Skkn Phát huy năng lực và phẩm chất của học sinh qua việc dạy học theo dự án chủ dề: sóng âm Vật lí 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH
(TÊN
CƠ QUAN,
ĐƠN
VỊ CHỦ QUẢN)
TRƯỜNG
THPT
…………..
(TÊN CƠ ---------***--------QUAN ÁP DỤNG SÁNG KIẾN)

BÁO CÁO SÁNG KIẾN
PHÁTBÁO
HUY NĂNG
LỰC
VÀ PHẨM
CHẤT
CÁO
SÁNG
KIẾN
CỦA HỌC SINH
QUA VIỆC DẠY HỌC THEO DỰ ÁN
(Tên sáng kiến)
Chủ đề: SÓNG ÂM_Vật lí 12

Tác giả:...................................................................
Tác giả: ………..
Trình độ chuyên môn:...........................................
Trình độ chuyên môn: Giáo viên
Chức vụ:.................................................................
Nơi công tác: Trường THPT ………..
Nơi công tác:...................................................................

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN
1. Tên sáng kiến: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..............................................................................
Nam sáng
Định,kiến:.
ngày......tháng.......năm
2. Lĩnh vực áp dụng
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ......
....................
1


1. Tên sáng kiến: PHÁT HUY NĂNG LỰC VÀ PHẨM CHẤT CỦA HỌC
SINH QUA VIỆC DẠY HỌC THEO DỰ ÁN
Chủ đề: SÓNG ÂM_Vật lí 12
2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Vật lí 12
3. Thời gian áp dụng sáng kiến:
Từ ngày ……..tháng 10 năm 2016 đến ngày….... tháng 12 năm 2016.
4. Tác giả:
6. Đơn vị áp dụng sáng kiến:
Mã Sáng kiến: SK48

2


BÁO CÁO SÁNG KIẾN
I. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến
Tiếp tục triển khai 9 nhóm nhiệm vụ chủ yếu và 5 giải pháp cơ bản được đặt
ra cho năm học 2016 - 2017 và những năm tiếp theo, bước sang năm 2017, ngành

Giáo dục sẽ tăng cường kỷ cương, nền nếp và nâng cao chất lượng giáo dục toàn
diện trong các cơ sở giáo dục, đào tạo. Ở bậc học phổ thông chú trọng giáo dục
đạo đức, lối sống, kỹ năng sống, ý thức, trách nhiệm của công dân đối với xã hội,
cộng đồng.. Đổi mới thi cử được coi là khâu đột phá trong quá trình thực hiện đổi
mới căn bản, toàn diện giáo dục.
Dạy học theo dự án mang lại rất nhiều lợi ích cho cả giáo viên lẫn học sinh.
Ngày càng nhiều các nghiên cứu lí luận ủng hộ việc áp dụng việc dạy học theo dự
án trong trường học để khuyến khích học sinh, giảm thiểu hiện tượng bỏ học, thúc
đẩy các kỹ năng học tập hợp tác và nâng cao hiệu quả học tập (Quỹ Giáo dục
George Lucas, 2001).
Đối với học sinh, những ích lợi từ dạy học theo dự án gồm:
+ Tăng tính chuyên cần, nâng cao tính tự lực và thái độ học tập (Thomas,
2000)
+ Kiến thức thu được tương đương hoặc nhiều hơn so với những mô hình dạy
học khác do khi được tham gia vào dự án học sinh sẽ trách nhiệm hơn trong
học tập so với các hoạt động truyền thống khác trong lớp học (Boaler, 1997;
SRI, 2000)
+ Có cơ hội phát triển những kỹ năng phức hợp, như tư duy bậc cao, giải quyết
vấn đề, hợp tác và giao tiếp (SRI, 2000)
+ Có được cơ hội rộng mở hơn trong lớp học, tạo ra chiến lược thu hút những
học sinh thuộc các nền văn hóa khác nhau (Railsback, 2002)
Với nhiều học sinh, tính hấp dẫn của hình thức học này xuất phát từ tính thực
tiễn của kinh nghiệm. Học sinh đóng vai và thực hiện hành vi của những người
đang hoạt động trong một lĩnh vực cụ thể. Khi thực hiện một đoạn video tài liệu
về vấn đề môi trường, thiết kế tờ rơi hướng dẫn du lịch, quảng bá về các di tích
lịch sử quan trọng ở địa phương, hay thiết kế bài trình bày đa phương tiện về
những mặt lợi và hại trong việc xây dựng phố mua sắm, học sinh đã được tham
gia vào những hoạt động đời thường có ý nghĩa vượt ra khỏi phạm vi lớp học.
Đối với giáo viên, những ích lợi mang lại là việc nâng cao tính chuyên nghiệp
và sự hợp tác với đồng nghiệp, cơ hội xây dựng các mối quan hệ với học sinh

(Thomas, 2000). Bên cạnh đó, nhiều giáo viên cảm thấy hài lòng với việc tìm ra
được một mô hình triển khai, cho phép hỗ trợ các đối tượng học sinh đa dạng bằng
việc tạo ra nhiều cơ hội học tập hơn trong lớp học. Giáo viên cũng nhận thấy rằng
người được hưởng lợi nhiều nhất từ dạy học theo dự án là những học sinh không
học tốt được theo cách dạy học truyền thống. Mô hình dạy học này làm thay đổi
lớp học truyền thống như thế nào?
3


Báo cáo về phát triển chuyên môn của chương trình Dạy học cho Tương lai Intel®
(2003) đã mô tả lớp học trong đó giáo viên áp dụng hiệu quả mô hình dạy học
theo dự án như sau:
+ Không có giải pháp định sẵn cho một vấn đề
+ Một không khí học tập chấp nhận sai sót và thay đổi
+ Học sinh ra quyết định trong khuôn khổ chương trình
+ Học sinh thiết kế quá trình tìm kiếm giải pháp
+ Học sinh có cơ hội thực hành
+ Việc đánh giá diễn ra liên tục
+ Có sản phẩm cuối và được đánh giá chất lượng
Đối với những học sinh đã quá quen với các lớp học truyền thống, điều này là
sự chuyển đổi từ việc làm theo mệnh lệnh sang thực hiện các hoạt động tự định
hướng; từ việc ghi nhớ, nhắc lại sang khám phá, tích hợp và trình bày; từ chỗ lắng
nghe và thụ động sang giao tiếp, chịu trách nhiệm; từ việc chỉ biết đến sự kiện,
thuật ngữ và nội dung sang thông hiểu các quá trình; từ lý thuyết sang vận dụng lý
thuyết; từ chỗ lệ thuộc vào giáo viên sang được trao quyền.
II. Mô tả giải pháp:
1. Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến (Nêu hiện trạng trước khi
áp dụng giải pháp mới; phân tích ưu nhược điểm của giải pháp cũ để cho thấy sự
cần thiết của việc đề xuất giải pháp mới nhằm khắc phục nhược điểm của giải
pháp cũ).

