Lärarhandledning Avdelningen för NT-didaktik 1NT30U vt-13 Viktoria Henriksson Lisbeth Lennartsson Mediha Mesinovic

Projektarbete i ämnena NO/Teknik

Ljud

Arbetsområde NO/teknik - ljud. Klass Åk 1 och åk 2 Syfte En viktig uppgift för skolan är att ge överblick och sammanhang. Skolan ska stimulera elevernas kreativitet, nyfikenhet och självförtroende samt vilja till att pröva egna idéer och lösa problem. Skolan ska ansvara för att eleverna inhämtar och utvecklar sådana kunskaper som är nödvändiga för varje individ och samhällsmedlem. Dessa ger också en grund för fortsatt utbildning. Skolan ska bidra till elevernas harmoniska utveckling. Läraren ska ansvara för att eleverna får pröva olika arbetssätt och arbetsformer. (Lgr 11) För att förstår teknikens roll för individen, samhället och miljön behöver tekniken som omger oss göras synlig och begriplig. Syftet med vårt projektarbete är att undervisningen ska bidra till att eleverna utvecklar intresse för teknik och förmåga att ta sig an tekniska utmaningar på ett medvetet och innovativt sätt. Undervisningen ska bidra till att eleverna utvecklar kunskaper om hur man kan lösa olika problem och uppfylla behov med hjälp av teknik. Eleverna ska även ges förutsättning att utveckla gena tekniska idéer och lösningar. (Lgr 11) Genom temat ljud ska eleverna sammanfattningsvis ges förutsättning att utveckla sin förmåga att: - använda teknikområdets begrepp och uttrycksformer, eleverna ska kunna några enkla ord och begrepp för att samtala om tekniska lösningar. - egna konstruktioner där man tillämpar enkla mekanismer. - människans upplevelser av ljus, ljud , temperatur, smak och doft med hjälp av olika sinnen. - enkla naturvetenskapliga undersökningar. -dokumentation av naturvetenskapliga undersökningar med text, bild och andra uttrycksformer. (Lgr 11) Innehåll

• Vad är ljud? • Hur förs ljud vidare? • Hur ser örat ut och hur hör man? • Ljudets hastighet. • Hypoteser och dokumentation. • Konstruera ett musikinstrument.

Ljud i praktiken och teorin

• Uppstart med experimentet “Kluckhönan”. En upplevelse av ljud där eleverna ska få ställa en hypotes om hur det kan uppstå ljud.

• Modell av örat. Demonstration av hur örat egentligen ser ut. Vilka är örats olika delar? Osv.

• Film från Vetamix. • Experiment: “Skeden i örat”. • Experiment: “Snabb telefon”.

• Experiment: “Studsande ljud”. • Experiment: “Sugrörsflöjt”. • Eleverna tillverkar egna instrument.

Lektionsförslag Ljud Tidsplanering 1 lektion introduktion 1 lektion experimentutförande 1 lektion konstruerande av egna instrument Material Sugrör, sax, pappershylsor, gummihandskar, sugrör, tejp,tomma förpackningar, snöre, pinnar, tyg, plast, gummiband, hobbymaterial Lektion 1 Börja med att visa kluck kluck hönan Material Plastmugg, vävtråd, nål, indianpärla, träkula, vitt, rött, orange papper, häftapparat Gör så här Gör ett litet hål i botten på plastmuggen. Trä tråden igenom hålet och knyt en knut eller sätt fast en indianpärla i botten av muggen. Sätt träkulan i andra änden av tråden. Klipp ut en höna på dubbelt papper och häfta hönan runt muggen. Klipp ut näbb och kam och fäst på hönan. Ryck i snöret med ena handen. Håll med andra handen i muggen. Vad händer? Diskutera

• Vad händer? • Fundera tillsammans, vad är ljud? • Visa bild på örat, gå igenom hur det fungerar. • ljudvågor • vibration

