о звуковых волнах и особенностях их образования, о механизме протекающих при этом процессов

Тип урока

Изучение нового материала

Планируемые результаты

Предметные: научатся определять особенности образования звуковых волн и механизме протекающих при этом процессов.

Метапредметные:

Познавательные: развитие мышления учащихся (анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия); работа с информацией в разных видах – текст, таблица, схема, рисунок.

Регулятивные: умения планировать и проводить эксперимент, выдвигать гипотезу, проверять ее, оценивать работу группы, проводить контроль и коррекцию своей работы.

Коммуникативные: умения представлять работу группы, выдвигать и обосновывать гипотезы, вести дискуссию, аргументировать свою точку зрения.

Личностные: показ и оценивание роли физического и мысленного эксперимента и методов научного познания в изучении физических явлений; проецирование мыслей великих людей на учебное творчество.

Организация урока

Оргмомент _________________________ 2 минуты

Мотивация _________________________ 2 минуты

Актуализация знаний ________________ 6 минут

Изучение нового материала ___________ 30 минут

Первичное закрепление знаний ________ 3 минуты

Подведение итогов, домашнее задание __ 2 минуты

Оборудование

1. Компьютер, проектор, интерактивная доска (ИД).

2. Аудиофайлы с записями различных звуков.

3. Аудиокассета из набора «Звук и тон»

4. Фотографии с изображением ситуаций, с которыми ассоциируются различные звуки.

5. Оборудование для фронтального эксперимента из набора «Звук и тон»: камертоны, молоточки, резонаторы, бусинки на нити, резинки, кюветы с водой, металлические пластинки.

5. Рабочие листы (дидактические печатные материалы для учащихся) и листы экспериментов.

Взаимодействие педагога и обучающихся

Формируемые УУД

Учебная ситуация 1.

- Здравствуйте! Вокруг нас, да и в нас самих происходит много колебательных процессов, излучается много волн. Мы начали и продолжаем изучать тему «Механические колебания и волны». Вспомним основные изученные нами понятия, физические величины и их единицы и заполним кроссворд (Приложение 1)

Познавательные: знаково-символьные переходы.

Регулятивные: определение учащимися порядка ответа на вопросы для успешного заполнения кроссворда.

Коммуникативные: отвечающий может аргументировать свой ответ, используя «подсказки», остальные учащиеся проверяют правильность ответов у доски, при необходимости вносят изменения, исправляют ответ

Учебная ситуация 2.

Мотивационная ситуация, в которой демонстрируются взаимосвязи «Звук - картинка», позволяет учащимся предположить, что будет изучаться на уроке, предложить вариант темы занятия.

- наш мир полон колебаний и излучений. Мы живем, по большей части не чувствуя окружающих нас волн. А те, которые ощущаются человеком, очень важны для него, так как являются источником информации о внешнем мире.

Проведем небольшой эксперимент. Закроем доску черной шторкой – перекроем один канал получения информации.

На экране 3 фотографии, которые вы пока не видите. Подсказки 1, 2, 3 смогут помочь вам догадаться, что на них изображено.

При обращении к цифре 1 слышен звук взрыва, при обращении к цифре 2 – звук пилы, при обращении к цифре 3 – пение птиц.

(Учащиеся выдвигают предположения о том, что может быть изображено на фотографиях)

- Откроем шторку, проверим свои предположения (Приложение 2)

- Что нам помогло угадать содержание фотографий? О чем пойдет речь на сегодняшнем уроке?

(Учащиеся выдвигают предположения о теме урока, обсуждают их и формулируют тему. На доске записывается тот вариант темы урока, который выбран при обсуждении.)

Познавательные: логическое соотнесение «звук-картина», выводы о теме занятия.

Регулятивные: самостоятельное определение темы урока на основе созданной учебной ситуации

Коммуникативные: выдвижение предположений об изображениях за шторкой, анализ правильности выдвинутых предположений

Учебная ситуация 3.

Экспериментальное обоснование темы занятия, определение сути изучаемого явления с опорой на эксперимент.

Проделаем фронтальный опыт 1, его описание есть в Листе экспериментов (Приложение 3).

(В ходе опыта необходимо ударить молоточком по камертону, прикоснуться к нему пальцем, поднести к нему бусинку на нити. Учащиеся рассказывают о результатах опыт: что ощущают, что видят, что слышат. Анализируя проделанные эксперименты, выстраивают логическую цепочку: звук – колебания - распространение колебаний - волна)

Познавательные: составление логической цепочки на основе имеющихся знаний и проведенного эксперимента.

Регулятивные: изменение при необходимости тему урока.

Коммуникативные: сотрудничество в парах при проведении эксперимента, речевые высказывания о результатах опытов и теме урока.

Звуковая волна – механическая волна.