“Tìm hiểu về sóng âm” là dự án có nội dung kiến thức liên quan đến môn
học chính là môn Vật lí 12, dự án này có tính thực tiễn cao bởi:
+ Là nội dung quan trọng trong chương trình lớp 12.
+ Nhiều câu hỏi trong đề thi THPT Quốc Gia có nội dung này.
+ Sóng âm có nhiều ứng dụng phổ biến, quan trọng trong đời sống – xã hội.
Các hoạt động học tập được tổ chức ở trong lớp, ở ngoài lớp, ở trong
trường, ở nhà và cộng đồng. Điều này đòi hỏi học sinh phải tích cực, tự lực và
sáng tạo trong học tập.
Trong khuôn khổ dự án, học sinh tìm hiểu về các vấn đề chính gồm:
- Khái niệm sóng âm.
- Đặc trưng sinh lí và đặc trưng vật lí của sóng âm.
- Tìm hiểu một số nguồn âm trong thực tế và tìm hiểu về hộp cộng hưởng.
- Một số bài tập về sóng âm.
- Ứng dụng của sóng âm trong đời sống, đặc biệt là trong việc ứng phó với
biến đổi khí hậu (dự báo động đất, sóng thần, cảnh báo dòng Rip).
4


- Giáo dục bảo vệ môi trường theo hướng phát triển bền vững: khái niệm ô
nhiễm tiếng ồn, ảnh hưởng của nó đến đời sống con người và các sinh vật cũng
như biện pháp hạn chế ô nhiễm tiếng ồn.
Với tất cả những nội dung trên mà chỉ có thời lượng là 2 tiết thì giáo viên chỉ
có thể truyền đạt tới học sinh những kiến thức mang tính khái niệm, không thể
vận dụng được vào trong thực tế cuộc sống. Vì vậy chúng tôi đã thiết kế thành dự
án để các em có thể tìm hiểu, trao đổi nhiều hơn về vấn đề này.
2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến: (trọng tâm) (Nêu vấn đề cần giải
quyết; Chỉ ra tính mới, sự khác biệt của giải pháp mới so với giải pháp cũ; nêu
cách thức thực hiện, các bước thực hiện của giải pháp mới một cách cụ thể, rõ
ràng cũng như các điều kiện cần thiết để áp dụng giải pháp; Nêu rõ khả năng áp
dụng vào thực tế của giải pháp mới và mang lại lợi ích thiết thực; ngoài ra có

thể nêu rõ giải pháp còn có khả năng áp dụng cho những đối tượng, cơ quan, tổ
chức nào)
2.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN
a. Mô tả
Dạy học theo dự án là một hình thức dạy học, trong đó người học thực hiện một
nhiệm vụ học tập phức hợp, có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành, có tạo ra
các sản phẩm có thể giới thiệu. Nhiệm vụ này được người học thực hiện với tính
tự lực cao trong toàn bộ quá trình học tập, từ việc xác định mục đích, lập kế
họach, đến việc thực hiện dự án, kiểm tra, điều chỉnh, đánh giá quá trình và kết
quả thực hiện. Làm việc nhóm là hình thức cơ bản của dạy học theo dự án.
b. Đặc trưng cơ bản của dạy học dự án
- Người học là trung tâm của quá trình dạy học
- Dự án tập trung vào những mục tiêu học tập quan trọng gắn với các chuẩn
- Dự án được định hướng theo bộ câu hỏi khung chương trình
- Dự án đòi hỏi các hình thức đánh giá đa dạng và thường xuyên
- Dự án có tính liên hệ với thực tế.
- Người học thể hiện sự hiểu biết của mình thông qua sản phẩm và quá trình thực
hiện
- Công nghệ hiện đại hỗ trợ và thúc đẩy việc học của người học
- Kĩ năng tư duy là yếu tố không thể thiếu trong phương pháp dạy học dự án
c. Bộ câu hỏi định hướng
Bộ câu hỏi định hướng giúp học sinh kết nối những khái niệm cơ bản trong cùng
một môn học hoặc giữa các môn học với nhau. Các câu hỏi này tạo điều kiện để
định hướng việc học tập của học sinh thông qua các vấn đề kích thích tư duy. Các
câu hỏi định hướng giúp gắn các mục tiêu của dự án với các mục tiêu học tập và
chuẩn của chương trình
Bộ câu hỏi định hướng bao gồm:
- Câu hỏi khái quát: Câu hỏi khái quát là những câu hỏi mở, có phạm vi rộng, kích
thích sự khám phá, nhắm đến những khái niệm lớn và lâu dài, đòi hỏi các kỹ năng
tư duy bậc cao và thường có tính chất liên môn.

