ESB Business School Reutlingen University

Interaktive Rollenspiele: Den Klimawandel in die Klasse holen
Die Stimmung ist aufgeheizt. Fünfzig Schülerinnen und Schüler diskutieren lautstark, gestikulieren wild und verhandeln konzentriert, während sie versuchen, den Temperaturanstieg bis 2100 auf unter 2 °C zu beschränken – und dabei gleichzeitig die Interessen ihrer Länder oder Lobbygruppen zu berücksichtigen.

Hier wird die World Climate Simulation oder die Climate Action Simulation gespielt, simulationsbasierte Rollenspiele der UN-Klimaverhandlungen auf Basis des von der amerikanischen Denkfabrik Climate Interactive und der MIT Sloan Sustainability Initiative entwickelten Klimasimulators C-ROADS und Klima-Energiesimulators En-ROADS. Die Vorschläge zur Temperaturbegrenzung werden in die Simulationsmodelle eingegeben, weshalb Teilnehmende sofort die Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf das Klima sehen können. Beide Simulationsmodelle basieren auf den besten wissenschaftlichen Kenntnissen und werden von politischen und unternehmerischen Entscheidungsträgern weltweit genutzt – ein Aspekt, der für Schülerinnen und Schüler besonders interessant ist.

In einer weltweit durchgeführten Studie mit 2.000 Teilnehmern konnte gezeigt werden, dass bei 81 % der Teilnehmenden an den Simulationen die Motivation zur Bekämpfung der globalen Erwärmung steigt. Der Ansatz basiert auf der durch Studien untermauerten Erkenntnis, dass das reine Zeigen von Forschungsergebnissen keine ausreichende Wirkung hat. Die World Climate und die Climate Action Simulationen wirken hingegen, weil es den Menschen ermöglicht, ihre eigenen Ansichten zu äußern, ihre eigenen Vorschläge zu ergründen und so für sich selbst zu lernen.

In dem interaktiven Workshop werden die beiden Klimasimulationsmodelle vorgestellt und skizziert, welche Möglichkeiten zur Anwendung im Klassenraum zur Verfügung stehen: simulationsbasierte Rollenspiele World Climate und Climate Action Simulation, En-ROADS Workshop, Aufgabenbearbeitung.

Seit dem Jahr 2015 haben mehr als 93.000 Menschen in 94 Ländern an mehr als 2.400 Simulationen mit World Climate und En-ROADS teilgenommen. Das Kultusministerium Baden-Württemberg unterstützt die Nutzung von World Climate in Schulen.

Climate Interactive

• Climate Interactive: www.climateinteractive.org

Simulationsmodelle

• C-ROADS: https://www.climateinteractive.org/tools/c-roads/
• En-ROADS: https://www.climateinteractive.org/tools/en-roads/

Interventionen

• World Climate Simulation: www.worldclimatesim.de
• World Climate auf der BNE-Seite des Kultusministeriums Baden-Württemberg: https://www.bne-bw.de/schule/projekte/world-climate.html

• Climate Action Simulation: https://www.climateinteractive.org/tools/climate-action-simulation/
• En-ROADS Climate Workshop: https://www.climateinteractive.org/tools/en-roads/the-en-roads-climate-workshop/
• En-ROADS Guided Assignment: https://www.climateinteractive.org/tools/guided-assignment/

Zur Person
Prof. Dr. Florian Kapmeier ist Professor für Strategie an der ESB Business School der Hochschule Reutlingen. Sein akademisches Profil hat er durch mehrere Forschungsauf-enthalte (u.a. an der MIT Sloan School of Management) gestärkt. Für seine Forschungstätigkeit verknüpft er die Methode System Dynamics mit empirischer Forschung zur Theorieentwicklung und -prüfung. Inhaltich fokussiert er auf Aspekte des Verständnisses von Komplexität im Bereich Nachhaltigkeit, u.a. dem Verständnis des Klimawandels. Er war Präsident der Deutschen Gesellschaft für System Dynamics und ist Mitglied des Dana Meadows Award Committee der System Dynamics Society.

