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DIGITALISIERUNG
-
EINE EINFÜHRUNG
Grundlagen Digitalisierung | Technologien | Vernetzung
Big Data | Datenschutz
UNTERRICHTSENTWURF
2 UE á 45-90 Minuten
Offline: 45 Minuten
Online: 90 Minuten
Digitale Lernwerkstatt
DIGITALE LERNWERKSTATT
JUGENDLICHE FIT MACHEN FÜR DEN DIGITALEN ARBEITSMARKT!
Mit der Digitalen Lernwerkstatt wollen wir Digitalisierung verständlich machen und
digitale Kompetenzen vermitteln. Auf unserer Webseite www.digitale-
lernwerkstatt.com bieten wir kostenlose Online-Module zum Selbstlernen für
Jugendliche und Unterrichtsmaterial für Lehrer/innen.
Weitere Informationen zu unserem gesellschaftlichen Engagement finden Sie unter
www.accenture.de/corporate.citizenship oder schreiben Sie uns unter:
[email protected]. Wir freuen uns auf Ihre Nachricht!
Nutzungsbedingungen Diese Allgemeinen Geschäftsbedingungen ("AGB") gelten für die Nutzung des Portals „Digitale Lernwerkstatt“ (das „Portal“). Die AGB regeln das Verhältnis zwischen der Accenture Holding GmbH & Co. KG als den Betreibern des Portals ("Accenture") und dem jeweiligen Nutzer ("Nutzer"). "Inhalt(e)" bedeutet Bilder, Videos, Präsentationen und sonstige Schulungsunterlagen, diese stehen unter der Lizenz Creative Commons BY NC ND auf dem Portal zur Verfügung. Accenture kann diese Bedingungen jederzeit und ohne Ankündigung anpassen. Accenture behält sich das Recht vor, den Nutzungsvertrag jederzeit und ohne Angabe von Gründen zu kündigen und die weitere Nutzung der Website zu untersagen, es besteht kein Anspruch zur Nutzung des Portals. Das Massenkopieren der bereitgestellten Inhalte ist untersagt sofern keine ausdrückliche Erlaubnis durch Accenture erteilt wurde. Die Zusammenstellung der Inhalte ist als kollektives Werk entsprechend internationaler Konventionen und Gesetze zum geistigen Eigentum urheberrechtlich geschützt. Alle bereitgestellten Inhalte auf dem Portal werden unter der Lizenz Creative Commons BY NC ND zur Verfügung gestellt. Die Inhalte können kostenlos für nicht kommerzielle Anwendungen in digitaler oder gedruckter Form verwendet werden. Zur Nutzung für kommerzielle Zwecke ist die vorherige Zustimmung von Accenture einzuholen. Der Nutzer ist für die Art und Weise der Verwendung der bereitgestellten Inhalte und der Beachtung der Nutzungsbedingungen verlinkter Plattformen und Webseiten selbst verantwortlich. Der Nutzer stellt Accenture von sämtlichen Ansprüchen frei, die Dritte gegenüber Accenture geltend machen aufgrund einer Verletzung ihrer Rechte durch die Nutzung der über das Portal zur Verfügung stehenden Inhalte. Der Nutzer übernimmt hierbei die Kosten einer notwendigen Rechtsverteidigung von Accenture einschließlich sämtlicher Gerichts- und Anwaltskosten. Dies gilt dann nicht, wenn die Rechtsverletzung nicht durch schuldhaftes Verhalten des Nutzers verursacht wurde. Der Nutzer ist verpflichtet, Accenture für den Fall einer Inanspruchnahme durch Dritte unverzüglich, wahrheitsgemäß und vollständig sämtliche ihm zur Verfügung stehende Informationen mitzuteilen, die für eine Prüfung der Ansprüche und eine Verteidigung erforderlich sind. Darüber hinausgehende Schadensersatzansprüche von Accenture gegenüber dem Nutzer bleiben unberührt. Sämtliche Inhalte, die auf dem Portal bereitgestellt werden, wurden und werden mit äußerster Sorgfalt erstellt und regelmäßig überprüft. Accenture übernimmt jedoch keinerlei Gewähr für die Aktualität, Korrektheit, Vollständigkeit oder Qualität der Inhalte sowie für Links oder Webseiten Dritter. Die Inhalte der Digitalen Lernwerkstatt stellen keine Rechtsberatung dar. Haftungsansprüche gegen Accenture oder mit ihr verbundene Unternehmen, welche sich auf Schäden materieller oder ideeller Art beziehen, die durch die Nutzung oder Nichtnutzung der bereitgestellten Inhalte bzw. durch die Nutzung fehlerhafter und unvollständiger Informationen verursacht wurden, sind, soweit gesetzlich zulässig, ausgeschlossen. Sollten einzelne Bestimmungen dieser Nutzungsbedingungen ganz oder teilweise nicht rechtswirksam sein oder ihre Rechtswirksamkeit später verlieren, wird die Gültigkeit der Nutzungsbedingungen im Übrigen nicht berührt. Auf das Vertragsverhältnis zwischen den Nutzern und Accenture findet das Recht der Bundesrepublik Deutschland Anwendung. Soweit zulässig, wird als Gerichtsstand Frankfurt a.M. vereinbart.
