Schülerlabor iPhysicsLab

iNoise: Experimentieren zum Thema Lärm (Klassenstufe 7/8)

Smartphone und Tablet-PCs sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Obwohl diese Geräte tagtäglich an jedem Ort zur Verfügung stehen und genutzt werden, beschränkt sich die Nutzung insbes. bei Jugendlichen meist auf Spiele oder zur Kommunikation. Doch diese Medien bieten noch weitere, teils überraschende Möglichkeiten: Durch die Ausstattung mit vielen internen Sensoren können Daten erfasst und ausgelesen werden, was sowohl qualitative als auch quantitative Experimente ermöglicht. Somit können Smartphones und Tablet-PCs vielfältig als kleine, transportable Messlabore zum Experimentieren im naturwissenschaftlichen Unterricht oder in der Umweltbildung eingesetzt werden, wobei sie unübersichtliche Versuchsapparaturen ersetzen können.

Schall ist in verschiedensten Formen ein ständiger Begleiter im Leben der Schülerinnen und Schüler. Die Schallaufnahme erfolgt dabei einerseits bewusst, andererseits aber auch vielfachungewollt (z. B. Verkehr oder Fluglärm). Begleitet wird die Wahrnehmung von bestimmten Empfindungen. Diese reichen von Emotionalität, etwa beim Hören von Musik, über Stress durch Lärm bis hin zu Angst oder Beklemmung und  legen dadurch per se eine allgemeine hohe intrinsische Motivation der Lernenden für dieses Themenfeld nahe. Dabei bieten gerade die originären Sensoren mobiler Medien, nämlich Mikrofon und Lautsprecher, vielfältige Möglichkeiten, Schall aus naturwissenschaftlicher Perspektive zu untersuchen und zu erkunden. Neben der im Alltag der Jugendlichen häufig anzutreffenden Verwendung als MP3-Player können heutige mobile Geräte mithilfe entsprechender Applikationen auch akustische Phänomene erfassen und analysieren. So lassen sich bereits im naturwissenschaftlichen Anfangsunterricht Experimente im Themenbereich Akustik durchführen: Schülerinnen und Schüler können z.B. verschiedenen Schallarten wie Ton, Klang, Knall, Geräusch untersuchen, indem sie diese akustische Phänomene mithilfe von Apps analysieren, welche die jeweiligen Frequenzspektren und Oszillogramme in Echtzeit darstellen  können.

Bei iNoise sollen die Lernenden das Thema Lärm und Lärmschutz mit mobilen Medien an vier Lernstationen erschließen:

Lärm erleben

Blitz und Donner sind Beispiele für natürliche Lärmquellen. Aber den meisten Lärm verursacht der Mensch selbst: Ob durch Verkehr, laute Musik, den Betrieb von Maschinen und, und, und. Dabei ist längst nicht jeder Lärm auch so laut, dass er das Gehör schädigt. Aber dauerhafte Beschallung mit einem solchen Schall kann Konzentrationsschwierigkeiten bewirken oder gar Herz-/ Kreislauferkrankungen zur Folge haben.

-     Die Lernenden erleben verschiedenen Schall und stufen ihn als mehr oder weniger nervigen Lärm ein.

-     Sie erkennen, dass Lärm nicht nur etwas mit der Lautstärke zu tun hat, sondern stark von unserem persönlichen Empfinden abhängt.

-     Sie überprüfen, wie ihre Konzentrationsfähigkeit von Lärm beeinflusst wird.

Lärm mindern

Wenn Lärm nicht vermieden werden kann, bleibt als Ausweg oft nur die Minderung des Lärms durch spezielle Schallschutzmaßnahmen. Jeder Schall, den wir wahrnehmen, breitet sich von seiner Quelle (z.B. Kopfhörer) zum Empfänger (z.B. die Ohren) aus. Die Idee des passiven Schallschutzes ist es, störenden Schall bei seiner Ausbreitung abzuschwächen, oder ihn zu behindern und umzulenken.

-     Die Lernenden lernen die Schalldämmung als eine Methode des Schallschutzes kennen. Bei dieser Methode wird Schall an Oberflächen zurückgeworfen und umgelenkt (reflektiert, Reflexion).

-     Sie überprüfen verschiedene Materialien hinsichtlich ihrer dämmenden Eigenschaften

Lärm vermeiden

Das Hören von Musik über Kopfhörer ist unter Jugendlichen aber auch Erwachsenen weit verbreitet. In Deutschland vertriebene MP3-Player dürfen dabei Musik nicht lauter als 85 dB wiedergeben. Ist der Schall so laut oder noch lauter, kommt es je nach Dauer der Einwirkung zu einer unwiderruflichen Schädigung des Gehöres. Hier können wir aktiven Schallschutz betreiben: Die Musik einfach leiser drehen und damit Lärm vermeiden.

-     Die Lernenden erlebt in dieser Station einen Schallpegel von 80dB.

-     Sie untersuchen, wie laut sie mit ihren MP3-Playern (eigenes Smartphone) Musik hören.

Lärmkarte erstellen

Lärm macht krank! Als Minimalziel gilt, dass der durchschnittliche Schallpegel außerhalb von Wohnungen am Tage 65 dB nicht übersteigen sollte. In vielen großen Städten Deutschlands ist diese Richtlinie aber nicht erfüllt. Tausende Menschen sind zum Beispiel durch Flug-, Schienen- oder Straßenverkehrslärm dauerhaft belästigt.

-     Diese Station können die Lernenden nur als Gesamtgruppe gemeinsam lösen. Ziel dieser Station ist es von der Umgebung eine Lärmkarte zu erstellen.

-     Im Verlauf der Station werden sie ein besseres Gefühl für alltägliche Schallpegel entwickeln.

 

Wenn Sie sich genauer für unsere Forschung innerhalb und außerhalb des Schülerlabors interessieren, finden Sie mehr Informationen auf unserer AG-Homepage und der Projektseite https://www.physik.uni-kl.de/inature/home/

 

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