lærervejledning masseeksperiment 2010

LÆRERVEJLEDNING

Dansk naturviDenskabsfestival 2010

LÆRERVEJLEDNING 2

FORORD

Tak fordi du vil deltage i Masseeksperimentet 2010.

Masseeksperimentet er en fast aktivitet under DANSK NATURVIDENSKABSFESTIVAL, som løber af stabelen hvert år i uge 39.

Masseeksperimentet er udviklet i samarbejde mellem Dansk Naturvidenskabsformidling og Ingeniøruddannelserne på Syddansk Universitet.

Igen i år er der fokus på undervisningsmiljøet, når 1300 skole- og gymnasieklasser overalt i Danmark undersøger de akustiske forhold i deres klasselokaler. Eksperimentet handler om sammenhængen mellem elevernes taleforståelighed og klasselokalets akustiske kvaliteter. Der er mange faktorer, der er i spil, når undervisningsmiljøet i et klasselokale skal bedømmes - herunder temperatur, træk, fugt, luftkvalitet samt belysnings- og lydkvalitet. Undersøgelser har vist, at børn bruger for meget mental energi på at lære i et lokale med dårlig lydkvalitet i forhold til i et lokale med god lydkvalitet og dermed god akustik.Ved sidste års Masseeksperiment var der fokus på indeklima i klasselokaler. 1000 klasser målte i den forbindelse koncentrationen af CO2 og forekomsten af skimmelsvampe i deres klasselokaler. Eksperimentet viste, at CO2-koncentrationen i mere end halvdelen af tilfældene var over det acceptable niveau på 1000 ppm. Masseeksperiment viste også, at niveauet af skimmelsvampesporer i luften var højere, end hvad der var sundt.

De data der indsamles gennem Masseeksperimentet har stor betydning for forskningen. På få uger bliver der indsamlet data i en mængde, der normalt ville have taget måneder eller år at indsamle. Peter Møller Juhl, forsker ved Syddansk Universitet, glæder sig til at modtage og analysere resultaterne af elevernes undersøgelser. Når resultaterne er indrapporteret, analyserer og vurderer Peter og hans kollegaer den store mængde af data og finder ud af, hvad resultatet kan fortælle om det akustiske miljø i de danske klasselokaler. Hvis I er interesserede i at følge det videre arbejde, så kig forbi www.naturvidenskabsfestival.dk om et par måneder.

Rigtig mange mennesker har lagt et stort arbejde i at få stablet dette års Masseeksperiment på benene. Randi Hærup Poser, brobygningsmedarbejder på Ingeniøruddannelserne på Syddansk Universitet, hjalp os med at finde forskerne. Peter Møller Juhl, som er lektor ved civilingeniøruddannelsen i Fysik og Teknologi på Syddansk Universitet, står for det faglige design af eksperimenterne og analysen af resultaterne. Pædagogisk konsulent Mari-Ann Skovlund Jensen og lærer Helle Houkjær har stået for at gøre forsøgsvejledningerne pædagogisk spiselige og for at udvikle supplerende aktiviteter. Sammen med elever på Krogårdskolen har de testet eksperimentet med taleforståelighed. Desuden har Mari-Ann og Helle beskrevet, hvordan Masseeksperimentet også kan bruges som en del af et brugbart undervisningsforløb til at opfylde de Fælles Mål. Ligesom sidste år er der blevet produceret en lille film, som skal give deltagerne et indblik i forskernes hverdag. Henrik Soelberg Rud Christensen fra ”Videre med uddannelse” har i samarbejde med Randi Hærup Poser og Peter Møller Juhl samt elever og lærer fra Dalumskolen i Odense stået for filmproduktionen, mens Jonas og Sofie fra anden klasse og Lise og Emil fra niende klasse på Dalumskolen er filmens værter. Center for Dansk Undervisningsmiljø har sørget for væsentligt informationsmateriale om støj og læring.

Alle skal have stor tak for indsatsen.

God fornøjelse med Masseeksperiment 2010!

Laura Ørsted-Jordy, Projektleder for Masseeksperimentet,September 2010.

LÆRERVEJLEDNING 3

KOLOFON

Forfattere Peter Møller Juhl, lektor ved civilingeniøruddannelsen i Fysik og Teknologi på SDU Helle Houkjær, Krogårdskolen Mari-Ann Skovlund Jensen, Center for Undervisningsmidler Vordingborg

Redaktion Laura Ørsted-Jordy, Dansk Naturvidenskabsformidling

Fotos Forside: Bo Tornvig Andre fotos: Henrik Soelberg Rud Christensen

Tegninger Michael Petersen

Layout Søs Jensen, www.artegrafix.dk

Udgiver Dansk Naturvidenskabsformidling Slotsgade 2, 4. Tv. 2200 København N Telefon: 70 20 86 20 E-mail: [email protected] www.formidling.dk

INDhOLD

INDLEDNINGTALEFORSTÅELIGHED – Masseeksperiment 2010SUPPLERENDE AKTIVITETSFORSLAG

KAPITLERINDLEDNING .................................................................................................................................................. SIDE 4REGISTRERINGSSKEMA ................................................................................................................................... SIDE 8ÅRETS MASSEEKSPERIMENT: TALEFORSTÅELIGHED ......................................................................................... SIDE 9BAGGRUNDSVIDEN ......................................................................................................................................... SIDE 9FORSØGSVEJLEDNING ..................................................................................................................................... SIDE 16SUPPLERENDE AKTIVITETSFORSLAG ............................................................................................................... SIDE 20

LÆRERVEJLEDNING 4

INDLEDNING

formål med Masseeksperiment 2010I årets Masseeksperiment vil omkring 1300 klasser på landets skoler og gymnasier undersøge akustikken i deres klasselokaler i ugerne 38, 39 og 40.

Der er tale om en kortlægning af det akustiske undervisningsmiljø i de danske klasselokaler. Et godt undervisningsmiljø er vigtigt - både for vores sundhed og koncentrationsevne. På Ingeniøruddannelserne på Syddansk Universitet findes nogle af verdens førende forskere inden for akustik. De vil analysere resultaterne fra elevernes undersøgelser og undersøge, hvordan det samlet set står til med akustikken i danske klasselokaler.

Produktion af ny videnAt deltage i Masseeksperimentet er et godt eksempel på, hvad naturvidenskabelig forskning er. Eksperimentet giver en introduktion til den naturvidenskabelige tankegang, arbejdsmåde og proces.

FORSKERENFrembringelse af ny naturvidenskabelig viden udspringer ofte af, at en person har en forestilling om noget, og vedkommende vil derfor teste, om den forestilling er rigtig. Vores forsker, Peter Møller Juhl, har en forestilling om, at et klasselokale med dårlig akustik giver ringe taleforståelighed. Det betyder, at eleverne skal anstrenge sig unødigt for at følge med, og Peter vil derfor gerne undersøge, hvordan det forholder sig med akustikken i de danske klasselokaler.

Til denne undersøgelse har Peter designet et eksperiment, som kan udføres af mange på én gang. Når Peter har modtaget resultaterne fra klasserne, vil han analysere dem. Gennem analysen finder Peter ud af, om hans forestilling om, at dårlig akustik giver dårlig taleforståelighed, er korrekt.

Lige meget om Peters forestilling viser sig at være rigtig eller forkert, vil eksperimentet gøre Peter MEGET klogere på akustik i klasselokaler – og det vil producere en helt ny viden.

naturfaglige kompetencerMasseeksperimentet giver anledning til at komme ind på ”de naturfaglige kompetencer” og snakke om, hvordan de bliver repræsenteret i forskernes arbejde og arbejdsmetoder. Det kan give anledning til debat om sammenhængen mellem videnskabsfolkenes arbejde med naturvidenskab og skolefagets arbejde med naturfag.

Naturfaglig kompetence defineres ifølge Undervisningsministeriet ”Fremtidens naturfaglige uddannelser” kapitel 5 (http://pub.uvm.dk/2003/naturfag/html/chapter05.htm) ”som det at have viden om, at forstå, udøve, anvende og kunne tage kritisk stilling til natur, naturfaglighed, naturvidenskab og teknologi i en mangfoldighed af sammenhænge hvori disse indgår eller kan komme til at indgå”.

”De naturfaglige kompetencer” er en samlet betegnelse for empirikompetence, repræsentationskompetence, modelleringskompetence og perspektiveringskompetence.

