Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Биология / Конспекты / Разработка интегрированного урока по теме

Разработка интегрированного урока по теме


  • Биология

Поделитесь материалом с коллегами:

Интегрированный урок биологии и физики "Воспроизведение звуков в животном мире. Биоакустика"

Фрагментно материал можно использовать в школьном курсе биологии. План конспект интегрированного урока по биологии-физике на тему "Воспроизведение звуков в животном мире. Биоакустика". Урок разработан по программе НРК совместно с учителем физики, т.к. в этой теме прослеживаются межпредметные связи биологии и физики - апробирован в 8 классе.

Цели урока: познакомить учащихся с новой для них наукой - биоакустикой; рассмотреть способы воспроизведения звуков в животном мире; выявить целесообразность строения органов слуха у различных животных; повторить знания по теме "Звуковые волны"

  • Обучающая: Сформировать знания об общей характеристике отряда китообразных, особенностях внешнего строения китообразных в связи с водной средой обитания.

  • Развивающая: Развивать умения наблюдать, устанавливать причинно-следственные связи; продолжить формирование умений работать с учебником, находить в тексте ответы на вопросы, пользоваться текстом и рисунками.

  • Воспитательная: Продолжить формирование научно-материалистического мировоззрения показав взаимосвязь общения китообразных между собой и с окружающей средой.

  • Экологическая: Показать необходимость в бережном отношении к живым организмам.

  • Эстетическая: Показать красоту живого мира.

Методы: Словесные, наглядные.

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: Интегрированный.

Оборудование: магнитофон, запись голосов различных животных, плакат "Строение уха", фотографии животных, звуковой генератор, камертон, молоточек.

Подготовка к уроку: на доске записана тема урока, план урока, высказывания-эпиграфы к уроку.

"Постижение языка животных - это древняя, как само человечество, мечта" К. Фабри

"Задача сохранения животных требует их понимания" Н. Тинберген

План урока:

  1. Введение

  2. Практическая работа "Значение звуковой сигнализации"

  3. История биоакустики

  4. Звук и его характеристики

  5. Кто как говорит?

  6. Кто как слышит?

  7. Вывод по уроку.



Перед началом урока звучит песня «Дельфины»

1. Вступительное слово учителя.

(Учитель физики) Тема сегодняшнего урока "Звуковая сигнализация в жизни животных". Урок интегрированный, т.к. сегодня мы поговорим о биоакустике, а это комплексная наука, объединяющая знания по биологии и физике. Работать будем по плану, приведенному на доске.

В сказках звери разговаривают. Вспомните, хотя бы "Маугли" Киплинга или "Сказку о золотой рыбке" Пушкина. И малышам не кажется странным, что золотая рыбка, лиса, медведь или лягушка умеют говорить. В сказках и сам человек разговаривает с животными. В этом проявляется вековая мечта человека научиться понимать язык животных.

Причина этих мечтаний понятна. Миллион лет человек очень тесно соприкасается с животными, слишком велика его зависимость от них: ведь животные - это и вкусная и питательная еда, и одежда, и всевозможные предметы обихода, наконец, животные - это и смертельные враги.

Выследить и добыть зверя на охоте, избежать его клыков, сделать из зверей помощников, приручив их, - все это требует глубокого понимания поведения животных.

Термин "язык животных" биологи долгое время писали в кавычках, но сейчас признали правомерность этого понятия для обозначения способности животных общаться друг с другом.

Язык животных - сложное понятие. Важную роль в обмене информацией между животными играет язык поз и телодвижений. Вспомните оскаленную пасть хищника или, наоборот, брачный танец журавля. Важен для них и язык запахов. Но звуковой язык имеет для животных совершенно особое значение, ведь он позволяет животным общаться, не видя друг друга (например, в полной темноте) и на далеком расстоянии.



2. "Значение звуковой сигнализации". Практическая работа с оформлением таблицы в тетради.

(Учитель биологии) А теперь мы предлагаем вам послушать голоса животных, записанные в разных уголках нашей планеты. Может быть, кого-нибудь узнаете? И подумайте, какое значение могут иметь звуковые сигналы. (Звучит запись) Результаты работы оформляются в таблице:

Название животного, чей голос слышите

Значение звукового сигнала

1

 

2

 

Вывод. Итак, давайте подведем итог. Значение звуковой сигнализации для животных:

1. Внутривидовое общение:

а) между представителями разных полов одного вида в период размножения (поиск полового партнера или борьба с соперником за возможность спаривания);

б) забота о потомстве (поиск пищи, сигналы опасности)

в) у общественных животных совместный поиск пищи, коллективная защита;

г) мечение территории.