Film

• http://vetamix.net/video/ljud_756 Vad består ljud av? Vi får höra prov på ovanliga ljud. Ljudvågorna når våra öron - men det vi hör kan vara av så olika slag. Åke Andersson från effektarkivet ger prov på ovanliga ljud. Jenny Wilhelms visar vad man gjorde före telefonen uppfanns, dvs. hon ger prov på kulning. Lektion 2 Börja med experimenten Förbered och lägg fram material till de olika experimenten

• Skeden och örat

• Trådtelefonen • Studsande ljud • Sugrörsflöjten

Jobba i grupper med de olika experimenten. Eleverna får ett experiment per grupp eller jobbar i stationer så att alla får göra allt. Använd experimentblanketten som dokumentering av experimenten. Formulera en gemensam hypotes för gruppen. Om det blir svårt att komma överens om hypotesen går det också bra att skriva sin egen hypotes. Diskutera gemensamt efter experimenten

• Vad händer? • Hur ser det ut? • Varför? • Vad tror ni?

Film

• http://vetamix.net/video/experiment-h%C3%B6rseln_1064 I det här klippet lär vi oss hur örat fungerar, via ett enkelt experiment med ljudvågor. Ljudvågor fångas upp av den s.k. öronmusslan och den yttre hörselgången och leds in mot trumhinnan. Det är skadligt för örat om man t.ex. lyssnar på musik på mycket hög volym, i värsta fall kan trumhinnan skadas. Som unga kan vi uppfatta ljud mellan 20 och 20 000 Hz, men med åren börjar känsligheten för höga frekvenser minska. Lektion 3

Konstruera egna instrument Vad krävs till att producera ljud? Ljud framåtskrider som tryckskillnader i t. ex luften. Tryckskillnaderna kan uppstå då något träffar ett material och det uppstår vibrationer. Exempel på det är t. ex. en trumma. Också blåsinstrument och stränginstrument förorsakar vibrationer i luften. Presentera materialet,vad ska vi göra med allt detta? Instrument! Ni ska få bilda en egen orkester. Vad ska vi fundera på, vad måste instrumentet ha för att fungera?

• luft som vibrerar mot något, ex en burk, ihåligt rör... • något som får luften i rörelse

Instruktioner Fundera på olika föremål i vardagen som skulle kunna användas som instrument. Använd olika föremål och hobbymaterial för att konstruera ett eget instrument. Hitta på ett namn på instrumentet. Kommer du på mera (flaskor med vatten i, rör i olika längder). Bilda en egen orkester i klassen med instrumenten.

Bakgrund

Elfström m. fl. (2008) framhåller att elever är spontant nyfikna och intresserade av naturvetenskapliga fenomen. De menar att elever ska få möjlighet att i skolans undervisning i naturvetenskap uppleva sig som aktiva deltagare som kan påverka och samarbeta för att skapa ny kunskap. Vi anser att det är viktigt att eleverna känner sig aktiva deltagare precis som författarna skriver i sin bok och syftet med vårt projektarbete är dels att göra våra elever aktiva deltagare och väcka intresse för no/teknik. Även Bjurulf (2011) skriver i sin bok om vikten av att göra eleverna aktiva deltagare och hänvisar till Lgr 11 där hon skriver hur viktigt teknikämnet är för individen, samhället och miljön samt att eleverna utvecklar sitt intresse för teknik och vill vara med och påverka samhällsutvecklingen i en positiv riktning. Andersson (2011) skriver om tre sätt att se lärande och kunnande samt tre lärarroller. Vi anser att vårt projektarbete kännetecknas stort av Anderssons tre modeller. Han skriver om läraren som den mest aktive, eleven den mest aktive men läraren som handledaren och sista modellen både lärare och elev aktiva. Läraren den mest aktive - kluckhönan, fakta om örat samt filmen. Eleven den mest aktive, läraren handleder - experimenten. Både lärare och elev aktiva - eleverna tillverkar egna instrument. Bedömning Eleven ska veta vad ljud är och hur det uppkommer. Eleven ska känna till hur örat ser ut och hur man kan höra. Eleven ska följa instruktioner och göra enkla experiment, som du även dokumenterar, muntligt, skriftligt och med bild. Vi bedömer elevernas aktiva deltagande i det vi gör. Hur de deltar i gruppens arbete, samt hur de planerar och genomför sitt arbete. Koppling till läroplan

