Multimodalität

Multimodale Systeme nutzen den Zugang über mehrere sensorische Systeme (z. B. Hören und Sehen). Für den Physikunterricht hat dies auch eine spezielle fachdidaktische Perspektive: Physikalische Phänomene und ihre theoriegeleitete Beschreibung lassen sich zeitgleich zusammenführen.

Beispiele - Multimodalität in der Akustik

Das Hörempfinden und die physikalische Beschreibung akustischer Phänomene mit grafischen Mitteln lassen sich in einfacher Weise kombinieren.

Verschiedene Schallereignisse klassifizieren

Die folgenden tonlosen Videos zeigen den zeitlichen Verlauf einer Audiospur. Diese wurde mit der kostenlosen Software Audacity (Link zum Programm) aufgenommen.

Aufgabe: Sehen Sie sich folgende tonlose Videos an und stellen Sie eine Vermutung auf, um welches akustische Ereignis es sich handeln könnte.

Die Hypothese kann anschließend mit einem Klick auf den zugehörigen Link, der zu einem multimodalen Video führt, überprüft werden. Das tonlose Video der Audiospur wird dann kombiniert mit dem entsprechenden Ton wiedergegeben.

Beispiel 1

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Beispiel 2

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Beispiel 3

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Beispiel 4

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Beispiel 5

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Zusammenhänge zwischen Amplitude und Lautstärke, Frequenz und Tonhöhe

Zwischen Amplitude und Lautstärke, Frequenz und Tonhöhe lassen sich zunächst sehr einfach "je-desto-Beziehung" aufzeigen.

Töne verschiedener Lautstärke

Töne unterschiedlicher Frequenz

Lautstärke quantifizieren

Als Einführung bietet es sich an die beiden folgenden Videos abzuspielen und dann zu analysieren. Beim zweiten Video hat man im Unterschied zum Ersten eher den Eindruck, dass die Töne gleichmäßig lauter werden.

Allerdings widerspricht dies zunächst scheinbar dem Verhalten der Amplituden in der grafischen Auftragung (bei linearem Maßstab). Aufklären lässt sich der scheinbare Widerspruch erst über das Gesetz von Weber und Fechner. Danach ist die Wahrnehmungsstärke proportional zum Logarithmus der Reizintensität.

Tonhöhen quantifizieren

Das Gesetz von Weber und Fechner gilt näherungsweise für das Lautstärke- und Helligkeitsempfinden, aber auch für das Wahrnehmen von Tonhöhen.

Tonbeispiel 1:

Lineare Zunahme der Frequenz

Tonbeispiel 1: Tonfolge in Schritten a 500 Hz (500 Hz, 1000 Hz, 1500 Hz, 2000Hz, 2500 Hz, 3500 Hz)

 

Tonbeispiel 2:

Zunahme der Frequenz um jeweils eine halbe Oktave, d.h. um drei Ganztonschritte.

Tonbeispiel 2:  a', dis', a'', dis'', a''', dis''', a''' (440 Hz, 622 Hz, 880 Hz, 1244.5 Hz, 1760 Hz, 2489 Hz, 3520 Hz)

 

Grafik zu Tonbeispiel 2 mit linearem (links) und logarithmischem (rechts) Maßstab

Tonbeispiel 3:

C-Dur-Tonfolge in 12 Halbtonschritten

Mit Klangeffekten experimentieren

Die meisten Akustik-Programme bieten spezielle Soundeffekte an. Damit kommen auch Schülerinnen und Schüler schnell zu eindrucksvollen Ergebnissen, z. B. auch bei Aufnahmen mit der eigenen Stimme. Es folgt eine Auswahl von Beispielen, die mit dem Programm GOLDWAVE erstellt wurde. Die Effekte werden aber auch von anderen Programmen angeboten.

• Ein Echo lässt sich einbauen; Intensität und Zeitverzögerung kann man variieren.
  
  

 

• Bei Stereoaufnahmen muss nur auf einem Kanal die Lautstärke kontinuierlich verringert und gleichzeitig auf dem anderen Kanal vergrößert werden, um eine quer zum Zuhörer bewegte Schallquelle zu simulieren.
  
  

 

• Über eine kontinuierliche Frequenzverschiebung kombiniert mit einer Zu- bzw. Abnahme der Lautstärke lassen sich bewegte Schallquellen simulieren, die sich scheinbar auf den Hörer zu bzw. von ihm weg bewegen.
  
  

 

• Mit Filtern, z. B. Hochpass- oder Bandpassfilter, lassen sich Stimmen verändern ("Micki-Maus-Stimme") oder der Klang eines antiquierten Grammophons bzw. von "Schellack-Platten" (auch mit aktuellen Musikstücken) nachbilden. (Im folgenden Beispiel wird ein Bandfilter von 800 Hz bis 2000 Hz eingeschaltet).
  
  

 

• Werden Klavierklänge "rückwärts" abgespielt, klingt dies etwa wie ein Harmonium.
  
  

 

Computerprogramme

Soundkarte, Mikrofon und Lautsprecher gehören heute zur Grundausstattung jedes Multimedia-PC´s. Dadurch steht dem Computerbesitzer mit der entsprechenden Software eine Funktionalität zur Verfügung, die sogar über Tonfrequenzgenerator und Speicheroszilloskop hinausgeht. Interaktivität und die Möglichkeit für Eigenaktivitäten der SchülerInnen verstärken die Wirkung eines multimodalen Lernangebots.

Ein empfehlenswertes, freies Programm ist: AUDACITY

Außerdem sind auch

• GOLDWAVE
• COOLEDIT

 

 

Zur ursprünglichen Version dieser Seite gelangen Sie unter folgendem Link:

http://www.didaktikonline.physik.uni-muenchen.de/physikonline/info/multimod/multimodal1.html

Literaturhinweise:

Girwidz, R. (2014). Neue Medien und Multimedia. In E. Kircher, R. Girwidz & P. Häußler (Hrsg.), Physikdidaktik. Berlin: Springer.