5


- Câu hỏi bài học: Câu hỏi bài học là những câu hỏi mở có liên hệ trực tiếp với dự
án hoặc bài học cụ thể, đòi hỏi các kỹ năng tư duy bậc cao, giúp học sinh tự xây
dựng câu trả lời và hiểu biết của bản thân từ thông tin mà chính các em thu thập
được
- Câu hỏi nội dung: Câu hỏi nội dung là những câu hỏi đóng có các câu trả lời
“đúng” được xác định rõ ràng, trực tiếp hỗ trợ việc dạy và học các kiến thức cụ
thể, thường có liên quan đến các định nghĩa hoặc yêu cầu nhớ lại thông tin (như
các câu hỏi kiểm tra thông thường)
2.2. MỤC TIÊU DẠY HỌC
2.1.1 Kiến thức
- Nêu được định nghĩa sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm.
- Nêu được định nghĩa nhạc âm, họa âm, âm cơ bản.
- Viết được công thức cường độ âm, mức cường độ âm, đơn vị đo mức
cường độ âm.
- Nêu được mối quan hệ giữa đặc trưng sinh lí với đặc trưng vật lí của âm.
- Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm.
- Nhận biết được tác hại của của ô nhiễm tiếng ồn đối với cuộc sống và sức
khỏe con người.
- Nhận biết được vật liệu chống ồn và vai trò của nó đối với việc giảm tiếng
ồn.
- Hiểu được vai trò của sóng âm trong đời sống, đặc biệt là trong việc ứng
phó với biến đổi khí hậu (dự báo động đất, sóng thần, cảnh báo dòng Rip).
2.1.2. Ý nghĩa của dự án đối với thực tiễn dạy học
- Dự án này nhằm cung cấp cho các em kiến thức về sóng âm bên cạnh đó
góp phần kích thích khả năng tìm tòi, ham mê học tập, nghiên cứu của học sinh.
- Củng cố kiến thức của môn Sinh học, Toán học, nâng cao kết quả học tập
môn Vật lí của học sinh.

- Dạy học tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường theo hướng phát triển bền
vững và ứng phó với biến đổi khí hậu.
- Qua dự án, các em hiểu được và thiết lập được mối liên hệ giữa các môn
học trong nhà trường, biết tư duy và vận dụng những kiến thức của các môn học
khác nhau để lí giải được một số vấn đề thường gặp trong cuộc sống. Từ đó, học
sinh có hiểu biết đúng đắn về sự cần thiết học các môn học trong trường trung học
phổ thông.
- Giúp cho học sinh biết cách thu thập thông tin; chọn lọc, xử lí các thông
tin; biết vận dụng các kiến thức đã học được vào các tình huống của đời sống thực
6


tế; làm cho quá trình học tập có ý nghĩa bằng cách gắn học tập với cuộc sống hàng
ngày, hoà nhập thế giới học đường với thế giới cuộc sống.
2.2.3. Ý nghĩa của dự án đối với thực tiễn đời sống
- Dự án tìm hiểu về sóng âm rất gần gũi với đời sống của học sinh.
- Qua dự án, hình thành cho học sinh biết tư duy tổng quát trong giải quyết
các vấn đề. Từ đó giúp học sinh mạnh dạn tự tin hơn khi đối mặt với các vấn đề
mới đặt ra trong thực tế đời sống.
2.3. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
2.3.1. Thiết bị dạy học
- Phòng học đa năng: máy tính, máy chiếu, thiết bị dạy học (thiết bị thu phát
âm thanh), đoạn phim, clip minh họa.
- Phiếu học tập, phiếu thảo luận nhóm, các công cụ phục vụ kiểm tra kiến
thức học sinh.
- Máy tính, máy chiếu, camera vật thể.
2.3.2 Học liệu
2.3.2.1. Âm là gì? Đặc trưng vật lí của âm, đặc trưng sinh lí của âm
a. Âm là gì?
Âm hay sóng âm là những sóng cơ lan truyền trong các môi trường rắn,

lỏng, khí (không truyền được trong chân không). Sóng âm truyền trong môi trường
chất khí, chất lỏng là sóng dọc, trong môi trường chất rắn là sóng dọc và sóng
ngang.
- Nguồn âm, tần số âm, vận tốc truyền âm
Nguồn âm là những nguồn dao động phát ra sóng âm.
Tần số âm là tần số của nguồn âm
- Chú ý:
Trong môi trường chất khí: sóng âm khi truyền đi là sóng dọc.

Trong môi trường chất rắn: sóng âm khi truyền đi vừa là sóng dọc vừa là
sóng ngang.

7


Tốc độ truyền âm: vận tốc lan truyền dao động, năng lượng âm. Trong các
bài toán đơn giản ta coi quá trình truyền âm tương đương với chuyển động thẳng
đều.
Tốc độ truyền âm phụ thuộc tính đàn hồi, mật độ, nhiệt độ… của môi
trường.
Tốc độ âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, và trong chất lỏng lớn
hơn trong chất khí. Khi áp tai trên mặt đất, với thói quen, ta có thể nghe được
tiếng đoàn ngựa phi, hoặc đoàn tàu chạy ở xa, mà tiếng động truyền trong không
khí không đến tai ta được vì sóng âm truyền trong không khí bị nhiều vật cản và
chóng bị tắt đi.
Những vật có tính đàn hồi kém như bông, nhung, xốp…… thì truyền âm
kém nên được làm vật cách âm.
Tốc độ truyền âm được tính theo công thức
v = st
Trong đó:

•

v: tốc độ truyền âm (m/s)

•

s: quãng đường âm truyền đi được (m)

•

t: thời gian truyền (s)
- Phân loại âm:

+ Nhạc âm: là những sóng âm có tần số xác định (do nhạc cụ, tiếng nói,
tiếng hát của người phát ra). Sóng âm mà tai con người có thể nghe được gọi là
âm thanh có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20kHz gọi là ngưỡng nghe của
người.
+ Tạp âm (tiếng ồn): là những sóng âm có tần số không xác định.

Hình ảnh nghệ sĩ đang kéo vilông làm cho sợi dây đàn rung lên, dao động từ
dây đàn sẽ tạo ra âm thanh, âm thanh này lan truyền trong không khí với tốc
8


độ khoảng 330m/s đến tai người. Trong tai có một màng mỏng (màng nhĩ)
cũng rung lên theo lớp không khí trong tai với cùng tần số mà nhạc cụ phát
ra từ đó mà ta có thể nghe được.
- Thang sóng âm:

Ngưỡng nghe của người nằm trong vùng từ 16 Hz đến 20.000 Hz.