- А можно ли наблюдать распространение звуковых волн? Проделайте фронтальный опыт 2 из Листа экспериментов и попытайтесь объяснить результаты.

(Необходимо ударить молоточком по камертону, опустить его в кювету с водой)

- Мы видим поверхностную волну вокруг каждой ножки камертона видим почти неподвижные волны. Это результат наложения волн от двух ножек камертона. Такое явление называется интерференцией.

Чтобы понять механизм образования звуковой волны, проделаем фронтальный опыт 3 из Листа экспериментов.

Выберите из двух утверждений, представленных на доске, верное:

• Всякое колеблющееся тело звучит.

• Всякое звучащее тело колеблется.

Возможный вариант эксперимента: отогнуть и отпустить свободный край металлической пластинки, крепко прижатой к столу коробочкой-резонатором. Изменять длину колеблющегося края, обращая внимание, видны ли колебания, слышен ли звук. (Учащиеся делают вывод, убирают неправильное утверждение, оставляя на доске верное высказывание: «Всякое звучащее тело колеблется»)

- Не все колебания мы воспринимаем как звук, только колебания с частотой от 16 до 20000 Гц.

(Записывается ключевое словосочетание 1 «От 16 до 20000 Гц»)

Познавательные: анализ верного утверждения, проверка гипотезы на опыте

Регулятивные: самостоятельный подбор оборудования для проверки правильности высказывания, определение порядка действий, вывод.

Коммуникативные: сотрудничество в парах при проведении эксперимента, дискуссия о правильности утверждения на основе проведенных экспериментов.

Учебная ситуация 4.

Моделирование и мысленный эксперимент для понимания сути физического явления, применение знаний при работе с моделью.

Мысленный эксперимент: Что происходит при колебании линейки?

Когда линейка колеблется, она сжимает прилегающий к одной стороне слой воздуха и одновременно создает разрежение с другой стороны. Области сжатия и разрежения чередуются и распространяются в виде упругой продольной волны.

(Записывается ключевое словосочетание 2: «Продольная волна»)

-Аналогично создается волна в закрытом с одной стороны поршнем сосуда при колебании поршня, закрывающего сосуд с другой стороны. Если представить, что рука сможет совершать колебания со звуковой частотой, то это можно будет считать моделью образования звуковой волны в газе (Приложение 4).

(Наблюдаем модель образования звуковой волны в газе, выполненную на основе модели из Интернета, с помощью программного обеспечения интерактивной доски. Удобство данной модели в том, что можно остановить кадр и работать с ним – выделять, подчеркивать, находить области разрежения и ли сжатия, показывать направления колебаний или распространения волны. В модели из «Открытой физики» учеников может отвлекать обилие информации в кадре – рядом с моделью часто располагаются графики, экран выбора параметров. Поэтому в электронный конспект рационально внести несколько фотографий модели с диска, обрезав ненужную в данный момент часть экрана. При смене кадров получается удобная в работе динамическая модель)

- Покажите направление колебаний давления фиолетовым цветом, а направление волны – розовым.

- Как мы определили, что звук продольная волна?

- Покажите области разрежения синим цветом, а области сжатия красным.

Познавательные: моделирование для понимания процессов , происходящих в звуковой волне; соотнесение слова и рисунка, направления колебаний и направления распространения волны.

Регулятивные: выявление понимания и непонимания при работе с моделью.

Коммуникативные: озвучивание результатов наблюдения за процессами, показанными в динамической иллюстрации процесса распространения звуковой волны; проверка учащимися правильности выполнения задания на доске.

Учебная ситуация 5.

Представлен модельный эксперимент; необходимо понять суть происходящих физических процессов , добиться соответствия видеоряда и звука при проведении модельного эксперимента.

- Выясним роль упругой среды. К сожалению, оборудование для эксперимента у нас нет, поэтому проведем мысленный эксперимент. Попробуйте предсказать, что будет происходить, если ударить молоточком по камертону в безвоздушной среде.

- Теперь попробуем создать физическую модель с помощью возможностей ИД и аудиокассеты из набора «Звук и тон», оборудование из которого мы сегодня используем для фронтальных экспериментов.

- Понадобятся два помощника: один будет отвечать за видеоряд эксперимента, а другой – за озвучивание. Ваша задача – работать слаженно т объяснить свои действия.

(При обращении к ссылке на экране «к насосу»происходит смена листов – уменьшается число молекул, язычок ударяет по звонку. Кассета из набора «Звук и тон» вставлена в магнитофон, отвечающий за озвучивание должен синхронно со сменой кадров уменьшать звук до нуля) (Приложение 5)

Познавательные: выдвижение предположений о результатах опыта, оценка синхронности действий учащихся, точности выполнения ими задания.

