Schon gehört? Schallwandler im Alltag

Wie funktionieren Schallwandler und welche Rolle spielen sie in unserem Alltag? In dieser Unterrichtseinheit für den Physikunterricht der Sekundarstufe I und II lernen Schülerinnen und Schüler, wie elektrodynamische, elektromagnetische und piezoelektrische Schallwandler funktionieren und warum sie in Geräten wie Mikrofonen, Kopfhörern, Hörgeräten und Mobiltelefonen eine zentrale Rolle spielen.

Unterrichtseinheit

Physik
Sekundarstufe I, Sekundarstufe II
6 Unterrichtsstunden
Arbeitsblatt
3 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Mithilfe des Arbeitsblatts 1 lernen die Schülerinnen und Schüler, die Funktionsweise eines Schallwandlers in eigenen Worten zu beschreiben und dessen Bedeutung für den Alltag zu erkennen. Um einen fächerübergreifenden Ansatz zu ermöglichen, setzen sie sich damit auseinander, in welchen Geräten Schallwandler verbaut sind und welchen Nutzen diese haben. Sie sehen, dass Schallwandler in vielen Geräten des täglichen Lebens eingebaut sind und in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, z. B. in der Unterhaltungselektronik oder im Gesundheitswesen. Ein fächerübergreifender Ansatz ergibt sich daraus, dass sie die Funktionsweise von Schallwandlern kennenlernen und ihre Bedeutung für den Alltag reflektieren. So kann die Einheit sowohl im Physik- als auch im Sozialkundeunterricht eingesetzt werden. Besonders der Sachbezug zum Hörakustik-Handwerk verdeutlicht die Relevanz von Schallwandlern für den Gesundheitsbereich.

Neben der theoretischen Auseinandersetzung bietet eine optionale Zusatzaufgabe die Möglichkeit, Kopfhörer oder Lautsprecher auseinanderzubauen. Diese praktische Erfahrung kann im Rahmen einer Projektwoche oder, sofern es der Unterrichtsverlauf erlaubt, im regulären Unterricht umgesetzt werden. Dadurch erhalten die Lernenden einen direkten Zugang zu den verschiedenen Komponenten eines Schallwandlers und können deren Funktionen besser nachvollziehen.

Arbeitsblatt 2 vertieft das Wissen über verschiedene Typen von Schallwandlern. Durch Informationstexte erfassen die Lernenden deren Aufbau und formulieren die Funktionsweise in eigenen Worten. Der thematische Bezug zum Hörakustik-Handwerk verdeutlicht, warum Schallwandler nicht nur im technischen, sondern auch im gesundheitlichen Bereich eine wichtige Rolle spielen.

Auf Arbeitsblatt 3 setzen sich die Schülerinnen und Schüler speziell mit dem Hörgerät als Schallwandler auseinander. Sie beschriften die einzelnen Bestandteile eines Hörgeräts und erklären, wie der Schall darin verarbeitet wird. Darüber hinaus lernen sie verschiedene Arten von Hörgeräten kennen, vergleichen deren Vorteile und mögliche Nachteile und setzen sich mit der technologischen Entwicklung dieser Geräte auseinander.

Unterrichtsmaterial "Schallwandler im Alltag"

