Тема 3: методика застосування Технічних засобів запису та відтворення звуку Питання:

1. Загальні відомості про звук.

2. Механічний звукозапис.

3. Магнітний звукозапис.

4. Оптичний звукозапис.

5. Методика застосування звукових засобів навчання.

1. Загальні відомості про звук. Відомо, що звук – це механічні коливання повітря, які людина сприймає за допомогою органів слуху. Частота таких коливань знаходиться у межах від 16 до 20 000 Гц (20 кГц), тому цінність звукової апаратури, яка використовується у навчально–виховному процесі, визначається її відносно простими технічними можливостями записувати й відтворювати цей діапазон частот.

Людське вухо сприймає звукові хвилі зі звуковим тиском від 2^х10^–5 Па (поріг звукового відчуття) до 2^х10² Па або інтенсивністю (силою звуку) від 10^–12 Вт/м² до 10² Вт/м². За одиницю вимірювання інтенсивності звуку прийнято децибел (дБ). Ця фізична величина показує, у скільки разів у десяткових логарифмічних значеннях звуковий тиск, більший від порогового слухового відчуття. Приріст інтенсивності звуку на 0,1 дБ уже відчутний для органів слуху людини.

У наш час досить розповсюдженими є механічна, фотографічна (оптична) і магнітна системи запису та відтворення звуку. Назва системи коротко характеризує фізичну сутність зміни носія, яка приводить до утворення фонограми. Кожна з таких систем може бути реалізована різними способами.

2. Механічний звукозапис. Одним із перших був винайдений механічний спосіб запису звукових сигналів. Його винайшов у 1877 році французький учений Ш. Кром, який запропонував наносити спіральну звукову доріжку на диск або циліндр.

Механічний звукозапис – це такий спосіб запису звуку, при якому звукові коливання перетворюються у механічні коливання різця, який діє на звуконосій, що рівномірно рухається, і вирізає на ньому звукову доріжку – механічну фонограму.

Досконалішим є електромеханічний звукозапис, загальний принцип якого використовували при виготовленні грамплатівок (рис. 3.1).

На мікрофон діють звукові хвилі, які перетворюються ним у коливання змінного електричного струму звукової частоти (16 – 20 000 Гц). Змінний електричний струм звукової частоти з мікрофона подається на підсилювач, а згодом потрапляє на рекордер. Сапфіровий або алмазний різець рекордера вирізає на лаковому дискові звукову доріжку (механічну фонограму).

Р ис. 3.1. Функціональна схема електромеханічного звукозапису: 1 – мікрофон; 2 – підсилювач; 3 – рекордер; 4 – звуконосій (диск).

Для одержання необхідної кількості копій фонограми спочатку з лакового диска знімали матриці, а вже з них виготовляли грамплатівки. Якісними, тобто тими, що забезпечують мінімальні спотворення звуку і мають низький коефіцієнт шуму, були грамплатівки, виготовлені з вініліту (штучної смоли). Необхідна частота обертання диска при відтворенні була вказана на самих грамплатівках (16, 33, 45 і 78 об/хв.).

3. Магнітний звукозапис. У 1900 р. в Парижі датський інженер В.Паульсен уперше продемонстрував магнітний запис звуку на стальний дріт, але лише в 30–х роках ХХ ст. цей метод був відроджений, коли почала інтенсивно розвиватися радіотехніка.

Відомо, що деякі матеріали (залізо, нікель, хром) легко намагнічуються і довго зберігають магнітні властивості (залишковий магнетизм). Саме цю властивість використано у магнітному методі запису (рис. 3.2) і відтворення звуку (рис. 3.3).

Звуконосієм сучасних магнітних плівок є тонкий шар сполук: Fe₂O₃, СrO₂ тощо. Найбільш якісними є фонограми, які записані на магнітну плівку, що виготовлена на основі діоксиду хрому.

