Die Geister der Schallearen

Transkript

1 Ein Projekt der Durchgeführt durch das Stationen Laufspiel Die Geister der Schallearen Schall-Experimente und Tablet-Anwendungen in einem Projekt vereint Für Schülerinnen und Schüler ab Klasse 3 Entwickelt von Bianca Schmalz 2017

2 Inhaltsverzeichnis 1 Die Geschichte Spielaufbau Spielbeginn Ziel Spielverlauf Spielende Materialliste Theoretischer Hintergrund Was hören wir? Was ist Schall? Wie entsteht Schall? Schall und der Weg im Ohr in unser Gehirn Was empfinden wir als Lautstärke? Bildungsplanbezug Arbeitsblätter des Stationen Laufspiels... 10

3 Ein Projekt der Durchgeführt durch das 1 Die Geschichte Weit draußen auf dem Meer leben die Schallis. Sie wohnen auf den Schallearen, die aus acht Inseln bestehen. Ein Schalli hat ein feines Gehör. Die Schallis ernähren sich nämlich von Tönen. Auf ihren Inseln spielen sie gerne mit Geräuschen, Klängen und Tönen und haben ganz viel Spaß. Schallis lieben spielen! Und weil sie so gerne spielen, haben sie sich auf ihren Inseln Spiele ausgedacht. Doch plötzlich spielen die Schallis nicht mehr. Ein paar Schallis haben nämlich Quatsch auf der Geisterinsel gemacht und die Geister aufgeweckt. Die schlafenden Geister sind aus ihrer Geister-Truhe geflogen, um sich gegen die Eindringlinge zu verteidigen, die sie geweckt haben. Jetzt spuken sie mit einem ohrenbetäubenden Lärm auf allen acht Inseln. Das macht den Schallis Angst! Sie halten sich zu ihrem Schutz die Ohren zu. Doch die Schallis haben Hunger. Sie trauen sich aber nicht ihre Hände von den Ohren zu nehmen. Aufgabe an die Schülerinnen und Schüler: Helfe den Schallis alle Geister auf den Inseln einzufangen, dass sie wieder ihre Spiele spielen und Töne essen können. Werde zum Geisterfänger und fange die Geister ein und bringe sie zurück zu ihrer Geistertruhe, sodass die Geister wieder schlafen können! 1

4 2 Spielaufbau Das Spiel wird in einer Gruppe oder Klassengemeinschaft gespielt. Die Mitspielerinnen und Mitspieler werden in Gruppen eingeteilt. Im Spiel soll es nicht mehr wie 5 Gruppen geben. Die Inseln des Spiels werden auf einzelnen Tischen aufgebaut. Dazu werden die Materialien, die in der Vorbereitung beschrieben sind, verwendet. Die Inseln können in beliebiger Reihenfolge (bis auf die erste und die letzte Insel (Regenbogen- und Schallimo-Insel) selbstständig besucht werden. 3 Spielbeginn Die Mitspielerinnen und Mitspieler finden sich in Gruppen zusammen. Es gibt maximal fünf Gruppen mit je 3-4 Mitspielern. Jede Gruppe gibt sich einen Gruppennamen. Der Gruppennamen wird auf das Deckblatt der Geisterfänger-Karten geschrieben. Dann beginnt das Spiel. Gestartet wird zusammen auf der Regenbogen-Insel. Auf dieser Insel führt die Spielleitung die Gruppen ins Thema ein. Dann steht auch schon die erste Mission auf der Insel an, die von den Gruppen gemeinsam gelöst wird. 4 Ziel Ziel ist alle Geister zu fangen und auf der Geisterfänger-Karte, nach erfolgreicher Inselmission auszumalen. Jedes Gespenst hat ein andere Farbe das man beim Erarbeiten auf der Insel erst sieht. 5 Spielverlauf Die Gruppen besuchen alle acht Inseln. Sechs Inseln (Feuer-Insel, Geister-Insel, Troll- Insel, Knochen-Insel, Tausend-Spuren-Insel und Königs-Insel) besuchen sie selbständig. Die Schallimo-Insel ist die letztbesuchte Insel und wird von allen Gruppen gemeinsam besucht, sobald alle anderen Inseln von allen Gruppen erforscht wurden. Hinweis: Auf jeder Insel kann immer nur eine Gruppe spielen und Geister fangen! Inselwechsel: Die Inseln werden nach circa 20 Minuten gewechselt, sobald eine Glocke ertönt. 6 Spielende Das Ende des Spiels ist erreicht, wenn alle Geisterfänger-Gruppen alle Inseln besucht haben. 2