Florian Kapmeier ist Partner des amerikanischen NGO Climate Interactive in Deutschland und sensibilisiert Gesellschaft, Organisationen, Studierende und Schülerinnen und Schüler über die Folgen des Klimawandels. Er ist World Climate- und En-ROADS-Botschafter und leitet World Climate Simulationen, Climate Action Simulationen und En-ROADS Workshops mit Schülern, Politikern und Unternehmensvorständen, Diplomaten und Verhandlungsführern bei den UN Klimaverhandlungen in Gruppen mit zwischen 12 und 70+ Teilnehmenden. Er gehört weltweit zu den top 5 World Climate und En-ROADS Moderatoren. Besonders am Herzen liegt ihm die Verbreitung der Simulationen in Schulen, um die zukünftige Generation für das Thema zu sensibilisieren. Hierfür arbeitet er u.a. mit den Ministerien für Kultus und für Umwelt von Baden-Württemberg und dem Klett Verlag zusammen.

Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Bildung, Deutsches Museum, München

Bühnenreife Experimente: Science Shows im naturwissenschaftlichen Unterricht und an außerschulischen Lernorten
Physik und Technik sind unterhaltsam und interessant! – Diese Einstellung ist bei Lernenden im klassischen Unterricht oft schwierig zu vermitteln. Richtig eingesetzt, kann das Show-Format als idealer Eisbrecher wirken und das Interesse durch unterhaltsame Experimente wecken und fördern. Welche Ansätze gibt es dafür? Was muss man dabei beachten? Und wie lässt sich das im schulischen Rahmen umsetzen?

Interaktive Elemente spielen eine zentrale Rolle für eine erfolgreiche Show, da sie die Zuschauer aktivieren und partizipieren lassen. Die Wahl der Experimente und Materialien sind dabei genauso ausschlaggebend wie die Art der Präsentation. In diesem Workshop erfahren Sie mehr über das Konzept „Science Shows“ im Deutschen Museum und sehen an praktischen Beispielen, wie es im Unterricht umgesetzt werden kann.

Zur Person
Kim Ludwig-Petsch studierte Physik und Chemie auf Lehramt in Dortmund. Im Anschluss arbeitete er in der Schweiz zunächst als Gymnasiallehrer und später als Leiter Didaktik im Swiss Science Center Technorama. Seit 2015 ist er im Deutschen Museum als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Bildung tätig und entwickelt dort u.a. neue interaktive Vermittlungsformate Außerdem ist er für die Weiterbildung der Museums-Kommunikatoren verantwortlich. Im Rahmen seiner Promotion an der TU Kaiserslautern beschäftigt er sich aktuell außerdem mit dem Einsatz von Smartphones als mobile Labore im Museum.

¹ Leiter des Labors für instrumentelle Analytik und des Schülerlabors Mobile Analytik, Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Hamburg
² Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Department Biotechnologie, Hochschule für angewandte Wissenschaften, Hamburg

Eigenanfertigung von Photometern
Dieser Workshop stellt ein mit dem Handy bedienbares Photometer vor, das konzeptionell so gestaltet worden ist, dass es auch mit Schülerinnen und Schülern nachbaubar ist (siehe dazu auch hier und hier).
Nach einer Einführung in die Grundkonzepte der photometrischen Konzentrationsbestimmung von Flüssigkeiten wird von den Teilnehmenden aus einem vorgefertigten Elektronikbausatz ein solches Photometer hergestellt. Anschließend wird mit Lebensmittelfarbstoffen experimentiert. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer brauchen ein WiFi-fähiges Endgerät mit Webbrowser (Smartphone, Tablet-Computer etc.) und ein USB-Ladegerät mit Micro-USB Anschluss sowie für die Durchführung der Experimente Wasser (am besten demineralisiert), Saugpapier und einen feuchtigkeitsunempfindlichen Tischbelag.
Mögliche Anwendung können im Anschluss (z.B. Ammoniummessung in Regenwasser; NOx-Messung Luft) diskutiert werden.