Gesamtdownload

Unterrichtsablauf

Inhalt

Sozial- / Aktionsform

1. und 2. Stunde
Einstieg (10 Minuten; Plenum)
Die Lernenden nähern sich dem Thema der Unterrichtseinheit und brainstormen, was unter dem Begriff "Schallwandler" zu verstehen ist. Im Plenum soll gemeinsam erfahrbar gemacht werden, wie Schallwandler funktionieren. Dazu nimmt die Lehrkraft oder ein Schüler oder eine Schülerin eine kurze Audiosequenz mit dem Handy auf und spielt sie ab.
In der Klasse kann die Frage gestellt werden, wie Geräusche hörbar gemacht werden und was dazu technisch notwendig ist.
Hinführung (10 Minuten; Plenum)
Die Klasse liest gemeinsam den Einstiegstext.
Erarbeitung I (15 Minuten; Plenum)
Die Lernenden lesen den Text "Was sind Schallwandler?" und erarbeiten, wie Kopfhörer, Mikrofone und Hörgeräte funktionieren. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben mit eigenen Worten, wie ein Schallwandler funktioniert.
Sicherung I (10 Minuten; Plenum)
Die Ergebnisse der Erarbeitungsphase I werden gemeinsam gesichert und offene Fragen geklärt.
Erarbeitung II (20 Minuten; Gruppenarbeit)
Die Schülerinnen und Schüler setzen sich in Vierergruppen zusammen und überlegen, wie ein Leben ohne Schallwandler aussehen würde. Dazu können sie zunächst Beispiele für Geräte (aus ihrem Alltag) sammeln, in denen Schallwandler verwendet werden. Sie überlegen, wie sich das Fehlen dieser Geräte auf die Kommunikation im Alltag auswirken würde. Dazu kann ein (digitales) Plakat erstellt werden.
Erarbeitung III (15 Minuten; Präsentation, Plenum)
Die Schülerinnen und Schüler präsentieren die Ergebnisse aus den Gruppenarbeiten. Gemeinsam sammeln sie Argumente und Gründe für die Wichtigkeit von Schallwandlern in Hörgeräten.
3. und 4. Stunde
Einstieg (5 Minuten; Plenum)
Die Lernenden nähern sich dem Stundenthema. Es kann die Frage gestellt werden: "Was glaubt ihr, warum es verschiedene Arten von Schallwandlern gibt?"
Erarbeitung I (20 Minuten; Paar- oder Einzelarbeit)
Die Lernenden erarbeiten mithilfe der Informationstexte die verschiedenen Schallwandlertypen. Sie erarbeiten unbekannte Begriffe. Sie beschreiben mit eigenen Worten die Funktionsweise eines elektrodynamischen Schallwandlers und vergleichen den elektrodynamischen Schallwandler mit dem piezoelektrischen Schallwandler hinsichtlich Anwendung und Funktionsweise.
Sicherung I (15 Minuten; Plenum)
Die Ergebnisse werden gesichert und offene Fragen geklärt.
Erarbeitung II (25 Minuten; Plenum)
Für leistungsstarke Schülerinnen und Schüler steht eine Sprintaufgabe zur Verfügung. Diese kann in einer leistungsstarken Klasse gemeinsam bearbeitet werden. Dazu wird das Video zur Sprintaufgabe in der Klasse gezeigt, um verschiedene Arten von Lautsprechern und deren Funktionsweise zu veranschaulichen.
Transfer (15 Minuten; Gruppenarbeit)
In Gruppenarbeit überlegen die Lernenden, warum es wichtig ist, die verschiedenen Schallwandlerarten zu kennen. Dazu dient der Sachbezug zum Beruf des Hörakustikers. Die Schülerinnen und Schüler führen ihre Überlegungen aus der vorangegangenen Gruppenarbeit in der ersten Doppelstunde fort.
Sicherung II (10 Minuten; Plenum)
Die in der Gruppenphase entstandenen Ergebnisse werden gemeinsam gesichert.
5. und 6. Stunde
Einstieg (5 Minuten; Plenum)
Die Lernenden nähern sich dem Stundenthema "Das Hörgerät: Schallwandler im Kleinformat". Als Einstieg können folgende Fragen gestellt werden: "Welche Bauteile eines Hörgerätes kennt ihr" und "Wozu dienen diese Bauteile?“