LÆRERVEJLEDNING 5

De naturfaglige kompetencer

empirikompetence: observation og beskrivelse, eksperimentere, klassifikation, manuelle færdigheder, dataindsamling og behandling, sikkerhed, vurdering af usikkerhed og hensigtsmæssighed, kritisere metoder, generalisering mellem praksis og teori, …

repræsentationskompetence: symboler og repræsentationer, iagttage, præsentere, skelne og skifte mellem forskellige repræsentationsniveauer, analysere, forstå forklaringskraft, abstrahere, reducere, …

Modelleringskompetence: problemformulere, opstille, skelne mellem model og virkelighed, reducere, analysere, præcisere, anvende hensigtsmæssigt, verificere, falsificere, bestemme kausalitet, kritisere, videreudvikle, …

Perspektiveringskompetence: indre sammenhæng, sammenhæng med ikke naturfag, historisk/kulturel sammenhæng, relation til den nære og den fjerne omverden, reflektere over naturvidenskabernes og teknologiens roller i samfundsudvikling, kritisk vurdere naturfaglig viden i forhold til anden viden, …

trinmål

SKOLENGennem arbejdet med Masseeksperimentet er det også oplagt at arbejde mere i dybden med emnet ’lyd’. Lyd som sans, lyd som fænomen og lyd i relation til støj. På den måde kan nedenstående trinmål for naturfagene berøres.

trinMÅl: arbejdet med akustik i klasselokalerne giver bl.a. eleverne mulighed for at:• lære begreber til at forstå, beskrive, undersøge og forklare hverdagsfænomenet lyd.• undersøge og vurdere forskellige materialers lyd-absorptionsegenskaber.• (via lydfilerne) få en fornemmelse af, hvordan simuleringer kan benyttes til at skabe ny viden.• få en fornemmelse af, hvordan teknologi kan fremme udvikling af praktisk og teoretisk viden.• få førstehåndskendskab til et eksperiment, som anskueliggør, at forskning kan give ny viden og

uforudsete muligheder. • se et eksempel på, at forskning har betydning for menneskets erkendelse og livsvilkår.• få en fornemmelse af anvendelse af teknisk viden i hverdagen.• se en forskers problemstillinger, opstilling af forsøg og afprøvning af hypoteser samt dennes vurdering

af resultater. Desuden får de mulighed for at opstille og afprøve naturfaglige hypoteser på baggrund af egne undersøgelser (vælge udstyr og drage konklusioner).

• se eksempler på eksperimenter og dermed anvendelsen af it-baserede hjælpemidler i arbejdet med og formidlingen af det naturfaglige emne.

• anvende it til søgning af data og informationer om lyd. • fordybe sig i arbejdet med lyd – både teoretisk med faglig læsning og praktisk.• fokusere på formidling. Et emne som lyd, hvor lydfiler skal anvendes, kan ikke gengives i en bog, og

der er mange hands on-muligheder. Det vil i denne forbindelse være oplagt at have fokus på mundtlig formidling også.

• vurdere informationer fra forskningsmateriale. Efter Masseeksperimentet vil Peter samle alle resultaterne og lave en faglig rapport. Hvis eleverne efterfølgende får mulighed for at læse den faglige rapport, vil de måske være i stand til at vurdere de informationer, et forskningsmateriale kan give.

LÆRERVEJLEDNING 6

De nævnte trinmål er kun bud på, hvilke områder der er oplagte at berøre. Således er der grobund for, at den enkelte lærer kan fokusere på præcis de områder, der giver læreren mulighed for at opfylde trinmålene og efterfølgende evaluere dem.

Akustik i klasselokaler gør det også oplagt at komme ind på emnet støj. På den måde får eleverne mulighed for at forklare årsager, betydning og foranstaltninger i forbindelse med miljø- og sundhedsproblemer. De kan måske vurdere aktuelle løsnings- og handlingsforslag og analysere tilhørende interessemodsætninger. Eleverne får på den måde også en viden, der giver dem muligheder for at træffe valg, der fremmer deres egen sundhed og trivsel.

tidsfristerKlassens resultater fra årets Masseeksperiment 2010 skal meldes ind på www.masseeksperiment.dk senest fredag d. 15. oktober, og forskerne vil herefter analysere resultaterne fra hele landet. Når klassens resultater registreres, deltager I samtidig i lodtrækningen om et klassebesøg på Experimentarium. Her kan I udforske lyd og hørelse i den helt nye særudstilling ”Sanser”.

Vær opmærksom på, at det er muligt at hente ekstra lydfiler på hjemmesiden og indrapportere resultater fra forskellige lokaler på skolen, og det er desuden også muligt at indrapportere resultater for det valgfrie eksperiment om efterklangstid.

både et obligatorisk og et valgfritMasseeksperiment 2010 består af to dele - en obligatorisk og en valgfri:

Den obligatoriske del: TaleforståelighedEksperimentet med taleforståeligheden er en måling af klasselokalets akustiske egenskaber. Taleforståeligheden er den procentdel af et antal oplæste ord, som en forsøgsperson opfatter korrekt. I eksperimentet udsættes eleverne for lydoptagelser af en blanding af tale og støj. Ved at lægge støj oven i optagelserne, bliver elevernes taleforståelighed udfordret. Dermed kommer eleverne i en lyttemæssig situation, hvor rummets akustik kan blive ganske afgørende for hvor meget af det sagte, de opfatter.

Ved at indtaste resultaterne fra målingerne hjælper klassen forskerne fra SDU, som vil analysere resultaterne, der måske udmunder i ny viden om akustik. Resultaterne indtastes på www.masseeksperiment.dk.

Den valgfrie del: EfterklangstidOBS! Vejledningen til dette eksperiment findes på cd’en som et selvstændigt dokument med navnet ”Ekstra-eksperiment: Efterklangstid”. Dette valgfrie eksperiment kræver lidt mere teknisk gåpåmod at udføre. Efterklangstiden er et objektivt mål for hvor længe en lyd ’bliver hængende’ i et lokale. Lokaler med hårde overflader, fx kirker har en lang efterklangstid, mens lokaler med bløde overflader, fx biografer har en kort efterklangstid. Lokaler med lang efterklangstid egner sig ikke til situationer, hvor flere end én person taler på samme tid. Derfor er det mest optimalt for klasselokaler at have kort efterklangstid. Ved hjælp af en ballon, en computer og en portion teknisk snilde kan I beregne efterklangstiden i jeres klasselokale. Selv om der er tale om et valgfrit eksperiment, er det stadig muligt at indberette resultatet på hjemmesiden og dermed hjælpe forskerne med at skaffe endnu mere ny viden.

Ekstra lydfilerHvis klassen har fået blod på tanden og ønsker at lave flere undersøgelser af taleforståeligheden, er det muligt at hente ekstra lydfiler fra hjemmesiden www.masseeksperiment.dk. Klassen kan selv vælge, hvor de ekstra lydfiler skal afspilles. I kirken, i svømmehallen, i gymnastiksalen eller måske i kantinen. Også resultaterne fra eksperimenterne med de ekstra lydfiler kan indtastes på www.masseeeksperiment.dk.

LÆRERVEJLEDNING 7

Forskerens resultat-rapport forventes offentliggjort på www.masseeksperiment.dk ultimo oktober.

Om resultaterneMasseeksperimentet fortæller i år noget om klasselokalets akustiske miljø. Når resultatet fra klassens eksperiment indrapporteres, vil det være muligt at finde ud af, om lokalets akustik er god eller dårlig til klasseundervisning. Dette resultat er dog kun vejledende, da der er mange fejlkilder, der kan betyde, at resultatet ikke stemmer overens med de faktiske forhold i lokalet. Først når den faglige rapport offentliggøres, vil det være muligt at sige noget mere præcist om hvad der er godt og hvad der er skidt, og hvad det betyder for akustikken i de danske klaselokaler.

Ifølge Dansk Center for Undervisningsmiljø oplever over halvdelen af eleverne på 4.-9. klassetrin støj som et problem på deres skole. Lokalets akustik kan have stor indflydelse på, hvor meget støjen generer undervisningen. Imidlertid viser de senere års forskning, at børn bruger for meget mental energi på at lære i et lokale med dårlig akustik i forhold til i et lokale med god akustik. Så det akustiske miljø bør under alle omstændigheder prioriteres højt på skolerne og i gymnasierne.