Zu den Personen
Olaf Elsholz studierte an der TU Berlin Chemie und promovierte dort auf dem Gebiet der instrumentellen analytischen Chemie. 1990 war er für die Bundesanstalt für Materialforschung und Prüfung (BAM) am Kenian Bureau of Standards (KBS) in Nairobi tätig und trat danach eine Position als Laborleiter an der Umweltbehörde Hamburg an. 1993 wechselte er zunächst an die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover und wurde im gleichen Jahr als Professor für Analytische und Umweltchemie an die Fachhochschule Hamburg (jetzt HAW Hamburg) berufen. Dort ist er u.a. seit 2000 Leiter des Labors für instrumentelle Analytik.

Ulrich Scheffler studierte Bioingenieurwesen an der FH Hamburg und war nach dem Studium in der Elektronik- und Softwareentwicklung tätig. Seit 1995 ist er in den Aufbau und die Weiterentwicklung des Labors für Bioprozessautomatisierung als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Department Biotechnologie der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg eingebunden. In seiner Forschungstätigkeit ist Herr Scheffler unter anderem als Experte für Systemintegration, d. h. der Verknüpfung von eigenständigen Mess- und Automatisierungsrechnern mit den Prozessleitsystemen der Bioreaktionstechnik zuständig. Weiterhin ist er in zahlreiche Studien-, Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten sowie Industriepartnerschaften und unabhängige Entwicklungsprojekte der Mess- und Automatisierungstechnik in der Biotechnologie involviert. In diesen Projekten wird intensiv von den Möglichkeiten aktueller Mikrocontroller-Plattformen wie Raspberry Pi oder Arduino Gebrauch gemacht.

DLR_School_Lab, Oberpfaffenhofen

DLR@Home_School_Lab: Mit Raketen in die Schwerelosigkeit
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist das Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft- und Raumfahrt. Seine umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Luftfahrt, Raumfahrt, Energie, Verkehr, Sicherheit und Digitalisierung sind in nationale und internationale Kooperationen eingebunden. Als der mitarbeiterstärkste Standort des DLR zählt das Gelände in Oberpfaffenhofen bei München zu den größten Forschungszentren in Deutschland. Seine Schwerpunkte sind unter anderem die Beteiligung an Weltraummissionen, die Klimaforschung, die Erdbeobachtung, der Ausbau von Navigationssystemen und die Weiterentwicklung der Robotertechnik.

Im DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen werden Schülerinnen und Schüler altersgerecht an ausgewählte Themen aus den Forschungsbereichen des DLR-Standortes herangeführt – bisher ganz real vor Ort und seit neuestem auch online. Unser Workshop nimmt Sie mit auf eine virtuelle Reise ins All zur internationalen Raumstation ISS. Dabei erleben sie aus der Schülerperspektive das neue online-Angebot des Schülerlabors und erhalten Einblicke in spannende Raketenexperimente und eine live-Führung ins Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum.

Zur Person
Tobias Schüttler studierte Physik und Mathematik Lehramt an Gymnasien an der LMU München, wo er 2007 die erste Staatsprüfung absolvierte. Nach dem Referendariat arbeitete er bis 2015 als Studienrat an einem Gymnasium im Landkreis München. Seit 2015 ist er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an den Lehrstuhl für Didaktik der Physik der LMU abgeordnet. Bereits seit 2003 engagierte er sich im DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen und war erst als studentische Hilfskraft und später in Teilabordnung am Aufbau und der Entwicklung des Schülerlabors beteiligt, welches er seit 2019 leitet. Seine Forschungsinteressen sind das Lernen von Naturwissenschaften in Schülerlaboren und im Raumfahrtkontext, Satellitennavigation und Begabtenförderung.

Google, München

Google Vision Kit: Machine Learning und Künstliche Intelligenz
Maschinelles Lernen oder Künstliche Intelligenz ist derzeit in aller Munde und wird wohl unser aller Leben in Zukunft beeinflussen. Schon heute sind in vielen alltäglichen Produkten intelligente und lernende Algorithmen im Einsatz und vereinfachen unsere Abläuft – oft ohne dass wir es merken. Unter der URL: https://teachablemachine.withgoogle.com/ kann jeder mit ein paar Mausklicks das Prinzip des maschinellen Lernens selbst erleben.

In diesem Workshop wollen gemeinsam eine intelligente Kamera bauen, welche Objekte identifizieren kann. Hierfür verwenden wir Modelle mit künstlicher Intelligenz die uns über Cloud Dienste bereitgestellt werden.
Wir verwenden eine Raspberry PI basierte Experimentier-Plattform und bauen alles selber zusammen. Das Ergebnis wird verblüffen und Lust auf mehr machen.
Mehr Informationen unter: https://aiyprojects.withgoogle.com/vision

Zur Person
Markus Mühlbauer studierte bis 1999 Wirtschaftsinformatik an der FH München. Während der Studienzeit war er im Jahre 1996 Mitgründer eines Service Anbieters für Mobile Nachrichten Dienste und mobiles Bezahlen in München. Als CTO war er für die technische Entwicklung der Mobilfunkbetreiber Netzwerkanbindungen, den Aufbau der Rechenzentren sowie die Umsetzung der SMS Mehrwert-Dienste und Bezahldienste verantwortlich.
Aufgrund der Positionierung dieser Firma als Marktführer im Mobilfunk Dienstleister Segment wurde das Unternehmen von Google im Jahr 2005 übernommen. Seit diesers Zeit ist Markus Mühlbauer als Software Entwicklungsleiter in unterschiedlichen Aufgabenfelder tätig. Seit 2011 übernahm er die Rolle als Leiter für ein Produkt Management Team bei Google in München.

Daneben engagiert sich Markus Mühlbauer in der technischen Aus- und Weiterbildung für Kinder und Jugendliche im Rahmen der Fraunhofer Roberta Initiative.

¹ Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
² Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

phyphox – Experimentieren mit Smart Devices
Praktisch alle Jugendlichen besitzen Smartphones, die beachtlich leistungsfähig und mit einer
großen Bandbreite von Sensoren ausgestattet sind. Mit der kostenlosen App phyphox verwandeln
sie sich in hochwertige mobile Labore. Diese Möglichkeiten bieten zu einem gewissen Grad auch
Tablets.

Im Workshop werden eine praktische Einführung in die App geboten und kurz auf die technischen
Hintergründe eingegangen. Gemeinsames Experimentieren mit einfachen Materialien zeigt die
verschiedenen Möglichkeiten zum Einsatz von Smart Devices im Rahmen des Physikunterrichts.
Hierfür bitten wir, phyphox vorab auf dem Smartphone zu installieren, z.B. via phyphox.org.
Dies eröffnet aus didaktischer Sicht völlig neue Chancen abseits der typischen Physiksammlung –
mit besonderer Bedeutung in diesem seltsamen Jahr.

Zu den Personen
Dr. Sebastian Staacks schloss seine Promotion in der experimentellen Festkörperphysik am II.
Physikalischen Institut A der RWTH Aachen University mit einer Dissertation zur Spinkohärenz
und Spindynamik in Zinkoxid Mitte 2014 ab. Im Anschluss beschäftigte er sich mit der Ende 2016
veröffentlichten Experimentier-App „phyphox“ und widmet sich als Akademischer Rat an der
RWTH Aachen dem Einsatz digitaler Werkzeuge in der Physiklehre. Seine Arbeit um phyphox
wurde vom Verband zur Förderung des MINT-Unterrichts (MNU) mit dem Archimedespreis (2019),
von der AG Physikalische Praktika der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) mit dem
Wilhelm-Westphal-Lehrpreis (2019) und zuletzt vom Stifterverband zusammen mit der DPG und
weiteren mit dem Ars Legendi Fakultätenpreis (2020) ausgezeichnet.

Jens Noritzsch diplomierte 1999 an der Universität Dortmund und forschte dort sowie an der
Ruhr-Universität Bochum bis 2010 in der Phänomenologie der Hochenergiephysik. Von 2009 bis
2013 unterrichtete er zunächst Physik, dann auch Mathematik an nordrhein-westfälischen
Gymnasien. Von 2014 bis 2020 arbeitete er im Bildungsmarketing bei der Casio Europe GmbH
und bildete unter anderem Lehrkräfte zum Technologieeinsatz fort. Seit April ist er Referent für
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit für phyphox am II. Physikalischen Institut A der RWTH Aachen
University.