Erarbeitung I (15 Minuten; Einzelarbeit)
Die Lernenden beantworten die Frage, wie ein Hörgerät funktioniert und wie es Menschen mit Hörbeeinträchtigung helfen kann.
Anschließend beschriften sie ein Hörgerät mit den Begriffen, die sie im Laufe der Unterrichtseinheit erlernt haben. Dazu steht auf dem Arbeitsblatt eine Infobox zur Verfügung, in der unbekannte Begriffe erklärt werden. Die Schülerinnen und Schüler können sich anhand einer Musterlösung am Ende des Arbeitsblatts selbst überprüfen.
Schülerinnen und Schüler, die schnell fertig sind, können zusätzlich die weiteren aufgeführten Begriffe, die in der Abbildung des Hörgeräts erscheinen, recherchieren und ein kleines Glossar erstellen.
Sicherung I (10 Minuten; Plenum)
Die Ergebnisse werden gemeinsam gesichert. Die Abbildung mit der vollständigen Beschriftung kann an die Tafel projiziert werden. Sie ist auch auf dem Arbeitsblatt verfügbar.
Erarbeitung II (20 Minuten; Einzelarbeit)
Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten anhand von kurzen Informationstexten die verschiedenen Arten von Hörgeräten und lernen deren Aufbau und Einsatzgebiete kennen. Sie erstellen eine Tabelle und vergleichen die Arten hinsichtlich ihrer Funktionsweise sowie ihrer Vor- und Nachteile.
Sicherung (10 Minuten; Plenum)
Die Ergebnisse werden gemeinsam gesichert.
Exkurs (20 Minuten; Einzel- oder Gruppenarbeit, Präsentation)
Die Schülerinnen und Schüler recherchieren, wie sich Hörgeräte entwickelt haben und verfassen zu ihren Rechercheergebnissen einen kurzen Text. Optional kann die Aufgabe auch in Gruppenarbeit bearbeitet und anschließend eine kurze Präsentation gehalten werden. Dafür sollte mehr Zeit eingeplant werden.
Abschluss (10 Minuten; Plenum, Einzelarbeit)
Die Ergebnisse werden präsentiert und zusammengetragen. Als Hausaufgabe kann ein kurzes Interview mit einer Person, die ein Hörgerät trägt, oder mit einem Hörakustiker durchgeführt werden. Ziel ist es, mit Betroffenen oder Fachexpertinnen und -experten ins Gespräch zu kommen.
Besteht Kontakt zu einer Härakustikerin oder einem Hörakustiker oder einer betroffenen Person, bietet es sich an, diese in den Unterricht einzuladen. Die Lernenden können die im Unterricht offengebliebenen Fragen formulieren sowie ihre Rechercheergebnisse vorstellen und mit der Expertin oder dem Experten ins Gespräch kommen. Dafür sollte mindestens eine zusätzliche Unterrichtsstunde eingeplant werden.
Optional
Optionale Weiterarbeit (Plenum; Gruppenarbeit)
Wenn genügend Unterrichtszeit zur Verfügung steht, kann eine Schulstunde dafür genutzt werden, einen Lautsprecher oder einen alten Kopfhörer zu zerlegen. Dabei lassen sich deren verschiedene Bestandteile identifizieren, wodurch die Funktionsweise eines Schallwandlers praktisch erfahrbar wird. Es empfiehlt sich, ausreichend Zeit für diese Aufgabe einzuplanen – idealerweise mindestens eine Unterrichtsstunde. Alternativ kann die Zerlegung als gemeinsames Abschlussprojekt am Ende der Unterrichtseinheit durchgeführt werden.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Materialien sind für den Einsatz im Physikunterricht der Klassenstufen 9 bis 12 konzipiert und ermöglichen eine fächerübergreifende Betrachtung von Schallwandlern. Die Unterrichtseinheit knüpft an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler an und arbeitet mit praxisnahen Beispielen.

