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Unterrichtsbaustein

Wie funktionieren Sprachnachrichten?

In diesem kurzen Unterrichtsvorhaben werden Audiodateien aufgezeichnet und mit einer Tabellenkalkulation und Audacity analysiert.

Hauke Morisse
Torsten Otto

1. Einstieg

Ziele

Die Schülerinnen und Schüler können beschreiben, wie die Codierung eines Audiosignals funktioniert. Sie erkennen Funktionsweisen und grundlegende informatische Prinzipien der Digitalisierung und Datenverarbeitung. Zudem können sie digitale Werkzeuge bedarfsgerecht zur Produktion und Analyse von digitalen Daten einsetzen.

Fachkompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler können beschreiben, wie die Codierung eines Audiosignales funktioniert. Sie verwenden die Fachbegriffe “analog” und “digital” sowie “Signal” und “Daten” korrekt. Sie können die Digitalisierung eines analogen Signals mithilfe von Quantifizierung und der Abtastrate / Samplerate erläutern.

Kompetenzen in der digitalen Welt
  • Entwickeln und Produzieren
  • Werkzeuge bedarfsgerecht einsetzen
Medienausstattung

Die Schülerinnen und Schüler benötig jeweils ein Smartphone oder Tablet für die Hausaufgabe. Im weiteren Verlauf soll dann mindestens eine 1:2 Ausstattung mit Laptops oder Rechner / Computerraum (für das Arbeiten in der Doppelstunde) vorhanden sein.

2. Details

Informationen zum Unterrichtsgegenstand

Schall wird durch Mikrofone oder andere Geräte in elektronische Audiosignale gewandelt. Diese Signale sind zunächst analog, werden aber meist digitalisiert, um sie entsprechend speichern und weiterverarbeiten zu können. Diese Digitalisierung erfolgt durch Analog-Digital-Wandler und Software. Das analoge Signal wird abgetastet, quantifitziert und in Intervalle zerlegt, so dass digitale Daten entstehen. Das digitale Audiosignal lässt sich als Graph darstellen, als Text oder in Tabellenform, die in den Daten enthaltene Information wird dadurch nicht verändert. Die Vorgehensweise der Digitalisierung entspricht derjenigen anderer Dateiformate wie Bildern oder Texten. Attribute von Audiodaten sind dabei sample rate (Abtastrate) und Bitrate (Datenmenge pro Zeit).

Beschreibung des Unterrichtsbausteins

Die Schülerinnen und Schüler erstellen eine kleine Audio-Datei mit phyphox, machen einen Screenshot, exportieren die Datei in ein CSV Format und importieren dieses in eine Tabellenkalkulation. In dieser wird aus den Rohdaten ein Diagramm erstellt, das der Grafik im Screenshot entspricht. Anschließend wird eine Datei mit Audacity aufgenommen und genauer analysiert. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten zu zweit an einem Gerät und erstellen am Ende der Doppelstunde einen kurzen Text / ein kurzes Video zum Erklären, wie Sprachnachrichten funktionieren.

Bildungsplanbezug

Prozesse analysieren und modellieren
Informatik strukturieren und präsentieren

Möglichkeiten der Differenzierung / Individualisierung

Einstieg über individuelle Datei, binnendifferenzierte Vertiefungen in Richtung Produktion und Analyse digitaler Audiodateien möglich.

3. Hinweise & Links

Hinweise

Vertiefungen bzw. Fachübergreifende Projektarbeit mit dem Musik- oder Physikunterricht möglich. Auch im Informatikunterricht als Einstieg in ein projektorientiertes Unterrichtsvorhaben geeignet.

Weiterführende Literatur und Links

5. Tools

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Audacity

Mit Audacity ist es möglich, Audiodateien zu bearbeiten und zu...

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