5 7 Materialliste Regenbogen-Insel Feuer-Insel Geister-Insel Troll-Insel Knochen-Insel Tausend-Spuren- Insel Königs-Insel Schallimo-Insel Klassenraum, Mäppchen Lineal (Kunststoff oder Holz), Tisch Alufolie, Becher, Körner: (Kümmel, Salz, Reis), Klangschale und Schlägel Luftballons (z.b. die gelben Ohrenspitzer- Luftballons) Stimmgabel, Körper, Klassenraum Zoom H1 Aufnahmegeräte, Headset, Orterkundungskarten Augenbinde, Instrumente (z.b. Rassel, Regenmacher, Triangel) Ohrenmodell, Wortkarten mit Schnur und Patafix, für Papierknaller: Papier DIN A3, Ohrenspitzer- Bastelanleitung Seite 11 de/fileadmin/files/mediat hek/experimente_mit_sc hall/anleitungen_zu_den _Experimenten.pdf Film: Schallwellen zum Anfassen Vibrationen (`0-3:28 ) PlanetSchule-Videoausschnitt Frequenz-Messer-App Film: Schallparade PlanetSchule-Video 0-9:38 Bert experimentiert mit Schall Sesamstraße, das Tamburin- Experiment 0-3:43 YouTube-Video 9cOvZbwk Die Stimmgabel YouTube-Videoausschnitt 6:34-9:13 byw7lw10&t=643s Mediathek > Tutorials-Technik > Inbetriebnahme Zoom H1 Ohrenspitzer-Video 0-8:01 mediathek/ Wie breitet sich Schall aus? Youtube-Video 0-2:40 bjjg2uk 3

6 8 Theoretischer Hintergrund 8.1 Was hören wir? Was wir hören kann man unterteilen in: o o o o Töne Klänge Geräusche Knalle Im physikalischen Sinn wird der Schall dabei je nach Art der Schwingung als Ton, Klang, Geräusch oder Knall bezeichnet. Ton Einem Ton liegt eine reine Sinusschwingung zugrunde. Die Amplitude der Schwingung gibt dabei die Lautstärke, die Frequenz hingegen die Höhe des Tones an. Je höher die Frequenz einer Schwingung ist, d.h. je schneller die Schallquelle schwingt, umso höher ist der jeweilige Ton. Schwankt der Druck sehr stark, ist die Amplitude der periodischen Druckschwankung also sehr groß, wird der Ton als laut empfunden. Die Tonhöhe ist bestimmt durch die Zahl der Schwingungen pro Sekunde (Frequenz, angegeben in Hertz, Hz). Klang Ein Klang entsteht durch die Überlagerung mehrerer Töne: Mehrere sinusförmige Schwingungen überlagern sich zu einer nicht sinusförmigen Schwingung. Der Ton mit der niedrigsten Frequenz bestimmt die Tonhöhe der gesamten Schallempfindung. Die anderen sogenannten "Obertöne" bewirken den Eindruck der Klangfarbe. Diese Klangfarbe einer Schallquelle hängt davon ab, wie groß die Amplituden der Grundschwingung und die der Obertöne sind. Im Sprachgebrauch der Musik wird für den Klang einer Gitarrensaite oder eines schwingenden Lineals der Begriff "Ton" verwendet. Dies ist physikalisch nicht richtig, da ein Ton wirklich nur auf einer einzelnen Frequenz basiert, der "Ton" einer Saite hingegen aus mehreren Frequenzen, die harmonisch zueinander passen. Im physikalischen Sinne müsste man also von Klängen sprechen. Dabei ist der Grundton im Vergleich zu den Obertönen in der Regel in der Lautstärke dominierend. 4