Om lærervejledningenTaleforståelighedVejledningen til eksperimentet er henvendt til læreren, og det er op til læreren at organisere arbejdet. Til de ældste elever kan I med fordel kopiere og udlevere vejledningerne.

Supplerende aktiviteterDe supplerende aktivitetssider har forslag til aktiviteter på forskellige vejledende niveauer. Det er op til læreren at vurdere, hvilke niveauer, der passer til den enkelte elevgruppe.

EfterklangstidDet valgfrie eksperiment om efterklangstid kræver lidt teknisk snilde og tålmodighed samt mulighed for at installere hjælpeprogrammer på sin computer. Vær opmærksom på, at det i mange tilfælde betyder, at det er nødvendigt at benytte privat computer. Baggrundsviden om efterklangstid er hovedsagligt for udskolingen og gymnasieskolen.

Gennemførelse af Masseeksperimentet i klassen1.9.1 Forberedelse – se film om MasseeksperimentetDownload årets film om Masseeksperimentet og kig indenfor hos forskeren, som modtager jeres resultater. Jonas og Sofie fra

anden klasse og Lise og Emil fra niende klasse har været på besøg hos Peter Møller Juhl ved Ingeniøruddannelserne på Syddansk

Universitet. Find filmen på cd’en, der fulgte med forsøgskittet eller download den på www.masseeksperiment.dk eller YouTube.

sammenlign jeres resultater med klasselokaler i sverigeI Sverige vil skole- og gymnasieklasser samtidig med os i Danmark også arbejde med Masseeksperiment 2010. Følg med i svenskernes resultater via www.masseeksperiment.dk

Øvelse gør mesterInden I går i gang med det egentlige eksperiment, skal I bruge noget tid på at øve jer. Det kræver lidt tid at sætte sig ind i, hvordan eksperimentet skal udføres. Der er tre ting, I skal være særligt opmærksomme på: 1. Læs forsøgsvejledningen grundigt igennem, inden I begynder.2. Det er IKKE elevernes evne til at høre, der testes, men lokalets akustiske kvaliteter. Det er meningen, at

eleverne kun skal kunne forstå omkring 50 % af ordene. 3. Sørg for, at der er stille i lokalet, når lydfilen afspilles. Luk vinduer og sluk for køleskab etc.

LÆRERVEJLEDNING 8

REGISTRERINGSSKEMA – MASSEEKSPERIMENT 2010

Når resultaterne fra eksperimentet skal indrapporteres, skal I udfylde et skema på hjemmesiden med oplysninger om jeres klasseværelse, skole og de måleresultater, I får. Nogle oplysninger vil være forskellige fra lokale til lokale, og det kan fx være svært at huske, om et lokale har tre eller fire hårde vægge. Det kan derfor være en god idé at udfylde nedenstående skema, mens I befinder jer i lokalet, hvor eksperimentet bliver udført. Skemaet kan også downloades på www.masseeksperiment.dk. Når klassens resultater registreres, deltager I samtidig i lodtrækningen om et klassebesøg på Experimentarium. Her kan I udforske lyd og hørelse i den helt nye særudstilling Sanserne.

Materiale på gulv og loft

Hårdt materiale:Om et materiale er akustisk hårdt eller blødt er bestemt af, om lyden kan ’trænge ind’ i materialet. Materialer, som du ikke uden et vist besvær kan stikke en tegnestift ind i, er akustisk hårde, dvs. træ, beton, gips, vinyl/linoleum, pudsede vægge osv.

blødt materiale:Materialer, som du let kan stikke en tegnestift ind i, er normalt akustisk absorberende: Det kan være tæpper, gardiner, filt, rockwool-plader. Ofte er bløde materialer hverken rengøringsvenlige eller gode at bygge med. Derfor er en del akustisk absorberende materialer egentlig hårde materialer, men med en masse huller i, fx perforerede gipsplader, metalplader, og endda perforerede træplader/mursten.

LÆRERVEJLEDNING 9

TALEFORSTÅELIGhED

lÆrerbaGGrunDHerunder vil der være en mindre teoretisk uddybning af nogle af de fysiske begreber, der kommer i spil i dette Masseeksperiment. Det er ikke en forudsætning for at gennemføre eksperimentet, at man læser dette, men det kan være med til at supplere lærerens forhåndsviden på området.

Støj på linjenMasseeksperiment 2010 går i korte træk ud på at simulere en undervisningssituation i klasselokalet ved at afspille lydfiler fra et lydanlæg placeret det sted i klassen, hvor læreren typisk befinder sig i en undervisningssituation (ved katederet eller ved tavlen). Lydfilerne er tilsat kunstig støj i form af skratten og kratten for at simulere en undervisningssituation med den baggrundsstøj, der uundgåeligt følger med fra elever, naboklasser, larm fra gaden, græsslåning, udsugningsanlæg, computere og projektor etc.

akustik i klasselokalerAkustik, taleforståelighed og efterklangstid er tre væsentlige begreber til en dybere forståelse af årets Masseeksperiment.

AkustikKlasselokalets akustik har en stor betydning for, hvor meget den enkelte elev skal koncentrere sig for at følge med i undervisningen. I et lokale med god akustik forstår eleverne meget af det, der bliver sagt, også selv om de bliver udsat for støj. I et lokale med dårlig akustik kan eleverne derimod have svært ved at forstå, hvad der bliver sagt, også selv om de ikke udsættes for betydelige støjgener. Så det er altså vigtigt, at akustikken i et rum passer til det, rummet skal bruges til. Hvis akustikken er hård, bliver den støj, der burde forsvinde i stedet forstærket. Og omvendt må akustikken ikke være for blød, hvis man skal tale til en større mængde mennesker.

Akustikken afhænger bl.a. af rummets form, hvilke materialer der er i rummet, og hvordan det er indrettet. Vi kan sagtens høre forskel på lyden i et badeværelse og i et almindeligt værelse. I badeværelset vil lydbølgerne blive

TALEFORSTÅELIGHED/baGGrunDsviDen

Akustik (rum-akustik) Et rums egenskaber med hensyn til refleksion og absorption af lyde

Taleforståelighed Procentdel af et antal oplæste ord, som en forsøgsperson opfatter korrekt

Efterklangstid Et mål for hvor længe en lyd bliver hængende’ i lokale

lokale med god akustik: eleverne forstår meget af det, der bliver sagt, også selv om de bliver udsat for støj.

lokale med dårlig akustik: eleverne har svært ved at forstå, hvad der bliver sagt, også selv om de ikke udsættes for betydelige støjgener.

LÆRERVEJLEDNING 10

reflekteret af de hårde overflader - og vi hører dem som ”hårde” lyde. Det runger lidt. Og omvendt vil de bløde omgivelser i fx et almindeligt værelse give ’bløde’ lyde, fordi lydbølgerne absorberes af de bløde materialer.

TaleforståelighedTaleforståeligheden er en subjektiv test af rummets akustiske egenskaber. I eksperimentet udsætter vi eleverne for en blanding af tale og støj. Forsøget har to sværhedsgrader, hvor støjen bliver stadigt kraftigere i forhold til talen. Taleforståeligheden måles ved, at man bestemmer, hvor stor en andel af de talte ord, eleverne opfatter for hver sværhedsgrad. Ved (kunstigt) at lægge støj oven i tale kommer elevernes taleforståelighed under pres. Dermed kommer eleverne i en lyttemæssig situation, hvor rummets akustik kan blive ganske afgørende for, hvor meget af det sagte, de opfatter.

EfterklangEfterklangstiden er et mål for, hvor længe en lyd ’bliver hængende’ i lokalet. Et eksempel, som de fleste kan forholde sig til, er at efterklangstiden i en stor kirke, fx Odense Domkirke, er ganske lang – op til 4-5 sekunder. I lokaler med hovedsageligt hårde overflader som fx kirker og flisebeklædte baderum vil efterklangstiden som regel være lang, og lydenergien forsvinder langsomt fra sådanne lokaler.Lokaler med tykke gulvtæpper, tunge gardiner og ’akustik-vægge og -lofter’, fx moderne biografer vil omvendt have en kort efterklangstid, hvor lydenergien forsvinder hurtigt. Store rum vil have længere efterklangstid end små rum. Det er fordi lyden i gennemsnit skal ’rejse’ længere mellem hver kollision med rummets vægge, gulv og loft. Lær mere om efterklangstid ved at udføre det valgfrie eksperiment (se mappen ”Ekstra-eksperiment: Efterklangstid” som du finder på cd’en eller på www.masseeksperiment.dk.

