Интегрированный урок-конференция: биология и физика. (8 класс) «Звук, его источник, восприятие и передача»

Интегрированный урок-конференция: биология и физика. (8 класс)

«Звук, его источник, восприятие и передача»

Цель: Изучить с учащимися природу звука, его источник; конкретизировать знания о звуковом и слуховом анализаторах.

Задачи: Сформировать знания о значении слуха в жизни человека, о строении и функциях слухового анализатора, о слуховом восприятии, дать понятия о причинах заболевания слухового анализатора и правилах гигиены слуха

Тип урока: изучение нового материала

Методы обучения: проблемный.

Проблема: почему не следует постоянно слушать громкую музыку, даже ели она тебе нравится?

Форма организации учебной деятельности: проведение конференции.

Основные понятия и термины урока: барабанная перепонка, слуховые косточки, улитка, вестибулярный аппарат.

Оборудование: таблица «Слуховой анализатор», модель «Орган слуха»

Ход урока:

I Вступление:

- объявление темы конференции и формы работы.

II Основная часть

1. Объяснение материала учителем физики.

Человек живёт в мире звуков: пение птиц, шум прибоя, звуки музыки… Что же является их источником? Источником звука являются колеблющиеся тела. Докажем это на опыте, соберём установку, изображённую на рисунке.

Рис. 1

Громкоговоритель подключаем к генератору звуковой частоты. Подносим к диффузору громкоговорителя шарик для игры в настольный теннис, подвешенный на нити.

Вопрос для учащихся:

- Почему отскакивает шарик?

Шарик толкает диффузор, издающий звук. Меняя чистоту сигнала генератора, мы видим изменения колебания шарика.

Рассмотрим, как распространяется звук.

Рис. 2

Колеблющийся поршень-диффузор, толкая молекулы воздуха, создаёт области сгущения и разряжения. Под действием упругих сил молекулы из области сгущения перемещаются в область разряжения. Направление распространения звука и движение молекул воздуха совпадают, поэтому звук – продольная волна.

Вопрос для учащихся:

- Можно ли услышать звуки на Луне? Ответ обоснуйте.

Для распространения звука нужна упругая среда, например, воздух. На Луне нет атмосферы, поэтому там нет и звуков – это мир безмолвия.

Рассмотрите таблицу «Скорость звука в различных средах»

Вопрос для учащихся:

- Какие выводы можно сделать из приведённых данных таблицы?

Из таблицы видно, что в металле скорость распространения звуковых волн больше, чем в жидкостях, а в жидкостях – больше, чем в газах.

Звук движущегося поезда можно услышать, если приложить ухо к рельсам, так как по ним звук распространяется лучше, чем по воздуху. А под водой хорошо слышны звуки гребных винтов, удары камней…

- От чего зависит громкость звука? Чтобы ответить на этот вопрос рассмотрим камертон и резонатор.

Камертон – устройство, представляющее собой изогнутый металлический стержень на ножке. Если ударить по ножке камертона молоточком, то мы услышим звук, который издаёт колеблющийся стержень. Звук негромок, так как площадь стержня мала. Для усиления звука ножку камертона укрепляют на деревянном ящике, подобранном так, чтобы частота его собственных колебаний совпадала с частотой колебания камертона. Возникает резонанс, стенки ящика начинают интенсивно колебаться с частотой камертона.

Вопросы для учащихся:

- Какие выводы можно сделать из проделанных опытов?

Выводы:

1. Источником звука являются колеблющиеся тела.

2. Звук распространяется в упругой среде.

3. Громкость звука зависит от площади поверхностей колеблющихся тел.

Вопросы для учащихся: (задаёт учитель)

1. Почему не всякое колеблющееся в воздухе тело звучит?

2. Почему телеграфные столбы гудят при ветре?

3. Зачем при проверке колёс вагонов во время стоянки поезда их простукивают молоточком?

Ответы

2. Выступление ученика в роли биолога «Гортань – орган голосообразования»

Люди общаются с помощью речи – модулированных звуковых колебаний. Рассмотрим источник звуков у человека.

Табл. «Строение гортани»

Гортань представляет собой широкую трубку, суженную посередине и напоминающую песочные часы. Гортань состоит хрящей. Спереди и с боков её прикрывает щитовидный хрящ. В узкой части находятся голосовые связки, их две пары, но в голосообразовании принимает участие нижняя пара.

