Unterrichtsreihe
Umweltverschmutzung und Daten
Deine Schüler*innen erforschen den öffentlichen Raum in ihrer unmittelbaren Umgebung und erheben selbstständig Umweltdaten. Sie legen dabei einen besonderen Fokus auf den Einfluss von Autos und entwickeln eigene Ideen, um die Lebensqualität im öffentlichen Raum zu verbessern.
Mit Calliope mini und senseBox lernen deine Schüler*innen eigene Messdaten zu erheben und werden so für die Bedeutung unabhängiger Daten sensibilisiert. Außerdem können deine Schüler*innen die Wirksamkeit der von ihnen entwickelten Verbesserungsvorschläge mit Hilfe ihrer Messdaten selbstständig überprüfen.
Diese Lernreise kombiniert das Thema Datenerhebung im öffentlichen Raum und Interventionen, mit den Tüfteltechnologien Calliope Mini und SenseBox. Damit arbeitest du an Ziel 11 der globalen Nachhaltigkeitsziele: Nachhaltige Städte und Gemeinden. Im Folgenden erhältst du:
- Kreative Ideen, um fächerverbindend und projekbasiert digitale Bildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung in deinem Unterricht zu verankern
- Sieben Unterrichtseinheiten (90 – 180+ min) mit beispielhaften Unterrichtsabläufen, Arbeitsvorlagen, Material- und Methodenhinweisen
- Video Tutorials zur Einführung von Calliope Mini & SenseBox
Übersicht der Einheiten
Deine Schüler*innen
- erforschen den öffentlichen Raum in der Umgebung ihrer Schule durch Beobachtungen, Interviews und das Erheben eigener Messdaten
- lernen die digitalen Werkzeuge Calliope mini und senseBox kennen, bauen ein digitales Messinstrument und erheben eigene Umweltdaten
- entwickeln und testen eigene Ideen, um das Umweltverhalten anderer Personen zu beeinflussen
- teilen die wichtigsten Erkenntnisse ihrer Messungen und Verbesserungsvorschläge
Du benötigst:
- Calliope Mini (1x pro 2er Team)
- SenseBox (1x pro Klasse)
- Computer oder Laptops entsprechend der Anzahl der Messinstrumente
- WLAN
- Feinstaubsensor
- ggf. SD-Karte
- ggf. senseBox Solarset oder LiPo-Batterien
- NEPO Editor für die Programmierung des Calliope mini.
- Browserbasierte Progammieroberfläche Blockly für die senseBox.
- Post-its (2 Blöcke pro Gruppe)
- Stifte
- Bastelmaterialien für die Intervention (Papier, Stifte, Schere, Heißklebepistole etc.)
Die aufgeführten Kompetenzbereiche orientieren sich an den Vorgaben Kompetenzen in der digitalen Welt der Kultusministerkonferenz.
Das Digital Literacy Lab ist ein Gemeinschaftsprojekt von Junge Tüflter, Education Innovation Lab und TüftelAkademie – drei Organisationen, die Nachhaltigkeit und digitale Bildung fest an Schulen verankern möchten.
Weitere Informationen findest du auf unserer Projektwebsite.
2. Calliope mini und senseBox kennenlernen
Lernziele
- Deine Schüler*innen lernen die Funktionsweisen des Calliope mini und der Programmieroberfläche NEPO kennen.
- Deine Schüler*innen erkunden und verstehen die senseBox und Blockly für senseBox.
- Deine Schüler*innen erforschen die Sensoren der digitalen Messwerkzeuge (senseBox und Calliope mini).
Zentrale Fragen
- Was ist ein Algorithmus?
- Was können die Messgeräte senseBox und Calliope mini leisten und welche Messdaten können sie erheben?
- Wie können der Calliope mini und die senseBox programmiert werden?
Beispielhafter Ablauf
⏰ Dauer: ca. 90-135 min
1. Aufwärmspiel zu analogem Programmieren durchführen (ca. 30 – 40 min)
Das Roboter Labyrinth bieten einen spannenden Einstieg in das Thema Programmieren. Durch dieses analoge Programmierspiel lernen die Schüler*innen spielerisch Algorithmen kennen und gestalten ihren ersten Code.
2. Calliope mini als Messgerät für Umweltdaten nutzen (ca. 45 min)
Die Schüler*innen erarbeiten sich in Zweier-Teams mit Hilfe der Calliope mini-Lernkarten die Funktionsweise des Mikrocontrollers und erforschen die Oberfläche und Programmierbefehle des blockbasierten Editors NEPO (>> Link siehe Materialhinweise). Zu Beginn werden spielerisch einfache Programme geschrieben z.B. Herzschlag, Namensschild oder Kipplicht. Danach können die Schüler*innen eigene Umweltdaten mit Calliope mini messen, zum Beispiel die Temperatur oder Lichtintensität.
3. SenseBox aufbauen und einfache Messungen vornehmen (ca. 45-60 min)
Im nächsten Schritt können die Schüler und Schülerinnen eigenständig die senseBox aufbauen und programmieren, um weitere Messdaten zu erheben. In Zweier-Teams können die Schüler und Schülerinnen mit Hilfe der sensebox-Lernkarten 1-10 erste Programme schreiben und auf die senseBox MCU/Platine übertragen. Danach können die Schüler*innen erste Umweltmessdaten erheben, wie zum Beispiel eine Luftdruck- oder Temperaturmessung im Klassenraum.
Hinweis
Beide Editoren, NEPO und Blockly für senseBox, sind browserbasiert. Das bedeutet, dass eine stabile Internetverbindung Voraussetzung für die Nutzung der Editoren ist. Am besten die Editoren vorher testen bzw. für das Schulnetzwerk freischalten, damit die Schüler und Schülerinnen sie während des Unterrichts problemlos aufrufen können.