Unterrichtsbaustein
Wie funktionieren Sprachnachrichten?
- Torsten Otto
- Behörde für Schule und Berufsbildung Hamburg
- Hauke Morisse
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
- 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
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