Интегрированный урок физики и истории "Колокола - символы величия России"


Скачать публикацию
Язык издания: русский
Периодичность: ежедневно
Вид издания: сборник
Версия издания: электронное сетевое
Публикация: Интегрированный урок физики и истории "Колокола - символы величия России"
Автор: Сидорина Марина Васильевна

Интегрированный урок по теме: Колокола – символы величия России
Цели урока:
1)познакомить учащихся с живым искусством колокольных звонов;
2)использовать физическую информацию для пробуждения у обучающихся патриотических и гражданских чувств (через обращение к истории, архитектуре и атрибутам древнерусских храмов)
3)воспитывать лучшие гражданские качества: любовь к Родине, чувство сопричастности времени, отечественной истории;
4)воздействовать на положительные эмоции обучающихся;
5)пробудить у них чувство сопереживания, гордости за свою Родину.
Оборудование и материалы: магнитофонная запись колокольных звонов, песня Малиновый звон, песня Вечерний звон в оркестровом исполнении, стенды Храмы России, Образцы старинных колоколов, фотографии Колокольни Ивана Великого, звонниц Новгородского кремля и Ростова Великого, Царь – колокола, рисунки фигур Хладни, иллюстрации колебаний стенок колокола.
Оформление доски: тема урока, вопросы, рассматриваемые на уроке (план урока), таблица характеристика колокольной бронзы, названия самых известных музыкальных произведений где звучат колокольные звоны, иллюстративный материал.
Приёмы и методы: лекция – беседа учителей истории и физики с демонстрацией учебного материала, литературно – художественным монтажом и проверкой изученного на уроке.
Ход урока
Звучит старинный вальс Вечерний звон, на его фоне ученик читает стихотворение Над Русью бьют колокола.
Над Русью бьют колокола
Печально и торжественно.
Как будто белые крыла
Взошли в ночи божественной.
Над Русью бьют колокола
Из дальнего и близкого,
Где горький пепел и зола
Восстали обелисками.
Кричат, кричат колокола
По тем кто, кто гордо выстоял,
Чей стон, чей крик из-за угла
Оборван подлым выстрелом.
Над Русью бьют колокола
С отчаянной надеждою.
Как прежде в небе два крыла,
Но ветер не по-прежнему.
Он бьёт в лицо, он валит с ног,
Трезвея от всесилья,
И дайте срок. И лайте срок…
Бьёт в колокол Россия!
Звучит перезвон праздничный.
Учитель истории:
Сегодня на уроке нам предстоит открыть ещё одну страницу в истории отечественной культуры. Постараемся прочитать, подумать, окунуться в таинство удивительных звуков, которые заставят каждого из нас соприкоснуться с одной из многовековых традиций, связывающей духовной нитью нынешнее поколение с предыдущими.
Вечерний звон, вечерний звон, как много дум наводит он…
Кто из вас не знает этой проникновенной мелодии, кто не замирал, поддаваясь её очарованию?
Русские колокола – это, можно сказать, материализованные знамёна духовного развития России. Пытливому слушателю они открывают возможность общения с прошлым нашего Отечества. Исследователи называют их звонкими иконами.
Колокола – это одно из таинств бытия, недаром наши предки одушевляли колокола, берегли их как национальную святыню.
Известный исследователь прошлого С. Смоленский писал: Наши русские колокола считаются самыми большими, самыми звучными в мире. У нас множество колоколов – у нас и простор для такой музыки.
Сегодня на уроке нам предстоит ответить на следующие вопросы:
что такое колокол?
из чего льют колокола?
где живут колокола и рождаются звуки?
можно ли сегодня понять искусство колокольного звона?
соизмеримо ли оно с нашим временем?
Совершим небольшое историко–художественное путешествие в прошлое, перелистаем страницы рассказывающие об искусстве колокольных звонов, и ответим на вопросы, поставленные в начале урока.
Перед каждым из вас находятся вопросы. На них вы сможете ответить только внимательно слушая материал сегодняшнего урока. За выполненную работу вы получите оценки и по истории, и по физике.
Первый ученик: Впервые колокола появились в Западной Европе. Изобретение колоколов приписывается св. Павлину, епископу Ноланскому в конце 4 или 5 веков. По одному из сказаний, св. Павлин во сне увидел полевые цветы - колокольчики. Которые издавали приятные звуки. После своего сна епископ велел отлить колокола, имевшие форму этих цветов. Но только в начале 7 века Римскому Папе Савиниану удалось придать колоколам христианское значение. С того времени колокола прочно вошли в практику христианского Богослужения. О колоколах в России впервые упоминается в летописях 988 г.
