(Wie) Kannst du mich hören? Einzel-Interviewgespräche mit 26 Kindern und kleine Versuche zum Ausprobieren

Hören passiert unbewusst und ununterbrochen. Der Hörprozess ist komplex und geschieht im Verborgenen. Die Entstehung und Weitergabe von Schall kann man nicht beobachten, das macht das Verstehen schwierig. Dennoch haben Menschen Vorstellungen zu diesem Thema. Vorstellungen von Kindern dazu wurden bisher noch selten erhoben und ausgewertet.

Kinder besitzen, schon bevor Themen etwa im Sachunterricht aufgegriffen werden, verschiedene Erfahrungen und Kenntnisse zu Phänomenen, Sachen und Situationen unseres Lebens (Adamina, Kübler, Kalcsics, Bietenhard & Engeli, 2018). Mithilfe von gedanklichen Konstrukten erklären sie sich, wie die Welt funktioniert. Oft passen diese Vorstellungen für die im Alltag notwendigen Erklärungen, allerdings können sie fachlich falsch sein bzw. nicht tragfähig, um Phänomene weiterführend zu begreifen und so Lernschwierigkeiten verursachen (Möller, 2019).

Die Beachtung von Schüler*innenvorstellungen für guten Sachunterricht wird in verschiedenen didaktischen Konzepten gefordert, etwa beim forschend-entdeckenden Lernen oder im problemorientierten Sachunterricht (Möller, 2018, S. 36). Das Modell der didaktischen Rekonstruktion setzt die Perspektive der Schüler*innen und die fachwissenschaftliche Perspektive so in Beziehung, „dass sie zu fruchtbarem und bedeutsamen Lernen der fachlichen Inhalte führen” (Kattmann, 2019, S.5).

Lernen bedeutet, Wissen auf Basis der Vorstellungen aufzubauen (Duit, 2002). „Man soll die Kinder dort abholen, wo sie stehen“, verdeutlicht, wie essenziell das Anknüpfen an Vorstellungen, Alltagstheorien, Vorerfahrungen bzw. Präkonzepten von Kindern ist. Kattmann (2016) unterstreicht, dass Vorstellungen von Schüler*innen die Basis für weiterführendes Verständnis darstellen. Unterricht, der die Schüler*innenvorstellungen nicht miteinbezieht, erzeugt oft träges Wissen, das sich gegen die in den Kindern oft stark verwurzelten Vorstellungen nicht durchsetzen kann und damit ineffektiv ist (Adamina et.al, 2018).

Im folgenden Text sind zu den Interviewfragen der Autorin an die Kinder einige besonders prägnante Aussagen angeführt. Die unverfälschten Originalzitate der Kinder geben dem*der Leser*in einen tiefen Einblick in die Vorstellungswelt von Kindern im Grundschulalter zum Thema Hören.

In der direkten Auseinandersetzung und den im Weiteren genauer beschriebenen Versuchen, die den Kindern das Verbalisieren erleichterte, konnten gängige Vorstellungen wie die Objekthaftigkeit der Töne (Wulf & Euler, 1995) bestätigt werden. Viele Kinder (und auch Erwachsene) stellen sich Töne bzw. Geräusche unsichtbar, aber materiell vor. Töne könnten demnach „durch die Luft fliegen“ (Wulf & Euler, 1995). Auch divergierende Überlegungen der Kinder konnten immer wieder beobachtet werden. Beispielsweise erklärte der sechsjährige Lukas zu Beginn des Interviews Töne als Objekte, die fliegen können. Im weiteren Verlauf des Interviews aber, in der konkreten Auseinandersetzung mit dem Thema anhand eines Versuchs, erklärte das Kind den Zusammenhang von Schwingung und Ton dahingehend, dass das „Vibrieren“ den Ton erzeuge. Für das pädagogische Handeln von Elementar- und Primarpädagog*innen macht das deutlich, wie essenziell das handelnde Auseinandersetzen für aufbaufähige, fachlich tragfähige Vorstellungen ist. Die angeführten Versuche sind lediglich Beispiele für eine solche Auseinandersetzung, jedoch sicherlich nicht vollständig.

Die Aussagen der Kinder stammen aus leitfadengestützten Interviews. 26 Kinder zwischen 5 und 15 Jahren, 22 davon im Grundschulalter, stellten sich für Einzelinterviews (20-25 Minuten) zur Verfügung. Aufgrund der Corona-Maßnahmen war kein Klassenbesuch möglich, die Interviews wurden im Bekanntenkreis der Autorin geführt. Während der Gespräche wurden drei bis vier Versuche angeboten, die ein konkretes Befassen mit der Thematik ermöglichte und den Kindern das Sprechen über komplexe Phänomene erleichterte.

1 Hast du dir schon einmal Gedanken darüber gemacht, wie wir eigentlich hören?

Am Beginn des Interviews stand die Frage, ob sich das Kind überhaupt schon einmal Gedanken dazu gemacht hatte, wie das Hören funktioniert. Die meisten Kinder hatten darüber noch nicht nachgedacht, was nicht verwundert, ist das Hören ja ein unbewusster Prozess, der ständig läuft und sich auch nicht abschalten lässt.