•

f < 16 Hz: được gọi là vùng hạ âm.

f > 20 kHz: được gọi là vùng siêu âm.
Một số loài động vật như chó, voi có thể nghe được sóng âm trong vùng hạ
âm. Những nguồn phát ra hạ âm thường là những rung động nhỏ chính vì vậy
trong đời sống đôi khi loài chó có thể phát hiện ra những nguy hiểm sắp xảy đến
(như những chấn động sâu trong lòng đất).
Cá heo có thể phát ra sóng siêu âm và chúng có thể giao tiếp với nhau ở
khoảng cách lên đến vài trăm m đến vài km.
Để xác định độ sâu của biển các tàu đo đạc phát sóng siêu âm, căn cứ vào
thời gian phản xạ lại của sóng siêu âm và tốc độ truyền sóng siêu âm có thể tính
được khoảng cách từ vị trí của tàu đến vật cản.
•

Về bản chất vật lí, sóng âm, sóng siêu âm và sóng hạ âm không khác gì
nhau, và cũng không khác gì các sóng cơ học khác. Sự phân biệt như trên là dựa
trên khả năng cảm thụ các sóng cơ học của tai con người, do các đặc tính sinh lí
của tai con người quyết định. Vì vậy, trong âm học người ta cũng phân biệt những
đặc tính vật lí của âm, và những đặc tính sinh lí của âm có liên quan đến sự cảm
thụ âm của con người.
9


b. Các đặc trưng vật lí của âm
- Tần số âm (f): là tần số dao động của nguồn âm, âm trầm (bass) có tần số
nhỏ, âm cao (treble) có tần số lớn.
- Cường độ âm (I): tại một điểm được xác định bằng năng lượng của sóng
âm truyền vuông góc qua một diện tích trong một đơn vị thời gian.

W P
I=
=
tS S
Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn. S (m 2) là
diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm.
(với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S = 4πR2).
Không giống như sóng mặt nước, sóng âm thanh được lan truyền 3 chiều
trong không gian. Tương tự như sự phồng to khi thổi bong bóng, từ tâm là mặt loa
âm thanh lan tỏa như 1 mặt cầu nên còn được gọi là sóng cầu.
+ Khi nguồn phát âm có kích thước nhỏ, thì sóng âm là 1 mặt cầu có tâm là
nguồn phát âm.
+ Khi nguồn âm có kích thước lớn như sự dao động của 1 bức tường của
tòa nhà… thì sóng âm lại lan truyền như 1 mặt phẳng (mặt cầu có tâm là vô
cực). Dọc theo chiều dài của sóng phẳng, âm thanh không bị tán xạ, nên không
suy giảm.
+ Bên trong một không gian nhỏ và dài thì sóng âm cũng được truyền theo
sóng phẳng nên tiếng tàu điện chạy trong đường ray dài và nhỏ cũng không bị
suy giảm nhiều và dù tàu đã chạy rất xa nhưng vẫn nghe rõ.
+ Cũng giống như sự nhỏ dần của sóng mặt nước, hoặc sự mỏng dần của vỏ
bong bóng khi ta thổi nó to lên, sóng âm cũng có biên độ suy giảm dần khi nó
cách xa nguồn phát âm.
- Mức cường độ âm L:
I
I
L(B) = lg
Hoặc L(dB) = 10.lg
I0
I0
Với I0 = 10-12 W/m2 gọi là cường độ âm chuẩn ở f = 1000 Hz (âm nhỏ nhất

tai người có thể nghe được)
Trong đó
•

I: Mức cường độ âm (W/m2)

•

W: năng lượng của sóng âm (J)

•

t: thời gian truyền âm (s)

•

S: diện tích (m2)

•

P: công suất của nguồn âm (W)
10


•

d: khoảng cách từ điểm cần tính đến nguồn âm (m)

•

I0 = 10 - 12 (W/m2 ): cường độ âm chuẩn

•

L: mức cường độ âm (B đọc là ben)

•

1B = 10dB (dB: đề xi ben)

Khi mức cường độ âm bằng 1, 2, 3, 4 B ... điều đó nghĩa là cường độ âm I
lớn gấp 10, 102, 103, 104 ... cường độ âm chuẩn I0.
Giới hạn nghe của tai người:
• Cảm giác của âm là to hay nhỏ không những phụ thuộc vào năng lượng
âm truyền tới tai người mà còn phụ thuộc vào tần số âm.
• Ngưỡng nghe:
+ Là cường độ âm tối thiểu gây được cảm giác âm trong tai người bình
thường.
+ Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số của âm. Với cùng một cường độ âm,
âm có tần số càng cao thì ngưỡng nghe càng nhỏ.
• Ngưỡng đau: Là cường độ âm đạt đến giá trị cực đại I Max=10W/m2 với
mọi tần số âm mà tai người còn chịu được
Chú ý:
Những âm tai người nghe được có 0 < L ≤ 130(dB)
Với cùng cường độ âm I, tai người nghe thính nhất với những âm có tần số
từ 1000(Hz) đến 5000(Hz).
- Ví dụ về cường độ âm, mức cường độ âm trong đời sống
Cường độ âm
Mức cường độ âm
Loại tiếng động

2
(W/cm )
(dB)
10-16
10-15
10-14
10-12
10-10
10-9
10-7
10-6
10-4
10-3

Ngưỡng thính giác
Rì rào của gió xào xạc lá cây
Thì thầm
Nói chuyện thường
Loa phóng thanh
Đánh máy
Tiếng động xe cộ
Động cơ xe lớn
Động cơ máy bay
Ngưỡng đau (Tiếng nổ)
•

0
10
20
40

60
70
90
100
120
130

Âm thanh từ 160 → 170 dB gây điếc hoàn toàn, dù chỉ một lần nghe.
11


- Đồ thị dao động âm (sóng âm):
Âm thanh phát ra trong không khí được thu lại và chuyển thành dao động
của các cần rung hoặc dao động điện có cùng tần số

Cấu tạo cơ bản của một chiếc loa biến dao động cơ thành dao động điện

Hình ảnh máy kiểm tra nói dối
ghi lại đồ thị âm thanh dao động của nhịp đập trái tim.