Звук возникает при прохождении воздуха через голосовые связки, которые находятся между хрящами гортани, они образованы складками слизистой. Пространство между голосовыми связками называется голосовой щелью. Когда человек молчит, голосовые связки расходятся, и голосовая щель имеет вид равнобедренного треугольника. При разговоре, пении голосовые связки смыкаются. Выдыхаемый воздух давит на складки, они начинают колебаться – рождается звук. При шёпоте они сомкнуты не полностью.

Вопросы для учащихся:

- На каком рисунке представлены голосовые связки человека, который молчит, а на каком, который разговаривает? Ответ обоснуйте

На рисунке В голосовые связки человека, который молчит, так как голосовые связки расходятся и голосовая щель напоминает по форме треугольник.

На рисунке Б голосовые связки человека, который разговаривает, так как они смыкаются и голосовая щель сужается.

Голосовыми связками управляет головной мозг, посылая сигналы по нервам.

Высота голоса человека связана с длинной голосовых связок. Чем короче голосовые связки, тем больше частота их колебаний, тем выше голос. У женщин голосовые связки короче, чем у мужчин, поэтому женский голос выше, чем мужской. Голосовые связки могут совершать от 80 до 10 000 колебаний в секунду. Окончательное формирование звука происходит в полостях носоглотки – своеобразных резонаторах.

3. Объяснение новой темы учителем биологии с элементами рассказов учащихся.

Значение слуха

«- Бабушка, зачем тебе такие большие уши?

- Это чтобы лучше тебя слышать, дитя моё!»

Каждому с детства знаком этот диалог из сказки.

Вопросы для учащихся:

- А зачем всё-таки нам уши или ушные раковины? (Ответы детей)

Обобщение ответов учащихся (записывают в тетрадь)

1. Благодаря своей воронкообразной форме ушные раковины способны улавливать и концентрировать и передавать звуковые волны.

2. Ушная раковина выполняет роль защиты звуковоспринимающего аппарата.

3. Косметическая функция ушной раковины. Во все времена и у все народы украшали наружное ухо, понимая, что оно играет важную роль в создании внешнего облика.

4. На ушной раковине сосредоточено свыше 100 биологически активных точек, поэтому её можно использовать для получения информации о состоянии любого органа.

Вопросы для учащихся:

- Кто такой копуша?

Так называют медлительного и ленивого человека.

- Какое же это имеет отношение к уху?

Рассказ одного из учеников

В Новгородском историко-археологический музее- заповеднике на витринах вместе с ножами, топорами, наконечниками стрел и копий расположены странные палочки, а под ними подпись «Копоушечки».

В Древнем Новгороде каждый уважающий себя человек помимо гребешка, подвешенного к поясу, должен был иметь и специальную палочку для гигиены слухового прохода. Обычно эти палочки изготавливались из дерева, но иногда из искусно украшали из металла или кости.

Ну а человек, который чрезмерно увлекался чисткой ушей, позабыв про все остальные дела, называли копушей.

- Для чего необходимо чистить уши?

В ушных проходах накапливается ушная сера.

Серные железы (являются трансформированными сальными железами) вырабатывают особый секрет – ушную серу.

5. Этот секрет обладает антибактериальным действием.

6. Слуховой проход усиливает звуковые волны, из-за чего интенсивность звука у барабанной перепонки повышается.

Рассказ учителя биологии

Для приёма звуков у человека есть слуховой аппарат, или орган слуха. Орган слуха состоит из трёх отделов: наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо.

Ученики записывают схему «Строения ушного анализатора» в тетрадь по ходу объяснения учителя).

Табл. «Слуховой анализатор»

Наружное ухо состоит из ушной раковины, наружным слуховым проходом и барабанной перепонкой. Его функция – улавливание звука и его проведение.

Среднее ухо представлено заполненной воздухом камерой с объёмом 1-2 см³. В этой камере имеются три подвижно соединённые друг с другом косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек соединён с барабанной перепонкой, а стремечко через овальное окошко – с внутренним ухом. Среднее ухо через евстахиеву трубу соединяется с носоглоткой. При резких перепадах давления (взлёте и посадке самолёта, подъём подводной лодки) рекомендуется разговаривать, открыть рот, совершать глотательные движения, так как при этом открывается евстахиева труба, и давление на барабанную перепонку с обеих сторон выравнивается.