Колокольные звоны были известны на Руси ещё с Х в., со времени принятия христианства. После крещения Руси колокола храмов и соборов созывали народ не только на церковную службу, колокола помогали путнику в непогоду найти дорогу к жилищу, гудели набатом в дни восстаний. Многие века они сопутствовали жизни народа, оповещали о беде, созывали его на битвы, приветствовали победное возвращение полков с поля боя, сопровождали празднества.
Второй ученик: Колокола помещали в звонницах храма, но очень часто — на специальных сооружениях рядом с церковью — колокольнях (с XIX в.).
В Москве до революции 1917 г. насчитывалось примерно 4000 храмов. На их звонницах и колокольнях было по 5-10 колоколов, иногда и больше; для разных случаев — праздник, будни, беда - использовались разные колокола.
На колокольне Ивана Великого в Кремле, построенной в 1505-1508 гг. и имеющей высоту 81 м, было 52 колокола (в последствии - 37).
Колоколам часто давали имена: Медведь, Реут, Сысой и др.
Колокола были большие и малые. Масса некоторых больших колоколов такова: Лебедя (сделанного в 1550 г.) - 2200 пудов (36,08 т); Большого Успенского (1654 г.) - 8000 пудов (131,2 т).
Третий ученик: Не повезло колокольным звонам в ХХ в. Рушились храмы – творения рук человеческих, в огне костров горела древнерусская живопись, книги, низвергались устремлённые ввысь колокольни, а вместе с ними гибли колокола. И не только войны были тому причиной. Страшнее оказалось людское невежество, ханжество, воинствующая злоба всех и вся.
Для нас, сегодняшних россиян, в российском колоколе и его звонах воедино слиты и история, и наука, и любовь к родине, и знания мастеров колокольного дела, и песни, и душа народа.
Чистый месяц в росе плыл.
Белый, стольный град Владимир Звон неведомый, родимый
Над землею рассыпал.
Перворожден и силен,
Плыл он, ритмом покоряя,
Плыл, как будто укоряя,
Из Владимирских времен.
И внимал, я — внук славян — Чуду с гордостью и грустью,
Благовест летел над Русью,
Новый день благословлял.
А. Пономарев
Колокольные звоны для русских людей – это неумолимый счёт времени, жизни, это голос предков, некое таинство, которое не каждому дано постигнуть. Наконец, это искусство, позволяющее выразить своё вдохновение, показать свой талант. Русским звонарям не было равных. Именно они – народные музыканты – изобрели необычный способ извлечения звука: не колокол качался и бился о неподвижный язык, как в странах Западной Европы, а звонарь управлял языками неподвижно висящих колоколов, извлекая самые затейливые ритмы. Такой способ послужил ярким стимулом к художественной трактовке колокольных звонов.
Четвёртый ученик: Рассмотрим что такое колокол?
Колокол - это самозвучащий сигнальный музыкальный инструмент. Такое научное определение дает Энциклопедический словарь. Опрокинутая чаша с малиновым звоном - определение второе, поэтическое; один из древнейших символов православной Руси, а ныне еще и примета ее возрождения - определение третье. Металлическая чаша, перевернутая вверх дном, внутри которой по центру дна подвешен металлический язык (см. рис.1; при их взаимном перемещении (например, движении языка при помощи веревки) происходит удар о стенку чаши, и та издает звук. Это - четвертое определение - описание.
Отличительной чертой русских колоколов
Рисунок 1является их звучность и певучесть, что достигается различными средствами, как-то:
точной пропорцией меди и олова, нередко с добавлением серебра;
высотою колокола и его шириною, т. е. правильной пропорцией самого колокола;
толщиною стен колокола;
правильным подвешиванием колокола;
правильным сплавом языка и способом прикрепления его к колоколу.
Попробуем разобраться, каким образом создается колокольный звон, как мелодия звона связана с размерами, формой колокола, а также остановимся на том, из какого материала изготавливают колокола, т.е. рассмотрим два вопроса:
акустика колоколов;
из чего льют колокола.