12


Đồ thị dao động âm của một nốt nhạc do dây đàn violon phát ra.
c. Các đặc trưng sinh lí của âm
- Độ cao của âm: gắn liền với tần số âm. Âm trầm có tần số nhỏ, âm cao có
tần số lớn.

Đồ thị dao động của âm có tần số thấp (âm trầm) và tần số âm cao
- Độ to của âm: Là một đặc tính sinh lí của âm phụ thuộc vào đặc tính vật lí

của âm là tần số âm và cường độ âm, đặc trưng cho sự cảm thụ âm to hay nhỏ
của tai con người.
+ Ngưỡng nghe: Là giá trị nhỏ nhất của cường độ âm gây được cảm giác
âm ở tai con người. Ngưỡng nghe phụ thuộc vào tần số âm.
+ Ngưỡng đau: Là giá trị lớn nhất của cường độ âm gây ra cảm giác đau ở
tai con người. Ngưỡng đau không phụ thuộc vào tần số âm.
+ Miền nghe được: Là miền nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau. Miền
nghe được phụ thuộc vào tần số âm.
- Âm sắc
+ Định nghĩa: Các nguồn âm phát ra những âm có sắc thái khác nhau mà
tai ta phân biệt được, đặc tính đó của âm gọi là âm sắc.
+ Âm cơ bản – Họa âm
Âm do một nguồn phát ra gồm một âm cơ bản có tần số f 1, đồng thời cũng
phát ra các họa âm có tần số f2, f3, f4… với các biên độ khác nhau.
13


(k = 0; 1; 2… Họa âm có tần số bằng số nguyên lần tần số âm cơ bản)
Do đó, âm phát ra là sự tổng hợp của âm cơ bản và họa âm, nó có tần số của
âm cơ bản nhưng không được biểu diễn bằng đường hình sin, mà trở thành một
đường phức tạp có chu kỳ.

Âm tổng hợp là đường phức tạp có chu kì
Khi các nguồn âm cùng phát ra một âm cơ bản, nhưng do các họa âm của
chúng khác nhau nên có âm sắc khác nhau, do đó tai ta phân biệt được âm thanh
của mỗi nguồn.
Căn cứ vào sự cảm thụ của tai, chúng ta đánh giá các giọng hát có âm sắc
khác nhau là giọng ấm, mượt, trơ, chua .v.v...
Như vậy, âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do
các nguồn khác nhau phát ra. Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động

âm
Ví dụ cùng một bản nhạc nhưng khi nghe ta có thể xác định được bản nhạc
đó được chơi bằng nhạc cụ các loại nhạc cụ khác nhau ghitar, violông, piano ... vì
âm sắc của các nhạc cụ này rất khác nhau.

14


Âm la có f = 440Hz
d. Các nguồn âm thường gặp:
- Dây đàn: Tần số do đàn phát ra (hai đầu dây cố định: hai đầu là nút sóng)
f =k

v
( k ∈ N*) .
2l

Ứng với k = 1 ⇒ âm phát ra âm cơ bản có tần số f1 =

v
2l

k = 2,3,4… có các hoạ âm bậc 2 (tần số 2f1), bậc 3 (tần số 3f1)…
- Ống sáo: Tần số do ống sáo phát ra (một đầu bịt kín (nút sóng), một đầu
để hở (bụng sóng).
f = (2k + 1)

v
( k ∈ N) .
4l

Ứng với k = 0 ⇒ âm phát ra âm cơ bản có tần số f1 =

v
4l

k = 1,2,3… có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3f1), bậc 5 (tần số 5f1)…

Âm cơ bản

Họa âm bậc 3

Họa âm bậc 5
Trường hợp sóng dừng
trong ống ( cộng hưởng âm):
15


Một đầu bịt kín → ¼ bước sóng

Hai đầu bịt kín → 1 bước sóng

Hai đầu hở → ½ bước sóng

- Hộp cộng hưởng
Nguồn âm thường bao gồm hai phần: nguồn dao động và hộp cộng hưởng.
Nguồn dao động: là những vật dao động tạo ra sóng âm.
Hộp cộng hưởng: là một vật rỗng có khả năng cộng hưởng với những âm có
tần số khác nhau và tăng cường những âm có tần số đó. Ví dụ: thùng đàn, ống sáo.
thân kèn……

Khi một dây đàn được kích thích bằng cách gảy, gõ, hoặc cọ xát, nó dao
động với một tần số xác định phụ thuộc độ dài và tiết diện của dây, sức căng của
dây và chất liệu dùng làm dây. Dây đàn có tiết diện rất nhỏ nên khi dao động chỉ
gây ra những dao động xoáy trong miền không khí lân cận, không tạo ra được
sóng âm đáng kể. Dây đàn được căng trên mặt đàn bằng gỗ hoặc bằng da, khi nó
dao động, nó làm cho mặt đàn cũng dao động với cùng một tần số. Mặt đàn có
diện tích lớn, gây được những miền nén và giãn đáng kể trong không khí và tạo ra
sóng âm.
Ta biết rằng khi dây đàn dao động thì phát ra âm cơ bản ứng với n = 1 và
đồng thời cũng phát ra các hoạ âm bậc 2, 3,... ứng với n = 2, 3,... có tần số cao hơn
âm cơ bản. Sự dao động của dây đàn làm cho không khí trong hộp đàn cũng dao
động và tạo ra sóng âm. Sóng này phản xạ ở các phần khác nhau của thành hộp.
Mỗi loại đàn đều có một bầu đàn có hình dạng nhất định, đóng vai trò của hộp
16