Svært at høre nogetDet har vist sig at være meget vanskeligt at måle elevers koncentration og taleforståelighed under normale undervisningssituationer. Derfor er lydfilerne i eksperimentet tilsat mere støj, end der normalt vil være i klasselokalet. En sådan ekstrem situation ’forstørrer’ indflydelsen af rummets akustik og gør det nemmere at aflæse resultaterne. Ved at tilføre ekstrem støj presses eleverne ud i en situation, hvor det er meget svært at høre, hvad der bliver sagt.

Hvad betyder resultaterne?Den grundlæggende hypotese for forsøget er, at et klasselokale med dårlig akustik giver en lille taleforståelighed under de vanskelige forhold i vores forsøg, og at denne dårlige akustik i mere hverdagsagtige undervisningssituationer gør, at eleverne skal anstrenge sig mere for at følge med i undervisningen. Hvis eleverne i det daglige skal anstrenge sig meget for blot at høre læreren og hinanden, bliver de hurtigere trætte, ukoncentrerede og måske støjende. De vil have mindre mentalt overskud til at bearbejde stoffet, fordi de skal bruge betydelig mental energi på bare at høre, hvad der siges.

Hvis eleverne har mange forkerte svar, betyder det, at klasselokalet har en dårlig akustik.

anbefalinger til lokalets akustikGennem årene er kravene og anbefalingerne til klasselokalers akustik blevet skærpet, blandt andet fordi forskerne er blevet klogere på sammenhængen mellem akustik og læring. Undervisningsformen har også udviklet sig gennem årene. Fra den gammeldags/klassiske undervisningssituation, hvor kun en enkelt person (oftest læreren) talte, til en mere dialogorienteret undervisning, hvor eleverne i langt højere grad diskuterer parvist eller småsnakker under arbejdet i grupper. I sådanne situationer er der flere, der taler samtidigt, hvilket stiller langt højere krav til klasselokalernes akustik. Desuden bliver en del klasseværelser i indskolingen brugt til SFO om eftermiddagen, hvilket skærper kravene til disse lokalers akustik yderligere.


LÆRERVEJLEDNING 11

unikke forskningsresultaterForskerne venter i spænding på resultaterne af dette Masseeksperiment. Der har aldrig tidligere været lavet lignende eksperimenter, hvor et så stort forsøgsmateriale har været til stede. De forskningsmæssige aspekter er bl.a. følgende:

1) Be- eller afkræfte hypotesen om en sammenhæng mellem efterklangstid og taleforståelighed. Når alle skoler har indtastet deres resultater på hjemmesiden, vil forskeren efterfølgende udarbejde en rapport, der kan hentes ned fra Masseeksperimentets hjemmeside: www.masseeksperiment.dk

Hvis ekstra-eksperimentet om efterklangstid udføres:2) Lever klasselokalerne op til anvisningerne i bygningsreglementet (På Statens Byggeforskningsinstituts hjemmeside findes en liste over hvilke krav, der stilles til efterklangstiden afhængigt af, hvad lokalet skal bruges til: http://www.sbi.dk/br08/6/4/3/stk3).

Hvis I ønsker at lære mere om efterklangstid, så læs ”Ekstra-eksperiment: Efterklangstid”, som findes på cd’en eller på www.masseeksperiment.dk.

uddybende viden om taleforståelighedFra 0 til 100 % taleforståelighedEn måling af taleforståelighed foregår ved, at forsøgspersonen udsættes for et signal bestående af samtidig tale og støj. Under ideelle forhold, fx hvis personen har hovedtelefoner på eller sidder i et akustisk veldesignet lokale, vil yderpunkterne i forsøget være sådan, at hvis ordene præsenteres uden støj, er taleforståeligheden stort set 100% - altså alle ord gengives korrekt. Hvis der omvendt kun er støj og ingen tale, er taleforståeligheden 0%.

Signalstøj-forhold og tærskelværdiForholdet mellem styrken af talen og styrken af støjen spiller således en afgørende rolle. Dette forhold måles som signal-støj-forholdet og udtrykkes i decibel – dB. Hvis talen (signalet) har samme styrke som støjen vil signal-støj-forholdet være 0 dB. Hvis styrken (energien) af signalet er dobbelt så stort som styrken af støjen, er signal-støj-forholdet 3 dB, og hvis omvendt støjen er dobbelt så kraftig som signalet, er signal-støj forholdet – 3dB.


dB er en relativ størrelse. I vores forsøg bruger vi dB for at udtrykke hvor kraftigt talesignalet er i forhold

til støjen. På figuren er dB-værdien sat i forhold til den svageste lyd vi kan opfatte, nemlig 0 dB. Det er værdierne

i ’lydbarometeret’ der er de dB-værdier, vi bruger i ’daglig tale’, fx når arbejdsmiljølovgivningen kræver at

arbejdsgiveren sikrer at medarbejderne benytter høreværn ved dB-værdier over 85dB.

LÆRERVEJLEDNING 12


Hvis man udsætter en normalthørende person for en række forskellige signal-støj-forhold og for hvert signal-støj-forhold måler hvor mange ord, der forstås korrekt, vil man kunne lave en grafisk afbildning som på figuren. På figuren er antallet af korrekt forståede ord i procent afbildet som en funktion af signal-støj-forholdet. Den værdi af signal-støj-forholdet, hvor taleforståeligheden er 50% kaldes tærskelværdien.

Taleforståelighed ved ideelle forholdVi kan på figuren se en gradvis overgang fra en meget dårlig taleforståelighed ved små signal-støj-forhold til en meget god taleforståelighed ved store signal-støj-forhold. Kurven kaldes en psykometrisk funktion og vil ofte have et S-formet forløb. Den viste kurve er for en ideel situation – altså et lokale med meget god akustik. Ved et bestemt signal-støj-forhold, omkring -8 dB vil forsøgspersonen i gennemsnit høre halvdelen af ordene. Der er altså ikke en håndfast tærskel forstået på den måde, at man under dette signal-støj-forhold intet kan høre og over signal-støj-forholdet kan høre alt. Det er en glidende overgang, selvom kurven ofte som hér er relativt stejl. Vi vil (alligevel) kalde det signal-støj-forhold, hvor der er 50% taleforståelighed for tærskelværdien.

I vores forsøg bruger vi dB for at udtrykke hvor kraftigt talesignalet er i forhold til støjen. Vi måler taleforståeligheden som funktion af signal-støjforholdet, det vil sige med iblandet støj. I vores forsøg kan talesignalet være på fx 64 dB og støjsignalet på 68 dB efter lydbarometeret. Signal-støjforholdet er så på: 64 dB-68 dB= -4 dB.

baggrund for designet af forsøgetTesten er altså designet således, at der er en betydelig andel af ordene, der ikke forventes hørt. Det er vigtigt at forklare eleverne, at dette ikke er en konkurrence, og at det ikke er deres hørelse, vi ønsker at teste: Vi ønsker at bruge deres hørelse til at teste rummet.

Når vi designer vores psykoakustiske forsøg, skal vi helst ramme den stejle del af kurven i figur 1. Hvis forsøget bliver ’for let’, forstået på den måde at taleforståeligheden er omkring 100%, begynder andre faktorer nemlig at blive af større betydning end signal-støj-forholdet. Det kan fx være, at eleverne bliver ukoncentrerede. I sådanne tilfælde vil vi ikke få målt elevernes taleforståelighed, men derimod deres koncentrationsevne, og det er ikke meningen.

Antallet af ord og sætninger er også af betydning: På den ene side giver flere ord også et bedre statistisk grundlag, men på den anden side vil et langt forsøg også medføre træthed og manglende koncentration.

Antal af korrekt forståede ord i procent af totalt præsenterede antal ord som funktion af signal-støj-forholdet mellem tale og støj for voksne normalthørende personer. Den markede værdi på -8,4 dB signal-støj-forhold svarer til en forståelsesprocent på 50 under ideelle forhold

LÆRERVEJLEDNING 13

Den menneskelige faktorIndividuelle forskelleNår vi måler taleforståeligheden hos forsøgspersonerne, vil vi opleve individuelle forskelle eleverneimellem. Det kan skyldes flere ting. Først og fremmest kan forbigående sygdomme (som fx mellemørebetændelse) påvirke tærskelværdien af taleforståeligheden, og dermed påvirke resultatet af eksperimentet. (Omvendt kan tærskelmålinger bruges til sygdomsbestemmelse). Ligeledes vil elever med andet modersmål end dansk eller elever med særlige indlæringsvanskeligheder forventes at have højere tærskelværdier.

