Drgania w muzyce

(UWAGA: ta lekcja zawiera część A i część B. Obie są ważne dla zrealizowania pełnego zakresu standardu kształcenia. Jeśli masz ograniczony czas na przeprowadzenie lekcji, przejrzyj obie części i wybierz elementy odpowiadające potrzebom uczniów).

Celem ogólnym lekcji jest zaplanowanie i zbadanie, w jaki sposób drgania mogą powodować powstawanie dźwięku. Projektowanie i budowanie modelu to ciekawy i praktyczny sposób prowadzenia badań. Podane przykłady stanowią źródło inspiracji. Uczniowie powinni zbudować bęben lub inny model do przetestowania według własnego pomysłu.

• Podstawy naukowe – Drgania w muzyce:
  • Kiedy obiekt drga, wytwarza falę energii (zwaną falą dźwiękową), która przemieszcza się w powietrzu. Fala wprawia w drgania błonę bębenkową, a mózg rozpoznaje te drgania jako dźwięk.
  • Instrumenty muzyczne można sklasyfikować według tego w jaki sposób wytwarzają fale dźwiękowe. W instrumentach perkusyjnych (bęben, ksylofon) podczas gry cały instrument drga.
  • Instrumenty strunowe (skrzypce, gitara) generują fale dźwiękowe za pośrednictwem drgających strun.
  • Instrumenty dęte (trąbka, flet prosty, flet) wytwarzają dźwięk, wprawiając w drgania słup powietrza wewnątrz instrumentu.
  • Drgania instrumentów muzycznych można zaobserwować za pomocą dotyku, dźwięku a czasami także wzroku.
  • UWAGA: Jeśli uczniowie nie mogą wyczuć lub zaobserwować drgań na białej płytce LEGO, zaproponuj, aby użyli papierowego kubka, dzięki któremu drgania będą łatwiejsze do zaobserwowania.
• Przekaż podstawowe informacje – Drgania w muzyce: Korzystając ze swoich standardowych pomocy naukowych, podziel się z uczniami odpowiednimi informacjami, obrazkami i definicjami.
  • Typowe instrumenty muzyczne to bęben, trójkąt, kamerton, ksylofon, gitara, pianino, flet itp.
  • Kiedy obiekt drga, porusza się lub trzęsie w przód i w tył.
  • Drgające materiały wytwarzają fale dźwiękowe.
  • Fale dźwiękowe mogą powodować drgania materiałów.
  • Ważne słownictwo: drgać, drgania (wibracje), instrument
• Budowanie i programowanie: Zapoznaj się z sugestiami zawartymi w Planie modułu. W ramach tej lekcji warto również:
  • Przejść do sekcji Bloki silnika w menu Pomoc > Bloki słów w aplikacji SPIKE, aby uzyskać więcej informacji.
• Materiały: Zgromadź kilka instrumentów muzycznych, aby je zademonstrować i przetestować: bęben, trójkąt, kamerton, ksylofon, gitara, pianino lub flet. Dla każdej pary uczniów przygotuj gumkę recepturkę, papierowy kubek i płytką miseczkę, do której można wlać ok. 1,5 cm wody. Zdecyduj, czy uczniowie będą mogli zbadać własności ruchu drgającego za pomocą miseczki z wodą i zadbaj o ewentualne zabezpieczenia. Jeśli korzystasz z części „Ćwiczenia dodatkowe”, przygotuj dzienniki eksperymentu (po jednym na ucznia) do odnotowywania dźwięków.

CZĘŚĆ A (45 minut)

• Przedstaw głównych bohaterów historii i pierwsze zadanie: Maria gra na pianinie. Chce tworzyć więcej muzyki. Czy możecie zbudować coś, na czym będzie mogła grać?

• CHWILA NA ZASTANOWIENIE – poprowadź krótką dyskusję na temat lekcji. Jeśli chcesz, możesz skorzystać z ilustracji. Zademonstruj, jak działa kamerton lub zebrane instrumenty muzyczne.

  • Pozwól uczniom dotknąć każdego instrumentu i poczuć drgania, kiedy na nim grają. Następnie zapytaj: Co poczuliście, gdy dotknęliście instrumentu? (drgania(wibracje)/potrząsanie/ruch)
  • Kiedy instrument drgał? (Kiedy nauczyciel/uczeń gra na instrumencie lub gdy wydobywa się dźwięk)
  • Jak myślicie, co sprawia, że instrument drga? (Poproś uczniów, żeby podzielili się swoimi przewidywaniami odnośnie tego, jak każdy instrument wydaje dźwięk. Zapisz wspólne pomysły, aby móc się do nich odnieść.)
  • Jak można by stworzyć instrument, który będzie drgał w ten sam sposób? Odwróćcie się do kolegi lub koleżanki z ławki i wymieńcie się pomysłami. Następnie zrobimy kilka doświadczeń, aby się tego dowiedzieć (poproś, aby uczniowie podzielili się swoimi pomysłami, tak aby inni również mogli z nich skorzystać).