Alle Kinder wussten, dass das Ohr das Sinnesorgan zum Hören ist, manche formulierten die Aufgabe der Ohrmuschel bzw. das Phänomen des Richtungshörens mit zwei Ohren.

Einige Kinder erläuterten die Funktion des Trommelfells. Daniel und Mia erklärten, dass der Höreindruck erst im Gehirn entstehe, hatten aber keine genaue Vorstellung davon, was davor passiert.

Einige Kinder: „Nein, darüber habe ich noch nicht nachgedacht. Die Ohren brauchen wir jedenfalls dazu.“

Daniel, 10 J.: „Das Ohr ist wie ein Trichter, der die Töne auffängt. Im Gehirn versteht man dann erst, was man hört.“

Marie, 8 J.: „Wir brauchen auch das Trommelfell, das ist im Ohr. Es filtert etwas heraus und leitet es ans Gehirn weiter.“

Lukas, 6 J.: „Das Trommelfell vibriert, so wie bei einer Trommel.“

Emma, 7 J.: „Wenn das Trommelfell platzt, dann hört man nicht mehr so gut.“

Mia, 8 J.: „Ja, das Gehirn arbeitet die Töne um in das, was wir dann hören. Ich glaube, das Gehirn macht erst den Ton. Wie der Ton davor aussieht, weiß ich aber nicht.“

Lisa, 8 J.: „Wenn wir nur ein Ohr hätten, könnten wir die Geräusche nur von einer Richtung hören.“

Unser auditorisches System besteht aus dem Außenohr, dem Mittelohr und dem Innenohr. Das Außenohr fängt den Schall auf und leitet die Schwingungen zum Trommelfell. Schallwellen lenken das Trommelfell aus, das die winzigen Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel) im Mittelohr in Schwingung versetzt (Wolf, 2012). Der Steigbügel berührt die Membran des ovalen Fensters und bringt diese zum Schwingen. Die Schwingungen erreichen das Innenohr (Bergmann & Schaefer, 2008). Die Hörschnecke (Cochlea) im Innenohr ist spiralig gewunden und enthält drei flüssigkeitsgefüllte, parallel verlaufende Kanäle, die an der Spitze miteinander verbunden sind. In einem dieser Kanäle befindet sich das Cortische Organ mit den äußeren und inneren Haarzellen. Die äußeren Haarzellen dienen der Verstärkung der Schallwellen. Sie verstärken bestimmte Frequenzen und dämpfen andere. Die inneren Haarzellen leisten die Umwandlung mechanischer Schwingungen in Nervenimpulse, die durch den Hörnerv an das Gehirn weitergeleitet werden (Bergmann & Schäfer, 2008). Die in Schwingung versetzte Flüssigkeit in der Cochlea verursacht entsprechende Bewegungen der feinen Strukturen auf der Oberfläche der Haarzellen. Diese wandeln die mechanischen Bewegungen in elektrische Signale um (Bear, Connors & Paradiso, 2018). Die elektrischen Impulse werden über die Hörnerven in das Gehirn zum auditiven Cortex weitergeleitet. Das Hörzentrum des Gehirns interpretiert die Informationen als akustisches Ereignis, z. B. Musik (Wolf, 2012).

2 Wie entstehen die Töne oder Geräusche?

Die nächste Interviewfrage zielte auf schon vorhandene Überlegungen der Kinder über die Entstehung von Geräuschen ab. Einige Kinder formulierten die Allgegenwärtigkeit von Geräuschen in der Natur. Paul und Daniel brachten den Begriff Schallwellen ein. Diese Schallwellen seien vergleichbar mit Wasserwellen, die etwas transportieren könnten, in diesem Fall Wörter.

Paul, 6 J.: „Töne entstehen aus den Schallwellen. Die machen den Ton. Schallwellen sind überall in der Natur.“

Emma, 7 J.: „Töne entstehen, wenn wir sprechen. Töne kommen auch von zwitschernden Vögeln, rauschenden Bächen, raschelnden Blättern.“

Jakob, 9 J.: „Das, was wir hören, ist eigentlich nur Luft.“

Daniel, 10 J.: „Töne entstehen durch Wellen. Beim Sprechen entstehen Schallwellen, dort drin sind die Wörter gefangen. Die Schallwellen nehmen die Wörter mit. Wenn sie dann beim Ohr wieder aufplatzen, dann hört man die Wörter.“

Die Ursache für Schall sind Schwingungen. Schallwellen sind hörbare Luftdruckschwankungen. Schallwellen entstehen, wenn Luftmoleküle in Schwingung versetzt werden. Es entsteht ein Wackeln – die Luftmoleküle wackeln– und dadurch ein Druckunterschied. Dieser Druckunterschied breitet sich in den Raum aus (Bear, Connors & Paradiso, 2018). Dabei werden nicht die Luftteilchen transportiert, sondern nur das Wackeln weitergegeben (Bergmann & Schaefer, 2008).