Når resultaterne skal samles, vil det ofte vise sig, at nogle svarark enkeltvis illustrerer et ”mærkeligt” resultat. Eleven har måske flere rigtige svar langt fra end tæt på, eller har alle svar rigtige i starten af testen og pludselig alle svar forkerte i slutningen af testen. Dette skyldes, at eleverne sandsynligvis agerer forskelligt i løsningen af opgaven. Nogle vil være helt sikre på at have hørt ordet, før de tør markere i et af felterne og sætter måske derfor mange krydser i (?) – altså ’ved ikke’ boksen . Andre kan være mere tilbøjelige til at ’tage chancen’ og markere et ord, selv om de er lidt i tvivl. Og der er sikkert også elever, der er tilbøjelige til at ’give op’, hvis de misser et par ord og efterfølgende markerer ’ved ikke’ til ord, som de måske tidligere i forsøget ville kunne høre.

Ved forsøg som dette, der involverer mennesker, vil der altid opstå ’mærkelige’ resultater, der er modsatrettet det gennemsnitlige resultat. Det er en følge af den statistiske natur af eksperimentet. I sådanne eksperimenter kan man derfor bedst udtale sig om gennemsnitlige resultater og ikke om de individuelle besvarelser. Hvis det ud fra en besvarelse er tydeligt, at en elev er ’stået af’ i løbet af forsøget, er det tilladt at bortkaste besvarelsen i rapporteringen.

Flersprogede eleverDesignet af en taleforståelighedstest kan variere meget afhængig af, om man tester på personens modersmål eller på et fremmedsprog. Det er typisk nemmere at opfatte tale på sit modersmål end på udenlandsk. Det har mange sikkert oplevet i udlandet, fx på et fødevaremarked i udkanten af Bangkok midt i en fremmedsproget lydkulisse - pludselig kan man høre nogle tale dansk, selvom de befinder sig et stykke væk.

Det er særligt vigtigt, at de akustiske forhold er i orden i lokaler, hvor der undervises i fremmedsprog (eller i dansk for fremmedsprogede elever) samt i klasser med mange elever med særlige behov. Hvis en betydelig andel af eleverne ikke har dansk som modersmål eller har indlæringsvanskeligheder, vil dette vise sig i målingerne. Derfor beder vi læreren rapportere dette ved tilbagemeldingen.

En individuel måling af taleforståelighed siger således både noget om den enkelte elev og om de akustiske forhold. Hvis vi tager middelværdien af en klasses samlede resultater, vil de individuelle forskelle i nogen grad glattes ud, og på den måde bliver betydningen af de akustiske forhold tydeligere.

Yderligere info om forsøgeneSætningerne, der bruges i eksperimentet, er et standardmateriale (Dantale II), der benyttes til lignende tests inden for høreforsorgen. Der ligger ikke nogen formodet viden om, at visse lyde er mere hørbare end andre, selvom meget tyder på, det er tilfældet. Sætningerne er semantisk bygget ens op af 5 ord (til de største klasser - navn, udsagnsord, talord, tillægsord, genstandsled). Ordene er udvalgt på baggrund af, at de er hyppigt repræsenteret i medierne og dermed forventes kendt.

resultatbehandling - hvad er godt og hvad er dårligt? Da dette eller lignende forsøg ikke tidligere har været lavet, er det umuligt at forudsige, hvordan resultaterne kommer til at se ud. Derfor er det svært at sætte en nøjagtig grænse op for hvad der er normalt. Her gives dog


LÆRERVEJLEDNING 14

alligevel nogle retningslinjer for hvad der er godt og dårligt i almindelige undervisningslokaler. De er lavet ud fra de forventninger, forskeren har til resultaterne af eksperimentet.

Hvis resultatet er i kategorien ”dårlig”, er der et problem med klasselokalet (eller forsøget er ikke udført korrekt)

Hvis resultatet er i kategorien ”dårlig”, fordeler lyden sig ikke tilstrækkeligt jævnt i lokalet (hvis den er god i begge afstande betyder dette dog ikke så meget).

Hvis klasseværelset har en dårlig akustik, bør den forbedres Hvis I får et dårligt resultat, bør undervisningslokalet undersøges af en professionel akustiker. Han/hun vil bl.a. måle efterklangstiden i lokalet og kunne komme med forslag til forbedringer. Men I kan sagtens selv gøre noget for at forbedre akustikken: Mål efterklangstidMål efterklangstiden vha. cd’ens ”Ekstra-eksperiment: Efterklangstid” og sammenlign med værdien på 0.6 sekunder i anbefalingerne for nyt byggeri. Hvis efterklangstiden er over 0.8 sekunder i området 500 Hz til 4000 Hz, bør man kikke sig om efter forbedringsmuligheder:

De nemmeste løsninger først• Sørg for at vinduer til skolegården er tætte, og at døre til gangen ligeledes er tætte. • Luft ud i pauserne, men hold døre og vinduer lukket, når der undervises (dette er ikke nødvendigt, hvis der er

stille udenfor). • Hvis der er et larmende køleskab i klasseværelset, må det ud på gangen eller udskiftes med en mindre larmende

model. • Larmende AV udstyr må udskiftes. • Der monteres filtpuder på stoleben.• Hvis eleverne gerne vil reducere efterklangstiden med en midlertidig løsning, kan man fx bede dem medbringe

soveposer en bestemt dag. Hvis de lyner soveposerne op og hænger dem over borde og stole fordelt i hele lokalet, bør det give en hørbar og målbar reducering af efterklangstiden i de fleste klasselokaler. I en gymnastiksal kan man hænge dem på ribberne.

Tal om støjBenyt lejligheden til at diskutere støj i det hele taget, og forsøg at få eleverne til at forstå, at de selv kan gøre en hel del for at mindske støjniveauet. Støj avler støj. Undgå dårlige vaner som at ’tappe i bordet med en blyant’, ’vippe på


støjniveau let svær

Forventet/god 75 - 85 % 50-40 %

Dårlig Under 65 % Under 40 %

afstand forskel på tæt på og langt fra

Forventet/god 10 %

Dårlig Større end 10 %

LÆRERVEJLEDNING 15

en knirkende stol’. Men vær opmærksom på, at mange elever i tidernes løb har fået skæld ud over støjende adfærd, der snarere havde baggrund i lokalets mangelfulde akustik: Hvis akustikken er dårlig, vil selv en normal adfærd opleves som støjende.

Varige løsningerHvis det har vist sig, at efterklangstiden er alt for lang, skal der andre (og dyrere) ting til: • Den billigste måde at nedsætte efterklangstiden på er nok at montere gardinstænger i en afstand på 15-20 cm fra

væggene og ophænge ’svære’/tunge gardiner eller ligefrem vægtæpper. Mange koncertsale/multirum har systemer af gardiner, der kan trækkes fra og for, så man derigennem kan ændre på rummets akustik.

• Gardiner foran vinduer er også en god idé akustisk set, men her må man vælge lette gardiner, der tillader tilstrækkeligt lys at passere.

• Det mest effektive og dyreste er montering af akustiklofter og montering af absorbenter på vægfladerne i siderne og bagest i lokalet (man lader gerne vægge og loft omkring katederet være reflekterende for at læreren ’få akustisk hjælp’ af lokalet). Få professionel hjælp til disse dyre løsninger.

Reducering af efterklangstid bliver vanskeligere/dyrere jo mere man vil have den ned, forstået på den måde, at det er relativt let og billigt at reducere efterklangstiden fra 1,4 sekund til 1,2 sekund, mens der er væsentligt vanskeligere/dyrere at reducere fra 0,8 sekund til 0,6 sekund.


LÆRERVEJLEDNING 16

De yngste elever sætter kryds ud for tegninger i stedet for ud for sætninger

TALEFORSTÅELIGHED/fOrsØGsvejleDninG

FORSøGSVEJLEDNING TIL EKSPERIMENT OM TALEFORSTÅELIGhEDDette er forsøgsvejledningen til Masseeksperimentet 2010 og er udarbejdet til elever på alle klassetrin.

i skal bruge1. Computer eller cd-afspiller.2. Højttalere, der kan ’spille klasseværelset op’3. De to lyd-cd´er, der fulgte med forsøgspakken.

