5. 본시 교수-학습 과정안

단원		12. 파동	소단원	12-2. 소리의 성질			차시	5 8
주제		센 소리와 약한 소리, 높은 소리와 낮은 소리는 어떻게 다를까?				수업형태	협력학습
학습목표		소리의 높이와 세기를 파동을 통해 구별할 수 있다.				대상 반	1-3반
준비물		교사	PPT, 웹, 프로그램, 전자칠판, 노트북, 빔프로젝트			학생	조별 악기
학습 단계	학습 과정	교수 - 학습활동					학습자료 및 유의점	시간
		교사			학생
도입	진단 학습	․웹문제지를 통해 전시에 학습한 내용을 확인한다. ․질문을 통하여 전시에 학습한 내용을 상기시킨다.			․전시학습내용 복습 ․파동의 의미 상기		웹	2
	동기 유발	․졸라맨 이야기 에니메이션을 보여주면서 소리에 대한 여러 가지 성질들을 관찰시킨다.			․졸라맨 이야기에서 소리의 세기, 소리의 높낮이, 소리의 음색에 주의하면서 에니메이션을 본다.		졸라맨 에니메이션	3
	학습 목표 제시	․학습목표를 질의 응답을 통해 이끌어 낸다. ․PPT를 이용하여 학습목표를 제시한다.			․답변을 통해 오늘 학습할 내용을 이야기한다. ․수업목표를 읽으면서 확인		PPT	2
전개	자료 제시	․Window Media Player로 음악을 들려주며 소리와 파형과의 관계 자료를 제시한다.			․소리의 성질에 유의하면서 화면을 본다.		음악화일	3
	실험 설계	․파동과 관련된 실험보고서와 프로그램을 제시한다.			․제시된 실험보고서와 프로그램을 보고 어떻게 실험할 것인가를 토의한다.		프로그램 실험보고서	2

전개	실험 및 토의	․조별로 실험하는 동안 순회하면서 지도한다.	․실험보고서를 보면서 실험을 수행한다. 1. 프로그램을 이용한 실험 2. 악기를 이용한 실험 3. 목소리를 이용한 실험 4. 소리의 단위(웹검색)	프로그램 악기 학습지 타이머	18
결과 종합 단계	신개 념 형성	․조별로 결과를 정리하도록 유도한 후 컴퓨터에 입력시킨다.	․실험보고서 정리 및 토의를 통해 조별로 결과를 정리한 후 컴퓨터에 입력한다.	노트북 입력	5
정리	정리	․조별 결과와 질문을 이용하여 소리의 성질에 관한 내용을 정리한다.	․질문에 대답한다. ․학습내용을 정리	질문프로그램 PPT	5
	형성 평가	․형성평가 문제를 PPT를 통해 제시한다	․형성평가를 풀이한다.	PPT	2
	응용 및 과제	․졸라맨의 원래 목소리를 들려준다. ․음성 합성 및 변조방법 제시 ․웹 시험지 숙제를 낸다.	․실생활 응용에 대해 생각해 본다.	졸라맨 에니메이션 웹	3

6. 실 험 보 고 서

1학년 (     )반 (     )번 (     )조 이름 : (          )

ⅰ. 실험명 : 소리의 성질 알아보기

ⅱ. 실험주제 : 소리의 높낮이와 세기를 파장을 통해 알 수 있다.

ⅲ. 준비물 : 노트북, 마이크, 악기,

학습프로그램(soundwave.exe, voice.exe, 소리분석프로그램)

ⅳ. 실험 시 유의사항

- 다른 조의  실험에 방해가 되지 않게 너무 큰 소리를 내지 않는다.

- 녹음 시 잡음이 들어가지 않도록 주의한다.

- 목소리나 악기소리 녹음 시 녹음이 끝난 후 10초 정도 기다렸다가 녹음 정지 버튼을 누른다.

ⅴ. 실험방법 및 결과 토의

1. 학습프로그램(soundwave.exe)을 이용한 실험

- 프로그램을 실행시킨후 해당하는 실험을 실시한다.

- 소리가 나지 않게 하기 위해서는 소리의 진폭을 0 으로 만든다.

가. 소리의 세기와 진폭 실험

구분	진폭을 크게 했을때	진폭을 작게 했을때
소리의 크기

나. 소리의 높이와 진동수 실험

구분	진동수를 크게 했을때	진동수를 작게 했을때
소리의 높이

다. 소리의 음색과 파형관찰 실험

구분	악기마다 소리가 다른 이유는?
토의 결과

라. 소리 응용실험(음계와 진동수의 관계)

구분	도	미	솔	높은 도
진동수(Hz)

☞ 음계에서도 높은 음을 내려면 진동수가 (      ) 져야 한다.

2. 악기(목소리)를 이용한 실험

가. 스마프폰 – 소리분석 프로그램을 실행한다.

https://play.google.com/store/apps/details?id=air.com.sciencelove.soundanalysis2

나. 악기를 이용하여 낮은 도음을 발생시킨다.

다. 파형이 나타나면 일시정지 버튼을 누르고 마음에 들면 기록(capture) 버튼을 누른다.

라. 그리고 같은 방법으로 높은 도를 녹음한다.

마. 음이 낮을 때 , 음이 높을 때  파장의 개수를 세어 비교한다..

구분	낮은음 일 때 파장 갯수	높은음일 때 파장 갯수
악기명( )
목소리(선택사항)

☞ 낮은음일 때 보다 높은음일 때  진동수가 (      )

바. 같은방법으로 작은 소리와 큰소리일 때 진폭을 비교한다.