Під час запису звуку магнітним способом звукові коливання, які розповсюджуються від джерела звуку, потрапляють на мікрофон 1. Перетворюючись там у коливання змінного електричного струму звукової частоти, потрапляють на підсилювач 2, а потім – на записуючу магнітну головку 3. Проходячи по обмотці магнітної головки, яка є електромагнітом, змінний електричний струм звукової частоти створює в її зазорі змінне магнітне поле. Воно намагнічує феромагнітний шар плівки 4, яка рівномірно рухається поблизу.

При відтворенні такої фонограми магнітна плівка 1, рівномірно рухаючись, притискується до зазору відтворюючої головки 2. Змінне магнітне поле намагніченого феромагнітного шару збуджує в обмотці відтворюючої головки електричні коливання. Ці коливання, підсилені у підсилювачі 3, подаються на гучномовець 4, який перетворює їх у механічні коливання повітря (звукові коливання).

Р ис. 3.2. Схема запису фонограми Рис. 3.3. Схема відтворення магнітної

магнітним способом: 1 – мікрофон; фонограми: 1 – магнітна стрічка; 2–

2 – підсилювач; 3 – записуюча магнітна відтворююча магнітна головка; 4 – головка; 4 – магнітна стрічка. 3 –підсилювач; 4 – гучномовець.

Перевагою магнітного запису є те, що він не потребує додаткової обробки. Одразу після перемотування плівки, фонограму можна відтворити. Пристрій для записування, стирання та відтворення звуку на магнітній плівці називається магнітофоном.

Магнітні плівки необхідно зберігати у вертикальному положенні, не допускати потрапляння на них прямих сонячних променів і дії магнітних полів, виникають навколо працюючих електродвигунів, трансформаторів, телевізорів, програвачів та інших пристроїв.

4. Оптичний звукозапис. Оптичний метод запису та відтворення звуку використовується у процесі виготовлення кінофільмів з оптичною фонограмою.

О птичний (фотографічний) запис звуку здійснюється за допомогою спеціального апарату, зображеного на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Схема оптичного методу запису звуку.

При цьому способі коливання змінного електричного струму звукової частоти, створені мікрофоном 4 і підсилені підсилювачем 3, потрапляють до записуючого пристрою. Він являє собою світлонепроникну камеру 2, в якій за допомогою стрічкопротягувального механізму рівномірно, із швидкістю 456 мм/с рухається світлочутлива кіноплівка 1. На неї з джерела світла 5 через конденсор 6 і вузьку щілину 7 спрямовують «записуючий» світловий штрих.

На шляху світла до світлочутливої кіноплівки знаходиться модулятор, який змінює світловий штрих відповідно до електричних коливань звукової частоти, що поступають від підсилювача.

У простому модуляторі використовують постійний магніт 8, між полюсами якого знаходиться стрічка 9, на яку подаються підсилені електричні коливання звукової частоти. Залежно від звукових коливань, які потрапляють на мікрофон, стрічка модулятора, знаходячись у магнітному полі, буде коливатися (перекривати світловий штрих). Освітлення плівки змінюється і ці зміни відображаються на кіноплівці у вигляді фонограми.

На шляху світла до світлочутливої кіноплівки знаходиться модулятор, який змінює світловий штрих відповідно до електричних коливань звукової частоти, що поступають від підсилювача.

У простому модуляторі використовують постійний магніт 8, між полюсами якого знаходиться стрічка 9, на яку подаються підсилені електричні коливання звукової частоти. Залежно від звукових коливань, які потрапляють на мікрофон, стрічка модулятора, знаходячись у магнітному полі, буде коливатися (перекривати світловий штрих). Освітлення плівки змінюється і ці зміни відображаються на кіноплівці у вигляді фонограми.

Потім промодульований «читаючий» світловий штрих спрямовується на фотодіод, де коливання інтенсивності світла перетворюються у коливання змінного електричного струму звукової частоти. Підсилені електричні коливання потрапляють на гучномовець, де перетворюються у звукові коливання.

