Informatik · Klasse 10

Ideen für aktives Lernen

Nachhaltigkeit der IT

Aktive Methoden helfen hier, weil die abstrakten Zahlen zu Energieverbrauch und CO2-Fußabdruck durch konkrete Berechnungen und Vergleiche greifbar werden. Schülerinnen und Schüler entwickeln so ein Gespür für den Einfluss ihres digitalen Handelns, das über Theorie hinausgeht.

• KMK Bildungsstandards
• KMK: STD.12
• KMK: STD.22

• 30–45 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 4 Aktivitäten

Aktivität 01

• Positionslinie
• 35 Min. · Kleingruppen

Berechnungsstation: Energieverbrauch tracken

Teilen Sie reale Daten zu Suchanfragen und KI-Training aus. Schüler berechnen in Gruppen den Jahresverbrauch eines Servers und vergleichen ihn mit Haushaltsstrom. Erstellen Sie eine Infografik mit den Ergebnissen.

Wie viel Energie verbraucht eine einzelne Suchanfrage?

Moderationstipp

Bei der Berechnungsstation sorgen Sie mit vorbereiteten Tabellen und Beispielrechnungen dafür, dass schwächere Schülerinnen und Schüler den Einstieg finden.

Worauf zu achten ist

Die Schüler erhalten eine Karte mit einer IT-Aktivität (z.B. eine Suchanfrage, ein KI-Training, eine Videokonferenz). Sie sollen schätzen, wie viel Energie diese Aktivität verbraucht, und eine Begründung für ihre Schätzung geben. Anschließend vergleichen sie ihre Schätzung mit recherchierten Werten.

• Verstehen
• Analysieren
• Bewerten
• Selbstwahrnehmung
• Sozialbewusstsein

Aktivität 02

• Positionslinie
• 45 Min. · Partnerarbeit

Green Coding Challenge: Effiziente Algorithmen

Geben Sie eine einfache Sortieraufgabe vor. Schüler optimieren Loops in Python, messen Ausführungszeit und schätzen Energieeinsparung. Testen und präsentieren Sie die besten Versionen.

Können Algorithmen helfen, den Klimawandel zu stoppen?

Moderationstipp

Fordern Sie bei der Green Coding Challenge die Teams auf, ihren Code vorzustellen und die Effizienz zu begründen, um Peer-Learning zu fördern.

Worauf zu achten ist

Lehrkraft leitet eine Diskussion mit der Frage: 'Welche Kompromisse müssen wir eingehen, wenn wir versuchen, die IT nachhaltiger zu gestalten? Diskutieren Sie mögliche Zielkonflikte zwischen Leistung, Kosten und Energieverbrauch.'

• Verstehen
• Analysieren
• Bewerten
• Selbstwahrnehmung
• Sozialbewusstsein

Aktivität 03

• Debatte
• 40 Min. · Ganze Klasse

Debatte: KI gegen Klimawandel

Teilen Sie die Klasse in zwei Teams: Für und gegen KI-Lösungen. Sammeln Sie Argumente zu Energieverbrauch und Nutzen, debattieren 10 Minuten, voten dann.

Was bedeutet Green IT für die Softwareentwicklung?

Moderationstipp

Leiten Sie die Pro-Contra-Debatte mit klaren Zeitlimits und einer Struktur für die Argumentation, damit alle zu Wort kommen.

Worauf zu achten ist

Die Lehrkraft präsentiert zwei kurze Code-Snippets für dieselbe Aufgabe, eines offensichtlich ineffizient, das andere optimiert. Die Schüler identifizieren das effizientere Snippet und erklären kurz, warum es weniger Energie verbrauchen würde.

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Selbststeuerung
• Entscheidungsfähigkeit

Aktivität 04

• Positionslinie
• 30 Min. · Einzelarbeit

Fußabdruck-Rechner: Persönlicher IT-Verbrauch

Schüler listen tägliche IT-Nutzung auf, multiplizieren mit Verbrauchsdaten. Erstellen Sie einen Klassenvergleich und diskutieren Reduktionsideen.

Wie viel Energie verbraucht eine einzelne Suchanfrage?

Moderationstipp

Beim Fußabdruck-Rechner achten Sie darauf, dass die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse in einem Plakat oder digitalen Dokument festhalten, um sie später reflektieren zu können.

Worauf zu achten ist

Die Schüler erhalten eine Karte mit einer IT-Aktivität (z.B. eine Suchanfrage, ein KI-Training, eine Videokonferenz). Sie sollen schätzen, wie viel Energie diese Aktivität verbraucht, und eine Begründung für ihre Schätzung geben. Anschließend vergleichen sie ihre Schätzung mit recherchierten Werten.

• Verstehen
• Analysieren
• Bewerten
• Selbstwahrnehmung
• Sozialbewusstsein

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Unterrichten Sie dieses Thema handlungsorientiert, indem Sie die Schülerinnen und Schüler direkt mit den Zahlen und Prozessen arbeiten lassen. Vermeiden Sie reine Vorträge, sondern nutzen Sie die Aktivitäten als Ausgangspunkt für Diskussionen und Reflexionen. Forschen Sie gemeinsam nach Lösungen, statt nur Probleme aufzuzeigen. Studien zeigen, dass Schülerinnen und Schüler nachhaltige Handlungsoptionen eher annehmen, wenn sie selbst aktiv wurden.

Erfolgreiches Lernen zeigt sich darin, dass die Schülerinnen und Schüler den Energieverbrauch digitaler Prozesse realistisch einschätzen und konkrete Maßnahmen zur Verbesserung ableiten können. Sie erkennen Zielkonflikte und begründen ihre Entscheidungen mit Daten.

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Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• Während der Berechnungsstation wird oft genannt, IT sei immer umweltfreundlich, weil papierlos.

  Fordern Sie die Schülerinnen und Schüler auf, ihre Berechnungen zu präsentieren und zu vergleichen, wie viel Energie Serverfarmen tatsächlich verbrauchen. Nutzen Sie die Ergebnisse, um die Behauptung mit konkreten Daten zu widerlegen.

• Während der Green Coding Challenge wird behauptet, KI-Training verbrauche vernachlässigbare Energie.

  Bitten Sie die Teams, ihre Simulationen des Trainingsprozesses vorzustellen und die Skaleneffekte zu erklären. Zeigen Sie auf, wie sich der Verbrauch auf Tausende Haushalte summiert.

• Während der Pro-Contra-Debatte wird argumentiert, Algorithmen lösten Klimaprobleme automatisch.

  Lenken Sie die Debatte mit Beispielen aus der Praxis, die zeigen, dass Algorithmen nur so gut sind wie ihre nachhaltige Entwicklung. Nutzen Sie die Diskussion, um die Trade-offs zwischen Rechenpower und Effizienz sichtbar zu machen.

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In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Positionslinie
• Debatte