У каждого колокола есть основной тон, соответствующий высоте его звучания, и богатый, ха-рактерный только для него набор добавочных тонов - более низких и более высоких. Именно они и создают разнообразие тембров, по которым различают голоса колоколов с одинаковой высотой ос-новного тона.
Первый ученик: Вся работа по созданию колоколов длилась 10 месяцев. Сама отливка производилась в один день. Три дня колокол остывал. Три дня его поднимали из ямы, затем чистили и наконец чеканили и полировали.
Момент отливки колокола – выпуск расплавленного металла и заполнение им формы -чрезвычайно важен и интересен. Весь многомесячный труд мог или увенчаться успехом, или пойти прахом. Прорвёт металл форму – всё надо начинать сначала. Поэтому день отливки колокола был и торжественным и тревожным одновременно. На русских заводах в этот день служился молебен о благополучном литье, перед иконой зажигали свечи, а в самый миг выпуска металла все присутствующие обнажали головы.
Умельцы,
Бедами тёртые,
Для каменных белых церквей
Лили колокола
И к металлам твёрдым
Прибавляли частицу души своей..
Учитель физики: Рассмотрим физический механизм звучания. При ударе языком колокола о стенку бронзовой чаши возникает ее упругое дрожание, которое представляет собой сумму многих собственных колебаний звуковой частоты. Эти колебания можно сделать видимыми, если перевернуть чашу, залить ее водой, насыпать на поверхность воды равный слой легкого мелкого порошка, например ликоподия, и возбудить колебания. Колеблющийся участок борта звучащей чаши отгонит от себя легкие частицы. В результате на поверхности воды получатся своеобразные звезды. Они вырисовываются при любом уровне воды. Это означает, что стена колеблющегося колокола разделена меридианами покоя, число которых может быть 4 или 6, или 8, или 10. В те моменты, когда в данном из секторов стенка вспучивается, в соседних - она в покое.
Но есть и другие виды колебаний колокола. Чтобы представить их, перейдем от объема к плоскости: мысленно превратим колокол в круглую плоскую металлическую пластину. Закрепим ее в центре, насыплем тонкий ровный слой песка и приведем в колебательное движение, проводя по краю пластины смычком. На поверхности пластины образуются песчаные узоры - фигуры Хладни (название дано по имени изучавшего их немецкого ученого Э. Ф. Хладни).
Причина их образования - собственные колебания пластины: колеблющиеся секторы пластины, вспучиваясь, стряхивают с себя песок, и он собирается вдоль линий покоя. Хладниевые
фигуры, таким образом, свидетельствуют о том, что пластина разделена, не только меридианами, но
и параллелями покоя. Каждому сочетанию меридианов и параллелей покоя соответствует своя частота колебаний: более высоким частотам соответствует более дробная сетка линий покоя. Аналогичные эксперименты были проделаны и с колоколом. Звучащие участки стенок колокола и линий покоя можно обнаружить экспериментально и с помощью резонаторов Гельмгольца. Можно даже составить карту звучания колокола.
Звучащие участки можно найти даже на ощупь, если размеры колокола велики и велика амплитуда колебаний. О колебаниях стенок колокола дают представление следующие иллюстрации. На протяжении многих веков литейщики колоколов искали решение вопросов, какими должны быть пропорции между размерами и массой, толщиной стенок в разных сечениях, какой быть форме колокола, чтобы получить гармоническое звучание, т. е. такое, при котором добавочные тоны (обертоны) гармонично сочетались с основным, создавая единое прекрасное целое. Все практические находки тщательно записывались, составлялись таблицы размеров, масс, состава металла. Эти сведения часто хранились в секрете. Основные таблицы были сделаны в XVI в. Но только в XVIII в. удалось найти такую правильную форму колокола, при которой он звучал особенно гармонично: было значительно расширено основание и наращена нижняя часть, ей придан вид заостренной массивной губы. Выработался тип русского колокола. В нем диаметр нижней части равен высоте колокола, а диаметр верхней части - половине диаметра нижней. (Отметим для сравнения: китайский колокол более сжат внизу и дает глухой звук.)
В тоже время литейщики пришли к выводу, что при таком профиле колокол может давать, со-вмещая, три гармонических тона, но при этом сила трезвучия поглощает добавочные тона.
Несколько слов о языке колокола. Язык изготавливают из железа. Масса его обычно со-ставляет 1/25 от массы колокола (для больших колоколов - это отношение меньше). Форма может быть различной: она зависит от способа возбуждения звука - раскачивают ли язык или раскачивают колокол.
