Johdanto:
eläimet käyttävät lauluja ja ääniä viestintään. Osa näistä äänistä syntyy ihmisen kuuloalueella, joka useimmille meistä on 20-20 000 värähtelyä sekunnissa. (20 HZ-20kHz) ääntä, joka on alle 20 värähtelyä, kutsutaan infraääneksi. Nämä ovat ääniä, joita emme kuule, mutta jotka voidaan nähdä spektrogrammilla. Ukkoset ja maanjäristykset tuottavat ääniä, jotka kuuluvat infraäänialueille. Norsut viestivät infraäänillä. Näin ne voivat kommunikoida keskenään hyvin pitkiä matkoja. Jotkin eläimet tuottavat ääniä, joissa on yli 20 000 värähtelyä sekunnissa. Näitä kutsutaan ultrasoundeiksi. Lepakot kommunikoivat ultraäänellä ja etsivät syötäviä hyönteisiä. Lepakko tuottaa korkeaa kitinää ja ultraääniaallon kaiku kimpoaa hyönteisestä, joka osoittaa sen sijainnin nälkäiselle lepakolle. Ihmiskorva voi tunnistaa yksittäisiä siniaaltoja, koska äänet, joilla on tällainen aaltomuoto, kuulostavat ”puhtailta” tai ”kirkkailta” ihmisille; jotkut äänet, jotka likimäärin ovat puhdasta siniaaltoa, viheltävät, kristallilasi, joka on asetettu värisemään juoksemalla märkä sormi sen vanteen ympärillä, ja ääniraudan tuottama ääni. Ihmiskorvalle ääni, joka koostuu useammasta kuin yhdestä siniaallosta, joko kuulostaa ”meluisalta” tai sillä on havaittavissa olevat harmoniat; tätä voidaan kuvailla erilaiseksi soinniksi.
oppimistulokset:
oppija päättelee, että äänen tuottamiseen tarvitaan tärinää. Ne osoittavat, kuinka matalilla äänillä on hitaampia värähtelyjä ja korkeilla äänillä on nopeampia värähtelyjä.
Curriculum Alignment:
National Science Education Standards
Content Standard A: Abilities necessary to do scientific inquiry
- Understanding about scientific inquiry.
- käytä yksinkertaisia laitteita ja työkaluja tiedon keräämiseen ja aistien laajentamiseen.
Sisältöstandardi B: fysikaalinen tiede
- kappaleiden sijainti ja liike
- ääni tuotetaan värähtelevillä kappaleilla. Äänen sävelkorkeutta voidaan vaihdella värähtelynopeutta muuttamalla.
Content Standard C: Life Science
- the characteristics of organisms
- the characteristics of organisms and their environments
- Content Standard E: Science and Technology
- ability of technological design
- Understanding about science and technology
- kyky erottaa toisistaan luonnolliset esineet ja ihmisten tekemät esineet.
Content Standard F: Science in Personal and Social perspective
- Characteristics and changes in populations
- Changes in environments
- Science and technology in local challenges
Content Standard G: History and Nature of Science
- Science as a human endeavor
NC SCOS musiikin opetussuunnitelma
tavoite 8: oppija ymmärtää musiikin, muiden taiteiden ja taiteen ulkopuolisten sisältöalueiden välisiä suhteita. (Kansallinen Standardi 8)
- 8.01 tunnistaa yhtäläisyyksiä ja eroja merkityksiä yhteisiä termejä käytetään muissa taiteissa.
- 8.02 yksilöi tapoja, joilla muiden koulussa opetettavien sisältöalojen periaatteet ja oppiaineet liittyvät musiikkiin.
aika:
60 minuutin jakso
Materiaalit:
- lepakko-ja elefanttikuvat ja spektrogramit
- oppikirja
- nauha
- 30 cm pitkä puuvaimennin
Technology Resources: Raven Lite
Engage:
Näytä opiskelijoille koirapilli. Puhalla pilliin ja kysy oppilailta, mitä he tietävät koiran korvista? Keskustele siitä, miten koirat voivat kuulla asioita, joita me emme pysty kuulemaan korvillamme. Kerro oppilaille, että he tutkivat, miten äänet saadaan muuttumaan.
tutki:
Anna jokaiselle opiskelijaparille viivain, nauha ja tekstikirja. Kysy oppilailta, miten voimme tehdä ääniä viivoittimella. Pyydä oppilaita työskentelemään ryhmissä kehittääkseen strategioita äänen tekemiseen. Jos heillä on vaikeuksia, osoittaa opiskelijoille, miten sijoittaa hallitsija tasainen pöydälle, peitä lopussa hallitsija kirjan ja nyppiä loppuun, joka roikkuu pois pöydältä. Hallitsija värähtelee aiheuttaen äänen. Oppilaita testata eri pituudet hallitsija ja kuunnella jokaisen äänen. Opiskelijat täyttävät datataulukon tuottamistaan ja kuulemistaan äänistä.