cộng hưởng, tức là một vật rỗng có khả năng cộng hưởng đối với nhiều tần số
khác nhau, và tăng cường những âm có các tần số đó. Tuỳ theo hình dạng và chất
liệu của bầu đàn, mỗi loại đàn có khả năng tăng cường một số hoạ âm nào đó, và
tạo ra âm sắc đặc trưng của loại đàn đó.
Cơ quan phát âm của con người hoạt động tương tự như một cây đàn. Các
thanh đới đóng vai trò của dây đàn. Thanh quản, khoang mũi, khoang miệng đóng
vai trò hộp cộng hưởng. Đặc biệt ở đây, bằng cách thay đổi vị trí của hàm dưới,
môi, lưỡi, người ta có thể thay đổi hình dạng của khoang miệng và do đó thay đổi
âm sắc một cách thích hợp. Vì vậy, giọng nói của người có âm sắc rất phong phú,
và một người có thể bắt chước được giọng nói của người khác, hoặc bắt chước
tiếng của các nhạc cụ.
Khi người ta thổi kèm hoặc sáo thì cột không khí trong thân sáo hoặc kèm
dao động theo một tần số cơ bản và các tần số hoạ âm. Thân sáo và thân kèn có

hình dạng khác nhau và làm bằng chất liệu khác nhau. Chúng đóng vai trò của hộp
cộng hưởng và tạo ra âm sắc đặc trưng của các loại sáo và kèn.
2.3.2.2. Cấu tạo của tai. Chức năng thu nhận sóng âm.
- Cấu tạo của tai

Cấu tạo của tai
Tai ngoài có loa tai và ống tai ngoài. Loa tai ở người có những nếp lồi lõm,
có tác dụng thu nhận âm thanh từ mọi phía mà không cần xoay như một số động
vật.
Ống tai ngoài hơi cong xuống dưới và ra sau. Cấu trúc này có tác dụng bảo
vệ tai nhưng hơi khó cho thầy thuốc khi khám tai. Ống tai ngoài có lông và tuyến
nhầy (ráy tai), phần da che phủ sụn ống tai dính chặt vào sụn và xương nên rất
nhạy cảm, có mụn nhọt hay dụng cụ vào là rất đau. Giới hạn bên trong là màng
nhĩ.
Chức năng cảm thụ âm thực hiện ở một bộ phận của tai trong gọi là ốc tai.

17


Phân tích cấu tạo của ốc tai (trái)
Ốc tai là một ống dài khoảng 30mm, xoắn thành hình xoáy ốc. Dọc suốt
chiều dài của ốc tai có một màng mỏng gọi là màng cơ sở và khoảng 30000 đầu
dây thần kinh (1000 đầu dây thần kinh trên mỗi mm). Dao động truyền đến tai
trong làm màng cơ sở rung động và kích thích các đầu dây thần kinh, các kích
thích đó truyền lên não và gây ra cảm giác âm.
Các âm có tần số cao làm cho đoạn màng cơ sở ở đáy ốc tai (phần ở sát tai
giữa) dao động, các âm có tần số thấp hơn làm cho các đoạn xa hơn dao động, các
âm có tần số thấp nhất làm cho đoạn màng cơ sở ở đỉnh ốc tai dao động.
Đoạn màng cơ sở nào dao động thì chỉ kích thích những đầu dây thần kinh
ở lân cận nó. Như vậy, khi một âm truyền đến tai ta, không phải toàn thể 30 000

đầu dây thần kinh cùng hoạt động, mà chỉ có những đầu dây thần kinh ứng với
những tần số nhất định hoạt động.
Cảm thụ âm như vậy làm cho cảm giác âm không chỉ phụ thuộc những đặc
tính vật lí khách quan của dao động âm mà còn phụ thuộc những đặc tính sinh lí
của tai con người.

- Vệ sinh tai
Ráy tai do các tuyến ráy trong thành ống tai tiết ra. Thông thường ráy tai hơi
dính có tác dụng giữ bụi, nên thường phải lau rửa bằng tăm bông, không dùng que
nhọn hoặc vật sắc để ngoáy tai hay lấy ráy, có thể làm tổn thương hoặc thủng
màng nhĩ.
18


Trẻ em cần được giữ gìn vệ sinh để tránh viêm họng. Viêm họng có thể qua
vòi nhĩ dẫn tới viêm khoang tai giữa.
Tránh nơi có tiếng ồn hoặc tiếng động mạnh tác động thường xuyên ảnh
hưởng tới thần kinh, làm giảm tính đàn hồi của màng nhĩ - nghe không rõ. Nếu
tiếng động quá mạnh, tác động bất thường có thể làm rách màng nhĩ và tổn thương
các tế bào thụ cảm thính giác dẫn tới điếc.
2.3.2.3. Bộ máy phát âm
Tiếng hát cũng như tiếng nói, được tạo ra do hoạt động phối hợp rất chặt
chẽ và đồng bộ của nhiều bộ phận khác nhau làm thành bộ máy phát âm.
Các bộ phận chính yếu của bộ máy phát âm gồm :
- Bộ phận cung cấp làn hơi
- Bộ phận phát thanh
- Bộ phận truyền tăng âm
- Bộ phận phát âm (nhả chữ)
- Bộ phận dội âm (cộng minh)
a. Bộ phận cung cấp làn hơi

Bao gồm hai lá phổi, được sự tác động của các cơ ngực, sườn, cơ hoành
cách mô, cơ bụng (hình 1).

Phổi
gồm những tế bào xốp, có độ co giãn lớn, tạo thành bỡi những túi nhỏ, các túi này
giãn ra để chứa đầy không khí, và co lại để đẩy không khí ra ngoài bằng các phế
19


quản. Các phế quản này đều thông vào khí quản, trông giống như những rễ cây
bám vào gốc cây
Sự co giãn chủ động của phổi là do sự hỗ trợ tích cực của lồng ngực và
hoành cách mô cùng các cơ bụng : Hoành cách mô hạ xuống, lồng ngực trương ra,
làm cho phổi giãn ra tăng thêm thể tích, tạo khoảng trống cho không khí ở bên
ngoài vào. Hoành cách mô nâng lên,
bụng hơi hóp vào, lồng ngực buông lỏng
xuống, làm cho phổi thu nhỏ lại, đẩy
không khí ra ngoài (hình 2).
Chúng ta có thể ví hai lá phổi như
một cái bễ, cung cấp dưỡng khí cho cơ
thể và thải thán khí ra ngoài. Mỗi lần thở
bình thường, ta hít vào nửa lít không khí.
Mỗi phút, ta thở khoảng 15 lần và 15 lít
máu được đổi mới.
Khi làn hơi từ phổi được đẩy ra
ngoài, nếu tác động đúng cách lên thanh
đới (dây tiếng), thì sẽ phát ra âm thanh.
Chất lượng của âm thanh phát ra, một
phần lớn phụ thuộc vào làn hơi từ phổi
đưa lên tác động vào thanh đới. Cần phải

tập luyện hơi thở sao cho đầy đặn, và
điều chế làn hơi sao cho nhuần nhuyễn.
b. Bộ phận phát thanh.
(Chỉ mới phát ra âm thanh chứ chưa phát ra tiếng, ra lời) gồm 2 thanh đới
nằm trong thanh quản (hình 3a).