Im weiteren Verlauf des Interviews setzten sich die Kinder nun anhand von zwei Versuchen direkt damit auseinander, ob bzw. wie das sichtbare Wackeln (des Lineals oder der Gummibänder) mit dem hörbaren Geräusch zusammenhängen können.

2.1 Mit einem Lineal „Musik“ machen, geht das?

Zuerst überlegten die Kinder, ob man mit einem Lineal „Musik“, also verschiedene Geräusche, erzeugen kann.

Ja, das geht, waren die meisten Kinder überzeugt! Nur Hanna, 5 J. und Christina, 6 J. waren skeptisch. Der 8-jährige Tim beschrieb, dass man “mit allem Musik” machen könne. Zum Beispiel auch mit Papier, wenn man es zerreiße.

Wenn sie das selbst ausprobieren sollten, klopften die meisten Kinder auf den Tisch. Unterschiedliche Geräusche erzeugten sie, wenn sie entweder mit der Breitseite oder der Kante klopften. Dominik, 7 J. hatte noch eine andere Idee, wie man mit dem Lineal Musik machen kann: Er schwenkte es schnell durch die Luft, bis ein pfeifendes Geräusch entstand. Auch Lisa, 8 J. schwang das Lineal schnell in der Luft: „So mache ich ein Geräusch. Das ist die Luft, die schwingt.“

Eine weitere Möglichkeit, Geräusche zu erzeugen ist folgende: Das Lineal wird auf die Tischkante gelegt und gut festgedrückt. Das Linealstück, das über die Tischkante ragt, wird zum Wackeln gebracht.

Eine Schallquelle versetzt Luftmoleküle in Bewegung. Bei Musikinstrumenten schwingt bei der Tonentstehung zuerst eine Saite oder eine Membran. Wenn man zum Beispiel eine Gitarrensaite zupft, gerät die Saite in Schwingung (Bear, Connors & Paradiso, 2018). Das Klopfen auf den Tisch erzeugt ebenfalls Schwingungen, welche allerdings rasch abklingen und deshalb nur kurz zu hören sind.

2.2 Gibt es einen Zusammenhang zwischen Tonhöhe und Länge des Lineals?

Die Kinder probierten aus, wie das Lineal positioniert werden muss, um verschiedene Töne zu erzeugen. Die meisten Kinder brachten die Länge des Linealstückes, das über die Tischkante ragte, und die Tonhöhe miteinander in Zusammenhang. Die Schwingung wurde als eigenständiges Phänomen gesehen, das viele Kinder gleichzeitig mit dem Ton wahrnahmen. Auf Nachfrage der Interviewerin bestätigen die Kinder, dass die Schwingung und das Geräusch zusammenhängen könnten. Jonas, der den Begriff Schallwellen schon bei der Erzeugung von Tönen verwendet hatte, ohne genauere Erläuterung, konnte dann mithilfe des Versuchs genau erklären, dass das Schwingen des Lineals die Schallwellen erzeuge.

Für Dominik, 7 J., und Paul, 6 J., klingt ein langer Überstand hoch. Für Leon, 7 J., ist der Unterschied vor allem in der Lautstärke zu erkennen:

Hermann, 10 J.: „Wenn man das Lineal anschlägt, vibriert es. Ein langer Überstand vibriert langsamer, ein kurzer schneller.“

Tim, 8 J. beschreibt genau, was er sieht: „Das Lineal hüpft ganz schnell nach oben und unten. Bei einem langen Überstand ist die Schwingung am Anfang ziemlich groß. Bei kurzem Überstand ist das Schwingen kurz und klein.“

Jonas, 8 J.: „Die Schallwellen sind die Auf- und Abbewegung. Das Lineal macht mit seiner Schwingung die Schallwellen.“

Dominik, 7 J.: „Wenn das Lineal weiter über die Tischkante ragt, klingt es anders als ein kurzer Überstand.“

Sophia, 8 J.: „Mit langem Überstand klingt das Lineal tiefer, mit kurzem heller.“

2.3 Gibt es eine Verbindung zwischen der sichtbaren Schwingung und dem hörbaren Ton?

Manche Kinder sahen die Vibration und hörten das Geräusch gleichzeitig. Dominik sah zuerst das Schwingen des Lineals: „Das ist wie bei Blitz und Donner – zuerst schlägt der Blitz ein und danach hört man den Donner.“ Für ihn hingen das Vibrieren und der Ton nicht zusammen.