7 Geräusch Ein Geräusch entsteht durch unregelmäßige Schwingungen einer Schallquelle. Charakteristisch für ein Geräusch sind letztlich variierende Frequenzen. Knall Eine kurze und sehr starke Druckschwankung wird als Knall bezeichnet. Beispiele für einen Knall sind ein platzender Luftballon oder die Explosion eines Knallkörpers. Töne, Klänge und Geräusche können mit jedem schwingenden Körper erzeugt werden 1. Hunde hören Töne, die wir nicht hören können. Elefanten auch. Denn unsere Ohren können nur Ausschnitte von Frequenzen bzw. Tonhöhen der Klangwelt wahrnehmen. Menschen hören nur Töne zwischen etwa 16 und Schwingungen pro Sekunde. Wo die Hörgrenzen genau liegen ist von Mensch zu Mensch verschieden. Töne mit sehr wenigen Schwingungen empfinden wir als tief, solche mit sehr vielen Schwingungen als hoch. Mit zunehmendem Alter können wir hohe Töne nicht mehr wahrnehmen 2. Stimm- und Hörbereich im Infra-, Hör- und Ultraschallbereich Was ist Schall? Schall ist das, was wir Menschen mit unserem Ohr-Gehirn-System (Gehör) als Geräusch, Klang, Ton oder Knall wahrnehmen. 5

8 Schall ist nicht gleich Schall. Wie sich etwas anhört hängt von der Art der Schwingungen ab: Eine einzelne, gleichförmige Schallwelle ist ein Ton. Töne kommen in der Natur aber praktisch nie vor. Meist hören wir ein Gemisch aus mehreren gleichzeitig erklingenden Einzeltönen: einen Klang. Bei Geräuschen hingegen handelt es sich um eine unregelmäßige Schwingung. Schall hat die Form einer Welle. Wir können Schallwellen von einer Frequenz von 16 bis Hz wahrnehmen. Die Wellenerscheinung des Schalls wird auch Schallwellen genannt. Unter gasförmigem Schall versteht man die räumliche Ausbreitung von Druckschwankungen in einem gasförmigen Medium. Diese Druckschwankungen können durch schwingende Gegenstände erzeugt werden. Lässt man zum Beispiel ein über die Tischkante hinausragendes Lineal schwingen, so wird die Luft über dem Lineal in rascher Folge verdichtet oder verdünnt, d.h. der Druck schwankt periodisch Wie entsteht Schall? Jedes Instrument erzeugt Schwingungen. Sie lösen Schallwellen aus, die sich in der umgebenden Luft ausbreiten. Das kann man sich unter einer Schwingung vorstellen: Schwingungen = Schwankungen einer Größe, die sich zeitlich wiederholen 5. Ein Ergebnis eines Experiments ist, dass harte und feste Stoffe Schall gut übertragen, wohingegen weiche und poröse Stoffe ihn dämmen 6. Ohne ein Medium ist Schall nicht möglich. Es wäre vollkommen still. Im Weltall gibt es kein Medium, dort herrscht ein Vakuum. Was ist ein Vakuum? Ein Vakuum ist in der Physik die Abwesenheit von Materie. Zur Erzeugung eines Vakuums ist insbesondere wichtig, Gas aus dem Volumen zu entfernen. Ist der verbleibende Gasdruck nur etwas geringer als der atmosphärische Druck, spricht man korrekterweise nicht von einem Vakuum, sondern von vermindertem oder reduziertem Druck oder einem Unterdruck 7. Schall breitet sich aus, indem sich die Luftmoleküle gegenseitig anstoßen. Schall kann man sichtbar und spürbar durch Experimente machen, beispielweise einer Stimmgabel, deren Vibration man in einem Wasserglas sichtbar machen kann. Unsere Stimmbänder vibrieren auch beim Sprechen, wenn Atemluft durch unseren Kehlkopf strömt. Töne und Klänge können durch das Spielen von Musikinstrumenten entstehen. Es gibt verschiedene Arten der Tonerzeugung bei Instrumenten: So schwingen z.b. bei Violinen die Saiten (Saitenklinger), bei Blasinstrumenten Luftsäulen (Luftklinger) und bei einer Pauke eine 6

