AN ETHNOCULTURAL APPROACH TO CONDUCTING A PHYSICAL EXPERIMENT ON THE EXAMPLE OF SOUND VIBRATIONS AND WAVES

Модернизация системы образования в нашей стране привела к разработке различных идей и концепций, среди которых особый интерес представляет этнокультурный подход к образованию. Данный подход основан в федеральном законе «Об образовании в Российской Федерации», который призван обеспечить конституционные права и свободы граждан России в области сохранения и развития национально-культурного наследия каждого народа страны

Этнокультурный подход к образованию, нами понимается, как формирование этнокультурной идентичности личности путем приобщения к истории, культуре, национальным традициям и обычаям своего народа, к его идеалам, чувствам и интересам, фольклору и языку, территории проживания этноса и его государственности с одновременным освоением ценностей других культур

Республика Башкортостан является многонациональным, полиязычным и многоконфессиональным субъектом Российской Федерации. На ее территории проживают представители более ста народностей. Во многих правовых и нормативных актах в сфере образования республики наряду с сохранением и всесторонним развитием родных языков народов, проживающих на ее территории, ставится цель совершенствования и развития системы обучения и воспитания, обеспечивающей наиболее полное удовлетворение этнокультурных и образовательных потребностей обучающихся в едином образовательном пространстве.

Анализ научно-методических работ

Применение этнокультурного подхода к формированию универсальных учебных действий подразумевает, как действия, направленные на формирование этнокультурной идентичности личности путем приобщения к истории, культуре, национальным традициям и обычаям своего народа, к его идеалам, чувствам и интересам, фольклору и языку, территории проживания этноса и его государственности с одновременным освоением ценностей других культур. Одним из составляющих этнокультуры является инструментальная культура народа, которая уходит своими корнями в глубокую древность. Музыкальные духовые инструменты занимали важную роль в системе традиционных обрядов этноса. Они являлись основным передатчиком родовой информации, трансляторов народных традиций, материальных и духовных ценностей.

Физика как наука экспериментальная располагает большим кругом возможностей для формирования познавательных УУД. Одной из эффективных форм организации учебного занятия для формирования и развития познавательных УУД являются экспериментальные работы исследовательского характера. Отметим, что обучение учащихся методике выполнения работ такого характера способствует формированию следующих его составляющих:

1) осознавать и самостоятельно сформулировать цель опыта;

2) самостоятельно спроектировать эксперимент, планировать ход выполнения действий и осуществлять его контроль;

3) отобрать необходимое оборудование и материалы для опыта;

4) самостоятельно собрать экспериментальную установку, расположить соответствующим образом оборудование и материалы для опыта;

5) выработать измерительные навыки;

6) наблюдать;

7) фиксировать, анализировать результаты опыта;

8) делать обобщения, формулировать выводы на основе анализа результатов эксперимента

В качестве примера приведем экспериментальное исследование учащихся физических характеристик звука народных духовых инструментов с применением оборудования центра «Точка роста».

2.1. Исследование характеристик звуков народных духовых инструментов

Тип работы: практическая работа.

Цели работы: экспериментально исследовать высоты, тембра и громкости звуков народных духовых инструментов (можно предложить несколько музыкальных инструментов, например, курай, флейта, жалейка, пуча, чипсон и т.д).

Задачи работы:

1) Провести гармонический анализ звуков разных народных инструментов.

2) Ознакомится электроакустическим методом анализа звуков.

3) Рассчитать частоту, период и длины звуковых волн народных духовых инструментов.

Оборудование и материалы: ноутбук, двухканальная приставка-осциллограф Releon, динамики низкочастотные, микрофон, курай (башкирский народный инструмент), жалейка (русский народный инструмент), пуч (марийский народный инструмент), чипсон (удмурдский народный инструмент), микрофон.