Hermann, 10 J. erkannte: „Das Vibrieren macht das Geräusch. Wenn ich nämlich den Finger darauf halte, stoppen das Vibrieren und das Geräusch. Das ist wie bei einer Gitarre.“

Paul, 6 J. konnte sich vorstellen, dass das Wackeln und der Ton irgendwie zusammenhängen: „Weil, wenn es sich bewegt, dann hört man auch gleichzeitig etwas.“

Daniel, 10 J.: „Das Schwingen und der Ton sind nicht ganz gleichzeitig. Zuerst braucht man die Schwingung, die den Ton erzeugt. Die Schwingung bewegt die Luft, die Luft macht dann die Töne.“

Christina, 6 J. und Marie, 8 J. hörten den Ton, bevor sie die Schwingung sahen.

Emma, 7 J. beschrieb einen Zusammenhang von Bewegung und Ton: „Wenn man das Lineal bewegt, kommt der Ton heraus. Die Bewegung macht das Geräusch. Sonst ist es ja nicht da.“

Tim, 8 J. erkannte: „Das Lineal muss sich bewegen, damit ein Ton kommt.“

Tobias, 11 J.: „Wenn sich etwas bewegt, zum Beispiel das Lineal, macht das Schallwellen und wir hören das.“

Einen Ton kann man mit einem Lineal erzeugen, indem man das eine Ende an der Tischkante festhält und das freie Ende anstößt. Je nach Länge des frei schwingenden Teils entsteht ein Ton mit unterschiedlicher Höhe. Die Schwingung der Linealspitze ist die Ursache für die Entstehung einer Schallwelle in der umgebenden Luft.

Für den Einsatz des Versuches im Unterricht vergleichen Sie bitte den Text von Thorsten Kosler in diesem Band.

2.4 Gummibandgitarre: Warum sind die Töne unterschiedlich?

Unterschiedlich lange Gummibänder werden parallel über einen schalenförmigen Gegenstand gespannt und angezupft.

Beim Spannen der Gummibänder über die Schale fiel den meisten Kindern die unterschiedliche Länge auf. Die Länge, manchmal auch die damit zusammenhängende Spannung der Gummibänder, war für die Mehrzahl der Kinder auch der Grund für unterschiedliche Tonhöhen. Auch hier war für einige Kinder die Handlung (das Anzupfen) die Ursache für Geräusche. Daniel hingegen formulierte, dass die Schwingung notwendig für die Erzeugung von Tönen sei.

Jakob, 9 J.: „Die Gummiringe sind nicht gleich lang und machen unterschiedliche Töne. Der längste Gummiring macht den tiefsten Ton, der kürzeste den höchsten.“

Daniel, 10 J.: „Das kürzeste Gummiband klingt am höchsten, weil die Spannung höher ist als bei den anderen. Ich sehe beim Zupfen eine Schwingung. Ich glaube, dass es die Schwingung braucht, um einen Ton zu erzeugen.“

Marie, 8 J.: „Das kürzeste Gummiband macht den höchsten Ton, es ist mehr gespannt. Ich sehe beim Zupfen, dass das Gummiband hochschnellt und das dann immer kleiner wird.“

Philipp, 7 J.: „Wenn ich ein Gummiband zupfe, dann vibriert es. Das Vibrieren ist unterschiedlich, ich glaube, das hängt mit der Dicke des Gummibandes zusammen.“

Laura, 9 J.: „Wenn ich die Gummiringe zupfe, entstehen Töne. Das Gummiband, das am schwersten dehnbar ist, macht den höchsten Ton.“

Luis, 7 J.: „Beim Zupfen der Gummiringe bemerke ich unterschiedliche Töne, heller und tiefer. Das hängt damit zusammen, dass die Gummiringe unterschiedlich stark gespannt sind.“

Lukas, 6 J.: „Das längste Gummiband hat am wenigsten Spannung und klingt am tiefsten. Wenn man zupft, sehe ich Vibrieren. Das Vibrieren wird in den Raum weitergeleitet. Das Vibrieren macht den Ton und das wird weitergeleitet. Wenn der Ton durch den Raum weitergeht, dann wird er immer kleiner und verschwindet.“

Mia, 8 J.: „Die Gummiringe sind unterschiedlich stark gespannt. Das lockere Gummiband klingt tiefer. Die Gummiringe vibrieren, wenn man sie zupft. Durch das Vibrieren entsteht eine Schallwelle, und diese hören wir.“

Noah, 9 J.: „Das größte Gummiband schwingt am längsten, wahrscheinlich, weil es eine nicht so feste Spannung hat. Es kann länger schwingen, weil es nicht so viel Kraft braucht.“

Martina, 8 J.: „Beim Zupfen der Gummiringe entstehen unterschiedliche Geräusche. Wahrscheinlich, weil die Gummiringe unterschiedlich lang sind.“

Die Saiten der Gummibandgitarre schwingen je nach Spannung (Länge) schneller oder langsamer. Höhere Frequenzen, also häufigeres Schwingen der Luftteilchen pro Sekunde, werden als höhere Töne wahrgenommen. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) angegeben. Menschen können Töne wahrnehmen, die etwa zwischen 20Hz (sehr tief) und 20.000Hz (sehr hoch) liegen (Bear, Connors & Paradiso, 2018).