• Rozdaj każdej grupie zestaw LEGO^® Education SPIKE^™ Essential i urządzenie.

• Podczas gdy uczniowie będą pracować, możesz pokazać im podane poniżej przykłady, żeby pomóc im w budowaniu lub programowaniu. Wyjaśnij, że model bębna jest przykładowym modelem testowym, ale uczniowie mogą zbudować bęben lub inny instrument muzyczny według własnego pomysłu.

• Poproś uczniów, aby pracowali w parach i:

  • Zaplanowali, jak sprawdzą swoje przewidywania dotyczące tego, jak instrumenty wydają dźwięk (poprzez wytwarzanie drgań), zaczynając od bębna. (może to być między innymi odczuwanie drgań lub ruchu białej płytki podczas wydawania dźwięku lub zaobserwowanie zmarszczek na powierzchni wody w naczyniu umieszczonym na powierzchni bębna. PODKREŚL, że nie wszystkie instrumenty będą wytwarzać wystarczające drgania, aby poczuć je na płytce lub zobaczyć na powierzchni wody).
  • Używając modelu podstawowego, ZBUDOWALI bęben, dzięki któremu Maria będzie mogła więcej muzykować.
  • ZAPROGRAMOWALI model tak, aby pałeczka ciągle uderzała w białą płytkę.

• Poproś uczniów w parach, aby na zmianę testowali swoje przewidywania, wykorzystując przygotowany przez siebie plan, w tym:

  • Uderzanie pałeczką w białą płytkę.
  • Obserwowanie (widzenie, słyszenie, odczuwanie), czy biała płytka drga lub porusza się.
  • Rozpoznawanie, kiedy bęben wydaje dźwięk.
  • Znajdowanie różnych dźwięków, które może wydać bęben, poprzez granie na nim na wiele różnych sposobów, aby wywołać różne wibracje (np. za pomocą różnych „pałeczek perkusyjnych”, np. obu końców ołówka, przeciągając pałeczkę po powierzchni płytki zamiast uderzać w nią itp.).
  • Opisywanie tego, co widzieli, słyszeli i czuli.

• Zachęć uczniów, żeby zastanowili się, jak można wykorzystać elementy LEGO^® lub inne materiały, takie jak papierowy kubek, aby zmienić powierzchnię, w którą uderza pałeczka i dzięki temu wydawać różne dźwięki.

• W połowie pracy poproś uczniów, aby wymienili się pomysłami, tak jak to zwykle robią podczas lekcji, a następnie aby zmodyfikowali swoje modele, inspirując się sugestiami innych.

Przykładowe pomysły

• Zbierz uczniów, aby mogli wymienić się spostrzeżeniami.

• Niech każda grupa zademonstruje na swoim modelu i wyjaśni:

  • jaki pomysł (przewidywanie) przetestowała i w jaki sposób (co uczniowie myśleli, że się stanie?);
  • jak jej bęben wydaje dźwięk;
  • co uczniowie zrobili, aby za pomocą swojego bębna wydawać różne dźwięki?
  • co dzieje się z białą płytką za każdym razem, gdy słyszą emitowany przez nią dźwięk? Skąd uczniowie to wiedzą? Czy to, co się dzieje, zawsze przebiega tak samo?
  • czego się nauczyli, podając przykłady;
  • czy plan testów się sprawdził, czy musieli go zmienić.

• Poproś uczniów, aby wykorzystali dowody ze swoich badań na poparcie tezy, że drgające materiały mogą wydawać dźwięki. (uczniowie powinni zauważyć, że stukanie w białą płytkę powoduje drgania lub ruchy, a ilość drgań zmienia się w zależności od działania pałeczki. Powinni przedstawić dowody na podstawie tego, co zobaczyli, poczuli i usłyszeli. Mogą nie odczuwać żadnych drgań).

Jeśli chcesz przejść do części B – Wytłumacz, poproś uczniów, aby nie rozkładali swoich modeli lub przewidź czas na ich ponowne zbudowanie.

CZĘŚĆ B (45 minut)

• Powtórz kroki z części A – Wyjaśnienie, żeby dodatkowe grupy mogły pokazać i wyjaśnić, czego się nauczyły.

• (5 min) Przypomnij prezentacje z części „Włącz się” i przekaż im dodatkowe informacje, aby pomóc im w pracy nad częścią „Weryfikuj”:

  • Oprócz bębnów istnieje wiele innych rodzajów instrumentów muzycznych, w tym instrumenty strunowe. Aby wydawać dźwięki na instrumencie strunowym, muzyk używa smyczka lub kostki, bądź szarpie struny palcami.