Внутренне ухо находится в толще височной кости, где расположен костный лабиринт, внутри которого находится перепончатый лабиринт. Внутренне ухо заполнено жидкостью. В его состав входят три полукружных канала - это вестибулярный аппарат, не имеющий отношения к восприятию звука, и улитка, имеющая вид спирального канала. Вдоль улиткового канала тянется основная мембрана, поперёк которой наподобие лестницы натянуты волокна. На этих волокнах расположены клетки цилиндрического эпителия, которые образуют кортиев орган.

Схема «Строение улитки»

На эпителиальных клетках оканчиваются чувствительные волокна слухового нерва. В улитке звуковая энергия преобразуется в энергию нервных импульсов, которая по слуховому нерву передаётся в слуховой центр, находящийся в височной доле коры больших полушарий.

О механизме восприятия и передачи звуковых волн сейчас расскажет мой коллега - физиолог

4. Выступление ученика в роли физиолога.

Звуковые колебания воздуха вызывают колебания барабанной перепонки, и через слуховые косточки передаются к внутреннему уху, где вызывают колебания жидкости, заполняющей канал улитки. При этом начинают колебаться волокна основной части мембраны и так называемые волосковые клетки (по 60-70 тончайших волокон у каждой клетки) кортиева органа. Количество волосковых клеток 24 тысячи. При колебании волоски упираются в покровную мембрану, которая напоминает тысячеструнную арфу, состоящую из отдельных волокон разной длины Самые короткие (135 мкм) находятся у основания улитки, а самые длинные (234 мкм) – у её вершины. Звуки разной частоты воспринимаются разными клетками улитки. Стоит возникнуть колебанию жидкости улитки, как в нервных волокнах возникает возбуждение. По слуховому нерву как по проводам, нервные импульсы передаются в слуховой центр височной доли

Головной мозг постоянно обрабатывает поступающие импульсы, в результате чего создаются звуковые ощущения.

Вопросы для учащихся:

1. Как вы считаете, будут ли восприниматься звуковые волны из окружающей среды, если повреждена какая-либо часть слухового анализатора? Ответ обоснуйте.

Ответ

Дифференцированные задания на повторение темы

1 группа учащихся работает с карточками и подписывают части слухового анализатора, показанные на рисунке цифрами.

2 группа решает биологические задачи.

3 группа выполняет тест

5. Выступление ученика в роли эколога.

На слух человека отрицательно влияет шум. Шум – это звук любого рода, воспринимаемый как неприятный, мешающий или даже вызывающий болезненные ощущения.

Под постоянными резкими ударами звуковых волн барабанная перепонка колеблется с большей амплитудой и постепенно теряет свою эластичность, поэтому может притупиться слух.

Через орган слуха шум действует на центральную нервную систему и может вызвать разнообразные физиологические (усиленное сердцебиение, повышение давления) и психологические (ослабление внимания, нервозность) нарушения.

Как правило, шум раздражает, мешает работать, отдыхать, думать.

Таблица «Уровень шума»

6. Выступление ученика в роли физика.

Человек слышит звуки с частотой колебаний в пределах 16-20 000 Гц. Звук с частотой ниже 16 Гц называется инфразвуком, с частотой в диапазоне 20 000-10 9 Гц – ультразвуком, а в диапазоне 10 9-10 13 Гц – гиперзвуком.

Единицей измерения давления является 1 Н/м², а единицей мощности звука – 1 Вт/м²

Минимальную громкость звука, которую человек воспринимает, называют порогом слышимости. У разных людей он различен, и поэтому условно за порог слышимости принято считать звуковое давление, равное 2×10 -5 Н/м² при 1000 Гц, соответствующее мощности 10 -12 Вт/м²

Например, мощность звука моторов при взлёте реактивного самолёта равна 10 Вт/м², то есть превышает пороговую в 10 13 . Оперировать такими большими числами неудобно. Единицей громкости называется Беллом – по имени изобретателя телефона

А. Бела (1847-1922). Громкость измеряют в децибелах: 1 дБ=0,1 Б (Белл)

Если громкость превышает 80 дБ, шум вредно влияет на здоровье: повышает кровяное давление, вызывает нарушение ритма сердца, а продолжительное воздействие шума ведёт к глухоте.