Für den Einsatz des Versuches im Unterricht vergleichen Sie bitte den Text von Thorsten Kosler in diesem Band.

Die Thematik „Schallerzeugung“ bot den Kindern mit den Versuchen „Lineal“ und „Gummibandgitarre“ greifbare Erfahrungen. Durch die Interviewfragen wurden die Kinder zu gezielten Beobachtungen angeregt, die sie durch das konkrete Tun in Worte fassen konnten.

Das nächste Phänomen – die Schallweitergabe – ist noch abstrakter. Deshalb wurde den Kindern als Hilfe, ihre Gedanken auszudrücken, eine Abbildung einer Gitarre und eines Ohres angeboten. Zur Frage „Wie kommt der Ton von der Gitarre zum Ohr?“ konnten die Kinder ihre Vorstellungen dazu mittels zeichnerischer Darstellungen genauer erklären.

3 Wie funktioniert die Schallweitergabe?

Bisherige Erhebungen der Vorstellungen von Grundschulkindern (z. B. von Wulf & Euler, 1995) zeigen, dass sich die Mehrzahl der Kinder Töne in irgendeiner Art und Weise als materielle Objekte vorstellen. Diese seien zwar unsichtbar, nicht greifbar, bewegten sich aber im Raum.

Die Aussagen der Kinder bei den Interviews bestätigen die Ergebnisse von Wulf und Euler, zusätzlich sprachen einige Kinder von Wellen oder Schallwellen, die Töne transportieren würden. Auch die Luft als Übertragungsmedium wurde von Kindern thematisiert. Noah, 9 J. erklärte, dass das Schwingen Schallwellen erzeuge, die dann zum Ohr wanderten.

Hermann, 10 J.: „Klänge sind wie Wellen. Sie fliegen einfach in der Luft herum. Das Ohr ist wie ein Netz, das sie auffängt. Dann werden sie verarbeitet, so ähnlich wie beim Computer: Einfangen, Verarbeiten, Schicken.“

Paul, 6 J.: „Wenn ein Ton ins Ohr geht, dann bleibt ein Teil davon im Ohr drin. Töne gehen in alle Richtungen, auch dorthin, wo niemand zuhört.“

Jakob, 9 J.: „Töne brauchen die Luft, um zu unserem Ohr zu kommen.“

Daniel, 10 J.: „Die Töne werden durch die Luft übertragen. Der Wind, also die Luft, weht den Ton hin und her und dann fangen die Ohren den Ton wie ein Trichter auf.“

Philipp, 7 J.: „Wenn ein Geräusch weiter weg ist, dann brauchen die Schallwellen länger, deshalb ist es nicht so laut.“

Lisa, 8 J.: „Weil zwischen Gitarre und Ohr nichts ist, kann man die Töne hören. Wenn etwas dazwischen ist, kann man Geräusche nicht so gut hören.“

Lukas, 6 J.: „Der Ton geht durch den Raum weiter, dann wird er immer kleiner und verschwindet.“

Mia, 8 J.: „Das Gummiband vibriert und dann kommen Wellen zum Ohr. Die bleiben gleich groß. Die Wellen kommen bis zum Trommelfell und lassen es vibrieren. Dadurch entsteht der Ton. Die Schallwellen sind noch nicht der Ton. Die Schallwelle kann man nicht sehen, aber hören. Die Luft schwingt.“

Noah, 9 J.: „Es kann sein, dass wir das Schwingen hören. Das Schwingen erzeugt Schallwellen und die gehen ins Ohr.“

Mario, 8 J.: „Die Geräusche kommen mit Wellen ins Ohr. Die Wellen sehen aus wie im Meer, nur dass sie schneller beben.“

3.1 Wie kommen die Töne von z. B. der Gitarre zum Ohr?

Manche Kinder stellten Töne als wellige Linien dar, die entweder lediglich zu den Ohren gelangen, oder sich strahlenartig überhallhin in den Raum ausbreiten. Häufig erklärten die Kinder, dass die Töne aus dem Ohr auch wieder hinausgelangen müssten. Andere Kinder hatten offensichtlich schon Kontakt mit Darstellungen von Schallwellen gehabt und zeichneten diese entsprechend. Emma skizzierte die Töne als Musiknoten in verschiedenen Farben.

Die Kinder wurden nun zu ihren Vorstellungen zur Schallweitergabe im Vakuum, im Wasser und in Festkörpern befragt, die die Kinder verbal formulierten.

3.2 Kann man im Weltall eigentlich etwas hören? (Schallweitergabe im luftleeren Raum)

Die Notwendigkeit eines Mediums, das das Schwingen weitergeben kann, war für manche Kinder ersichtlich. Benjamin, 10 J.,  erklärte, dass im Weltall zwar keine Luft zu finden sei, aber andere Teilchen, die Schwingungen weitergeben könnten.