esimerkki:
pituus pois taulukosta havaintoja pituushyppy 5 cm viivoitin on vaikea nyppiä, värähtelee nopeasti Korkea 10cm 15cm 20cm viivoitin värisee hitaasti Matala selitys:
Keskustele kerätyistä tiedoista. Korkeammat äänet syntyivät, kun pöydällä roikkui lyhyempi viivoittimen pituus. Matalammat äänet syntyivät, kun pidempi viivoittimen pituus nypittiin. Keskustele siitä, miten voimme kuulla eri sävelet, koska korvamme ovat herkkiä tietylle alueelle. Keskustelkaa siitä, miten koirapilli ei ollut valikoimassamme. Mitä tämä kertoo eläinten kuulosta? Pyydä oppilaita keskustelemaan siitä, miten tietyt Eläimet kuulevat asioita, joita emme voi.
Tarkenna:
tutki lepakon ja norsun kuvia. Keskustele millaisia ääniä ja pitchejä ne luovat. Kysykää oppilailta, mitä voisimme käyttää havaitaksemme ääniä, jotka eivät kuuluneet kantamallemme. Tarkista spektrograms, että opiskelijat käyttivät aiemmilla tunneilla. Kysy oppilailta, miten spektrograms auttaa meitä näkemään äänen. Näytä opiskelijoille kaksi spektrografia (yksi lepakko, yksi elefantti). Keskustele kunkin eläimen esiintymistiheydestä. Opiskelijoiden pitäisi päätellä, että lepakot on korkeampi taajuus (ultraääni) ja norsut on pienempi taajuus (infraääni). Kysy opiskelijoilta, miten tämä on sovitettu kunkin eläimen ympäristöön.
Piirrä taululle kaksi siniaaltoa (katso kaavio alla) sanoja käyttämättä ja kysy oppilailta, mitä he huomaavat viivoista? Hyväksy kaikki vastaukset. Keskustele siitä, miten yläkuvassa on enemmän huippuja ja ne ovat lähempänä toisiaan. Keskustele siitä, miten alarivillä on sama korkeus, mutta että niitä on vähemmän ja huippujen välinen etäisyys on pidempi. Keskustele linjat aaltoina ja tehdä ”aalto”
vertaa lepakon ja norsun korkeita ja matalia taajuuksia etäisyyteen. Selvitä, miten matalammat taajuudet kulkevat kauemmas kuin korkeat taajuudet. Salli opiskelijoiden osoittaa iskemällä pehmeä kärki nuijat pöydällään jäljitellä ääniä / stomping norsu. Kontrasti matala ääniä korkea taajuus pieniä kelloja, sormi symbaalit tai kuoro chimes. Tutki myös, miten kulttuurivälineet syntyvät alkuperäisessä elinympäristössään. Kulttuuriyhteisöt valitsevat materiaalit ympäristönsä perusteella. Sekä ihmisten että eläinten viestimissä hyödynnetään materiaaleja, jotka tuottavat korvalle miellyttäviä ääniä. Kakadu hakkaa oksalla tukkia. Jos Kakadu pitää oksan äänestä, se pelastaa oksan. Monet ihmismuusikot suosivat jotakin soitinta toisen sijasta. Konserttipianisti valitsee flyygelin konsolipianon sijaan. Anna opiskelijoiden tutkia instrumentointi eri kansainvälisistä kulttuureista.
Extend:
käytä Wild Music-sivustoa testataksesi kuuloaluettasi. Kuten ikä meidän kuulo ei ole aivan yhtä hyvä, joten voi olla ääniä, että opiskelijat voivat kuulla, että et voi kuulla.
Evaluate:
Science Notebook Datataulukko
Sanasto:
- taajuus-sekunnissa tuotettujen aaltojen määrä, joka on sama kuin sekunnissa tuotettujen värähtelyjen määrä
- sävelkorkeus tai mataluus – sävelen korkeus tai mataluus, joka määräytyy värähtelytaajuuden mukaan sekunnissa.
- infraääni – ääni, jonka taajuus on liian matala ihmiskorvan kuultavaksi
- ultraääni – akustinen energia aaltoina, joiden taajuus ylittää ihmisen kuuloalueen
verkkosivut:
- http://www.birds.cornell.edu/brp/elephant/ELPFAQ.html
- http://www.batdetective.com/sonograms.htm