2. Межвидовое общение:

а) жертвам дает возможность избежать нападения хищника, а хищнику - ее обнаружить;

б) взаимодействие между конкурирующими видами.

3 . История биоакустики.

(Рассказывает учитель биологии) Две с половиной тысячи лет назад греческий мыслитель и математик Пифагор (вы ведь знаете его теорему) приступил к первым в мире акустическим опытам. Пифагор умер. Шло столетие за столетием, а наука о звуке, начало которой он заложил, остановилась. Ни одного эксперимента до 1638 года, когда дело Пифагора продолжил Галилео Галилей. И вот наступило девятнадцатое столетие. Выходят в свет классические работы по акустике немецкого ученого Германа Гельмгольца.

Сегодня мы говорим о биоакустике, а это комплексная наука, объединяющая знания по биологии и физике. Акустика - наука о звуках, а биоакустика - изучает всевозможные существующие в природе способы звуковой связи между живыми существами. Биоакустика интересует и объединяет не только биологов и физиков, но и лингвистов, психологов, инженеров и многих других специалистов.

Во многих научных центрах по биоакустике содержатся десятки тысяч записей голосов разных животных. Коллекционирование голосов животных имеет большое научное и практическое значение. Например, многие птицы и насекомые, не отличимые внешне, хорошо различаются по голосам, и по этому признаку их удается выделить в самостоятельные биологические виды. Транслируя призывные сигналы, можно заманивать рыб или насекомых в ловушки, а если включать сигналы угрозы, то отпугивать животных с нежелательных мест их присутствия.

4. Звук и его характеристики.

(Учитель физики) Живые организмы способны издавать самые разнообразные звуки, не похож друг на друга. Давайте вспомним с уроков физики, что же такое звук, и чем могут звуки отличаться друг от друга? (фронтальная беседа-опрос с учащимися)

Вопрос: Что такое звук?

Ответ: Звук - это упругие волны сжатия и разрежения, распространяющиеся в твердой, жидкой, газообразной среде.

Т.е. звук - это обычная механическая волна, которая представляет собой сменяющие друг друга области сгущения и разрежения.

Но каждый звук имеет свои особенности, т.е. свои характеристики.

Вопрос: Какие характеристики звука вы знаете?

Ответ. Высота, громкость, тембр.

Вопрос: Что такое высота или тон звука?

Ответ: Это характеристика, которая определяется частотой колебаний в звуковой волне. Большей частоте соответствуют высокие звуки, меньшей частоте - низкие звуки.

Вопрос: Звуки какой частоты воспринимает человек?

Ответ: От 20 до 20 000 Гц (проводится опыт со звуковым генератором)

Вопрос: Какие звуки находятся за этими пределами?

Ответ: Инфразвуки (частота меньше 20 Гц) и ультразвуки (частота больше 20 кГц)

Вопрос: В каких единицах измеряется?

Ответ: Измеряется в дБ.

Вопрос: Какая характеристика называется тембром?

Ответ: Окраска звука, возникающая вследствие наложения друг на друга нескольких обертонов.

Именно благодаря тембру мы можем различать звуки различных музыкальных инструментов, голоса разных людей, животных, птиц.

Одна из характеристик любой волны - это скорость распространения.

Вопрос: Что можно сказать об этой характеристике. От чего она зависит?

Ответ: Скорость звука различна в разных средах. Больше в твердых телах, меньше в газах, т.к. взаимодействие частиц в газообразном веществе самое слабое.

Не случайно в далекие времена воины прикладывали ухо к земле и таким образом обнаруживали конницу противника значительно раньше, чем она появлялась в поле зрения. Т.к. звук в твердом теле - земле - распространяется быстрее, чем в воздухе.

Если подвести итог всему вышесказанному, то можно отметить, что все разнообразие звуков объясняется их различными характеристиками.

5. Источник звука.

(Учитель физики) Звук имеет в жизни животных немаловажное значение. Это средство передачи информации. Животные способны издавать звуки, например, человек, может говорить. Каким же образом возникает звук? Обратимся к опыту. Ударим молоточком по ножкам камертона и слышим звук. Почему возникает звук?