• Dokumentation i form av enkla skisser, bilder och fysiska modeller. (Te 1-3) • Eleven berättar också om några av människans kroppsdelar och sinnen, och diskuterar

några faktorer som påverkar människors hälsa. (NO åk 3) • Eleven kan berätta om ljus och ljud och ge exempel på egenskaper hos vatten och luft

och relatera till egna iakttagelser. (NO åk 3) Materialbeskrivning Kluckhönan En plastmugg Vitt, orange och rött papper till hönans kropp, tuppkam och näbb. Snöre. Träkula Pärla

Modell av örat. Skeden i örat Sked Snöre Studsande ljud Burk Ballong /gummihandske eller liknande Socker/salt Öronproppar eller öronskydd Kastrullock eller stereoanläggning Sugrörsflöjt Sugrör Sax Eleverna tillverkar musikinstrument. Kartonger. Toalettrullar. Hårt papper. Snören. Gummiband. Plasthandskar. Tejp. Saxar. Lim. Beskrivning av hur undervisningen fungerade i elevgruppen Eleverna hade till en början många tankar om vad ljud är. I åk 2 hade eleverna mer utvecklade tankar om vad ljud är. De kände t ex till begreppet “ljudvågor” och visste hur frekvensen kan variera. I åk 1 hade man mer tankar om att ljud är osynligt och de hade inte direkt funderat över det. Intresset för att experimentera var mycket stort. Att ställa en hypotes var svårt för eleverna. Experimenten genomfördes vid fyra olika stationer och vid samma tillfälle. Ett av experimenten var svår att genomföra, eftersom det var svårt att få det till att fungera. I åk 2 var det roligaste experimentet Skeden i örat, medan åk 1 tyckte bäst om Trådtelefonen. Diskussion Både pedagoger och elever har tyckt att det har varit roligt att jobba med tema Ljud. Delvis tror vi att det beror på att vi har arbetat på ett varierat sätt, med fakta, filmer, experiment o s v. Med facit i hand, så skulle vi ha låtit eleverna arbeta mer undersökande från början och sedan gått igenom teorin. Kanske hade eleverna då varit mer intresserade av att undersöka vidare. Vi har nog lätt för att snabb ge dem ett färdigt svar. Att det var svårt för eleverna att ställa hypoteser tror vi kan vara p g a att de inte gav sig tid att fundera så mycket. De var ivriga att göra experimenten. Eftersom vi utförde experimenten i samma rum stationsvis, så avslöjades experimentet för alla eleverna. De tittade på varandra. Det hade varit bättre att genomföra ett experiment per tillfälle. Experimentet med sugrörsflöjten var svår att genomföra, eftersom eleverna hade svårt för att blåsa så hårt så att det kommer ljud. Därför är det ett experiment som vi skulle vilja byta ut. Anledningen till att de olika klasserna tyckte bäst om olika experiment, tror vi kan bero på att åk 2 redan har provat att göra trådtelefoner tidigare. I åk 1 misslyckades flera av eleverna med

Skeden i örat. Deras händer var lite fumliga och kanske var de inte motoriskt redo för att utföra experimentet på rätt sätt. Tidspress och andra praktiska anledningar gjorde att vi inte har hunnit med att göra egna instrument med eleverna. Ev kommer vi att göra det längre fram.

