Wie schafft man es, Sprachnachrichten per Handy zu verschicken bzw. Musikclips am Personal Computer wiederzugeben – kurz: Sprache und Musik zu digitalisieren?
Dieser Frage wollen Oberstufenschüler des musischen, neusprachlichen und naturwissenschaftlich-technologischen Gymnasiums in Niederalteich in ihrem Pflichtseminar „Grundlagen der digitalen Verarbeitung von Sprache und Musik“ nachgehen.
Eine wichtige Aufgabe der Schüler in diesem Projekt ist, die Kopplung zwischen mathematischen Strukturen und Zusammenhänge mit denen der Informatik herauszuarbeiten, um so themenrelevante technologische Entwicklungen erklärbar zu machen. Dabei übernimmt die Seminarleiterin und Lehrerin am St.-Gotthard- Gymnasium, Dipl.-Math. Isolde Mazzucco, die Aufbereitung der mathematischen Themenbereiche. Für den Einblick in die Informatik konnte mit Prof. Dr. Bösnecker, Professor der Fakultät Elektrotechnik, Medientechnik und Informatik der Technischen Hochschule in Deggendorf, ein Experte auf dem Gebiet der Digitaltechnik und Signalverarbeitung gewonnen werden.
„Computer kennen keine Buchstaben und kennen keine Musiknoten – Computer kennen nur Bits und Bytes.“ Mit diesen Worten umrahmte Prof. Bösnecker seine beiden Impulsvorträge am 25.10.2019 am St.-Gotthard-Gymnasium und verdeutlichte in seinen Ausführungen sehr verständlich und schülernah, welche Strukturen, Maßeinheiten und Code-Systeme in der Digitaltechnik für die Verarbeitung von Sprache und Musik eine Rolle spielen. Mit seiner sehr anschaulichen Analyse des Wortes „digital“ schaffte er es, die mehr als 30 interessierten Zuhörer der Oberstufe zu begeistern und den Pflichtkandidaten einen gelungenen Einstieg in die Informatik zu vermitteln. Die Schüler hörten von „Moving Average Algorithmen“ zur Entwicklung von Tief – und Hochpassfiltern sowie LTI-Systemen zur Berechnung sog. Bandmassfilter in der Musik. Sie erfuhren, wie schnell mittels derartiger Filter auch eine Manipulation am Instrument „Stimme“ (also Sprache) vorgenommen werden kann. Mit kurzen Hinweisen auf periodische Funktionen und Abbildungen sowie dem sog. Dirac’schen Impuls machte Prof. Bösnecker auf die Bedeutung der zugrundeliegenden Mathematik aufmerksam. „Wo bist Du bei diesen technologischen Entwicklungen des 21. Jahrhunderts?“ Mit dieser nachhaltigen Frage wurden die faszinierten Oberstufenschüler, die sich nun beeindruckt und hochmotiviert auf die Suche nach ihrer eigenen „Forschungsfrage“ begeben, in die Herbstferien entlassen.
Dieses vielversprechenden Projekt des MINT-EC Gymnasium aus Niederalteich und der Technischen Hochschule in Deggendorf will Schüler und Schülerinnen schon früh auf die modernen digitalen Entwicklungen aufmerksam machen, für eine aktive Mitarbeit daran begeistern und Wege in zukunftsorientierte MINT Berufe aufzeigen.