Регулятивные: одному из отвечающих необходимо определить, когда и насколько уменьшать громкость, в соответствии с темпом смены картинок на доске – при отсутствии на ней изображений молекул должен полностью исчезнуть звук.

Коммуникативные: синхронная работа двоих учащихся при демонстрации модельного эксперимента в соответствии с процессами, происходящими при откачивании воздуха под колоколом.

- Действительно, при отсутствии упругой среды, например, в безвоздушном пространстве, звук распространяться не может; скорость звука зависит от упругих свойств среды.

- Как вы думаете, в какой среде скорость звука будет максимальна? А минимальна? (При 0 в воздухе скорость звука равна приблизительно 330 м/с, в воде – 1500 м/с, а в стали – приблизительно 5000 м/с)

Работа с текстом: Дмитрий Донской перед Кулаковской битвой услышал топот вражеской конницы, когда она еще не была видна, приложив ухо к земле.

Познавательные: работа с текстом и таблицей, обобщение и вывод.

Коммуникативные: обсуждение выполнения задания, вывод о максимальной и минимальной скорости звука.

- Сделаем вывод – так что же такое звук? Ключевые словосочетания для определения есть на доске.

(Учащиеся составляют определение , например: «Звук – это продольная волна с частотой от 16 до 20000 Гц»)

Познавательные: обобщение, вывод на основе экспериментов, текста и опорного конспекта –ключевых словосочетаний.

Коммуникативные: обсуждение вариантов вывода, запись на доске и в рабочих листах.

- А можем ли мы слышать звуки, если колебания происходят с частотами за пределами этого диапазона? Колебания с частотой меньше 16 Гц называются инфразвуком, с частотой больше 20000 Гц – ультразвуком. Мы их не воспринимаем, а некоторые животные могут их слышать. Собаки, например, могут слышать звуки частотой до 60000 Гц, летучие мыши – до 150000 Гц, а дельфины – до 200000 Гц. Некоторые насекомые имеют слуховой аппарат, чувствительный к инфразвуку: например, кузнечики воспринимают частоты от 10 Гц, а сверчки от 2 Гц.

(На доске изображается шкала частот, на ней отмечаются инфразвук, звук, ультразвук) (Приложение 6)

Познавательные: перевод информации из одного вида в другой – построение схемы.

Коммуникативные: проверка и обсуждение учащимися правильности построения схемы.

Учебная ситуация 6.

С помощью оборудования для фронтального эксперимента провести опыты для выдвижения гипотез – от чего зависят характеристики звука; осуществить проверку гипотез с помощью демонстрационного эксперимента.

- Огромное количество различных звуков постоянно окружает нас. Что мы слышим в данную минуту?

- Какие характеристики звука мы можем выделить ? (Громкость и высота тона)

- С помощью несложного оборудования, которые есть в вашем распоряжении, предлагаю вам провести исследование и выдвинуть гипотезы, от чего зависят громкость и высота звуков. Затем проверим ваши гипотезы на более совершенном оборудовании. Поскольку работать вы все будете одновременно, то при плохой слышимости можно воспользоваться наушниками - два тонких шланга с маленькими красными наушниками надо присоединить к выходам из резонатора.

Напоминаю о технике безопасности – наушник аккуратно, не засовывая в ухо, держать у наружного слухового прохода. Время на работу – 2 минуты. (Работа в парах)

- Время закончилось. Давайте обсудим ваши гипотезы – от чего зависит громкость звука? От чего зависит высота звука? Какими опытами вы можете обосновать выдвижение своей гипотезы? (Учащиеся рассказывают о результатах исследования и формулируют гипотезы)

Проверим ваши гипотезы с помощью генератора звуковых колебаний с динамиком и осциллографа. Генератор вырабатывает колебания заданной частоты, мы можем менять их частоту и громкость звука. Динамик позволит нам контролировать процесс с помощью слуха, а осциллограф покажет график соответствующих колебаний.

Познавательные: выдвижение гипотез на основании опытов, проверка гипотез с помощью демонстрационных опытов.

Регулятивные: определение порядка действий при проведении эксперимента.

Коммуникативные: сотрудничество в парах; обсуждение различных звуков вокруг нас, характеристик различных звуков; обсуждение гипотез, обоснование их, дискуссия.

Учебная ситуация 7.

Заполнить таблицу, обобщив всю полученную на уроке информацию.

- Итак, сделаем вывод о наших гипотезах и заполним таблицу «Характеристики звука».

(Заполнение 1-й и 2-й строк таблицы – громкость и высота звука. Подбираются, помещаются в соответствующую графу таблицы и подписываются рисунки. Можно также воспользоваться готовыми надписями «прямо пропорционально» или «обратно пропорционально», поместив их в нужную клетку таблицы). (Приложение 7)

-Мы исследовали звуки одной частоты – тональные звуки. Однако часто в жизни нам встречаются и другие звуки – музыкальные. Слушая музыкальное произведение в исполнении оркестра, мы можем определить по звучанию, какой инструмент солирует. Вот сейчас, например, какой инструмент мы слышим?