2.2. Основные сведения

Звук — это упругая волна, распространяющаяся в виде механических колебаний в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуки, образуемые духовыми инструментами, зависят от возникающих в трубах стоящих волн. Тон зависит геометрических размеров трубы, а также вида колебаний воздуха в трубе

Рисунок 1 - Виды колебаний возникающие в трубе с открытым концом 

DOI:10.60797/IRJ.2025.162.112.1

Физические условия изменяют звучание музыкальных инструментов. Повышение температуры, например, вызывает увеличение скорости звука в воздухе, следовательно, увеличение основной частоты. Длина трубы также несколько увеличивается, вызывая уменьшение частоты.

Рассмотрим более подробно вышеизложенное на примере народного духового инструмента курая, который представляет собой открытую лабиальную флейту

Рисунок 2 - Внешний вид музыкального инструмента курая

DOI:10.60797/IRJ.2025.162.112.2

Из каждого отверстия можно извлекать до шести звуков – основной тон и еще пять гармонических, обертоновых звуков, путем изменения давления вдуваемого воздуха. Из формулы (2) можно выразить длину звучащей части трубы 

$l=v/2f0=342,8/2f0$

 (4), где 

$v=342,8$

 м/с — скорость звука при температуре воздуха 20-22 градуса по Цельсию. В таблице 1 приведены частоты нот и расстояния до отверстий – звучащей части курая, изготовленного из тонкого листа шпона бука толщиной 0,7 мм. Длина курая составляет 58 см, диаметр основной части трубки 2 см.

2.3. Инструкция по выполнению лабораторной работы 

1. Изучите основные сведения

2. Соберите экспериментальную установку. Для этого подключите приставку-осцилограф к разьему USB ноутбука (персонального компьютера). Затем запустите на ноутбуке программное обеспечение Releon Lite. На вертикальный вход осцилографа подключаем микрофон и устанавливаем диапазон развертки 30–150 Гц.

3. Запустите программу Releon Lite нажатием кнопки «Пуск» и на расстоянии 5–10 см от микрофона извлекаем звуки основного тона и обертонов для каждой ноты. Плавной подстройкой частоты развертки и амплитуды синхронизации добиваемся получения на экране устойчивой осциллограммы.

4. Из графика определите амплитуду, период, частоту и длину волны сигналов и заносите данные в таблицу 2.

5. Воспользовавшись формулам (2), (3), (4) рассчитать теоретические значения частоты, периода и длины волны основного тона каждый ноты.

6. Сопоставьте значения экспериментальных и теоретических данных, полученных в ходе выполнения работы, и сделайте выводы.

Важнейшим аспектом реализации данного направления является разработка и внедрение этнокультурного компонента учебных предметов, курсов и модулей, содержание которых удовлетворяло образовательные потребности и интересы обучающихся. Анализ научно-методической литературы показал, что в решении данного вопроса основной упор делается на учебные предметы гуманитарной направленности. Тем не менее, практика показывает, что этнокультурный подход можно реализовывать таким же успехом и при изучении учащимися учебных предметов естественнонаучного цикла, в том числе физики. Следует отметить, что практически все учебники физики для IX класса, рекомендованных Министерством просвещения РФ, располагают главой «Механические колебания и волны. Звук», где более подробно изложен теоретический материал: звуковые колебания и волны, звуковой резонанс, высота, тембр и громкость звука. Однако не всеми авторами предусмотрена практическая деятельность учащихся после изучения этого раздела. На наш взгляд, это в первую очередь связано с отсутствием методических разработок, посвященных к данной тематике. В этой нами было разработано содержание практической деятельности учащихся в рамках лабораторной работы с использованием оборудования центра «Точка роста». Работу так же можно провести в рамках учебного курса, модуля во внеурочной деятельности обучающихся.

В заключение хотелось бы отметить, что этнокультурный подход к образованию обладает большим педагогическим потенциалом, как в содержательном, так и процессуальном аспектах. Он позволяет формировать у учащихся понимания культурных ценностей не только своего народа, но и других народов в то же время обеспечивая высокую мотивацию и интерес к освоению предметов естественнонаучной направленности.