Schüler*innen erkundeten „Prinzipien der digitalen Welt“

 Die Schüler*innen haben abwechselnd Wissenswertes in einer Präsentation erfahren und sich mit einer Übung zu diesen Themen beschäftigt: 
 
„Daten“:

• Wissenswertes: Was sind Daten und Information? Wie kann man Daten erheben (über Sensoren, Beobachtung, etc.), verarbeiten (z.B. sortieren, fehlerhafte Daten entfernen, in ein einheitliches Format wie eine Tabelle bringen, etc.) und analysieren (z.B. in einem Diagramm einordnen und Zusammenhänge erkennen, wie das bei einer Wettervorhersage oder bei Videoempfehlungen in sozialen Medien ist)?
• Übung: Die Schüler*innen gehen begleitet zu einem nahegelegenen Parkplatz und sammeln Daten über die Autos, z.B. Farbe, Antriebsart, Automarke, Modell oder Karosserietyp. Anschließend beantworten sie Fragen zu den gesammelten Daten, wie die häufigste Farbe, Rückschlüsse auf Verdienst der Fahrer*innen, Rückschlüsse auf Wohn-, Arbeits- oder Freizeitort. 
   

„Vernetzung / Internet of Things": 

• Wissenswertes: Was ist IoT? Was heißt Vernetzung zwischen verschiedenen Geräten? Arten der Datenübertragung (kabelgebunden, kabellos), Übersicht über verschiedene Kommunikationsprotokolle (Bluetooth, 4G/5G, LoRaWAN, etc.)
• Übung: Zettel mit verschiedenen Symbolen von Geräten und Gegenständen sind ausgelegt, z.B. Wecker, Toaster, Flugzeug, Smartphone, Roboter. Schüler*innen entwickeln eigene Szenarien/Geschichten rund um diese Zettel, welche Geräte wie zu welchem Zweck verbunden sind. Erarbeitetes Beispiel: Ein Hund ist mit einem GPS-Gerät und einem Pieper ausgestattet. Beide Geräte sind mit dem Smartphone über WLAN und das Mobilfunknetz verbunden. Wenn der Hund sich zu weit vom dem Smartphone des Besitzers entfernt, fragt das Smartphone nach der GPS-Position vom GPS-Gerät und zeigt die Position an. Außerdem schickt das Smartphone ein Signal an den Pieper, sodass man den Hund leichter finden kann. 
   

„Automatisierung und KI“:

• Wissenswertes: Was ist Automatisierung? Was sind eingebettete Systeme, womit Geräte automatisch Dinge tun können und "smart" werden? Was ist Künstliche Intelligenz, Maschinelles Lernen und Deep Learning? Wie lernt eine KI (überwacht, unüberwacht)?
• Übung: Schüler*innen sortieren unterschiedlich große und farbige Kugeln in von ihnen erdachte Gruppen. Danach erstellen sie mit Hilfe von „Google Teachable Machine“ eine eigene künstliche Intelligenz, die Kugeln anhand ihrer Farben unterscheiden kann. Dafür wurden fertige Bilder von roten und gelben Kugeln an „Google Teachable Machine“ übermittelt und per Knopfdruck die künstliche Intelligenz auf diese Bilder trainiert. Als Ergebnis konnte die KI rote Kugeln von gelben Kugeln unterscheiden. Als Zusatzaufgabe haben die Schüler*innen dieselbe KI eigenständig mit Bildern von gelben Drähten trainiert, sodass sie gelbe Drähte von gelben und roten Kugeln unterscheiden konnte. 
   

Nach den Stationen und einer Mittagspause haben die Schüler*innen einen Escape Room durchgespielt. 

Die Schüler*innen erfuhren zum Auftakt Wissenswertes zu Algorithmen, also Schritt-für-Schritt-Anleitungen. In einer dazugehörigen Übung navigierten sie virtuelle Roboter durch Minecraft-Labyrinthe. Dann folgte die Einführung in die „senseBox“, ein Umweltmesssystem mit ansteckbaren Sensoren und Displays, das mit Hilfe einer Programmiersprache gesteuert wird; als Übung wurden bereitgestellte „senseBoxen“ zu einer Umweltmessstation umgebaut. 
 
Als Abschlussaufgabe galt es, ein automatisiertes Gewächshaus zu bauen und zu programmieren. Dafür wurde eine große Plastikbox genommen und darin Pflanzen wie Tomaten oder Radieschen gezüchtet. Auf der Innenseite der Box wurden Sensoren und Geräte der „senseBox“ wie Luftfeuchtigkeitssensor, Bodenfeuchtigkeitssensor, Helligkeitssensor und eine steuerbare LED befestigt. Verbunden war die „senseBox“ mit einer kleinen Wasserpumpe, die sich in einem Wassereimer befand. Sie war über einen Wasserschlauch mit dem Gewächshaus verbunden. Die Sensoren waren per Kabel mit der außerhalb der Box liegenden „senseBox“ verbunden. Per blockbasierter Programmiersprache wurden die Sensorwerte erfasst und auf einem Display angezeigt. Außerdem sollte die „senseBox“ folgendes tun:

• Wenn die Bodenfeuchtigkeit zu niedrig ist, wird die Wasserpumpe für kurze Zeit eingeschaltet und das Gewächshaus bewässert.
• Wenn die Helligkeit zu niedrig ist, schaltet sich die LED ein.
• Wenn die Helligkeit zu hoch ist, schaltet sich die LED aus.