Lernende sollen durch eigene Erfahrungen und die aktive Auseinandersetzung mit der Thematik dazu ermutigt werden, sich Wissen eigenständig anzueignen. Die Erarbeitung erfolgt in Einzel- oder Paararbeit, wodurch die Selbstständigkeit gefördert wird. Ergänzend dazu ist ausreichend Zeit für gemeinsame Diskussionen im Plenum vorgesehen, insbesondere zur Relevanz von Schallwandlern im Alltag. Hierbei stehen verschiedene Anwendungsbereiche wie Unterhaltung, Gesundheit und Lebensqualität im Fokus. Der Bezug zum Thema wird über bekannte Geräte geschaffen, wie Kopfhörer oder Smartphones.

Ein Schwerpunkt der Unterrichtseinheit liegt auf der gesellschaftlichen Bedeutung von Schallwandlern, insbesondere im Bereich der Hörgeräte. Die Lernenden setzen sich mit der sozialen und gesundheitlichen Relevanz dieser Technologie auseinander und reflektieren deren Einfluss auf den Alltag. Dabei erhalten sie die Möglichkeit, ihre Erkenntnisse auszutauschen und optional (durch Zusatzaufgaben) zu vertiefen.

Die physikalischen Inhalte eignen sich besonders zur Erweiterung des Lehrplanthemas "Akustik" und können durch die Unterrichtseinheiten "Schall und Akustik" und "Hörst du mich?" ergänzt werden. Auch im Ethikunterricht sowie ergänzend im Physikunterricht kann das Thema im Hinblick auf seine gesellschaftliche Bedeutung betrachtet werden, was eine ganzheitliche Sichtweise ermöglicht.

Das Hörakustiker-Handwerk eignet sich dabei als Anschauungsbeispiel, um den Aufbau von Schallwandlern in der Schule zu erklären, da es die Bereiche Physik, Technik, Biologie und Ethik verbindet.

Durch die Möglichkeit zur Differenzierung lassen sich die Aufgaben an das jeweilige Leistungsniveau der Lerngruppe anpassen. Die Materialien eignen sich für leistungsstarke Lerngruppen der Sekundarstufe I und für Lernende der Sekundarstufe II.

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

erwerben tiefgreifende fachliche Kenntnisse über Schallwandler und deren Anwendungsgebiete.
wissen, wie elektrische Signale durch Schallwandler in Schall umgewandelt werden und können den Aufbau eines Lautsprechers und eines Mikrofons erklären.
können Beispiele für den Einsatz von Schallwandlern im Alltag nennen und deren Bedeutung für die Bereiche Kommunikation und Technik erläutern.
lernen verschiedene Schallwandler und deren Funktionsweise zu unterscheiden.
lernen physikalische Effekte wie beispielsweise den piezoelektrischen Effekt kennen.
verstehen die Bedeutung von Schallwandlern für alltägliche Prozesse.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

üben und festigen den Umgang mit digitalen Endgeräten durch die Einbindung von Erklärvideos und Rechercheaufträgen.
gewinnen Informationen aus verschiedenen Medien wie Text, Videos und Webseiten.
lernen, recherchierte Informationen zu präsentieren.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

können sachlich miteinander in der Gruppe kommunizieren.
können gemeinsam Aufgaben bearbeiten und präsentieren.
arbeiten kooperativ in Zweiergruppen und in Kleingruppen.

Verwendete Literatur

Michael Dickreiter , Volker Dittel , Wolfgang Hoeg und Martin Wöhr (2008): Handbuch der Tontechnik K.G. Saur.

Zollner, Manfred und Zwicker, Eberhard (1993): Elektroakustik; Springer-Verlag, 3. Aufl., Berlin.

Schon gehört? Schallwandler im Alltag

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Unterrichtsmaterial "Schallwandler im Alltag"

Gesamtdownload

Unterrichtsablauf

1. und 2. Stunde

3. und 4. Stunde

5. und 6. Stunde

Optional

Didaktisch-methodischer Kommentar

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Medienkompetenz

Sozialkompetenz

Verwendete Literatur

Verwendete Internetadressen

Portalanbieter

Kooperationspartner

Anbieter der Unterrichtseinheit

Auszeichnungen

Autorin

Ergänzende Unterrichtseinheiten