Referenslista Andersson, Björn 2011: Att utveckla undervisning i naturvetenskap. Lund Bjurulf, Veronica 2011: Teknikdidaktik. Riga Elfström, Ingela, Nilsson, Bodil, Sterner, Lillemor & Wehner-Godée, Christina, 2011: Barn och naturvetenskap. Stockholm Lindwall-Ek, Katrin, 2001: Xperimenthuset Skolverket, Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet 2011, Stockholm Persson, Hans 1996: Försök med fysik. Torgersson, Trond-Viggo & Zahl-Olsen, Vivian, Min kropp Källa: Internet http://socialpsykologi.wikispaces.com/**Grupp+4**LJUDETS+P%C3%85VERKAN+En+beskrivning+av+hurljudet+p%C3%A5verkar+oss+och+v%C3%A5ra+relationer http://tempputehdas.heureka.fi/sv/experiment/ http://vetamix.net/

Fakta Örats anatomi

Öronen är gjorda så att vi kan fånga upp ljudet, allra bäst de ljud som kommer framifrån eller från sidan. Vi vänder på huvudet efter ljudet för att höra så bra som möjligt. Örat består av tre delar

• Ytterörat • Mellanörat • Innerörat

Ytterörat Ytterörat är öronmusslan och hörselgången. Alltså det som syns och som är beklädd med hud. Öronmusslan fångar upp ljudet och ljudvågorna, och som sedan hjälper dig att avgöra vart ifrån ljudet kommer. Om man kupar handen bakom örat så förstärker man öronmusslans funktion. Det är ungefär samma som om man kopplar in ett par högtalare till datorn för att få bättre ljud, tex när man vill lyssna på musik. När ljudet gått genom öronmusslan så leds det in i hörselgången, och där finns det vaxkörtlar och flimmerhår som håller gången fri från damm och andra främmande partiklar. Längst inne i hörselgången hittar vi trumhinnan som är väl skyddat och som är ett mycket tunt, elastiskt membran. Mellanörat Mellanörat består av trumhinnan, hörselbenskedjan, hammaren, städet och stigbygeln. Detta är ett väl utvecklat system som förstärker ljudvågorna och för dem vidare från trumhinnan till innerörat. Trumhinnan sätts då i vibration när den blivit träffad av ljudtrycket/ ljudvågen. Vibrationerna delar på sig härifrån via hörselbenen till ovala fönstret (ett membran som skiljer det luftfyllda mellanörat från det vätskefyllda innerörat). Mellanörat har genom örontrumpeten förbindelse med svalget. Örontrumpeten är normalt stängd men öppnas när man sväljer för att lufttrycket i mellanörat ska jämnas ut till det omgivande atmosfärstrycket. Innerörat Innerörat består av två funktionellt skilda system; balans-organet (vestibularis) och hörselsnäckan (cochlean). Dessa ligger bara några millimeter från varandra men är väl inkapslade i det mycket hårda klippbenet (temporalbenet). Båda systemen är fyllda med lymfvätska. I dessa organ så omvandlas tryckvågor till elektriska impulser som via nervbanor når hjärnan med information om både ljud och läge. Hörselorganet ligger i snäckan som utgörs av en vindling på ca 3 varv. I snäckan finns även hårceller. En tryckvåg i snäckan gör att hårcellerna aktiveras varefter de omvandlas till elektriska impulser och i sin tur aktiverar

de nervcellerna som de står i kontakt med. Nervimpulserna går då via hörselnerven och via flera omkopplings-stationer och sedan upp till hjärnans hörselcentrum i tinningloberna.

Ljud är vågrörelser Ljud består egentligen av elektriska vågor. När ljudvågorna når trumhinnan sätts den i rörelse. Vågrörelsen förmedlas då vidare av de tre hörselbenen, som även förstärker rörelsen. Stigbygelns svängningar i det ovala fönstret fortplantas sedan till hinnsnäckan. Ljudvågorna som satt vätskan i rörelse i och omkring hinnsnäckan påverkar de sinnesceller som kallas hårceller. När håren böjs på grund av vågrörelserna aktiveras sinnescellerna. Höga toner aktiverar hårcellerna vid snäckans bas, medan låga toner gör att hårcellerna i snäckans topp reagerar. Informationen från sinnescellerna leds sedan som nervimpulser genom hörselnerven till hörselcentrum i tinningloben. Först när impulserna når hörselcentrummet blir man medveten om ljudet. Men allt det här går på bara nån sekund. Så innan du ens har uppfattat ljudet så har de varit i luften i ca 1-2 sekunder sedan. http://www.google.se/imgres?q=ljud+r%C3%B6relser+i+%C3%B6rat&um=1&hl=sv&sa=N&biw=1138&bih=519&tbm=isch&tbnid=_uVZJSHvloURqM:&imgrefurl=http://www.1177.se/Tema/Kroppen/Nervsystemet-och-sinnesorganen/Sinnen/&docid=Fw4qdnaJK1VhpM&w=550&h=350&ei=ftGETqmqBNH54QTzvcmkDw&zoom=1