Hermann, 10 J.: „Im Weltall ist keine Luft, da kann man nichts hören. Weil es nicht weiterkann. Die Luft trägt das Geräusch.“

Paul, 6 J.: „Im Weltraum kann man nichts hören. Weil ohne Schallwellen kann man nichts hören. Und im Weltraum gibt es keine Schallwellen, weil die aus der Atmosphäre nicht raus können.“

Sophia, 8 J.: „Ob man im Weltall etwas hören kann, weiß ich nicht. Aber irgendetwas muss man ja hören. Laute Geräusche hört man wahrscheinlich nur ganz leise. Oder vielleicht noch lauter.“

Leon, 7 J.: „Im Weltall gibt es keine Luft, das heißt Vakuum. Ohne Luft gibt es keine Geräusche, also kann man im Weltall nichts hören.“

Emma, 7 J.: „Die fehlende Luft im Weltraum schwächt die Geräusche ein bisschen ab.“

Julia, 15 J.: „Im Weltall kann man nichts hören. Da sind keine Teilchen, die die nächsten Teilchen anschubsen können, weil Vakuum ist.“

Benjamin, 10 J.: „Im Weltall ist keine Luft, aber man kann etwas hören. Dort wird auch etwas zum Vibrieren gebracht, wie in der Luft und im Wasser. Im Weltall ist das, was wir ausatmen, oder was die Planeten erzeugen.“

Für Menschen ist es im Weltraum komplett still. Hörbarer Schall kann sich im Weltall, einem fast perfekten Vakuum, nicht ausbreiten (Pinter, 2019). Im Vakuum wird keine Schwingung übertragen. Schall benötigt ein Medium, um sich ausbreiten zu können. Auf der Erde passiert die Schallweitergabe über die Luftteilchen, die in Schwingung geraten und diese Schwingung weitergeben (Böschl, Ottlinger & Lange-Schubert, 2018).

3.3 Kann man unter Wasser etwas hören? (Schallweitergabe im Wasser)

Feste oder flüssige Medien wie Mauern oder Wasser erschwerten in der Vorstellung vieler Kinder die Ausbreitung von Schall. Gleich mehrere Kinder beschrieben, wie Schallwellen in Luftblasen eingeschlossen würden und so im Wasser transportiert werden könnten.

Hermann, 10 J.: „Wir Menschen können unter Wasser nicht hören, weil wir unsere Ohren (wie Fische, Haie und alles, was unter Wasser lebt) nicht angepasst haben. Im Wasser gibt es nichts, das die Vibration tragen kann.“

Paul, 6 J.: „Unter Wasser hört man Wellen, ein bisschen. Ein Ton kann auch unter Wasser zum Ohr gehen. Das funktioniert gleich gut, aber die Wasserwellen sind leiser.“

Jakob, 9 J.: „Im Wasser kann man nicht so gut hören, weil da keine Luft ist.“

Daniel, 10 J.: „Im Wasser kann man auch etwas hören. Wenn jemand unter Wasser spricht, werden die Wörter in Luftblasen gefangen. Wenn diese platzen, kann man die Wörter hören. In einer Luftblase haben aber keine langen Sätze Platz, dann versteht man nicht so viel. Man müsste unter Wasser beim Sprechen die Luftblase sehr groß machen, dann könnte man alles verstehen.“

Marie, 8 J.: „Unter Wasser kann man nicht so gut hören, weil die Schallwellen schwerer durchkommen.“

Leon, 7 J.: „Unter Wasser hört man nicht so gut. Da sind die Schallwellen in den Luftblasen drin. Die Luftblasen wandern im Wasser nach oben, und wenn sie zerplatzen, fliegt der Schall oben weiter.“

Tim, 8 J.: „Unter Wasser hört man nichts. Das Wasser ist nämlich so wie eine lange Mauer, da kommt der Schall nicht gut durch.“

Luis, 7 J.: „Unter Wasser hört man nichts, weil die Ohren mit Wasser gefüllt sind.“

Lukas, 6 J.: „Unter Wasser kann man die Töne sehen, wenn man spricht. Da sind Blasen und da ist der Ton drin. In den Blasen ist Luft drin, und Ton ist ja die Luft. Wenn die Blase platzt, dann hört man den Ton.“

Mia, 8 J.: „Wasser kann keine Schallwellen weitergeben, nur Luft kann das.“

Schall breitet sich unter Wasser ca. 4,5mal schneller aus als in der Luft. Das hängt in erster Linie mit der höheren Dichte des Wassers zusammen, und ist auch abhängig vom Salzgehalt sowie der Temperatur des Wassers (Böschl, Ottlinger & Lange-Schubert, 2018).

3.4 Manchmal hört man etwas durch eine dicke Tür oder Wand hindurch. Wie geht denn das? (Schallweitergabe durch Feststoffe)

Feststoffe wie eine Zimmerwand oder eine Tür konnten in der Vorstellung vieler Lernender nur durch das Schlüsselloch oder winzig kleiner Löcher in der Mauer Schallwellen weitergeben. Auch für Margarete, 13 J., die anfänglich fachlich richtig Schallwellen als wackelnde Luftteilchen beschrieb, war es unklar, wie Geräusche durch Mauern gelangen. Sie griff dann auf die Erklärung zurück, dass Töne durch den Türschlitz dringen.