5. Методика застосування звукових засобів навчання. Використання технічних засобів запису та відтворення звуку під час підготовки до уроку ставить перед учителем вимоги до культури власної мови, виразності читання, ретельної роботи над текстом уроку. Складаючи план уроку з використанням звукотехніки, вчитель повинен заздалегідь прослухати звуковий посібник із запланованої теми, визначити уривки для прослуховування у класі та тривалість їхнього звучання, скласти коментар до них.

Попередня робота із записом звуку допомагає педагогу не лише вдосконалити інтонацію, але й усі компоненти мовної інформації – логічні паузи, наголоси, мелодику, темп. До відтворюваного звуку ставляться певні вимоги: він повинен бути без акустичних спотворень і мати оптимальні гучність і тембр. Ці параметри краще регулювати самому вчителеві, тому доцільно магнітофон, програвач або іншу звуковідтворюючу апаратуру встановлювати на вчительському столі.

Технічні засоби запису та відтворення звуку, що використовуються на заняттях у класах на 30–40 учнів повинні мати номінальну вихідну потужність звуковідтворюючого тракту не меншу, ніж 2 Вт. Якість звуковідтворення треба обов’язково перевіряти до початку уроку.

Перед прослуховуванням фонограми на уроці вчитель повинен знайти дійовий спосіб активізації пізнавальної діяльності школярів, наприклад, спрямувати увагу учнів на кульмінаційні моменти, інтонацію, мелодику, темп тощо. Тобто, всіма доступними способами сформувати психологічну готовність учнів до сприймання звукової інформації, щоб учні не сприймали фонограму як розвагу.

У навчальних закладах на грамплатівках до цього часу збереглися записи математичних і фізичних диктантів, фонохрестоматії, музичні твори та інші цінні для вчителів дидактичні матеріали, які доцільно переписати на магнітні (цифрові) носії та використовувати на уроках і під час проведення виховних заходів.

Центральне радіо транслює передачі, що відповідають навчальній програмі й призначені для застосування на уроках. Якщо час передачі збігається з уроком, то вона може бути прослухана безпосередньо на заняттях, або може бути записана на магнітну плівку й використана у потрібний учителеві час. Такі посібники одержали назву «магнітофільми». З них у ряді шкіл і при інститутах удосконалення вчителів створюються фонотеки. Побудовані у формі інсценівок, літературно–музичних композицій, сюжетних розповідей з елементами драматизації, бесід і лекцій учених, навчальні передачі служать для учнів джерелом нових знань, допомагають їм проникнути у творчу лабораторію вченого, письменника, актора. До деяких радіопередач (особливо на уроках фізики, математики, трудового навчання), записаним на магнітну стрічку, доцільно підбирати ілюстративний матеріал (діапозитиви, діафільми, транспаранти) і демонструвати його або у ході передачі, або після її закінчення.

Серед серій навчальних магнітофільмів є комплекти до підручників з іноземної мови для всіх класів, а також фонохрестоматії з історії, літератури та для початкової школи; є звукові посібники до підручників з російської, польської мови й літератури для національних шкіл, комплекти для уроків фізичного виховання, музики тощо.

Багато цікавого й корисного для вдосконалення навчально–виховної роботи в школі кожний учитель може знайти у популярних звукових журналах «Кругозір».

Таким чином, нагромаджуючи інформаційний фонд звукозаписів, перезаписуючи окремі фрагменти, вчитель може створити необхідний посібник для навчально–виховної роботи взагалі та до конкретного уроку зокрема. Однак, прослуховуванням фонограми на уроці не можна замінити виклад матеріалу. Жодний запис, навіть унікальний, не використовують замість живого слова вчителя, бо фонограма є лише складовою частиною навчального матеріалу, доповненням або логічним його продовженням.