Очень сильный звук – 180 дБ и выше, в состоянии даже вызвать разрыв барабанной перепонки.

III Рефлексия

Прослушивание «Лунной сонаты» Бетховена учениками.

В конце нашей конференции, мне бы хотелось сказать несколько слов о том, что у некоторых людей, таких как композитор Бетховен, учёный Циолковский, восприятие звука было затруднено – они попросту были глухими. Но тем не менее, они продолжали творить, создавая гениальные произведения. Оказывается, при некоторых формах глухоты, когда слуховой нерв не повреждён, звук проходит через кости черепа.

Известно, что великий композитор Людвиг Ван Бетховен, будучи глухим, слушал музыку с помощью трости, одним концом которой он опирался на рояль, держа другой в зубах. И «Лунную сонату» Бетховен сочинил будучи уже глухим.

Вслушайтесь в звуки этой музыки. Мне кажется, что композитор хотел выразить массу своих мыслей, одна из которых была такая: возможности человека беспредельны, даже тяжёлый недуг не помеха; человек постоянно, изо дня в день должен стремиться к вершинам мастерства, к поиску нового, к совершенству.

III Подведение итогов урока-конференции

Выставление оценок.

IV Домашнее задание.

Учебник Д. В. Колесов и др. §51

Заполнение таблицы «Гигиена слуха»

Дифференцированные задания

№ 1 Карточки с вопросами

1. Артиллеристам при стрельбе, взрывникам при взрывах рекомендуют открывать рот. Почему?

Мощная звуковая волна ударяет с большой силой в барабанную перепонку и может порвать её

2. Ритмические колебания жидкости в улитке, возникающие под влиянием музыки, рефлекторно повышают тонус мышц. Почему под музыку приятно идти, делать гимнастику, танцевать?

Раз повышается тонус мышц, то все движения облегчаются, утомление наступает медленнее.

3. Какие меры вы можете предложить, чтобы уменьшить воздействие шума на человека?

Увеличение зелёных насаждений, применение звукоизолирующих материалов в домах, звукоизоляция машин на производстве, применение специальных наушников, соблюдение тишины.

№ 2

Решение проблемного вопроса. Прав или не прав с точки зрения врача В. Шекспир, описывая сцену отравления Клавдием отца Гамлета? Могло ли так быть в действительности?

Отрывок из произведения В. Шекспира «Гамлет»

Когда я спал в саду

В своё послеобеденное время,

В мой уголок прокрался дядя твой

С проклятым соком белены во фляге

И мне в ушную полость влил настой,

Чьё действие в таком раздоре с кровью,

Что мигом обегает, словно ртуть,

Все внутренние переходы тела,

Створаживает кровь как молоко,

С которым каплю уксуса смешали.

Так было и со мной. Сплошной лишай

Покрыл мгновенно пакостной и гной

Коростой, как у Лазаря, кругом

Всю кожу мне.

Итак, был рукою брата я во сне

Лишён короны, жизни, королевы…

Толщина барабанной перепонки всего одна десятая миллиметра. Несмотря на это, она довольно многослойна и включает в себя эпидермис, слизистую оболочку и различные волокна, представляя собой гибкое и достаточно прочное образование. Барабанная перепонка служит надёжной преградой против попадания в среднее ухо пылевых частиц, воды, микроорганизмов, инородных тел. Может ли барабанная перепонка пропустить яд? Большинство ядов всасывается через слизистую оболочку, следовательно «сок белены» не мог попасть в полость среднего уха. Но если у отца Гамлета в барабанной перепонке было отверстие, то через него яд мог проникнуть в полость. К образованию отверстия в барабанной перепонке могут привести воспаление среднего уха, вызванные корью, скарлатиной, золотухой. Отверстие в барабанной перепонке может быт следствием травмы. Поэтому мы можем сделать вывод, что такое отравление отца Гамлета могло быть.

№3 Заполнение таблицы

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/96849-integrirovannyj-urok-konferencija-biologija-i