4. En blyant til hver elev.5. Sammenhæftet svarark på i alt 10 sider til indskolingen og

13 sider til mellemtrin og udskoling samt gymnasier. Dette kaldes et svarark-sæt. Alle sider skal kopieres til hver elev. Svarark findes som selvstændigt dokument på data-cd’en eller på www.masseeksperiment.dk.

Til de yngste elever i grundskolen (indskolingen svarende til 0-3. klasse) er der valgt billeder frem for tekst og enkelte ord frem for hele sætninger. Til de større elever i grundskolen (svarende til 4.-6. klasse) er der valgt sætninger på 3 ord, mens der til eleverne i udskolingen (7.-10. klasse) og i gymnasiet er valgt sætninger på 5 ord.

bemærkningerDet er vigtigt, at alle klassens elever er fortrolige med eksperimentets forløb og med svararket, inden det egentlige eksperiment begynder. For at sikre dette, skal I øve jer ved at bruge de vedlagte øve-lydfiler. Det er meget vigtigt, at gøre tydeligt over for eleverne, at det ikke er deres hørelse eller deres evne til at finde rundt i svararket, der bliver testet, men lydforholdene i rummet.

Når I er fortrolige med eksperimentets udformning kan det ”rigtige” eksperiment begynde. Her afspilles lydfilerne kun én gang. Derfor er det vigtigt at sikre sig, at der er fuldstændig ro, når lydfilen afspilles og at holde pause mellem lydfilerne, så alle elever har tid til at udfylde skemaet, inden næste lydfil afspilles. Forbered eleverne på, at eksperimentet er vanskeligt – det vil ikke være usædvanligt ikke at kunne høre en stor del af ordene. Mange elever tror, det er deres hørelse, der skal undersøges – og det er det ikke. Eksperimentet er bygget sådan op, at det er meningen, at eleverne kun skal kunne høre ca. halvdelen af de ord, der bliver afspillet.

Hvis en elev af en eller anden grund må forlade testen, skal hele denne elevs besvarelse kasseres. Dette gælder også, hvis eleven tydeligt har ’givet op’ og fx ikke har udfyldt den sidste halvdel af besvarelsen.

Forsøgskittet indeholder bl.a. en cd, en mikrofon, balloner og en folder fra Dansk Center for Undervisningsmiljø.

LÆRERVEJLEDNING 17

Menneskets evne til at forstå tale under vanskelige forhold er meget bedre for modersmålet end for fremmedsprog. Et tilsvarende forhold gør sig gældende for elever med særlige indlæringsproblemer, hvilket er baggrunden for spørgsmålene om klassens andel af elever med andet modersmål end dansk og med indlæringsproblemer.

sådan gør i

1. Begynd eksperimentet med at gøre eleverne opmærksomme på, hvad det er for et eksperiment, de nu skal deltage i. Og forklar dem, hvad resultaterne fra eksperimentet vil hjælpe forskerne med. Til de små elever kan man evt. bruge det ”oplæsningsark”, der findes på cd’en eller på hjemmesiden. Vis også eleverne filmen om årets Masseeksperimentet.

2. Placer højttaleren (højttalerne) det sted i klasselokalet, hvor læreren typisk befinder sig i en undervisningssituationen (umiddelbart ved katederet eller ved tavlen).

3. Del eleverne op i to lige store grupper. Placer den ene gruppe af elever tæt på og lige foran højttaleren i en afstand på et par meter. Placer den anden gruppe af elever langt fra højttalerne, men dog ikke helt ud i hjørnerne. Af pladshensyn er det typisk hensigtsmæssigt at undvære borde til de elever, der sidder tæt på højttaleren. De må bruge et atlas eller lignende som skriveunderlag.

4. Afspil først øve-lydfilerne, som findes på cd´en: Lydfiler til øvelse.

5. Forstærkeren indstilles således, at eleverne synes lydniveauet er tydeligt hørbart, men ikke unaturligt højt. Eleverne benytter øvesiden i hæftet svarende til øve-lydfilerne. Formålet hermed er, at eleverne ’orienterer’ sig i materialet og forstår, hvordan eksperimentet skal udføres. Denne del bør gentages, indtil alle elever har forstået, hvordan et svarark udfyldes. Denne øveside, bruges ikke i det egentlige eksperiment. Tag gerne en fælles snak i klassen om ”oplevelsen”. Men gør også opmærksom på, at man i det efterfølgende eksperiment ikke må tale sammen.


vær opmærksom på følgende punkter• Det er lydforholdene i lokalet, der bliver testet og IKKE elevernes hørelse. Det er meningen, at eleverne

kun skal kunne høre ca. halvdelen af de ord, er bliver afspillet.• Der skal være fuldstændig ro, når lydfilen afspilles.• Alle elever skal have tid til at udfylde svararket, inden næste lydfil afspilles.• Lydfilerne afspilles KUN ÈN GANG.

I kan fx bruge et atlas som skriveunderlag, når i retter hinandens besvarelser.

nummerering af øve-lydfiler:Indskolingen: 2-9Mellemtrinnet: 11-20Udskoling og Gymnasier: 22-31

LÆRERVEJLEDNING 18


6. Nu begynder det egentlige eksperiment. Hver elev bladrer om til eksperimentets første del på svararket. Vær sikker på, at alle elever er på den rigtige side. Det er nu lærerens opgave at afspille en lydfil.

Det er vigtigt, at eleverne kun hører den enkelte lydfil én gang. Kan de ikke høre ordet, gør det ikke noget. Forskerne skal bruge resultaterne til at undersøge, hvordan lydforholdene er i klassen, så det er meningen, at de ikke skal kunne høre det hele – forventningen er, at de faktisk kun kan høre halvdelen af ordene. Husk at fortælle det mange gange til eleverne, da de gerne vil gøre det så godt som muligt og derfor gerne vil krydse så mange ord som muligt af.

Pausen mellem hvert ord afpasses efter eleverne. Man må tage den pause, der er nødvendig for at alle kan følge med og nå at udfylde svararaket. Gå evt. en lille runde og tjek, at de har forstået afkrydsningsmetoden. Gentag evt., at det ikke er tilladt at hjælpe hinanden. Og at man ikke må sige noget.

7. Efter den første runde (10 ord for indskolingen og 12 sætninger til de større elever) bytter eleverne plads. De elever, der før sad tæt på højttalerne, skal nu sidde langt fra, og de elever, der før sad langt fra højttalerne, skal nu sidde tæt på.

8. Eleverne retter hinandens papirer efter hvert delforsøg – dvs. første gang, efter de har udfyldt svararket til de første 10 ord/12 sætninger og anden gang, når forsøget er slut og de har udfyldt svarark til de sidste 10 ord/12 sætninger. De retter fra en elev, der sidder i samme gruppe som dem selv.

9. Den anden halvdel af eksperimentet forløber i øvrigt som første halvdel.

besvarelsen rettesBesvarelsen rettes ved, at de rigtige ord ’offentliggøres’, fx. ved at blive læst højt af læreren eller ved at vise dem på en projektor. Hvert enkelt ord tæller med. Så for de større klasser, der hører sætninger, tæller hvert enkelt rigtigt ord for sig. Man kan altså have mellem 0-3 rigtige pr. sætning for mellemtrinnet og 0-5 rigtige ord pr. sætning for udskolingen og gymnasiet. Husk eleverne på, at det ikke er en konkurrence, men et videnskabeligt forsøg. Mind atter eleverne om, at det ikke gør noget, at der er fejl. Det er netop meningen, at man ikke skal kunne høre det hele. Ud fra ”fejlene” kan der laves en undersøgelse af lokalet. Når eleverne retter hinandens besvarelser, er der desuden større sandsynlighed for, at der ikke snydes.

nummerering af lydfiler til de forskellige klassetrin

1. runde 2. runde

Indskoling 2-11 13-22

Mellemtrin 24-35 37-48

Udskoling og gymnasiet 50-61 63-74

Eleverne kan med fordel rette hinandens papirer efter hvert delforsøg. Husk, at det ikke er elevernes hørelse, der testes. Det er

meningen, at kun 50 % af ordene er til at forstå.