Paul, 6 J.: „Manchmal hört man auch etwas vom anderen Raum, da kommen die Töne durch das Schlüsselloch durch.“

Philipp, 7 J.: „Töne können nicht durch eine Mauer hindurch, aber unter dem Türschlitz.“

Marie, 8 J.: „Töne gehen durch eine Mauer durch, es wird durch die Mauer weitergeleitet.“

Emma, 7 J.: „Geräusche können einfach durch die Tür gehen, wie ein Geist. Vielleicht sind sie durchsichtig und man kann sie nicht spüren und nicht sehen, aber sie gleiten einfach mit Lichtgeschwindigkeit durch die Tür durch.“

Tim, 8 J.: „Einen Ton kann man auch durch eine Wand hören, weil der Schall einfach so wie Luft ist. Der kann einfach überall durch. Aber irgendwann wird er sehr klein.“

Benjamin, 10 J.: „Durch Wände kann ein Ton gehen, wenn er lauter ist. Die Wand vibriert auch ein bisschen.“

Lukas, 6 J.: „Ein Geräusch kann eine Wand durchdringen. Der Ton ist ja so wie Luft. Er fließt da sozusagen durch und im anderen Raum verbreitet er sich wieder. Es wird immer weniger, wenn es durch die Wand geht.“

Noah, 9 J.: „Manchmal hört man Geräusche durch eine Wand. Da wird wahrscheinlich die Wand vibrieren. Das kann man nicht sehen.“

Martina, 8 J.: „Ein Ton kann vielleicht durch eine Wand gehen, weil er stark ist.“

Trifft Schall (also wackelnde Luftteilchen) auf eine Wand, geraten die Teilchen der Wand in Schwingung. Diese Schwingung (Körperschall) breitet sich in der Wand aus und bringt auf der anderen Seite wiederum Luftteilchen zum Wackeln (Grimm, 2018).

3.5 Warum bewegt sich der Ball auf der anderen Trommel, wenn du die leere Trommel anschlägst? Wackelt da etwas?

Eine gängige Vorstellung der Kinder war, dass sich nicht näher spezifizierte Schallwellen (mit Kraft ausgestattet) zwischen den Trommeln bewegten. Manchmal wurde die überall vorhandene Luft als notwendiges Medium für den Transport angesehen.

Einige Kinder, die auch im bisherigen Verlauf des Interviews das Prinzip einer Schallwelle, also das Weitergeben von Wackeln, beschrieben, fanden auch hier diese Erklärung passend.

Zwei Trommeln werden gegenüber aufgestellt. An der zweiten Trommel wird außenseitig ein leichter Ball an einer Schnur angebracht. Der Ball befindet sich damit mittig an der Trommelfläche. Nun wird die erste Trommel angeschlagen.

Hermann, 10 J.: „Der Schall geht zwischen den Trommeln durch und die Vibration wird weitergegeben. Der Schall lässt das andere Trommelfell vibrieren. Man kann die Vibration ein bisschen sehen.“

Dominik, 7 J.: „Da geht der Schall zwischen den Trommeln durch, dann wird das andere Trommelfell ein bisschen bewegt, und dann hüpft der Ball. Wenn ich kräftiger anschlage, fliegt der Ball weiter hoch. Das zweite Trommelfell bewegt sich auch ein bisschen, das machen die Schallwellen.“

Paul, 6 J.: „Die Schallwellen gehen zwischen den Trommeln durch, dann stoßen sie am anderen Trommelfell an, dann wird der Ball weggeschubst.“

Jakob, 9 J.: „Wenn ich die leere Trommel anschlage, schießt die Luft zur anderen Trommel. Die Luft drückt gegen das andere Trommelfell, wie wenn man draufschlagen würde. Wie bei einer Kettenreaktion fliegt das letzte immer am meisten – hier fliegt der Ball von der Trommel weg.“

Jonas, 8 J.: „Schallwellen machen das. Die Schallwellen sind so stark, dass sie den Ball bewegen.“

Marie, 8 J.: „Ich mache einen Ton, wenn ich die Trommel anschlage. Der Ton geht dann zwischen den Trommeln durch, prallt bei der anderen Trommel ab und schubst den Ball an.“

Leon, 7 J.: „Die Schallwellen drücken den Ball weg. Die Schallwellen kommen irgendwie zwischen den Trommeln durch, vielleicht durch Mikrolöcher. Wenn ich genau schaue, sehe ich, dass das Trommelfell ein bisschen schwingt. Die Schallwellen gehen von einem Trommelfell zum anderen, dann schubsen sie den Ball an. Das geht nicht ohne Trommelfell, denn das nimmt die Schallwellen auf.“