9 Membran (Fellklinger). Es gibt aber auch Selbstklinger die aus einem festen Körper bestehen und durch schlagen, reiben, schütteln o.ä. zum Schwingen angeregt werden. Dann erzeugt das Instrument selbst den Ton. Eine andere Möglichkeit besteht in der elektronischen Klangerzeugung (z.b. Keyboard) 8. Musikinstrumente und ihre Art der Schallerzeugung Musikinstrumentengruppe Selbstklinger (Idiophone) Fellklinger (Membranophone) Satenklinger (Chordophone) Luftklinger (Aerophone) Prinzip der Schallerzeugung Beispiel Experimente Beispiel Musikinstrumente Tonhöhenveränderung Lautstärkenveränderung Feste Körper werden durch schlagen, reiben oder schütteln zum Schwingen angeregt Anschlagen einer Stimmgabel Xylophon, Triangel, Glocke, geriebenes Trinkglas, Waschbrett Keine Möglichkeit abhängig vom Material, Größe Kräftiger schlagen, reiben oder schütteln Membran (Fell) wird durch schlagen oder reiben zum Schwingen angeregt Ertönen eines Lautsprechers Trommel, Pauke, Tamburin, Brummtopf, geblasener Kamm Keine Möglichkeit abhängig von Material, Größe, Dicke, Spannung Kräftiger schlagen, reiben oder schütteln Saiten werden durch streichen, zupfen oder schlagen zum Schwingen angeregt Zupfen an einem gespannten Draht Gitarre, Geige, Harfe, Zither, Mandoline Saitenlänge abhängig von Material, Dicke, Spannung, Länge Kräftiger streichen, zupfen oder schlagen Luftsäule wird durch blasen zum Schwingen angeregt Blasen auf einem Reagenzglas Blockflöte, Trompete, Saxophon, Akkordeon, Mundharmonika Länge der Luftsäule, Art der Anregung Kräftiger blasen Musik-Schall-Töne Systematisierung der Musikinstrumente nach der Art ihrer Schallerzeugung 9 7

10 8.4 Schall und der Weg im Ohr in unser Gehirn Unser Ohr macht Schall hörbar! Was wir also tatsächlich hören sind kleine, schnelle Schwankungen des Luftdrucks. Die Schallwellen werden von der Ohrmuschel eingesammelt, der wie ein Trichter wirkt. Von dort gelangen sie in den Gehörgang bis zum Trommelfell. Das ist eine dünne Haut im Ohr. Die Schallwellen versetzen diese Haut in Schwingung. Über die Gehörknöchelchen wird diese Schwingung in die mit Flüssigkeit gefüllte Ohrschnecke übertragen. In der Schnecke befinden sich Sinneszellen. Diese Zellen haben die Aufgabe, die eintreffende Schallwelle in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Das Signal wird dann über den Hörnerv in eine Region des Gehirns weitergeleitet. Experten ordnen diesen Signalen Begriffe zu, wie Geräusche, Töne, Knalle und Klänge, die sich sichtbar unterscheiden lassen 10. Ohr Übersicht Was empfinden wir als Lautstärke? Lautstärke beschreibt den rasch wechselnden Druck der Luft auf unsere Ohren. Unser Ohr kann die Größe der Änderung der Lautstärke wahrnehmen. Beim lautesten Geräusch, das wir hören können, ist der Druck zehn Millionen Mal größer als beim leisesten Geräusch 12. 8

11 8.6 Bildungsplanbezug Deutsch Klasse 3 und 4 Mit Texten und anderen Medien umgehen Lesefähigkeit, Texterschließungsstrategie, Antworten auf Beobachtungen zu den Experimenten ggf. zu passenden Videos verfassen Sprache und Sprachgebrauch untersuchen In Kleingruppenarbeit Gemeinsamkeiten und Unterschiede reflektieren, grundlegende sprachliche Strukturen und Begriffe reflektieren und zuordnen z.b. Schallwellen, Trommelfell etc. Die Sprache als Mittel zur Kommunikation und Information nutzen und sich mit Mitschülerinnen und Mitschülern austauschen Sachunterricht Klasse 3 und 4 Natur und Leben Was macht Lärm mit mir? Schall wird in Dezibel gemessen Lautstärke, kann beispielsweise bei der Erklärung des Ohrenmodells auf der Schallimo-Insel erläutert werden Naturphänomene und Technik Erforschen von Materialien und ihren Eigenschaften auf der Knochen-Insel oder Troll- Insel Raum und Mobilität Orientierung im Raum durch die Sinneswahrnehmung Hören; Schallausbreitung in der Luft Experimente Zum Thema Schall, Ohr, Hören auf allen Inseln Musik Klasse 3 und Musik gestalten Umgang mit der eigenen Stimme auf der Tausend-Spuren-Insel mit dem ZOOM H1 Aufnahmegerät Musik hören und verstehen Erraten unterschiedlicher Instrumente auf der Königs-Insel Klangwunder-Ausstellung von Michael Bradke Leifi-Physik Akustik Wikipedia Vakuum Klangwunder-Ausstellung von Michael Bradke 9