Ответ: При ударе молоточком о ножки камертона, они начинают колебаться, что вызывает колебания воздуха, которые распространяются в пространстве, т.е. возникает звуковая волна.

Значит, источником звука является колеблющееся тело.

Зачем в опыте используют подставку в виде деревянного ящичка?

Ответ: Для усиления звука. Его подбирают таким образом, чтобы его собственная частота колебаний равнялась частоте звука камертона, т.е. чтобы наблюдалось явление резонанса, вследствие которого амплитуда колебаний увеличивается, и мы слышим более громкий звук.

Сама подставка называется резонатором

Каким же образом животные издают звуки?

Я просила вас найти и проработать материал о способах издания звуков разными животными. (Дополнительная презентация 2)

**Рассмотрим данный вопрос на примере человека. (рассказ учителя биологии о голосовых связках).

А какие еще способы создания звуков существуют у животных? (сообщение учащегося) Вы у себя в тетради по ходу доклада отмечайте название животного и "чем оно говорит":

Название животного

Органы, издающие звуки

1

 

2

 

Доклад "Как у животных образуются звуки?

(Доклад сопровождается показом фотографий соответствующих животных)

Как и у человека у всех млекопитающих органом, специально предназначенным создавать звуковые колебания, является гортань. Многие звуки зверей зависят от дыхания, и почти у всех зверей возникают они тогда, когда вырывается из легких воздух. Именно они заставляют колебаться голосовые связки гортани, и они издают слабый звук, а ротовая полость играет роль резонатора, усиливающего звук. Если воздух будет выходить из легких более или менее плавно, то получится вой. У некоторых зверей звуки могут образовываться и на вдохе и на выдохе (например, у марала и осла). А собаки, утконосы и вомбаты так вдыхают и выдыхают воздух через нос, что получается у них свист. Свистеть умеют и дельфины.

Гортань птиц похожа на гортань млекопитающих, но птицы мало пользуются ею. Называется она "верхняя гортань". Почему верхняя? Да потому что существует еще и нижняя или сиринкс. Сиринкс -орган особый. Он есть только у птиц. В глубине груди, где трахея делится на бронхи, находится камера. Если заглянуть внутрь этой камеры, в каждом бронхе увидим голосовые перепонки. Хотя анатомия сиринкса изучена очень хорошо, это настолько сложная система, что до сих пор нет единой теории, объясняющей, как образуются звуки у птиц. Скорость, с какой птицы извлекают свои звуки, необыкновенна. Садовая камышевка успевает за 1 минуту пропеть 250 звуков, а болотная камышевка - ровно в два раза больше.

Однако, всегда ли, чтобы сообщить что-то друг другу, надо использовать гортань? Вовсе нет. Хлопают крыльями голуби, утки же свистят ими. Тараканы, сеноеды, муравьи стучат кто чем: кто головой, кто кончиком брюшка, а кто челюстями. Термиты, обнаружив опасность, дружно бьют головами о субстрат (материал термитника), оповещая о тревоге всех жителей. Стучат зубами морские свинки. Кузнечик сдвигает и раздвигает крылья, да так, чтобы канатик на одном крыле дотрагивался до напильничка с ребрышками на втором крыле. Некоторые жуки (слоник, водолюб, навозник) стрекочут, потирая брюшко о надкрылья, а жуки-олени издают звуки надкрыльями и бедрами ног.Опустив гидрофоны в воду, исследователи обнаружили, что и "рыбы не немы". Морской петух, например, " кудахчет и квохчет ". Ставрида " лает ".

6. Кто как слышит.

Чтобы общаться животные должны не только издавать звуки, но и принимать их, т.е. слышать. Звукоприемник - это ухо. Животные слышат, потому что их уши реагируют на звуковые волны. Разберем строение уха млекопитающих на примере человеческого уха Ухо можно разделить на три части: наружное, среднее, внутреннее. Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода. Среднее ухо: здесь располагается барабанная перепонка и три косточки характерной формы: молоточек, наковальня и стремечко. Кроме того, среднее ухо соединяется с носом узкой трубкой, которая необходима для выравнивания давления воздуха в среднем ухе по отношению к внешней среде. Во внутреннем ухе находится три наполненные жидкостью трубки (полукружные каналы), которые относятся к вестибулярному аппарату, улитка - миниатюрная спиральная трубка и слуховой нерв.

