Nachhaltigkeit in der Digitalisierung

Aktive Methoden sind hier besonders wirksam, weil das Thema komplexe Zusammenhänge zwischen Technik, Ökologie und Gesellschaft vermittelt. Durch praktische Erfahrungen – etwa beim Messen des Energieverbrauchs oder im Rollenspiel – verstehen Schülerinnen und Schüler die Relevanz schneller als durch reine Theorie. Die Stationenrotation und das Projekt fördern zudem Teamarbeit und persönliche Verantwortung.

• Klasse 12
• Informatik Oberstufe: Von Algorithmen zur vernetzten Gesellschaft
• 4 Aktivitäten
• 40 Min.–60 Min.

Lernziele

1. Analysieren Sie den Energieverbrauch spezifischer digitaler Geräte (z.B. Smartphone, Laptop) und Rechenzentren unter Verwendung bereitgestellter Daten.
2. Erklären Sie die Kernprinzipien von 'Green IT' und schlagen Sie mindestens drei konkrete Strategien zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks von IT-Infrastrukturen vor.
3. Bewerten Sie die potenziellen positiven und negativen Auswirkungen der Informatik auf die Erreichung der UN-Nachhaltigkeitsziele (SDGs).
4. Entwerfen Sie ein einfaches Konzept für eine energieeffiziente Softwareanwendung oder einen Algorithmus.

World Café

⏱ 45 Min.·Kleingruppen

Stationenrotation: Energieverbrauch tracken

Richten Sie Stationen ein: 1. Strommessung an Laptops mit Wattmetern. 2. Simulation eines Rechenzentrums mit LEDs und Ventilatoren. 3. CO2-Rechner für Streaming nutzen. 4. Green-IT-Strategien diskutieren. Gruppen rotieren alle 10 Minuten und protokollieren Daten.

Vorbereitung & Details

Analysieren Sie den Energieverbrauch von Rechenzentren und digitalen Geräten.

Moderationstipp: Lassen Sie in der Stationenrotation die Schülergruppen ihre Messergebnisse direkt in eine gemeinsame Tabelle eintragen, um Vergleiche zu ermöglichen.

Setup: Kleine Tische (je 4-5 Plätze), im Raum verteilt

Materials: Große Papier-„Tischdecken“ mit Leitfragen, Moderationsmarker (verschiedene Farben pro Runde), Instruktionskarte für die Tischgastgeber

• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Sozialbewusstsein
• Beziehungsfähigkeit

Debatte

⏱ 50 Min.·Kleingruppen

Debatte: Green IT vs. Wachstum

Teilen Sie die Klasse in Pro- und Contra-Teams auf. Jede Seite bereitet Argumente zu Green IT vor, präsentiert 3 Minuten und rebuttet. Schließen Sie mit Abstimmung und Reflexion ab.

Vorbereitung & Details

Erklären Sie das Konzept der 'Green IT' und mögliche Strategien zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks.

Moderationstipp: Geben Sie in der Debattenrunde klare Rollenkarten vor, die auch neutrale Positionen enthalten, um einseitige Argumentationen zu vermeiden.

Setup: Zwei sich gegenüberstehende Teams, Sitzplätze für das Publikum

Materials: Thesenkarte für die Debatte, Recherche-Dossier für jede Seite, Bewertungsbogen für das Publikum, Stoppuhr

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Selbststeuerung
• Entscheidungsfähigkeit

Projektbasiertes Lernen

⏱ 60 Min.·Einzelarbeit

Projektbasiertes Lernen: Persönlicher Nachhaltigkeitsplan

Schüler listen ihre digitalen Geräte auf, berechnen den Jahresverbrauch mit Online-Tools und entwerfen einen Reduktionsplan mit Maßnahmen wie Cloud-Optimierung. Präsentieren Sie in der Runde.

Vorbereitung & Details

Beurteilen Sie die Rolle der Informatik bei der Bewältigung globaler Nachhaltigkeitsherausforderungen.

Moderationstipp: Fordern Sie beim Projekt die Schüler auf, ihre Maßnahmen mit Daten aus Studien oder offiziellen Quellen zu untermauern.

Setup: Flexible Lernumgebung mit Zugang zu Materialien und moderner Technik

Materials: Project Brief mit einer Leitfrage, Planungsvorlage und Zeitplan, Bewertungsraster (Rubric) mit Meilensteinen, Präsentationsmaterialien

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit
• Entscheidungsfähigkeit

Rollenspiel

⏱ 40 Min.·Kleingruppen

Rollenspiel: Stakeholder-Meeting

Schüler verkörpern Rollen wie CEO, Umweltaktivist und Entwickler. Sie verhandeln über eine nachhaltige Server-Migration. Protokollieren Sie Kompromisse und bewerten Sie Lösungen.

Vorbereitung & Details

Analysieren Sie den Energieverbrauch von Rechenzentren und digitalen Geräten.

Moderationstipp: Im Rollenspiel sollten Sie als Moderator eingreifen, wenn Fakten missverstanden werden, und gezielt auf die bereitgestellten Materialien verweisen.

Setup: Spielfläche oder entsprechend angeordnete Tische für das Szenario

Materials: Rollenkarten mit Hintergrundinfos und Zielen, Szenario-Briefing

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Sozialbewusstsein
• Selbstwahrnehmung

Dieses Thema unterrichten

Erfahrene Lehrkräfte nutzen hier einen handlungsorientierten Ansatz, der Theorie mit Praxis verbindet. Sie vermeiden reine Zahlenfluten und setzen stattdessen auf konkrete Bezüge zum Schüleralltag, etwa durch die Analyse des eigenen Smartphone-Verbrauchs. Wichtig ist, dass die Klasse erkennt, dass Nachhaltigkeit in der Digitalisierung nicht nur ein technisches, sondern auch ein gesellschaftliches Thema ist. Vermeiden Sie es, die Diskussion auf 'gute' und 'schlechte' Technologien zu reduzieren – stattdessen geht es um Abwägungen und Kompromisse.

Was Sie erwartet

Erfolgreiches Lernen zeigt sich darin, dass die Schülerinnen und Schüler den Energieverbrauch digitaler Geräte und Rechenzentren konkret benennen können. Sie entwickeln eigene Ideen zur Reduktion des ökologischen Fußabdrucks und argumentieren sachlich in Debatten. Im Projekt präsentieren sie einen realistischen Nachhaltigkeitsplan mit messbaren Zielen.

Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

Häufige Fehlvorstellung

Während der Stationenrotation 'Energieverbrauch tracken' können manche Schüler annehmen, dass papierlose Lösungen automatisch umweltfreundlich sind. Beobachten Sie, ob sie den Energieverbrauch der Geräte selbst messen und mit dem von Rechenzentren vergleichen.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Fordern Sie die Schüler in dieser Station auf, den Stromverbrauch ihres eigenen Geräts zu protokollieren und mit den Werten von Rechenzentren (z.B. 2% des globalen Stroms) in Relation zu setzen. Nutzen Sie die gemeinsame Auswertung, um den Gesamtfußabdruck zu diskutieren.

Häufige Fehlvorstellung

Während der Debattenrunde 'Green IT vs. Wachstum' wird oft der Fehler gemacht, dass Green IT nur auf Hardware beschränkt wird. Achten Sie darauf, ob die Schüler Software oder Algorithmen als Teil der Lösung nennen.

Was Sie stattdessen lehren sollten

In der Debattenvorbereitung geben Sie den Schülern konkrete Beispiele für energieeffiziente Software vor, etwa optimierte Streaming-Algorithmen. Fordern Sie sie auf, diese in ihren Argumenten zu berücksichtigen und im Peer-Teaching zu erklären.

Häufige Fehlvorstellung

Während des Projekts 'Persönlicher Nachhaltigkeitsplan' wird der ökologische Fußabdruck der Digitalisierung manchmal als vernachlässigbar eingestuft. Beobachten Sie, ob die Schüler die globalen Emissionen (4% der globalen Emissionen) in ihre Planung einbeziehen.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Verlangen Sie von den Schülern, in ihrem Plan konkrete Daten zu nennen, etwa den CO2-Ausstoß eines Rechenzentrums pro Nutzer oder die Emissionen von Streaming-Diensten. Nutzen Sie die Reflexionsrunde, um diese Zahlen mit der Klasse zu diskutieren.

Ideen zur Lernstandserhebung

Diskussionsfrage

Nach der Stationenrotation 'Energieverbrauch tracken' starten Sie eine Diskussion mit der Frage: 'Welche drei digitalen Aktivitäten verbrauchen Ihrer Meinung nach am meisten Energie und warum?' Lassen Sie die Schüler ihre Messergebnisse und Vermutungen begründen und vergleichen Sie diese mit realen Daten.

Kurze Überprüfung

Während der Debattenrunde 'Green IT vs. Wachstum' geben Sie den Schülern eine Liste mit Maßnahmen (z.B. 'Server virtualisieren', 'Bildschirmhelligkeit reduzieren') und lassen sie diese als 'trägt zur Green IT bei', 'trägt nicht bei' oder 'unklar' einstufen. Die Begründungen sammeln Sie als Feedback für die Debatte.

Lernstandskontrolle

Nach dem Projekt 'Persönlicher Nachhaltigkeitsplan' bitten Sie die Schüler, auf einem Zettel zwei Fragen zu beantworten: 1. Nennen Sie eine konkrete Maßnahme aus Ihrem Plan und erklären Sie, warum sie wirksam ist. 2. Beschreiben Sie, wie Sie die Wirkung Ihrer Maßnahme überprüfen können.

Erweiterungen & Unterstützung

• Fordern Sie schnelle Gruppen auf, ihre persönlichen Nachhaltigkeitspläne in einer kurzen Präsentation vorzustellen und Feedback von Mitschülern einzuholen.
• Für unsichere Schüler bieten Sie eine vorbereitete Tabelle mit vorgegebenen Maßnahmen und deren Auswirkungen an, die sie in der Stationenrotation ergänzen können.
• Vertiefen Sie das Thema mit einer Rechercheaufgabe zu aktuellen Green-IT-Innovationen und deren ökologischer Wirkung – etwa zu erneuerbaren Energien in Rechenzentren.

Schlüsselvokabular

Energieeffizienz	Die Reduzierung des Energieverbrauchs zur Erbringung einer bestimmten Leistung. Im IT-Kontext bedeutet dies, dass Hardware und Software weniger Strom verbrauchen.
Ökologischer Fußabdruck	Die Gesamtmenge an Treibhausgasemissionen, die durch eine Aktivität, eine Person, eine Organisation oder ein Produkt verursacht wird. Bei der Digitalisierung umfasst dies Stromverbrauch, Hardwareproduktion und Entsorgung.
Green IT	Ein Ansatz zur Gestaltung, Herstellung, Nutzung und Entsorgung von IT-Geräten und -Systemen, der darauf abzielt, die Umweltauswirkungen zu minimieren.
E-Waste (Elektroschrott)	Elektronische Geräte, die nicht mehr funktionieren oder nicht mehr benötigt werden. Die unsachgemäße Entsorgung führt zu Umweltverschmutzung und Ressourcenverlust.
Cloud Computing	Die Bereitstellung von IT-Ressourcen (Server, Speicher, Software) über das Internet. Die Energieeffizienz von Rechenzentren ist hierbei ein entscheidender Faktor für die Nachhaltigkeit.