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Unterrichtsbaustein - Informationen

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Wie funktionieren Sprachnachrichten?
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Unterrichtsbaustein

Wie funktionieren Sprachnachrichten?

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

  • Torsten Otto
  • Behörde für Schule und Berufsbildung Hamburg
  • Hauke Morisse
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12. September 2018

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
  • 3. Produzieren & Präsentieren
  • 5. Problemlösen & Handeln
Detaillierte Teilkompetenzbeschreibungen
  • 3.1 Entwickeln und Produzieren
  • 5.2 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.

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.

Material

    • Verlauf.pdf
    • Verlauf.docx
    • AudacityIstOpenSourceSoftware.raw
    • AudacityIstOpenSourceSoftware.mp3
    • AudacityIstOpenSourceSoftware.aup
    • AudacityIstOpenSourceSoftware.aiff
    • Arbeitsblatt_3_phyphox.pdf
    • Arbeitsblatt_3_phyphox.docx
    • Arbeitsblatt_2_Tabellenkalkulation_Calc.pdf
    • Arbeitsblatt_2_Tabellenkalkulation_Calc.docx
    • Arbeitsblatt_1_Audacity.pdf
    • Arbeitsblatt_1_Audacity.docx
  • 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
    • Digitalsignal (Wikipedia)
    • Akustik mit Audacity (zum.de)

    Tools

    Vorschaubild Audacity
    Tool
    Audacity
    Mit Audacity ist es möglich, Audiodateien zu bearbeiten und zu …
    Vorschaubild Google Sheets
    Tool
    Google Sheets
    Google Sheets ist ein Tabellenkalkulationsprogramm, das online …
    Vorschaubild LibreOffice Calc
    Tool
    LibreOffice Calc
    LibreOffice Calc ist ein Tool für die Tabellenkalkulation.
    Vorschaubild Moodle
    Tool
    Moodle
    Moodle ist ein freies Kursmanagementsystem und Lehrplattform.
    Vorschaubild Numbers
    Tool
    Numbers
    Numbers ist ein Tabellenkalkulationsprogramm von Apple.
    Vorschaubild phyphox
    Tool
    phyphox
    Mit Phyphox können die Sensoren des Mobiltelefons experimentell…
    Vorschaubild SchulCommSy
    Tool
    SchulCommSy
    Mit SchulCommSy wird Hamburger Schulen eine standardisierte Com…

    Für Sie vorgeschlagene Inhalte zur Unterrichtsgestaltung

    Vorschaubild Audacity
    Tool
    Audacity
    Mit Audacity ist es möglich, Audiodateien zu bearbeiten und zu …
    Vorschaubild Datenkompression am Beispiel Bild und Ton
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    Datenkompression am Beispiel Bild und Ton
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    Einfache Tabellenkalkulation mit Excel
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    Vorschaubild Excel
    Tool
    Excel
    Ein Programm zur Tabellenkalkulation.
    Vorschaubild Google Sheets
    Tool
    Google Sheets
    Google Sheets ist ein Tabellenkalkulationsprogramm, das online …
    Vorschaubild LibreOffice Calc
    Tool
    LibreOffice Calc
    LibreOffice Calc ist ein Tool für die Tabellenkalkulation.
    Vorschaubild Numbers
    Tool
    Numbers
    Numbers ist ein Tabellenkalkulationsprogramm von Apple.
    Vorschaubild OpenOffice Calc
    Tool
    OpenOffice Calc
    Open Office Calc ist ein Tool für die Tabellenkalkulation.
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