20


Thanh quản là một ống nối tiếp với khí quản. Phần giữa thanh quản thắt lại
như cổ chai. Chỗ thắt lại này là do các dây cơ và sụn chắn ngang hai bên tạo nên
thanh đới. Thanh đới là bộ phận chủ yếu tạo ra âm thanh : Do áp lực của làn hơi từ
phổi đưa lên, thanh đới, với những độ căng khác nhau và hình dạng khác nhau,
mở ra và đóng lại nhanh chậm khác nhau, cắt làn hơi thành những sóng âm có tần
số khác nhau, tạo thành những âm thanh có cao độ khác nhau: Thanh đới
mỏng/ngắn mở đóng nhanh hơn thanh đới dày/dài (thanh đới ở phụ nữ và trẻ em
ngắn và mỏng hơn ở đàn ông, nên giọng nữ và trẻ em cao hơn giọng đàn ông một
bát độ). Thanh đới mỏng hơn khi được căng ra, hoặc thanh đới không mở đóng
toàn phần, mà chỉ mở đóng trên một phần nào đó của mình, làm cho phần thanh
đới tham gia cắt làn hơi ngắn đi, và như vậy tạo được những âm thanh cao. Độ
căng,hình dạng, kích thước của thanh đới không chỉ ảnh hưởng đến cao độ, mà cả
âm sắc nữa. Còn cường độ âm thanh là do sức mạnh của làn hơi đưa lên.
Như vậy âm thanh phát ra phù hợp hay không là do sự phối họp nhuần
nhuyễn giữa làn hơi và các cơ điều khiển thanh đới. Do đó, cần bảo vệ thanh đới
cho lành mạnh.
Biện pháp bảo vệ thanh đới tốt nhất là hát cho đúng cách, nghĩa là hát làm
sao để cho mọi hoạt động khác hỗ trợ cho thanh đới đều phải phù hợp, không bao
giờ hát quá sức, tức là hát quá lớn và quá cao. Hát quá lớn như gào thét, có thể
dẫn đến chỗ “mất tiếng” do thanh đới bị tổn thương không có khả năng làm việc
linh hoạt theo yêu cầu của nghệ thuật ca hát. Hát quá cao không phù hợp với loại

giọng của mình, làm cho thanh đới căng ra quá mức, nếu kéo dài và phối hợp với
hát lớn, cũng gây tổn thương đến thanh đới.
c. Bộ phận truyền tăng âm
Gồm chủ yếu là cuống họng (yết hầu) thông với đường miệng hoặc đường
mũi.
21


Các chấn động âm thanh do thanh đới tạo ra, được bộ phận truyền âm gom
lại và dẫn ra ngoài theo hai hướng miệng hoặc mũi. Cuống họng và miệng không
những truyền âm, mà còn góp phần khá quan trọng vào việc tăng âm (đóng vai trò
như một hộp cộng hưởng).
Cuống họng được bao bọc bởi một hệ thống niêm mạc, dễ bị kích thích, do
đó cần phải giữ gìn để cuống họng không bị viêm nhiễm, ảnh hưởng xấu đến
giọng (tránh dùng rượu, cà phề, thuốc lá và thức ăn thức uống quá nóng, quá
lạnh, quá cay ...)
d. Bộ phận phát âm (nhả chữ)
Là miệng với các hoạt động của môi, răng, lưỡi, hàm dưới, vòm mềm.
Chúng ta nhận ra được tiếng nói với ý nghĩa của nó, là nhờ vào hoạt động của các
cơ năng trên. Khi nói đến khẩu hình là nói đến hình thể, hình dáng, cả bên ngoài
lẫn bên trong của miệng do hoạt động phối hợp của môi, lưỡi, hàm dưới, vòm
mềm tạo ra khi phát âm. Mở khẩu hình không đúng cách sẽ ảnh hưởng không chỉ
đến chất lượng âm thanh, mà nhất là ảnh hưởng đến việc rõ lời.
e. Bộ phận dội âm.
Gồm tất cả các khoảng trống trong thân thể, chủ yếu là các khoảng trống
trên đầu, trên mặt, gọi là xoang cộng minh (cộng hưởng). Ngoài khoang họng và
khoang miệng vừa tăng âm vừa dội âm, thì các xoang mũi, xoang vòm mặt, xoang
trán v.v... chủ yếu có tính cách dội âm, tức là làm cho âm thanh được cộng hưởng,
âm vang đầy đặn, giàu âm sắc nhờ các hoạ âm mà chúng tạo ra. Vì thế, khi nói cần
phải phóng âm thanh lên phía trước (tiếng Pháp gọi là chanter en avant) để tạo

được vị trí dội âm trước mặt. Vị trí trước mặt mà làn hơi phải hướng tới không
giống nhau đối với mọi người. Mỗi người sẽ tìm từng vị trí cho từng cao độ,
nhưng nói chung chúng nằm khoảng giữa hàm trên và trán (ngay cả khi nói, nếu ta
biết nói âm thanh ra phía trước, thì họng ta sẽ đỡ mệt và tiếng nói ta vẫn rõ ràng
mà không tốn sức) .