LÆRERVEJLEDNING 19

Hvad får man umiddelbart ud af testen?Hvis andelen af rigtige svar afhænger voldsomt af, om man sidder henholdsvis tæt på eller langt fra højttaleren, er det en indikation på, at lyden ikke fordeler sig godt i klasseværelset. I et godt klasseværelse, må elevens placering ikke have væsentlig betydning. Det kan meget vel være, at der ikke er forskel på de ’lette’ ord, men alene forskel på de ’svære’ ord. Det betyder, at klasseværelset fungerer godt i ’gode situationer’ hvor eleverne er relativt stille, men mindre godt, hvis eleverne eller deres omgivelser er urolige.


LÆRERVEJLEDNING 20

SUPPLERENDE NIVEAUDELTE AKTIVITETSFORSLAG

Her kan du finde beskrivelser af supplerende aktivitetsforslag, som understøtter Masseeksperiment 2010. Ved hver forsøgsbeskrivelse er der angivet, hvilket niveau i grundskolen forsøget egner sig til.Vejledende niveauer for aktiviteterne:Niveau 1: 1. - 4. klasseNiveau 2: 3. - 7. klasseNiveau 3: 6. - 10. Klasse

”1 HvOr kOMMer lYDen fra?””Hvad siger du?” - Bliv klogere på lydens rejse fra afsender til øre, og få en bedre forståelse af, hvordan din hørelse fungerer. Få blandt andet et indblik i, hvordan du kan høre, hvor lyden kommer fra. • Hvor meget lyd/støj kan mennesket tåle at høre?• Hvorfor har vi to ører i stedet for bare et enkelt?

niveau 1+2Tidsforbrug: ½-1 lektionLokale: Ingen kravKan udføres af børn alene Prisoverslag: Gratis

Hvad tror I?• Tror I, I kan finde ud af, hvor lyden kommer fra med lukkede

øjne og altså kun ved brug af jeres ører? o Hvorfor/hvorfor ikke?• Hvad tror I, der skal til for at en robot kan høre, hvor lyden

kommer fra, ligesom mennesker kan?• Hvilke maskiner bruger samme metode, som I bruger, til at

afgøre, hvor lyden kommer fra, når de skal udføre deres opgave?

I skal bruge:• 5-6 stykker af dine klassekammerater.• Et forholdsvis stort rum eller udendørsareal, hvor der er

rimelig stille.

Sådan gør I:1. En person sætter sig i midten af lokalet med lukkede øjne.2. De andre fordeler sig i en cirkel rundt om personen i

midten.3. Dem i cirklen skiftes til at sige en lyd, mens personen i

midten med lukkede øjne peger i den retning, han/hun synes lyden kommer fra.

a. Peger personen i den rigtige retning?4. Prøv at variere afstanden til personen i midten.a. Gør det nogen forskel hvor langt væk i står fra ham/hende i midten?5. Personen i midten med lukkede øjne skal nu putte en finger i sit ene øre.6. Personerne i cirklen skiftes igen til at sige en lyd og personen i midten peger i retning af lyden.a. Er det lige så nemt som før at pege i den rigtige retning?b. Hvorfor tror I (ikke), det er lige så nemt når I kun kan høre med det ene øre?

LÆRERVEJLEDNING 21

ForklaringDer er to ting, der samarbejder for at retningsbestemme lyden. Det ene er afsenderen til lydkilden, og det andet er modtageren af lyden. Man skal have hørelse på begge ører for at kunne høre, hvor lyden kommer fra. Den lille tidsforskydning mellem de to ørers opfattelse er nok til, at hjernen kan registrere, hvor lyden kommer fra.Den lyd, dine klassekammerater afsender, spredes med vibrationer ud i alle retninger. Vibrationen når frem til dit øre og får din trommehinde til at vibrere. Trommehindens vibration får en meget tynd knogle inde i dit øre til at vibrere, og knoglen omsætter vibrationen til et signal, som din hjerne kan forstå. Ved en normal hørelse modtager hjernen lydsignalet fra begge ører og sammenligner de to signaler. Det øre, der befinder sig tættest på lyden, vil opfatte lyden lidt højere end det øre, der befinder sig længst væk fra lydkilden. Signalet til hjernen vil derfor være lidt stærkere. Herved kan du få en idé om, hvor lyden kommer fra. Tidspunktet, hvor signalet bliver opfattet af hjernen, er også lidt forskelligt fra de to ører. Dette er med til at skærpe din evne til at bestemme, hvilken retning lyden kommer fra.

Supplerende uddybningLyd er små trykændringer. Og lyd kan kun opstå, når molekyler bevæger sig. På Jorden har vi luftmolekyler. På Månen er der ingen luftmolekyler og derfor ingen lyd. Lyd kan rejse gennem stoffer. I vores luft rejser lyd med ca. 340 m/sek. I saltvand er lydens fart næsten 1500 m/sek. Og banker du på et stykke stål, så rejser lyden med 5000 m/sek. Lydens styrke kan måles med en lydmåler – en dB-måler. Enheden hedder decibel og forkortes dB.

Mennesker og maskinerNår lydtrykket bliver større end 80 dB, kan hørelsen tage skade. Det laveste på dB-skalaen er 0, som er grænsen for, hvad det menneskelige øre kan høre.Hjemme hos dig selv, i en stille dagligstue, vil der normalt være omkring 20-30dB støj.Almindelig tale foregår typisk med omkring 60 dB. Støj fra trafikken på en travl gade ligger på omkring 65 dB. Nogle lastbilers motorer kan dog komme helt op på 85-90 dB. En motorsav, en brolæggerjomfru og andre kraftige maskiner kan komme op på 110 dB. Flyverne på en landingsbane har støj på omkring 120 dB, hvilket er meget tæt på menneskets smertegrænse på 130 dB.

KildeForsøget er produceret af ”The happy scientist” og et link til den engelske udgave af forsøgsbeskrivelsen findes her: http://thehappyscientist.com/science-experiment/hearing-directions (linket virker kun, hvis man er medlem)http://www.hoerelse.info

LÆRERVEJLEDNING 22

”2. MÅl lYDens stYrke”Lyd kan måles med en lydmåler, som er det samme som en støjmåler. Det er lydens styrke, der måles. Lydens styrke kaldes lydniveauet eller lydtryksniveauet. Enheden, det måles i, hedder decibel (forkortes dB). En lydmåler kaldes derfor også en decibel-måler eller en dB-måler. Nogle lydmålere er digitale, og på andre lyd-målere skal man selv aflæse dB-tallet på en skala.

Med en dB-måler kan forskellige aktiviteter sættes i gang. I skolens naturfagssamling findes der måske en dB-måler. Hvis en i klassen har en iPhone, så findes der også en gratis applikation, der kan måle dB i rummet. En sådan applikation giver dog ikke en særlig nøjagtig måling, men kan bruges som rettesnor og til leg. Her er nogle forskellige forslag til sjove aktiviteter med dB-måler.

niveau 2+3Lokale: Ingen kravKan udføres af børn alene Prisoverslag: Gratis, hvis man har en db-måler

I skal bruge:• En db-måler eller evt. en iPhone med en lydmåler

applikation

Sådan gør I:Her er nogle ideer til, hvad I kan måle på og undersøge:1) Undersøg, hvor støjmåleren virker.2) Undersøg, om tallene i lydbarometeret på figuren ovenfor passer (hvisken, tale, skrig…). 3) Find selv flere grænser. Noter dem i et skema og lav selv dit eget lydbarometer. o Mål fx i en almindelig stue eller i en by. o Gå på jagt efter lyde på skolen. Mål fx i naboklassen, gymnastiksal, kontor, bibliotek, legeplads, udsugningsanlæg, musiklokale… o Gå udenfor og sammenlign trafikstøj (lastbil, knallert, cykel…). 4) Hvad er lydniveauet nær dit øre, når du hører musik eller pc-spil gennem høretelefoner/headset?5) Lav en opstilling, hvor du måler lyd i forskellige afstande fra en lydkilde (udendørs).6) Mål i en bestemt afstand fra en lydkilde, og prøv, om du kan dæmpe lydniveauet med forskellige materialer (glas,

tæppe, æggebakke, spånplade, gipsplade, mursten, flamingo – og selvfølgelig ingenting). Hvordan laver man effektiv lydisolering?

