Odborný článek

Zvuky kolem nás

23. 11. 2015 Základní vzdělávání
Autor
Tereza Odcházelová
Spoluautor
Jakub Holec

Anotace

Článek popisuje aktivitu zaměřenou na biologickou tematiku smyslových orgánů, konkrétně sluchu. Žáci v rámci aktivity využívají digitálních technologií ke sběru, zpracování a vyhodnocování dat o hlasitosti zvuku v rámci různých typů prostředí. Aktivita podporuje interdisciplinární výuku propojující obsah přírodních věd se vzdělávacími obory Výchova ke zdraví a Informační a komunikační technologie.

Východiska realizace výukové aktivity

Aktivitu je vhodné zařadit do výuky Biologie člověka ve fázi, kdy byla žákům vyložena anatomie ucha a výuka se zaměřuje např. na sluch a sluchové poruchy.

Časová dotace:

2–3 vyučovací hodiny (v případě samostatné práce žáků) – úvodní hodina; prezentace výsledků

Materiální zajištění:

I‑Pady (případně jiné tablety), volně stažitelné aplikace Mindomo, Decibel 10th, Spectrum Analyzer, Numbers, případně Pages

Obr. 1: Ikony veškerých aplikací, které jsou vhodné k realizaci popisované aktivity.

 
  • Učitel by se měl s těmito aplikacemi předem dobře seznámit, aplikace jsou v anglickém jazyce.
  • Pro navrhovanou aktivitu je možné použít i jiné aplikace s podobným zaměřením v závislosti na typu tabletu, finančních prostředcích, dostupnosti atd.
  • Uváděné aplikace jsou jednou z možných variant dostupných pro iOS, přičemž Mindomo a Decibel 10th jsou stažitelné i pro Android.
  • Popisovaná aplikace Spectrum Analyzer může být nahrazena jakoukoliv jinou aplikací pro Android uvedenou pod stejným názvem (do vyhledávače aplikací stačí zadat Spectrum Analyzer).
  • Aplikaci Numbers lze nahradit aplikací Microsoft Excel pro Android nebo lze data zpracovávat prostřednictvím jakéhokoliv datového editoru na počítači, totéž platí pro aplikaci Pages a její alternativu Microsoft Word pro Android (obojí součástí balíčku OfficeSuite).

Postup realizace aktivity

1. vyučovací hodina: Úvod a samostatné práce

Prostřednictvím aplikace Mindomo si žáci vytvoří pojmovou mapu na téma ZVUK. Aplikace nabízí nejen rozvětvení směrem od centrálního pojmu, ale také propojování jednotlivých položek a jejich rozvíjení do dalších úrovní (viz obr. 2). Estetická úprava (barvy, velikost písma atd.) záleží na každém zvlášť.

  • Časový limit pro tvorbu pojmové mapy by se měl odvíjet od toho, zda žáci s touto aplikací již dříve pracovali (cca 10 minut) nebo je to jejich první práce v prostředí Mindomo (20–25 minut).
Obr. 2: Příklad pojmové mapy vytvořené v prostředí aplikace Mindomo – centrální pojem ZVUK.

Po sestavení pojmové mapy žáci představí své myšlenkové mapy ostatním spolužákům. V průběhu této aktivity učitel vypisuje na tabuli pojmy spojené s hlukem a měřením hluku. V závěru této fáze by žáci měli odvodit, že tématem jejich další práce bude „hluk“, respektive „hlasitost zvuku“. Lze předpokládat, že žáci mezi pojmy uvedou i různá hlučná místa nebo typické původce hlasitých zvuků, čímž si částečně připraví podklady pro samostatnou práci.

Před samotným zadáním úlohy učitel žáky krátce seznámí s aplikacemi na měření různých vlastností zvuku, záznam a zpracování zjištěných dat – nejlépe se s danými aplikacemi žáci naučí zacházet až při jejich samotném používání, proto by na stručné seznámení měla stačit úvodní hodina.

Stručný přehled používaných aplikací I-Pad – volně stažitelné z App Store:

Decibel 10th:

  • Aplikace nabízí přehlednou obrazovku, uprostřed které se pohybuje ručička decibelmetru podle aktuálního záznamu zvuku (viz obr. 3).
  • Dolní část obrazovky ukazuje číselnou hodnotu přijímaných decibelů (dB) a maximální naměřenou hodnotu (vlevo).
  • V horní části obrazovky se naměřené hodnoty zanášejí do jednoduchého grafu, nad kterým se zobrazuje přirovnání hladiny zaznamenávaného zvuku k reálnému příkladu z praxe (např. normální konverzace, automobil, tichá ulice, …).
  • Horní lišta aplikace nabízí ikonu nastavení a možnost přepnout na fotoaparát – fotoaparát snímá okolní prostředí a přímo na fotografii zobrazuje aktuální naměřené hodnoty včetně určení místa a času měření (viz obr. 4).
Obr. 3: Základní obrazovka aplikace Decibel 10th hlasitosti zvuku a fotografie místa při měření hlasitosti zvuku, včetně naměřených hodnost a času měření.