Ljudbildar tryckskillnader i det material de rör sig igenom. Materialet är antingen i fast form, i vätskeform eller i gasform (i fasta material kan ljudvågor också röra sig på annat sätt) Ljudet rör sig med olika hastigheter i olika material, i metaller rör sig ljudet bäst, medan i vakuum rör sig inga ljudvågor. Ljudet består av olika frekvenser (mäts i Hertz, antal svängningar per sekund). Vårt hörselorgan kan uppfatta ljud som ligger mellan 20 – 20 000 Herz. Du har säkert hört talas om ljudhastighet. Det betyder att det dröjer en viss tid för ljudet att nå fram till mottagaren från den punkt där ljudet uppstod, t.ex. som i åskväder, där man först kan se blixten slå igenom luftmassorna och först efteråt hör bullret (ljuset rör sig mycket snabbare än ljudet!).

Filmer

• http://vetamix.net/video/ljud_756 Vad består ljud av? Vi får höra prov på ovanliga ljud. Ljudvågorna når våra öron - men det vi hör kan vara av så olika slag. Åke Andersson från effektarkivet ger prov på ovanliga ljud. Jenny Wilhelms visar vad man gjorde före telefonen uppfanns, dvs. hon ger prov på kulning. Redaktör: Marianne Andersson Utdrag ur Pussel YLE 2003

• http://vetamix.net/video/experiment-h%C3%B6rseln_1064 I det här klippet lär vi oss hur örat fungerar, via ett enkelt experiment med ljudvågor. Ljudvågor fångas upp av den s.k. öronmusslan och den yttre hörselgången och leds in mot trumhinnan. Det är skadligt för örat om man t.ex. lyssnar på musik på mycket hög volym, i värsta fall kan trumhinnan skadas. Som unga kan vi uppfatta ljud mellan 20 och 20 000 Hz, men med åren börjar känsligheten för höga frekvenser minska. Utdrag ur Formel 5&6 YLE 2006

• http://vetamix.net/video/h%C3%B6rselsinne_1765 Öron kan se väldigt olika ut, men alla fungerar på samma sätt: de tar emot ljud så att vi hör vad det är som låter. Ljudvågorna gungar in i hålet som leder till trumhinnan. Trumhinnan är tunn och svänger lätt igång av minsta ljud. Den sätter fart på de tre hörselbenen. Längst in i örat sitter snäckan. Snäckan är fylld av en vätska som börjar röra sig när hörselbenen trycker på ingången. Längs snäckans väggar sitter hörselhåren - de är flera tusen. Tillsammans bildar de en ljudkänslig matta som tar emot ljuden som fortplantat sig genom örat. Här förvandlas ljudvågorna till signaler som sen skickas in i hjärnan, och du hör vad det är som låter. UR&FST Skol-TV 2003

• http://vetamix.net/video/ljud_1058 Vad är ljud egentligen?Mycket starka ljud upplevs som smärtsamma och ännu starkare ljud kan krossa föremål. För höga ljud kan vara till stor skada för våra öron. Man måste vara försiktig att man inte lyssnar på musik för högt, speciellt om man använder hörlurar, och man ska använda öronproppar under konserter. Formel 5&6/YLE 2006 Databas: Vetamix

Experiment Skeden och orat Visa hur ho rselbenen fungerar. Material

• två skedar • ett tunt snöre, ca 60 cm

Gör så här

1. Knyt fast skedarna mitt pa traden. 2. Låt skedarna slå mot varandra och lyssna. Hör du det svagt klingande ljudet? 3. Snurra snörändarna runt var sitt finger och sätt ett finger i var öra och slå ihop

skedarna igen. Hur later det? Later det likadant om man inte trycker traden mot o rat? Hur forklarar du det ha r? Prova garna andra sorters tra dar. Later det likadant?