Итак, ушная раковина принимает звуковую волну. При чем площадь поверхности ушной раковины имеет немаловажное значение. Давайте проведем опыт: приставим руку к ушной раковине и послушаем. Слышимость увеличивается. Чем больше площадь поверхности, тем большую часть звуковых волн мы воспринимаем.

Далее слуховой проход направляет волну к барабанной перепонке. Барабанная перепонка под действием звуковой волны начинает колебаться, и эти колебания передаются молоточку, наковальне и стремечку, которые работают как маленькие рычажки, усиливая колебания. Косточки соединены с улиткой, заполненной особой жидкостью, и переданные колебания вызывают движение жидкости вперед и назад в такт с колебаниями в звуковой волне. При этом чувствительные волосковые клетки, расположенные внутри улитки, деформируются и посылают электрический сигнал через слуховой нерв в мозг. Мозг расшифровывает сигналы и воспринимает их как звуки.

Зачем человеку два уха? Оказывается, благодаря этому мы можем определить, где находится источник звука. Ухо, ближайшее к источнику слышит его немного громче и чуть раньше, чем другое ухо. Именно этим два звука и дают возможность определить, откуда исходит звук.

Если источник находится строго перед вами, то звук достигает каждого уха одновременно, и определить нужное направление мы не сможем. Значит, если мы хотим определить, откуда доносится звук, надо не поворачиваться на звук, а наоборот, отвернуться от него.

Ухо устроено таким образом, что оно по-разному реагирует на громкие и тихие звуки. Самое маленькое давление, на которое реагирует ухо, называет порогом слышимости. У каждого организма он свой. Например, человек способен слышать такие слабые звуки как шорох листьев 10 дБ или тиканье часов на расстояние 1 м - 30 дБ.

Несмотря на принципиальное сходство в строении уши у разных млекопитающих имеют свои особенности. Индивидуальные особенности органов слуха позволяют разным животным воспринимать разные звуки.

(Учитель биологии) Вы знаете, что звери живут кто где. В зависимости от среды обитания и уши у них устроены по-разному. Давайте попытаемся вместе с вами на примере некоторых животных объяснить биологическую целесообразность строения их ушей.

Вопрос 1: Усатые киты, обыкновенные дельфины, кроты совсем не имеют ушной раковины, почему? Ответ: В воде и в земле, где обитают эти животные, ушная раковина только мешала бы. У крота, чтоб земля не попала в слуховой проход, есть специальный клапан, который может открываться и закрываться по необходимости.

Вопрос 2. Насколько точен эхолокационный аппарат дельфинов и какова роль эхолокации в жизни китообразных? Ответ: По эхолокационным сигналам дельфины могут с большей точностью ориентироваться в пространстве, определять глубину дна и близость берега, разный характер грунта, величину и качество погруженных предметов, находить вещи в мутной воде.

7. Итоги урока.

(Подводят учащиеся) Итак, подведем итог сегодняшнего урока. Звуковая сигнализация имеет огромное значение в жизни животных. Изучение существующих в природе способов звуковой сигнализации между животными, то есть, то чем занимается биоакустика, важно и для научной и для практической деятельности человека.



7




Краткое описание документа:

Актуальность темы заключается в том, что изучение системы эхолокации позволило применить его в различной технике, которая используется с большим успехом, людьми. Действие эхолокационного аппарата дельфинов ныне широко применяется в технике в виде сонаров. Такие приборы - верные помощники человека в службе безопасности кораблевождения и в рыболовстве. Гидролокатор дельфина является важнейшим прототипом для моделирования в технике.В связи с этим основной целью данной работы стало изучение сенсорных систем животных и их роли в механизме эхолокации.Задачи, поставленные для достижения цели:

  • классификация сенсорных систем на основе анализа источников;
  • изучить механизм эхолокации у животных наземно-воздушной и водной сред (на примере китообразных, рукокрылых и чешуекрылых);
  • разработать план-конспект урока на тему: "Способы воспроизведения звуков - биоакустика" для учащихся 8  классов по программе НРК.

 

Автор
Дата добавления 25.05.2015
Раздел Биология
Подраздел Конспекты
Просмотров250
Номер материала 543748
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх