Inspiration

2016 begab sich das Initiatorenteam um Prof. Klaus-Uwe Gollmer (Umwelt-Campus Birkenfeld der HS Trier) und Maker Guido Burger auf die etwas andere Reise in die Welt des Internet der Dinge. Das Internet of Things (IoT) ist die Grundlage allgegenwärtige Digitalisierungsbestrebungen, wie Industrie 4.0, SmartGrid (Energienetze), SmartCity (Mobiliät, Logistik, Luftqualität) und SmartHome (Alexa, Siri und Co.). Wie können wir unsere Jugend schon möglichst früh in der Schule für die Möglichkeiten der digitalen Welt begeistern - konstruktiv aber immer auch kritisch?

Dazu entwickelten wir das Konzept der "IoT-Werkstatt". Ein Hackathon-Format für Schüler:innen, welches einerseits einen barrierenfreien Zugang zur Technologie des IoT und gleichzeitig einen kreativen Freiraum für neue Ideen und eine individuelle Story schafft. Daraus ist eine deutschlandweite (siehe Karte in der Gallerie) Graswurzelbewegung entstanden. Mit dem anfassbaren Ding aus der realen Welt verknüpft IoT die Möglichkeiten des Internets mit der persönlichen Erlebenswelt eines jeden Einzelnen. Unsere Erfahrungen aus vielen individuellen Projekten zeigen uns, dass Mädchen und Jungen das IoT als Werkzeug zur Umsetzung ihrer eigenen Projekte begeistert nutzen und so spielerisch einfach wichtige Kompetenzen erwerben. Nur durch die flexible Möglichkeit, jenseits der ausgetretenen Pfade auch eigene Ideen zu realisieren, schaffen wir es, die Jugend und die Gesellschaft auch mitzunehmen auf die Reise in die digitale Zukunft.

In der Pandemie zeigte sich nun die Stärke dieser innovativen IoT-Plattform. Durch etablierte technologische Netzwerke und Zugang zum Bildungssystem (Teil der BMBF-MINT-Allianz) konnte die IoT-Werkstatt schon Mitte des letzten Jahres einen Bauplan für eine CO2-Ampel vorstellen, welche Schüler:innen und Lehrkräfte in der Schule selber zusammenbauen können.

What it does

Sicheres Lüften ist ein Weg aus der Pandemie, in der Schule, im Laden, in der Kneipe, auf Events. Wenn wir die potentiell infektiösen Aerosole reduzieren können, gewinnen wir Sicherheit und unseren gewohnten Alltag zurück. Genau dabei hilft die CO2-Ampel: Sie detektiert CO2 aus der Ausatemluft als Marker für die potentiell infektiösen Aerosole und gibt so wichtige Hinweise für die Lüftung. CO2-Ampeln gehören seit Jahren zur enablierten Profi-Messtechnik, um die Raumluftqualität in Innenräumen zu beurteilen und sind als solche auch kommerziell verfügbar. Unser Ziel ist es ausdrücklich nicht, der Ampel-Industrie Konkurrenz zu machen. Wir wollen vielmehr die MINT-Hintergründe zu COVID-19 vermitteln und zeigen, wie das Digitalisierungsthema IoT einen Beitrag für eine gemeinwohlorientierte Zukunft liefern kann. Deshalb ist das Mitmachen der Kern unserer Initiative. Die Schüler:innen lernen gemeinsam mit den Lehrkräften, was Aerosole sind, wie man sie sichtbar macht, warum man eine Maske tragen muss und vor allem wie man sicher lüftet. Damit ist die CO2-Ampel eine scharfe, digitale Waffe gegen die Pandemie und verbreitet sich bereits wie ein Lauffeuer in Deutschland. Die offene Dokumentation und der spielerische Zugang zur Technologie sind der Kern des Erfolges.

Aber dies ist nur ein erfolgreiches Beispiel von hunderten, das zeigt, was die IoT-Werkstatt leisten kann. Für und mit der Gesellschaft. Sie trägt dazu bei, dass lebenslanges Lernen Spaß macht (Anwendung und Nutzen stehen im Mittelpunkt und werden schnell umgesetzt), senk Hürden (man muss nicht programmieren können, kann seine jeweiligen Stärken einbringen), spielt heute schon "disruptive" in der Schule (schafft Freiräume und vernetzt Player), ist seit 2016 erprobt, ist quelloffen und kann auch in Schulen genutzt werden, die technologisch nicht auf dem besten Stand sind (z. B. kein WLAN, etc). Aber das Wichtigste daran ist das Feedback und die Begeisterung der Jugendlichen, die uns in unserer ehrenamtlichen Tätigkeit die Energie gibt, das Projekt zu treiben.