Trådtelefonen Material

• stark tråd • två burkar (burkarna kan vara av typ engångsmugg för kaffe. De har handtag som gör

det roligare att använda den).Två tändstickor eller jungfruben eller gem eller liknande. • Saxar • passare, sylar, varm spik eller borrar att sticka hål med. • + en kompis

Gör så här:

1. Gör hål i botten av varje mugg 2. Stick in tråden från muggens utsida och knyt fast tråden i en tändsticksbit. Gör

likadant med den andra muggen. 3. Spänn upp telefonledningen mellan dig och din kompis. Håll muggarna löst med

fingertopparna Nu kan ni till och med viska och ändå höra vad den andra säger.

Studsande ljud Får du sockret att dansa, om inte sätt musiken hårdare. Ett experiment som förtydligar ljudvågor på ett synligt och ljudligt sätt. Tid: 2 min Material

• burk • ballong /gummihandske eller liknande • socker/salt • öronproppar eller öronskydd • kastrullock eller stereoanläggning

Gör så här:

1. Spänn gummihandsken eller ballongen på öppningen av burken. Tejpa fast så ytan blir spänd. Sätt socker eller salt på den spända hinnan.

2. Slå ihop kastrullock eller liknande, som förorsakar starkt ljud. Du kan också placera burken nära en högtalare och vrid på volymknappen. Ser du hur sockret dansar?

Sugrörsflöjten Tillverka ett eget blåsinstrument med hjälp av ett sugrör. Hurdana toner får du? Tid: 2 min Material

• sugrör • sax

Gör så här

1. Klipp med två snitt ändan av sugröret till en spetsig trekant. 2. Blås luft genom sugröret. Pressa läpparna mot spetsen. Försök få en ton. Därefter kan

du klippa små snitt (hål) i sugröret liksom på riktiga blåsinstrument. Gör inte hålen för stora. Hur låter det?

Experimentförklaring Skeden och örat: Tråden leder ljudet snabbare och bättre än luften. Vibrationerna från skedarna leds via tråden genom huvudets ben till innerörat. Trådtelefonen När du pratar i muggen börjar den vibrera (svänga) i takt med din röst. Vibrationerna fortsätter genom tråden och till slut vibrerar den andra muggen på samma sätt. Då kan du höra vad din kompis viskade Studsande ljud Sockret/saltet rör på sig, hoppar till av ren förskräckelse. När du slår kastrullocken ihop, förorsakar de ljudvågor som förs vidare i luften och får hinnan att vibrera och sockret att dansa. På liknande sätt fungerar vårt egna hörselorgan. Trumhinnan tar emot ljudvågorna som öronsnäckan fångar in. Då trumhinnan reagerar på ljudvågorna börjar

Sugrörsflöjten

Sugröret producerar bara en ton, som bildas då du blåser i sugröret och flikarna vibrerar.( När blåsningen lyckas känns vibrationen i munnen och då hörs även ljud). Samma princip fungerar i olika blåsinstrument. Med ett vanligt rör kan man få endast en ton, men om man formar röret, exempelvis med snitt eller kapar det kortare kan man få andra tonhöjder. Vi hör olika slags ljud överallt runt omkring oss. Ljud transporteras via olika material. Vatten transporterar ljud väldigt bra. Det finns också ljud som mänskan inte hör. Det är frågan om ljud med frekvenser som är för höga eller för låga för att uppfattas av mänskor. Vissa djur som elefanter och valar, kommunicerar via ljud med låg frekvens. Fladdermöss, å andra sidan, kommunicerar med varandra med ljud med hög frekvens.

Experiment:________________________________________________ Vi jobbade med experimentet:________________________________________________ Hypotes. Vad tror vi kommer att hända?

RITA OCH SKRIV Vad gjorde vi?

Varför? Vad hände?