• (5 min) Poproś uczniów o wykonanie następnego zadania w aplikacji:

  • Zaplanujcie i przeprowadźcie eksperyment, który pokaże, jak instrumenty strunowe wydają dźwięki (uczniowie mogą wykorzystać lub zmodyfikować swój plan doświadczenia z części „Wymyśl”, aby sprawdzić, czy i jak gumka recepturka może wydawać dźwięki).

• (15 min)

  • Rozdaj gumki recepturki.
  • Poproś uczniów, aby napięli gumkę i zaczęli ją szarpać. Co słyszycie? Co widzicie? Co czujecie? (powinni zauważyć, że gumka porusza się w przód i w tył, poczuć jej drgania i usłyszeć dźwięk).

• (5 min) Poproś uczniów, żeby podzielili się wiedzą, pomysłami lub umiejętnościami, które:

  • pomogły im ukończyć zadanie;
  • poznali podczas budowania i testowania.

• Poproś uczniów, żeby sprzątnęli zestawy i uporządkowali miejsca pracy.

• Zadawaj pytania naprowadzające, aby skłonić uczniów do myślenia i podejmowania decyzji podczas wymyślania, budowania i programowania.

Obserwacje – lista kontrolna

• Przejrzyj ponownie cele szczegółowe lekcji (sekcja Wsparcie dla nauczyciela).

• Korzystając z listy kontrolnej, odnotuj postępy uczniów:

  • Ich model bębna zawiera drgającą część.
  • Ich plan eksperymentu obejmuje znalezienie sposobu na sprawdzenie, w jaki sposób instrumenty (i inne materiały) wydają dźwięk, w tym jak określone działania wprawiają materiały w drgania.
  • Na podstawie dowodów uzyskanych dzięki swojemu modelowi wyjaśniają, że drgające materiały wydają dźwięk.

Samoocena

Poproś uczniów o wybranie klocka, który ich zdaniem najlepiej pokazuje, jak im poszło.

• Niebieski klocek: wydaje mi się, że potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami.
• Żółty klocek: potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami.
• Zielony klocek: potrafię stworzyć program, kierując się instrukcjami, a do tego potrafię pomóc koledze lub koleżance.

Wrażenia ze wspólnej pracy

Niech uczniowie w swoich małych grupach porozmawiają na temat tego, jak układała się ich wspólna praca.
Zachęcaj ich do używania na przykład takich wyrażeń:

• Podobało mi się, kiedy ty…
• Opowiedz coś więcej o tym, kiedy ty…

Jeśli chcesz, żeby lekcja była łatwiejsza:

• Ułatw uczniom etap planowania, łącząc poszczególne etapy z przewidywaniami uczniów dotyczącymi dźwięku i drgań. Na każdym etapie przewidywania, testowania i obserwacji podpowiadaj i zadawaj pytania, takie jak: Co może się stać, kiedy uderzycie pałeczką w płytkę? Spróbujcie to zrobić. Czy czujecie, że płytka się porusza?
  Jeśli chcesz, żeby lekcja była trudniejsza:
• Rzuć uczniom wyzwanie polegające na zbudowaniu instrumentu strunowego (podobnego do gitary, skrzypiec, wiolonczeli itp.) przy użyciu zestawu SPIKE Essential. Poproś ich, aby wykorzystali swój plan eksperymentu lub odpowiednio go zmodyfikowali, aby dowiedzieć się, jak instrument wydaje dźwięk. Możesz też poprosić uczniów, aby sprawdzili, czy dźwięk może wprawiać materiały w drgania. Mogą zaplanować eksperyment z kartką papieru i głośnikiem.

• Rozdaj każdemu uczniowi po pustym papierowym dzienniku z oznaczonymi przedziałami godzinnymi i półgodzinnymi. Poproś, aby użyli go do prowadzenia pisemnego, wizualnego lub dźwiękowego zapisu dźwięków, które obserwują o różnych porach dnia (brzęczenie lodówki, telewizor, śpiew ptaka lub trzepotanie skrzydłami, skrzypiąca huśtawka na placu zabaw, uderzenia odbijającej się piłki). Poproś uczniów, aby napisali, narysowali (np. zakreślili lub użyli strzałek na obrazku) lub powiedzieli, kiedy zaobserwowali dany dźwięk i jaki przedmiot lub materiał ich zdaniem drga, wytwarzając każdy z tych dźwięków.

Jeśli wykorzystasz to dodatkowe ćwiczenie, czas zajęć przekroczy przewidziane 45 minut.