구분	소리가 클때	소리가 작을때
진폭의 크기

☞ 소리가 크게 날 때 소리가 작게 날 때 보다 진폭이 (      )

3. 목소리녹음프로그램("voice.exe")을 이용한 실험

(졸라맨 목소리 흉내내기)

가. 레코드 버튼을 눌러 목소리 녹음

주의사항 : 목소리 녹음버튼을 눌러 녹음을 끝난 후 10초간 기다렸다가 녹음정지 버튼을 누른다.

(녹음 예시 : 파동은 한곳에 생긴 진동이 다른 곳으로 차례로 전달되는 현상이다.(10초간 기다린 후 녹음 멈춤을 누른다.))

나. 녹음된 목소리의 진폭만 변화시키면서 소리의 변화를 관찰해 본다.

구분	소리의 빠르기	소리의 높이	소리의 세기
진폭 클때
진폭 작을 때

다. 녹음된 목소리의 진동수만 변화시키면서 소리의 변화를 관찰해 본다.

구분	소리의 빠르기	소리의 높이	소리의 세기
진동수 클때
진동수작을 때

라. 녹음된 목소리를 이용해 연주도 가능할까? 실험해 본다.

(녹음 예시 : 아~~~~~ (길게 녹음 후 10초간 기다린 후 녹음 멈춤을 누른다.))

- 피아노 건반을 눌러 노래를 쳐보자(예: 학교종이, 산토끼 등등)

☞ 녹음시킨 목소리로도 소리의 파형 중 (       )를 바꾸어 주면 연주도 가능하다.

마. 다음장의 글을 조원이 돌아가면서 녹음시켜 졸라맨 목소리를 만들어 보자.

☞ 졸라맨 목소리를 만들기 위해서는 녹음 시 가능한 천천히 읽어야 하는데 이유는?

(                                                            )

조원녹음 : 6명이 돌아가면서 아래 문장을 녹음한다.(가능한 천천히)

① 물체가 하나의 점을 중심으로 흔들리는 규칙적인 운동을 진동이라 하며.

② 진동 상태가 물질을 따라 주위로 퍼져 나가는 현상을 파동이라고 한다.

③ 파동을 전달해주는 물질을  매질이라 하며.

④ 파동이 전달될 때 매질은 이동하지 않고

⑤ 파동이 전달될 때 에너지만이 전달된다.

⑥ 파동에는 종파와 횡파가 있는데 소리는 종파에 속한다.

졸라맨 목소리와 비슷해지도록 진동수를 조절해 보자

☞ 졸라맨 목소리와 가장 비슷한 진동수는?(             )Hz 이다.

* 주의 : 본 프로그램에서의 진동수는 원래 목소리와 비교하기 위한 상대적인 수치라는 점에 유의하자(절대적인 수치가 아님)

☞ 졸라맨 목소리를 녹음하여 원래의 목소리를 알아낼 수도 있을까?

(                                         )

☞ 진동수를 100Hz 정도로 낮추면 어떤 소리가 날까?

소리의 빠르기는 (                )   , 소리의 높이는 (                )

4. 인터넷 검색문제 (실험이 다 끝난조만 하세요) - 선택문제

☞ 인터넷 검색을 통해 소리의 세기 단위를 검색해서 적어 보자

(                        )

☞ 사람이 들을 수 있는 소리의 진동수(가청주파수) 범위는?

(                                 )

☞ 초음파는 소리의 진동수가 큰 것인가? 아니면 작은 것인가?

(                                      )

☞ 소리를 이용한 기계에는 어떤 것들이 있는가?

(                                       )

ⅵ. 형성평가

1. 다음은 졸라맨에서 은행원이 범인을 잡을 때 한 행동이다.

은행원이 범인을 잡기 위해서 소리를 크게 질렀는데 소리를 크게 지르려면 소리의 파형 중 무엇을 크게 해야하는가?

(                      )

2. 다음은 졸라맨 제작사이트에 질의응답란에 올라와 있는 글이다.

Q : 졸라맨 목소리는 어떻게 만드나요?

A : 마이크를 사운드카드의 녹음 단자에 연결합니다.

사운드 편집프로그램인 사운드포지를 실행하고 녹음준비를 합니다.

녹음설정을 할때 가장 적당한 22050Hz 16bit stereo를 체크하고 녹음합니다.

입력된 사운드에 필터링 효과를 줘야하는데 메뉴중 프로세스에서 리샘플을 선택하면 옵션창이   뜨는데 현재속도인 22050보다 약간 높게 설정하고

set the sample rate only 옵션을 체크하고 적용하면 속도가 빨라집니다.

이때 수치는 절대적인 것이 아니므로 이렇게, 저렇게 해봐서 가장 이상적인 것으로 하면 됩니다.

위 글을 읽고 밑줄친 부분에 유의하면서 졸라맨의 목소리를 만들어 내기 위해 제작자가 설명한 방법을 간단하게 과학적으로 설명한다면

소리의 파형중 (              )를 (              ) 변형시키면 된다.

※ 다음은 다섯명의 학생이 같은 시간 동안 내는 소리를 오실로스코프를 이용하여 단순화된 파형으로 나타낸 것 이다. 물음에 답하시오.

3. 노래를 부를 때 가장 높은 소리를 내는 성악가는 소프라노이다. 위의 파형으로 보아 소프라노에 적합한 학생은 누구인가?(                  )

4 운동장에서 멀리 있는 사람을 부를 때는 큰 소리로 불러야 한다. 위의 학생들 중 가장 큰 소리를 낼 수 있는 학생은 누구인가?(                   )