Arbeitsgruppe Prof. Kuhn

SUSmobil - Befähigung und Begleitung von Schülern zur Durchführung von Umweltstudien mit Smartphone und mobiler Messtechnik – Bewertung von Luftqualität und Abgasen durch Erfassung umwelt- und gesundheitsrelevanter Schadstoffe

Über das Projekt

Im Jahr 2012 waren gut 60.000 Todesfälle in Deutschland und mehr als eine halbe Million in der EU auf Luftverschmutzung zurückzuführen, gleichzeitig wurde der Klimawandel in den letzten Jahren immer deutlicher. Trotz aller Anstrengungen zur Reduzierung stellen damit Schadstoffemissionen nach wie vor eines der größten Umweltprobleme dar. Zwar stieg das Bewusstsein für die vielfältigen Auswirkungen menschlichen Handels auf unsere Umwelt in den letzten Jahren kontinuierlich an,  dennoch ist dieses  häufig eher diffus und abstrakt, gerade auch für Schülerinnen und Schüler, also die Akteure von morgen.

Luftverschmutzung bleibt oft  unbemerkt

Das persönliche Handeln wird aber noch nicht in ausreichendem Ausmaß nachhaltig gestaltet, auch weil Feedback für Umweltbelastungen, z. B. durch unmittelbare Erfassung, fehlt. Gerade bzgl. der persönlichen Auswirkung auf die Umwelt ist die Vermittlung von entsprechenden Kompetenzen und systemischen Zusammenhängen sowie die Förderung von Bewusstsein und Handeln im Rahmen einer Bildung für nachhaltige Entwicklung eine zentrale Voraussetzung für die Gestaltung einer zukunftsfähigen Gesellschaft. Systemische Risiken wie Luftverschmutzung und Treibhausgasemission bleiben von den Menschen unbemerkt, weil unsere Sinne solche Einwirkungen oder deren absolutes Ausmaß zum Zeitpunkt der Exposition nicht wahrnehmen bzw. erfassen können. Im Rahmen dieses Projektes sollen daher neue Methoden und Instrumente der Kommunikation, des Lernens, des Dialogs und der Beteiligung entwickelt werden, die primär auf Kinder und Jugendliche sowie auf Schulen als Multiplikatoren und Vermittler zielen.

Das Smartphone als Umweltsensor

Dies soll realisiert werden, indem zunächst moderne Methoden der Umweltmesstechnik, insbesondere auf Basis von Smartphones/Tablets verknüpft mit aktuellen Sensorlösungen, Schülern nahegebracht und diese anschließend zur Entwicklung eigener Fragestellungen und Durchführung von Studien im Bereich der Umweltmesstechnik angeregt werden. Die Methoden sollen in Schülerlaboren in enger Zusammenarbeit zwischen Fachwissenschaftlern, Fachdidaktikern und Lehrkräften entwickelt und erprobt sowie schließlich über Schülerforschungszentren und Einbettung in den Schulunterricht einem größeren Kreis zugänglich gemacht werden. Der zentrale Ansatz ist hierbei, die vielfältige Sensorik in modernen Smartphoneszu nutzen, um das Interesse der Jugendlichen zu wecken, gleichzeitig aber  auch die Erfassung und Dokumentation von Ergebnissen zu vereinfachen. Denn die Umweltmesstechnik wird unmittelbar mit Lokalisierung, Notizfunktion über Schrift- oder Sprachaufzeichnung sowie Bild/Video- und Tonaufzeichnung verknüpft. Unmittelbarer Auslöser für unseren Ansatz ist die beginnende Ausrüstung von Smartphones mit Umweltsensorik, die neben Temperatur, Feuchte und Luftdruck ab ca. Mitte 2017 auch Gassensoren umfassen wird. Dabei sind die zukünftig integrierten Metalloxid-Gassensoren hochempfindlich,vielfältig einsetzbar und können auf verschiedene  Schadstoffe hin adaptiert und kalibriert werden.

Wie funktioniert eigentlich ein Sensor?

Schüler sollen an Funktionsweise, Kalibrierung und Einsatz von mobiler Umweltmesstechnik herangeführt werden, um nach Einarbeitung eigene Fragestellungen zu entwickeln und in Umweltstudien zu untersuchen. Beispielhaft könnte das die Erfassung der Luftqualität in Innenräumen, typischer Schadstoffe in Innenstädten im Vergleich zu ländlichen Gebieten, der Schadstoffausstoß von Kaminöfen oder die Wirkung von Katalysatoren im Kurzstreckenbetrieb von Autos sein. Im Vergleich zu dem bisherigen Stateof-the-Art des Smartphone-basierten Erfassens von Feinstaub (s. DBU-Projekt Nr. 31993) besteht hier die Möglichkeit, dass im Alltag auftretende Umwelteinflüsse der Luft durch die Verwendung interner Smartphone-Sensoren individuell, zeit- und ortsunabhängig von allen Interessierten erfasst werden können – ohne erforderliches Zusatzequipment. Durch die Verbindung von formellen Lernanlässen in Schülerlaboren und informellen Lernanregungen außerhalb dieser Einrichtungen kann ein Mobile Assisted Seamless Learning initiiert werden, wodurch die Initiierung von „Citizen Science“-Ansätzen ermöglicht wird. Arrondiert werden die fachdidaktisch fundierte, auf BNE bezogene Entwicklung der Bildungsmodule und ihre dauerhafte Etablierung durch eine empirische Begleitforschung zu Wirksamkeit und Reichweite der entwickelten Angebote. Konkret soll das Umweltbewusstsein und -handeln von Schülern und ihrem Umfeld (Lehrkräfte, Familie) im Sinne des Kompetenzbereichs „Bewertung“ der KMK-Bildungsstandards des Mittleren Schulwesens an Hand von standardisierten Fragebögen und Interviews erfasst werden.

Nachhaltigkeit des Projekts

Die im Projekt entwickelten Schülerexperimente und Schülerumweltstudien werden nach Ende der Förderlaufzeit dauerhaft bei den drei beteiligten Partnern im Schülerlaborbetrieb, im Schülerforschungszentrum sowie für Schulprojekte etabliert, d. h. die Bildungsmodule sind regional für alle Schulen zugänglich. Ergänzend werden Lehrerfortbildungen in Zusammenarbeit mit den Landesinstituten (Pädagogisches Landesinstitut, Rheinland-Pfalz; Landesinstitut für Pädagogik und Medien, Saarland) etabliert, die den Lehrkräften die notwendigen Grundlagen näherbringen und aufzeigen, wie diese Module in den Unterricht eingebunden werden können. Schließlich werden Unterlagen und Schulungen für eine Übertragung der Bildungsmodule an andere Nutzer entwickelt und beispielhaft erprobt; nach Abschluss des Projektes werden diese auch interessierten Dritten zur Verfügung gestellt.

Projektpartner:

  • Lehrstuhl für Messtechnik (LMT) - Universität des Saarlandes
  • AG Didaktik der Physik - TU Kaiserslautern
  • Schülerforschungszentrum Saarlouis

 

weiterführende Links:

https://www.susmobil.de/

https://www.dbu.de/projekt_33704/01_db_2409.html

http://www.lmt.uni-saarland.de/index.php/en/current-news/133-forschung-research/1107-neues-forschungsprojekt-susmobil-gestartet

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