(Звучат фортепиано, духовые инструменты, скрипки)

- И голоса людей мы легко отличаем один от другого. Как нам это удается?

- Воспользуемся электронным осциллографом и микрофоном, подключенным к компьютеру, и исследуем осциллограммы своих голосов.

- в чем отличие музыкальных звуков от тональных?

В музыкальных, помимо основного тона (им считается самый низкий), существует еще и дополнительные – обертоны. И сели они звучат в унисон, то получается приятный, красивый, богатый звук. Звучание голосов или музыкальных инструментов мы различаем по тембру.

(Заполнение третьей строчки таблицы)

- Сделаем выводы. Что нового мы узнали на сегодняшнем уроке? (Беседа с учащимися)

Познавательные: систематизация и обобщение полученных результатов, выявление вида зависимости характеристик звука, соотнесение: зависимость – вид графика.

Регулятивные: определение порядка заполнения таблицы.

Коммуникативные: проверка учащимися заполнения таблицы в соответствии с результатами экспериментов.

Учебная ситуация 8.

Применение полученных знаний для выполнения задания на первичное закрепление материала.

Закончите предложение, выбрав продолжение из второго столбца:

1. Любое тело, колеблющееся со звуковой частотой… (создает в окружающей среде звуковую волну).

2. Звуковая волна существует… (в любой среде, кроме вакуума).

3. Скорость звука зависит от упругих свойств среды… (в твердых телах максимальна, в газах - минимальна).

4. Чтобы усилить звук, используют резонаторы - … (полые тела).

5. Ослабляют звук… (пористые материалы – войлок, пробка).

- Считается, что, приложив ухо к раковине, мы слышим шум моря. На самом деле раковина является резонатором, усиливающим окружающий нас шум, что и создает впечатление шума моря.

Познавательные: выполнение заданий на «интуитивную догадку» - резонатор использовался в экспериментах, о его роли необходимо догадаться, так же как и об ослаблении звука пористыми телами.

Регулятивные: составляются сначала те предложения, которые не вызывают затруднений у учащихся, затем те, которые требуют дополнительной аналитической работы.

Коммуникативные: выполнение задания под контролем учащихся, обсуждение заданий.

Учебная ситуация 9.

Выбор творческой части домашнего задания в соответствии с личными интересами.

- Как часто бывает на уроках физики, сегодня мы говорили об очень важном для человека явлении – звуковых волнах. Акустика – раздел физики, изучающий звуки, важна и для медицины, и для экологии, и для музыки, и даже для мореплавания.

Задание на дом: перерисовать в тетрадь опыты с Листа экспериментов; продолжить изучение звуковых волн по группам, подготовить дополнительный материал: «биологи» - о слышимости звуков, «экологи» - о примерной громкости различных звуков, «музыканты» - о форме музыкальных инструментов, «врачи» - о методах клинического обследования – аускультации и перкуссии, «мореплаватели» - об эхолокации.

Регулятивные: возможность выбора домашнего задания.

Личностные: возможность выбрать домашнее задание в соответствии с интересами учащегося, выполнить мини-проект по интересующей теме.

Учебная ситуация 10.

Рефлексия по цитатам, соотнесение мыслей великих людей и исследовательской работы на уроке.

А теперь вы выберите из предложенных цитат ту, которую вам наиболее близка (Приложение 8). Желающие выскажут свое мнение о том, как то или иное высказывание может быть отнесено к нашей сегодняшней работе на уроке.

(Учащиеся выбирают понравившуюся цитату, проводится рефлексия, соотнесение: мысль – работа на уроке)

- Спасибо, у нас прекрасно получилось! Мы очень хорошо поработали!

Личностные: выбор учащимися цитаты, соответствующей целевым спектрам и жизненным установкам учащегося.

²

¹

³

⁵

⁴

⁶

⁷

⁸

⁹

Ударяю молоточком

Слышу

Касаюсь рукой

Ощущаю

Подношу бусину

Вижу

Опускаю камертон в воду

Слышу

Вижу

Колеблется _____________________

часть пластинки

Слышу

Вижу

Колеблется _____________________

часть пластинки

Слышу

Вижу

Колеблется _____________________

часть пластинки

Слышу

Вижу

№

Характеристика

От чего зависит

Как зависит

Рисунки

1

Зависит от …

2

Зависит от …

3

Зависит от …

№

Характеристика

От чего зависит

Как зависит

Рисунки

1

Громкость

Зависит от амплитуды

Чем больше амплитуда, тем больше громкость

Громкий

Тихий

2

Зависит от …

3

Зависит от …