В начале XX в. по количеству, качеству и величине колоколов, гармонии даваемых ими звуков Россия занимала в мире первое место.
Обратим теперь внимание на явление резонанса. Устройство колокола таково, что его звучание - это дуэт металла и столба воздуха в нем, который приходит в колебательное движение с частотой, равной частоте колебаний стенок совершая вынужденные колебания. Чтобы собственная частота колебаний столба воздуха совпадала с частотой колебаний стенок колокола, столб должен иметь определенные параметры и ударять но нему надо в определенные моменты.
Благодаря резонансу возрастает амплитуда и энергия звуковой волны и, как следствие, - грамотность звука.
Пятый ученик: В звоне (звуке) колокола, т. е. в его звуковом спектре, присутствуют неслышные звуки - ультразвук и инфразвук. Наше ухо не воспринимает их, но человек - биологическая система, и поэтому, так или иначе, отзывается на их воздействие. Не потому ли, когда бьют колокола, в душе возникают ощущение торжественности, причастности к чему-то духовно высокому и светлому, ощущение неразрывной связи со своей родиной, со своим народом, его историей и традициями; или, наоборот, душой овладевают печальные, тревожные чувства?
Колокол русский народный,
Колокол храма святой,
Чуден твой голос свободный,
Люб отголосок мне твой.
Чистые, чудные звуки
Любо душою ловить,
Или тревожные муки
В сердце больном хоронить...
Шестой ученик: А сейчас рассмотрим, что представляют собой дома, где живут колокола и как рождаются звуки.
Колокола, как мы уже говорили, размещают на колокольнях - специальных башнях с открытым верхним ярусом, стоящим рядом с храмом, или на звонницах - особых надстройках с проемами на самом храме. Колокольня Ивана Великого в московском Кремле (построенная в 1505-1600 гг.)
В их устройстве тоже используются явление резонанса, причем с древних времен. Так, в верхней части колоколен и звонниц, их шатрах (1) располагаются слухи (2) - отверстия (окошечки, убывающие по величине к вершине) для резонанса звука. Размеры отверстий делаются такими, чтобы частота колебаний столба воздуха в них совпадала с частотой звучания колокола, (звона) (3). Кроме того, в толщу стен барабанов (4) иногда встраивают пустые глиняные кувшины или горшки - голосники, которые выполняют такую же роль, как и слухи
В роли резонатора выступает также просторное и пустое пространство первого этажа звонниц, а в колокольне - внушительный по высоте ( не в один десяток метров) столб воздуха в ней.
На звонницах и колокольнях размещали обычно сразу несколько колоколов, например на звоннице Ростовской соборной церкви их было 13. Звон каждого дополняет звучание других, создавая согласие и гармонию звука, неповторимую мелодичность и выразительность. Такая музыкальность обеспечивается еще и тем, что профили колоколов (их форма) несколько отличались друг от друга; как именно - это мастера обыкновенно держали в секрете.
Русские зодчие умело использовали для усиления и создания особенностей распространения звука окружающий ландшафт (вид местности).
Седьмой ученик: Я хочу рассказать, из чего льют колокола.
Многовековой опыт русских мастеров показал, что из всех материалов наилучший для изготовления колоколов — бронза, состав которой. 4 части меди и 1 часть олова (80 и 20% соответственно). Этот сплав слабо рассеивает механическую энергию за период колебания, у бронзы доля рассеяния наименьшая - 0,005, в то время как у меди - 0,03, латуни - 0,015, стали - 0,035.
Другие характеристики бронзы таковы: плотность
р=8800 кг/м3;
модуль Юнга Е = 1,0-1011 Н/м2;
температура плавления tn ~ 880 С;
твердость по Бринеллю 7,5 .108 Н/м2;
Медь и олово - мягкие материалы, но в сплаве делаются твердыми. Цвет сплава - серовато-стальной, вид - однородный. В сплаве присутствуют и примеси (этого просто не избежать): наибольшее количество свинца (около 2 %), цинка (1,2 %), железа (1,2 %); но это вредные примеси: так, наличие свинца снижает звонкость и твердость. При литье колоколов важно соблюдать процентное соотношение олова и меди в материале, поскольку избыток олова придает колоколу звонкость, но делает бронзу более хрупкой
Восьмой ученик: Рассмотрим характеристику звонов. (Используется магнитофонная запись колокольных звонов и характеризуется каждый из них, объясняются особенности и отличия.)