Spectrum Analyzer:

  • Tato aplikace zpracovává zaznamenávaný zvuk do přehledného grafu, na kterém osa x znázorňuje frekvenci zvuku (Hz), tedy výšku zvuku a osa y amplitudu, tedy hlasitost zvuku (dB).
  • V nastavení v horním pravém rohu je možno upravit barvu grafu a jeho zobrazení (klasické píky nebo sloupcový graf).
  • Ikona Pause v levém horním rohu umožňuje obraz aktuálně zaznamenávaných hodnot pozastavit a pořídit fotografii obrazu, tzv. screenshot (viz obr. 5).
Obr. 4: Ukázka obrazovky při měření frekvence zvuku pomocí aplikace Spectrum Analyser; pro záznam je zvolena podoba sloupcového grafu.

Numbers:

  • Jedná se o klasický datový editor typu MS Excel (v případě potřeby jím lze pro účely této činnosti nahradit).
  • Po vytvoření nového dokumentu (tabulka) a zanesení naměřených hodnot s relevantními popisky lze vytvořit po označení oblasti výběru graf.
  • Tabulka automaticky nabízí šedou barvou vyznačený prostor pro psaní textu (otevře se písmenná klávesnice) a prostor pro zadávání číselných dat (otevře se číselná klávesnice).
  • Aplikace nabízí 2D i 3D sloupcové grafy (viz obr. 6) a jiné grafické zpracování, které pro účely této aktivity nejsou příliš vhodné (mohou se však uplatnit v jiných budoucích projektech).
  • Grafy lze exportovat např. ve formátu .xlsx nebo .pdf.
Obr. 5: Ukázka grafu vytvořeného v aplikaci Numbers.

Samostatná práce žáků

Samostatnou práci doporučuji žákům zadat písemně (v tištěné podobě, e-mailem) tak, aby se s ní žáci mohli dopředu seznámit, což předejde vzniku případných nejasností, které by samostatnou práci zdržovaly.

Postup pro samostatnou práci žáků:

  1. Před začátkem měření vytvořte hypotézu, kterou budete ověřovat. (Např. Přepokládám, že ve třídě bude větší hluk o přestávce než v hodině.)
  2. Změřte zvuk na různých místech ve škole, jejím okolí a místech, kde se běžně pohybujete (celkem 10 různých míst). K měření použijte dostupné aplikace pro měření decibelů (amplitudy) a frekvence zvuku. Během měření si pořizujte záznamy o každé lokalitě, včetně fotografie z místa měření (popřípadě snímku pořízeného samotnou aplikací). Naměřené hodnoty můžete doložit tzv. screenshotem aktuálního obrazu aplikace použité pro měření.
  3. Získaná data zpracujte do přehledné podoby – tabulka, vhodně zvolený graf (data budete následně vyhodnocovat, proto zvolte přehlednou variantu, ve které se budete dobře orientovat).
  4. Porovnejte vaší původní hypotézu s tím, co jste během měření a následném zpracování naměřených dat zjistili. Uveďte závěry získané z vyhodnocení vašeho měření (závěry by se měly týkat především hlasitosti zvuku a jeho frekvence, tedy výšky tónu).
  5. Váš výzkum zpracujte do jednoho dokumentu (možnost použít aplikaci Pages nebo jakýkoliv jiný textový editor) a před další hodinou zašlete učiteli na e-mail ve formátu .pdf.

2.–3. vyučovací hodina: Prezentace výsledků a diskuse

Vzhledem k tomu, že žáci měli zaslat výsledky e-mailem, učitel je dopředu obeznámen tím, co bude na vyučovací hodně prezentováno. Žáci formou prezentace představí svá výzkumná zjištění ostatním spolužákům. Učitel následně, ve spolupráci s ostatními žáky, vyhodnotí kvalitu zpracování naměřených dat, přičemž poukáže na případné nedostatky a prodiskutuje vhodnější formy pro interpretaci získaných dat. Po ukončení prezentace výsledků všech výzkumných skupin učitel otevře diskusi ohledně hladiny hluku, které je člověk denně v daném místě vystaven. Kromě osobních názorů a zkušeností žáků by měla diskuse směřovat k upozornění, že v kontextu životního prostředí znamená přítomnost některých zvuků nebo jejich nadměrná hlasitost jeden z typů znečištění životního prostředí.

Soubory materiálu
Typ
 
Název
 
pdf
772.46 kB
PDF
Ukázka žákovského projektu

Licence

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.

Autor
Tereza Odcházelová

Hodnocení od uživatelů

Článek nebyl prozatím komentován.

Vaše hodnocení

Ohodnoťte hvězdičkami:

Váš komentář

Pro vložení komentáře je nutné se nejprve přihlásit.

Zařazení do seriálu:

Tento článek je zařazen do seriálu Digitální technologie v didaktice přírodních věd.
Ostatní články seriálu:

Klíčové kompetence:

  • Základní vzdělávání
  • Kompetence k učení
  • samostatně pozoruje a experimentuje, získané výsledky porovnává, kriticky posuzuje a vyvozuje z nich závěry pro využití v budoucnosti
  • Základní vzdělávání
  • Kompetence k řešení problémů
  • samostatně řeší problémy; volí vhodné způsoby řešení; užívá při řešení problémů logické, matematické a empirické postupy
  • Základní vzdělávání
  • Kompetence komunikativní
  • využívá informační a komunikační prostředky a technologie pro kvalitní a účinnou komunikaci s okolním světem

Organizace řízení učební činnosti:

Skupinová, Individuální

Organizace prostorová:

Školní třída, Vycházka do přírodního prostředí