12 Ein Projekt der Durchgeführt durch das 9 Arbeitsblätter des Stationen Laufspiels Die Geister der Schallearen Geisterfänger-Karte von 10

13 Regenbogen-Insel Insel 1: Hörbild 1. Setze dich ans geöffnete Fenster. Lausche dem, was deine Ohren wahrnehmen. 2. Was hörst du? Male oder schreibe, was du alles gehört hast: Male den Geist, den du auf der Insel gefunden hast, auf deiner Geisterfänger-Karte aus! 11

14 Feuer-Insel Insel 2: Schallwellen zum Anfassen Setzt euch die Kopfhörer vom ipad oder Tablet auf. Scannt den Code und schaut euch den Videoausschnitt Vibrationen an. Findet heraus, was das Video und das nächste Experiment gemeinsam haben. Insel 2: Schwingendes Lineal 1. Lege ein langes Lineal auf die Tischkante. Halte es mit einer Hand fest. 2. Biege das andere Ende nach unten und lasse es los. 3. Wiederhole den Vorgang. Verkürze oder verlängere das über den Tisch ragende Ende des Lineals. Besprecht euch in der Gruppe! Schaut euch währenddessen die Frequenz- App auf dem Tablet an! Insel 2: Bilder und Wörter zuordnen Höre genau hin! Ordne den richtigen Begriff in den Kreisen, den im jeweiligen Kasten liegenden Bildern, zu. Verbinde mit einem Pfeil den richtigen Begriff mit dem richtigen Bild. leise laut tief hoch Male den Geist, den du auf der Insel gefunden hast, auf deiner Geisterfänger-Karte aus! 12

15 Geister-Insel Insel 3: Kümmel Tanz 1. Schlage eine Klangschale an, dass sie klingt. 2. Halte sie in die Nähe der Kümmelkörner, die sich auf dem Becher mit der Alufolie befinden. 3. Was passiert mit den Kümmelkörnern? Finde heraus, was bei stärkerem Anschlagen passiert! Male die Körner auf: Stille, Körner bewegen sich nicht Leichtes Anschlagen der Klangschale Starkes Anschlagen der Klangschale Berühren mit der Klangschale Probiere dieses Experiment auch mit Reis- und Salzkörnern. Was passiert? Insel 3: Schallparade Scannt den Code. Schaut euch das Video an und findet heraus, wie Schallgeschwindigkeit sichtbar gemacht wird! Male den Geist, den du auf der Insel gefunden hast, auf deiner Geisterfänger-Karte aus! 13

16 Insel 4: Luftballon-Hören Troll-Insel 1. Nimm einen Luftballon und gehe aus dem Klassenzimmer oder auf den Pausenhof. 2. Blase den Luftballon auf. Dann lass die Luft etwas entweichen, indem du die Öffnung auseinander ziehst. 3. Wann quietscht der Luftballon laut, wann leise, hoch und tief? Schreibe auf, was du hörst, siehst und fühlst!.... Insel 4: Schall-Spüren Person 1: Blase einen Luftballon auf und knote ihn zusammen. Halte ihn mit beiden Händen vor dich. Person 2: Rede und rufe gegen den Luftballon. Was spürst du? Wechselt euch ab! Bespreche dich mit deinem Partner und schreibt eure Beobachtungen auf!.... Insel 4: Bert experimentiert mit Schall Sesamstraße Scannt den Code und schaut euch das Video an. Bert möchte Schallwellen sichtbar machen, dafür hat er ein Tamburin-Experiment aufgebaut. Ernie darf auf das Tamburin schlagen. Was machen die Schallwellen mit dem Tischtennisball? Male den Geist, den du auf der Insel gefunden hast, auf deiner Geisterfänger-Karte aus! 14