ForklaringHver gang lydstyrken stiger med 10 dB, vil man opleve lyden som fordoblet i styrke. Og hver gang lydstyrken stiger med 3 dB, fordobles den energi (lydens intensitet), der rammer øret. Derfor kan det have meget stor betydning for vores ører, hvis lyden dæmpes bare ganske få dB.Man kan få høreskader på flere måder. Fx ved at arbejde i konstant larm eller ved et enkelt kanonslag. Udsættes øret for alt for mange dB, nedslides de fimrehår, der sidder i øret. Det er dem, vi skal opfatte lyden gennem.

Det er værdierne i ’lydbarometeret’, der er de dB-værdier, vi bruger i ’daglig tale’, fx når arbejdsmiljølovgivningen kræver, at arbejdsgiveren

sikrer, at medarbejderne benytter høreværn ved dB værdier over 85dB.

LÆRERVEJLEDNING 23

”3. MÅl lYDens HastiGHeD”Når vi ser et lyn på himlen, går der noget tid, før vi hører braget fra tordenen. Det er fordi, lyd rejser meget langsommere gennem luften end lys gør. På et sekund rejser lyd ca. 340 meter i almindelig luft. (Lyset rejser med ca. 300.000.000.meter pr sekund). Men hastigheden er afhængig af temperaturen, og kan derfor variere mellem 325 og 350 meter pr. sekund. I dette forsøg kan I selv måle lydens hastighed.

niveau 3Tidsforbrug: 1 lektionLokale: UdenforKan udføres af børn alenePris:

I skal bruge:Mp3 afspiller/mobiltelefonHøretelefon/headsetMålehjul/målebånd Klaptræ/ Lydfilen på www.masseeksperiment.dk

Sådan gør I:1) Læg lydfilen ind på en mp3 afspiller/mobiltelefon eller andet der kan afspille lyd. Lydfilen indeholder nogle impulser, der bliver afspillet med intervaller på 0.5 sekunder Øv jer i at klappe til hver anden impuls. Den, der er bedst - altså rammer takten mest præcist – udnævner I til

”klapper”.

2) Gå udenfor. I skal bruge et lige stykke vej, en græsplæne eller lignende. I har brug for en distance på ca. 200 meter. Brug et meterhjul eller øv jer i at gå ét skridt på én meter. Når I rammer præcist én meter pr. skridt så gå 200

skridt. (I kan evt. også lave jeres eget målehjul ved at regne omkredsen ud på et cykelhjul og bagefter rulle det af sted,

så det opmåler 200 meter).

3) En elev (”klapperen”) udstyres med et klaptræ. ”Klapperen” tager hovedtelefoner/headset på og følger

takten fra lydfilen. Det gøres ved, at han/hun ’klapper’ ved hver anden impuls (klaptræet er altså helt ’åbent’ ved de mellemliggende impulser). På den måde er der 0.5 sekund mellem klaptræet er lukket og åbent.

Et klaptræ er et værktøj, som benyttes ved filmproduktion til at markere på hvilket tidspunkt, at billedsporet og lydsporet passer

sammen. Billed- og lydsporet på en film optages oftest hver for sig, så for at få lyd og billede til at passe sammen, benytter man sig af et klaptræ. Oftest foretager man ”klappet” inden scenen optages, og når scenen ”er i kassen” foretager man et efterklap, men hvor

klaptræet vendes på hovedet. Optager man en film uden lydspor, en stumoptagelse, nøjes man med at vise klaptræet, uden at klappe.

Kilde: www.wikipedia.dk

LÆRERVEJLEDNING 24

4) De elever, som ikke er ”klapperen”, skal nu fjerne sig fra eleven med klaptræet – og efterhånden som I kommer længere væk, vil I opleve, at lyden kommer ’ud af takt’ med klaptræet.

5) I skal fjerne jer så langt, at klaptræet er helt ’ude af takt’ – dvs. at I hører lyden, netop når klaptræet er helt åbent. I er nu i den afstand, som lyden udbreder sig på 0.5 sekunder – det er cirka 170 meter. Det, I hører, er den lyd/impuls, der blev sendt af sted, da klaptræet var lukket.

6) Nu skal I måle afstanden mellem ’klapperen’ og observatørerne (alle I andre). Hvis man multiplicerer (ganger) afstanden med 2, har man lydens hastighed i meter pr. sekund (da det første tal var lydens hastighed på 0.5 sekund). Typisk vil resultatet være en værdi på omkring 340 meter pr. sekund. Men hvad er jeres resultat?

ForklaringLydens hastighed er bl.a. afhængig af temperaturen, og hastigheden i dette forsøg er som regel mellem 325 og 350 meter pr sekund. Hvis jeres resultat er meget langt fra det forventede, kan det skyldes, at klapperen har haft svært ved at følge takten. Hvis klapperen bare er 5/100 sekund ude af takt svarer det til 10 % - altså 34 meter/sekund – som fejl.

Men uanset hvad I får af svar, så viser forsøget, at lyden rejser gennem luften og er noget tid om at nå jeres ører. Forsøget viser også, at lyden udbreder sig med en ganske bestemt hastighed.

EkstraopgaveSom alternativ kan I finde en større bygning, der grænser op til et frit område, fx en idrætshal med fodboldbaner ved siden af. Her kan I afstemme afstanden til bygningen således, af ekkoet kommer netop et halvt sekund efter ’klappet’. Da lyden både skal hen til bygningen og tilbage igen (den reflekteres af bygningen), skal I multiplicere (gange) afstanden til bygningen med 4 for at finde lydens hastighed i meter pr sekund. I skal altså omkring 85 meter væk fra bygningen uden at få andre ekkoer. Det kan godt være svært at finde mulighed for dette eksperiment i større byer.

”4. MusikinstruMenter”Man kan samarbejde mellem sløjd og musik om at bygge musikinstrumenter. Det er en god anledning til at tale om lydfrembringelse.

niveau 1+2+3

orslag til Instrumenter man kan bygge:Der findes forskelligt materiale om dette, men lad evt. eleverne eksperimentere selv ud fra følgende overordnede ideer: • En Harpe: Metal- eller nylontråd spændes op mellem søm på et bræt af ca ½ meter. Med tværpinde ændres tonen

/ trådens længde)• En banjo: Strenge spændes på et bræt over en beholder. Se evt. http://boyslife.org/hobbies-projects/

projects/4130/make-your-own-banjo/• Vaskebalje bassen. En lille udgave: http://www.cmhoustonblog.org/wp-content/uploads/2009/12/Mini-washtub-

bass.jpg. En stor udgave: http://www.youtube.com/watch?v=MsBkwBTQMv8• Vandklokker: Forskellige typer glas (syltetøjsglas, vinglas, drikkeglas…) rengøres og tilsættes lidt vand. Med en våd

finger kan toner frembringes på kanten.• Trommer: Forskellige bøtter og baljer• Flaskeorgel: Flasker (eller reagensglas) fyldes med forskellig mængde vand, og man blæser ned i dem. • Panfløjte. Af elektrikerrør eller bambusrør. http://www.skoleniskoven.dk/default.asp?m=17&a=231

LÆRERVEJLEDNING 25

andre relevante aktiviteter Besøg Experimentarium i forbindelse med Masseeksperimentet og gå på opdagelse i udstillingen ”Læg øre til lyden”. Se mere om udstillingen på: http://www.experimentarium.dk/undervisning/udstillingerne/hovedudstillingen/laeg-oere-til-lyden/

Tag forsmag på Experimentariums nye særudstilling “Sanser”. Læs mere og find undervisningsmateriale til udstillingen her:

http://www.experimentarium.dk/undervisning/udstillingerne/saerudstillinger/sanser/

Gå på opdagelse i Test-o-teket. Her finder du bl.a. hands on-forsøg til alle klassetrin og med mange temaer. Prøv fx forsøgene med temaet ”Mennesker og maskiner”, der er festivalens tema i år.http://www.testoteket.dk

Besøg Syddansk Universitets TEK-BrobygningsCenter med et mini eksperimentarium, der illustrerer fænomener fra teknikkens og naturens verden. I kan også bygge jeres egen Lego robot i deres Lego Educational Center. Læs mere om TEK-BrobygningsCenter og deres tilbud på http://www.sdu.dk/tek/brobygning.

lærervejledning masseeksperiment 2010

Documents