22


2.4. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VÀ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
2.4.1. Mục tiêu cần đạt:
- Kiến thức
+ Nêu được định nghĩa sóng âm, âm thanh, hạ âm, siêu âm.
+ Nêu được định nghĩa nhạc âm, họa âm, âm cơ bản.
+ Viết được công thức cường độ âm, mức cường độ âm, đơn vị đo mức
cường độ âm.
+ Nêu được mối quan hệ giữa đặc trưng sinh lí với đặc trưng vật lí của âm.
+ Nêu được tác dụng của hộp cộng hưởng âm.
+ Nhận biết được tác hại của của ô nhiễm tiếng ồn đối với cuộc sống và sức
khỏe con người.
+ Nhận biết được vật liệu chống ồn và vai trò của nó đối với việc giảm
tiếng ồn.
23


- Kỹ năng
+ Có biện pháp chống ô nhiễm tiếng ồn ở ngay tại gia đình mình, ở khu dân
cư, ở trường, ở lớp học.
+ Tìm hiểu cách sử dụng các đặc trưng vật lí, sinh lí của âm để xác định tàu
ngầm, các vật trôi dạt, các đàn cá, độ sâu đáy biển và sử dụng trong việc lập bản

đồ và tìm hiểu tiếp việc dự đoán động đất sóng thần, cảnh báo dòng Rip.
+ Giải thích được các hiện tượng về sóng âm trong đời sống.
Bên cạnh đó, thông qua dự án, giúp học sinh:
+ Phát triển các ý tưởng cá nhân về chủ đề Tìm hiểu về sóng âm.
+ Biết cách thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau và xử lí các thông
tin đã thu thập được; viết và trình bày báo cáo về một vấn đề khoa học; bước đầu
biết tổ chức hoạt động nhóm (thảo luận, chia sẻ ý tưởng với các thành viên trong
nhóm và hợp tác để lập sơ đồ tư duy chung của nhóm trên cơ sở tổng hợp ý tưởng
của các thành viên trong nhóm); kĩ năng phân tích số liệu; sử dụng CNTT nhằm hỗ
trợ việc học tập; kĩ năng giao tiếp: làm việc tập thể, ngoại giao để tìm kiếm thông
tin, kĩ năng trình bày, diễn thuyết trước tập thể từ đó rèn tính tự tin, bản lĩnh hoạt
động độc lập cho học sinh.
- Thái độ:
+ Học sinh thêm yêu thích môn học, có niềm tin vào khoa học, ham học hỏi,
có hứng thú trong tìm hiểu kiến thức liên quan trong nội dung môn Vật lí, Sinh
học, Toán học để hiểu rõ hơn về sóng âm; có ý thức tìm hiểu và giải thích các vấn
đề đặt ra trong thực tế.
+ Tăng cường ý thức học tập, rèn luyện, ý thức bảo vệ môi trường theo
hướng phát triển bền vững.
– Phẩm chất, năng lực:
* Thông qua việc thực hiện dự án, học sinh có cơ hội phát triển năng lực:
- Năng lực tự học: tự tìm kiếm thông tin trong sách giáo khoa và các nguồn
tài liệu khác, xử lí thông tin theo yêu cầu.
- Năng lực sáng tạo: từ các kiến thức đã học, kết hợp tình hình thực tiễn ở
địa phương đề xuất ý tưởng, giải pháp thực hiện nhiệm vụ.
- Năng lực hợp tác và làm việc nhóm: làm việc và hợp tác với những người
có năng lực khác nhau để đạt được mục đích chung cùng nắm chắc kiến thức, vận
dụng được kiến thức để giải quyết nhiệm vụ của nhóm; xây dựng được mối quan
hệ tốt với những thành viên trong nhóm, giúp đỡ nhau trong các hoạt động; để
khẳng định vai trò của mình trong nhóm.

- Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông: Bài thuyết trình
thường trình bày dưới dạng Powerpoint, làm video; tìm kiếm tài liệu thông qua
internet...
24


- Năng lực sử dụng ngôn ngữ: học sinh rèn luyện việc sử dụng ngôn ngữ
khoa học để trình bày một vấn đề khoa học.
- Năng lực lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch.
- Năng lực tạo sản phẩm và trình bày sản phẩm.
- Năng lực tính toán.
- Năng lực sử dụng kiến thức: Sử dụng kiến thức vào việc giải thích các
hiện tượng liên quan đến sóng âm và các bài toán liên quan đến cường độ âm và
mức cường độ âm.
- Năng lực cá thể: Kết hợp các kiến thức và công thức trong bài để giải
thích các tình huống thực tiễn.
* Phẩm chất:
- Có trách nhiệm với bản thân và môi trường tự nhiên; tự tin, tự chủ
- Có ý thức bảo vệ môi trường, phòng tránh tác hại của ô nhiễm tiếng ồn.
2.4.2. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh:
a) Giáo viên:
* Chuẩn bị nội dung
- Giáo viên soạn giáo án, bài giảng điện tử, tư liệu tham khảo cho học sinh,
các phiếu học tập.
- Tham khảo các tài liệu có liên quan đến bài dạy.
- Tham khảo các thông tin trên các trang web:
* Chuẩn bị phương tiện dạy học
- Máy tính, máy chiếu, camera vật thể
- Tranh vẽ cấu tạo tai người, cơ quan hô hấp của người.
- Video: các bài hát, những bản nhạc, và một số âm thanh trong cuộc sống ...

tại với các từ khóa tìm kiếm: vai trò của sóng âm, ô
nhiễm tiếng ồn...
- Bộ thí nghiệm: ống cộng hưởng (được mô tả chi tiết trong phần học liệu hỗ
trợ hoạt động học của học sinh).
- Vật thật: đàn ghi ta, sáo, âm thoa .
* Chuẩn bị phương pháp giảng dạy,
- Dạy học dự án.
- Dạy học theo nhóm.
- Dạy học có sử dụng CNTT.
b) Học sinh:
- Tìm hiểu nội dung bài học:
+ Tìm hiểu kiến thức của bài 17: Sóng âm. Nguồn nhạc âm - Vật lí 12.
+ Ôn lại kiến thức: Yêu cầu học sinh về nhà chuẩn bị thêm kiến thức trong
các bài sau:
25