How we built it

Wir haben, weltweit als eine der ersten, eine quelloffene DIY-CO2-Ampel entwickelt. Sie sammelt und analysiert Sensordaten - online und offline, sie ist erprobt. Aber hier fangen wir erst richtig an: MINT in den Schulen bekommt eine echte Aufgabe. Wir lernen, was Aerosole sind, bauen Algorithmen, verstehen Digitalisierung und vertrauen unserer selbstgebauten Technik. Aber unsere IoT-Werkstatt kann noch mehr! Nebenbei verwenden wir das Internet zur Visualisierung und Datenspeicherung, lernen viel über verteilte Systeme, digitale Plattformen und OpenData. Zusätzlich können wir mit der CO2-Ampel auch andere Umweltgase, Feinstaub und die Anzahl der Leute im Raum zählen (Datenschutz konform). Dem Forschungsdrang der Nutzer sind praktisch keine Grenzen gesetzt, der in einer grafischen Programmiersprache formulierte Algorithmus unserer Blaupause ist transparent und jederzeit einfach erweiterbar.

Die IoT-Werkstatt propagiert Design-Thinking und fast-fails. Schnell und iterative werden Bausteine zusammen gesetzt und die Community einbezogen (Student:innen, Lehrer:innen, Eltern Coaches, Expert:innen für OER, etc). Aber auch die Werkstatt als Graswurzelprojekt der Maker-Szene entwickelt sich permanent weiter und nimmt neue Themen auf. In der Pandemie bauen wir Beatmungsgeräte (im #WirVsVirus Hackathon) oder eben in Lichtgeschwindigkeit ein Konzept für die CO2 Ampel - immer geleitet von Offenheit aber auch wissenschaftlichem Fundament, gepaart mit "einfach machen"- make IT now. Deutschland brauch digitale Tüftler:innen.

Unser Konzept der IoT-Werkstatt funktioniert auch in der Pandemie. So konnten wir Hackathons virtuell abhalten, mit der Community in Kontakt bleiben, aber auch schnell, unter Einhaltung der jeweils aktuellen Regeln, mit der Schüler:innen zusammen arbeiten. Online Seminare und online Learning komplettieren die IoT-Werkstatt. Ebenso wie Konzepte zum Lernen in der eigenen Geschwindigkeit. Wir definieren eine Challenge und stellen Lernmaterialien zur Verfügung, die Schüler:innen können dann im eigenem Temp, unterstützt von Coaches ihre Projekte umsetzen in Präsenz oder Remote.

Challenges we ran into

Wir haben die erste skalierbare Blaupause für CO2-Ampeln in Schulen geschaffen und unterstützen damit die Stärkung von MINT in der Gesellschaft. Eltern oder Lehrkräfte bauen gemeinsam mit den Schüler:innen. Senioren und ältere Schüler bauen Ampeln für Grundschulen oder Kitas, sind stolz darauf, die Technologie zu verstehen und etwas für die Gesellschaft zu leisten.

ABER wir stellen fest wie schwer es ist diese Dynamik als Graswurzel in den Schulen zu etablieren, wir haben vielleicht ein Promille der Schulen erreicht, erste Förderprogramm sind für unser Konzept zugänglich: so können z. B. Schulen in BW explizit einen CO2-Ampel Bausatz fördern lassen, die Lehrerfortbildung hat unsere Blaupause aufgenommen - aber uns kennt niemand. Auch ist es Zeit für nachhaltige Strukturen da Support und Weiterentwicklung immer aufwendiger werden.

Accomplishments that we're proud of

Wir konnten seit 2016 zeigen dass, das Konzept funktioniert. Tausende Schüler:innen und Lehrkräfte konnten bereits die Werkstatt erleben und ihre Ideen im Internet der Dinge, der Basis für digitale, gesellschaftliche Lösungen umsetzen.

Lehrerfortbildung BW: link CoverPage Make: link (barrierefreier Artikel) im Förderkatalog vom KM BW: link Teil der MINT-Allianz: link

What we learned

Das Bildungssystem benötigt Impluse von aussen, für ein lebenslanges Lernen, Freiräume und vor allem der Ausbildung zum Mitgestaltung unsere digitalen Zukunft - um sie nicht den amerikanischen oder chinesischen Konzernen zu überlassen. Wir brauchen mehr Geschwindigkeit um gestärkt aus der Krise heraus zukommen! Wir brauchen für solche Graswurzeln mehr Unterstützung, um die Ideen auf nachhaltige Beine zu stellen. Und Sichtbarkeit in der Politik. Nicht als Leuchtturm. Leuchttürme stehen unerreichbar auf einer Insel, sondern als "macht da mit!, traut euch!, ihr dürft das!" ... lasst uns Grenzen sprengen und Neues wagen - ja es funktioniert!

What's next for IoT Werkstatt - co2ampel.org

Nachhaltigkeit, digitale Innovation ... oder eben auch digitale Helferlein wie die CO2-Ampel in der Pandemie. Wir müssen uns fit machen für die Zukunft - Internet der Dinge und Algorithmen - wie gestaltet man diese, CO2-Emissionen reduzieren, wann verbrauche ich welchen Strom, wie sieht das mit dem Klimawandel aus, welche Möglichkeiten bietet IoT, die Klimafolgen zu beherrschen? Entsprechende Mitmach-Projekte finden sich als ausgearbeitete Blaupausen auf unserer Homepage. Dieses Blaupausen der IoT-Klimawerkstatt hätten wir 2020 als Exponat auf der Woche der Umwelt beim Bundespräsidenten präsentieren wollen. Leider wurde die Veranstaltung aufgrund der Pandemie verschoben.

Homepage der IoT Werkstatt: link

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