Благовест – одиночные, равнодлительные и спокойные удары в один колокол. Звучит, как правило, в качестве вступления к последующему звону.
Перезвон праздничный – это удары во все колокола поочерёдно по несколько раз, завершившиеся мощным заключительным аккордом во все.
Проводной (погребальный) – его трагическое мелодичное звучание символизирует связь земли и неба – одиночные удары во все колокола поочерёдно от низких к высоким и, наоборот, от высоких к низким, после чего следует остродиссонирующий удар во все колокола одновременно, звучащий, словно надрывный вопль поющих голосов.
Будничный – прост по своей структуре. Звучит с использованием нескольких малых колоколов. Будто узорами вьются колокола в будничном звоне.
Праздничный – особенно любим в народе. Он – отражение политического склада русских людей, их умения радоваться жизни, веселиться, создавая жизнеутверждающую атмосферу праздника. Праздничные звоны очень разнообразны по своему музыкальному содержанию. Они отличаются эпической торжественностью звучания великих колоколов, которые создают музыкальный образ необычной мощи, силы. Такая музыкальная образность воссоздаёт в музыке колокольного звона стихию народного торжества и ликования.
Звучит песня А.Морозова Малиновый звон
Учитель истории: С давних пор на Руси известно выражение малиновый звон. Сразу возникает ассоциация с чем - то особенно приятным, сладким, вкусным. На самом деле, название малиновый звон произошло вовсе не от ягоды малины. Есть в Бельгии город Мехелен (Малин), стоит он на реке Диль. Там есть собор Синт – Ромбаутскерк, построенный в ХIII – XVI вв. он известен своим красивым колокольным звоном – отсюда название.
Учитель физики: Но есть колокол, звучание которого не слышал никто и никогда. Огромнейший и единственный по своей величине во всем мире считается московский Царь-колокол, его масса свыше 12327 пудов (196,8 т.) диаметр колокола 6 метров 60 см. Он не имеет себе равных не только по размеру и весу, но и по художественному литью. Царь - Колокол был отлит российскими мастерами (отцом и сыном) Иваном и Михаилом Моториными в 1733 - 1735 годах. Это удивительное произведение литейного искусства не успели поднять на колокольню, так как колокол жестоко пострадал от страшного и опустошительного пожара в 1737 году. Царь - Колокол тогда ещё находился в литейной яме, окружённый деревянными лесами. Когда эти деревянные леса загорелись, их стали заливать водой. Раскалённый колокол от резкого перепада температуры дал много больших и малых долевых трещин, и от него отвалился большой кусок, массой 11500 килограммов. После пожара Царь-Колокол пролежал в яме целое столетие. В 1836 году колокол был поднят и установлен на каменный постамент, по проекту архитектора О. Монферрана, строителя Исаакиевского собора и Александровской колонны в Петербурге. На этом постаменте он стоит и теперь.
Учитель истории: Для нас, сегодняшних россиян, в российском колоколе и его звонах воедино слиты и история, и наука, и любовь к родине, и знания мастеров колокольного дела, и песни, и душа народа.
Колокольные звоны – это голос Родины, народа, подлинное духовное творчество. И забыть их, выбросить из памяти людской – кощунство над памятью предков, над нашей отечественной культурой. Отдадим же должное тем, кто в трудные годы лихолетья сберёг духовные ценности. Наши национальные святыни, отдадим должное и удивимся той нравственной силе и красоте, которые живут в русском человеке.
Домашним заданием вам будет сочинение по теме: Что, по – вашему мнению, означает выражение: Колокола – душа России.
Подведение итогов урока.
Вопросы проверки
Где и когда появились первые колокола?
Когда и как стали известны колокола на Руси?
Где устанавливают колокола?
Что такое колокол?
Назовите отличительные черты Русских колоколов.
Какое физическое явление лежит в основе звучания колоколов?
Каков физический механизм звучания колоколов?
Из каких металлов льют колокола?
Как достигается особое звучание Русских колоколов?
Как отливали колокола?
Какие имена колоколов вы знаете?
Из чего изготавливается язык колокола?
Самая высокая колокольня в Москве?
Что в конструкции звонниц использовалось для усиления звуков?
Разновидности колоколов