17 Insel 5: Knochenhören Knochen-Insel Halte die Stimmgabel mit zwei Fingern am Griff. Schlage die Stimmgabel an (z.b. am Tisch oder deinem Knie). Halte die Stimmgabel mit der Kugel an deinen Körper. Wie und wo hörst du die Stimmgabel am lautesten? Insel 5: Die Stimmgabel Scanne den Code und schaut euch das Video ab 6:34-9:13 an. Was passiert, wenn man eine Stimmgabel anschlägt? Was fühlst du, wenn du nach dem Anschlagen der Stimmgabel die Stimmgabel mit deinen Fingern berührst? Male den Geist, den du auf der Insel gefunden hast, auf deiner Geisterfänger-Karte aus! 15

18 Tausend-Spuren-Insel Insel 6: Aufnahme mit dem Aufnahmegerät Hört euch die Klangcollage auf dem Tablet an: Aufnahmeort: Geräusche: Küche Geschirr, Mikrowelle, Besteck, Dunstabzugshaube, Teller, Gläser 1. Die Gruppenleitung oder eine andere Person, die sich mit dem ZOOM H1 auskennt, erklärt euch kurz wie mit dem Aufnahmegerät etwas aufgenommen wird. Alternative: Scannt den QR Code. Klickt in der Ohrenspitzer- Mediathek auf Tutorials- Technik und auf das Erklär-Video Inbetriebnahme Zoom H1. 2. Auf dem Orterkundungszettel steht ein Ort und Geräusche, die es an diesem Ort gibt. Nehmt diese Geräusche mit dem ZOOM H1 Aufnahmegerät auf und bringt nach erfolgreicher Mission die Aufnahme zur Insel zurück 3. Die Geräusche der Orterkundungszettel werden vor dem Besuch der letzten Insel in der Klassengemeinschaft abgespielt. Kannst du den Ort erraten, an dem das Geräusch aufgenommen wurde? Male den Geist, den du auf der Insel gefunden hast, auf deiner Geisterfänger-Karte aus! 16

19 Königs-Insel Insel 7: Der König und die Prinzen 1. Sucht euch gemeinsam 3 bis 5 Instrumente oder Gegenstände aus, die Geräusche machen. 2. Die Prinzen (Zuhörer) verdecken sich die Augen mit Augenbinden. 3. Der König spielt die Instrumente in einer Reihenfolge ab. 4. Die Prinzen merken sich die Reihenfolge! Sie legen ihre Augenbinden ab und erzählen in welcher Reihenfolge die Instrumente abgespielt wurden. 5. Der Prinz, der die Reihenfolge als erstes richtig benannt hat, wird der neue König! Haben alle das Gleiche gehört? Überlegt euch unterschiedliche Arten zum Spielen. Wechselt euch bei der Rolle des Königs ab. Insel 7: Wie breitet sich Schall aus? Scannt den Code. Schaut auch das Video an und findet heraus, wie sich Schall ausbreitet! Male den Geist, den du auf der Insel gefunden hast, auf deiner Geisterfänger-Karte aus! 17

20 Schallimo-Insel Insel 8: Wie kommt der Schall in mein Ohr? Fühle dein eigenes Ohr. Was fühlst du? Betrachte das Ohr deines Nachbarn. Was siehst du? Hast du dir schon einmal die Frage gestellt: Wie sieht mein Ohr eigentlich von innen aus? Gemeinsam lüften wir das Rätsel. Wir ordnen die richtigen Bezeichnungen dem Ohr zu. Da gibt es zum Beispiel den Hammer, den Steigbügel, das Trommelfell, die Ohrmuschel, der Ambos, den Gehörgang, den Hörnerv und die Schnecke. Weißt du noch, wo alles genau hingehört? Male den Geist, den du auf der Insel gefunden hast, auf deiner Geisterfänger-Karte aus! 18