Tim, 8 J.: „Zwischen den Trommeln ist Luft. Die Luft trägt den Schall zur zweiten Trommel, der Schall berührt das Trommelfell und bringt es in Schwingung. Die Schwingung wird mit der Luft weitergetragen, das schwingt dann auch, sodass der Ball weghüpft. Die Schwingung und der Schall sind so wie allerbeste Freunde.“

Benjamin, 10 J.: „Wenn der Ton lauter ist (wenn ich stärker anschlage), sind die Wellen größer. Die Wellen stoßen gegen die Trommel, dann vibriert das Trommelfell und das bringt den Ball zum Vibrieren.“

Mario, 8 J.: „Die (Schall)welle kommt zum Ball und treibt ihn an. Man kann die Schwingung, anders als bei der Gummigitarre, nicht sehen, aber man kann sie spüren. Und man kann sie aufhalten, indem man etwas dazwischen hält (Buch zwischen die Trommeln). Man kann noch eine ganz leichte Schwingung des Balls sehen, mit dem Buch zwischen den Trommeln. Weil die Wellen vielleicht von der Seite noch reinkommen können.“

Die wackelnden Luftteilchen, die durch die angeschlagene Trommelmembran in Schwingung versetzt werden, geben die Schwingung weiter bis zur anderen Trommelmembran. Diese wird in Schwingung versetzt und gibt die Schwingung an den Ball weiter.

Für den Einsatz des Versuches im Unterricht vergleichen Sie bitte den Text von Thorsten Kosler in diesem Band.

Die Aussagen der Kinder stammen aus leitfadengestützten Interviews nach Niebert und Gropengießer (2014). 26 Kinder zwischen 5 und 15 Jahren, 22 davon im Volksschulalter, stellten sich für Einzelinterviews (20-25 Min.) zur Verfügung. Die Gespräche wurden aufgenommen und anonymisiert. Im Anschluss erfolgte eine inhaltlich-semantische Transkription nach Dresing und Pehl (2018). Die Interviews wurden phänomenografisch analysiert (Marton & Booth, 1997).

Animiertes Modell einer Schallwelle

[Video; eduaktive Animation]

Pädagogische Hochschule Tirol (2023).

Hörtext

(Wie) kannst du mich hören?
[Hörtext; eduaktive Animation]
Pädagogische Hochschule Tirol (2023).

Tim kommt aufgeregt von einem Unterrichtstag im Wald nach Hause. Sie haben Fledermaus und Nachtfalter gespielt – mit verbundenen Augen! Daraus entwickelt sich ein Gespräch über das Hören, zu dem schließlich auch eine Expertin geladen wird.

Die Kindervorstellungen zum Hören in diesem Hörspiel sind Ergebnisse eines Forschungsprojektes an der PHT – präsentiert als Gespräch zwischen Kindern und Erwachsenen.

Tim – 8J Daniel – 10J (Tims Bruder) Markus – Tims Vater) Mia – 9J (Nachbarin) Hanna – 7J (Mias Schwester) Walli – (Expertin) Sprecher

Theodor Xaver Bloch Mark Rehm Rita Pichler Lotta Seeber Waltraud Rehm Günther Laimböck

Zum Weiterlesen:

• Bergmann, L., Schaefer, C. (2008). Lehrbuch der Experimentalphysik. 1. Mechanik – Akustik – Wärme. De Gruyter.
• Böschl, F., Ottlinger, T. & Lange-Schubert, K. (2018). Phänomene der lebenden und nicht lebenden Natur erforschen: Sinne, Optik, Akustik – Schülervorstellungen. In M. Adamina, K. Kübler, S.  Bietenhard & E. Engeli (Hrsg.), Wie ich mir das denke und vorstelle…Vorstellungen von Schülerinnen und Schülern zu Lerngegenständen des Sachunterrichts und des Fachbereichs Natur, Mensch, Gesellschaft, (S. 121-138). Klinkhardt.
• Evers, M. (31. Dezember 2021). Schallausbreitung. Physikunterricht-Online.de. https://physikunterricht-online.de/jahrgang-7/schallausbreitung/
• Joachim Herz Stiftung. (o. D.). Grundwissen Schallgeschwindigkeit. LEIFIphysik. https://www.leifiphysik.de/akustik/schallgeschwindigkeit/grundwissen/schallgeschwindigkeit
• Monyk, C., & Kaiblinger, G. (2013): Physik für alle. 2. Klasse. Olympe.
• Schwendinger, D. (2017). Schülervorstellungen zum Thema Schall [Diplomarbeit, Universität Wien].
• Wolf, C. (27. Juli 2012). Hören – Mehr als nur Schall und Schwingung. dasgehirn.info.
  https://www.dasgehirn.info/wahrnehmen/hoeren/hoeren-mehr-als-nur-schall-und-schwingung
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Praxisanregungen, Experimente mit Kindern

finden Sie bei der Stiftung Haus der kleinen Forscher auf: https://www.haus-der-kleinen-forscher.de/de/praxisanregungen/experimente-fuer-kinder

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