Digitale Lernwerkstatt
INHALTSVERZEICHNIS
1 Einleitung ............................................................................................................. 3
2 Grundlagen der Digitalisierung ............................................................................ 4
2.1 Inhalt .............................................................................................................. 4
2.2 Lernziele ........................................................................................................ 4
2.3 Medienliste .................................................................................................... 4
2.4 Begriffe .......................................................................................................... 6
2.4.1 Was ist Digitalisierung? ........................................................................... 6
2.4.2 Wichtige Begriffe ..................................................................................... 8
2.5 Einsatzgebiete digitaler Technologien ......................................................... 13
2.6 Checkpoint .................................................................................................. 15
3 Technologien ..................................................................................................... 16
3.1 Inhalt ............................................................................................................ 16
3.2 Lernziele ...................................................................................................... 16
3.3 Medienliste .................................................................................................. 16
3.4 Technologien der Digitalisierung ................................................................. 18
3.4.1 3D-Drucker ............................................................................................ 18
3.4.2 Tesla Powerwall .................................................................................... 19
3.4.3 Erweiterte Realität ................................................................................. 20
3.4.4 Vernetzte Technologien ........................................................................ 21
3.4.5 Kritische Betrachtung ............................................................................ 23
3.5 Big Data ....................................................................................................... 24
3.6 Datenschutz ................................................................................................ 30
3.7 Checkpoint .................................................................................................. 32
4 Glossar .............................................................................................................. 33
5 Anhang .............................................................................................................. 35
Digitale Lernwerkstatt
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1 EINLEITUNG
Die hier gebotenen Unterrichtsvorschläge dienen als Heranführung an das Thema
Digitalisierung. Diese hat nicht nur Einzug in unser alltägliches Leben, z.B. in Form von
sozialen Medien, wachsender Vernetzung und einer ständigen Erreichbarkeit,
erhalten, sondern sie ist auch in unserer Arbeitswelt angekommen. Viele Berufe
entstehen neu, wie z.B. App-Entwickler. Ebenso verändern bzw. „digitalisieren“ sich
Berufe. In einem ersten Schritt sollen den Schüler/innen die Grundlagen der
Digitalisierung vermittelt werden. Es wird darauf eingegangen, was unter
Digitalisierung zu verstehen ist, welche Technologien eine Rolle spielen und welche
Einsatzgebiete denkbar sind. In einem zweiten Schritt befassen Sie sich spezifischer
mit einzelnen Technologien.
NUTZUNGSHINWEISE
Dieses Arbeitsbuch beinhaltet einen flexiblen Vorschlag zur Unterrichtsgestaltung. Sie
können Ihren Unterricht ohne Hilfe von digitalen Medien gestalten oder mit
verschiedenen Online-Materialien anreichern.
In diesem Booklet werden Ihnen verschiedene Lernformate angeboten. Diese sind mit
den hier dargestellten Symbolen gekennzeichnet und lassen sich durch das Anklicken
öffnen.
Arbeitsblatt Kopiervorlage (auch im Anhang zu finden)
PowerPoint Präsentation Computer und Beamer werden benötigt
Video Computer und Beamer werden benötigt
Online Training Computer/Smartphone für jede/n Schüler/in
(Bearbeitung auch in Kleingruppen von 2-3
Personen möglich)
Bitte beachten Sie, dass Sie für das Aufrufen dieser zusätzlichen Materialien zum Teil
einen Internetzugang benötigen. Dieser wird im Folgenden mit dem nebenstehenden
Symbol ergänzend hervorgehoben. Sie finden das Zeichen jeweils am Seitenrand der
betreffenden Lernmedien.
Digitale Lernwerkstatt
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2 GRUNDLAGEN DER DIGITALISIERUNG
2.1 INHALT
In dieser Unterrichtseinheit werden den Schüler/innen die Grundlagen der
Digitalisierung vermittelt. Sie erfahren, was unter Digitalisierung zu verstehen ist und
welche Technologien damit in Zusammenhang stehen. Aufbauend darauf erhalten Sie
anhand von Beispielen einen Überblick, welche möglichen Einsatzgebiete es für die
zuvor besprochenen Technologien gibt.
2.2 LERNZIELE
1. Wissen, was Digitalisierung ist.
2. Verstehen, welche Technologien mit der Digitalisierung zusammenhängen und
wie diese unser Leben beeinflussen.
3. Verstehen, welche Einsatzgebiete es für die verschiedenen Technologien gibt.
2.3 MEDIENLISTE
Zusätzlich zu diesem Unterrichtsvorschlag, finden Sie in der untenstehenden Liste
eine Auflistung aller Unterrichtsmaterialien, welche von der Digitalen Lernwerkstatt zu
diesem Thema zur Verfügung gestellt werden.
Name Beschreibung Format
Begriffsklärung
Digitalisierung – Einleitung Einführung in das Thema Digitalisierung und Überblick über die Verwendung von technischen Geräten & digitalen Technologien gehäuft im täglichen Leben.
Video
Einführung in die Digitalisierung
Einleitung in das Thema Digigalisierung. Power Point
(Weiter-)Entwicklung der Technologien
Rasante Entwicklung der digitalen Technologien im Zeitstrahl und Einblick in das exponentielle Datenwachstum.
Online Training
Dauer Offline: Dauer Online:
45 Minuten 90 Minuten
Im Anhang bieten wir Ihnen einen Zeitplan zur Strukturierung
dieser Unterrichtseinheit.
Digitale Lernwerkstatt
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Zeitstrahl „Wandel der
Technologien“
Zuordnung verschiedener digitaler Technologien zu
einem bestimmten Jahrzehnt
Arbeitsblatt
Technologien
Das Internet der Dinge und die Vernetzung unserer Lebenswelt
Überblick über die Vernetzung verschiedener Lebensbereiche, z.B. zu Hause oder in Produktionsstätten.
Video
Smart Future Thematisieren von Vernetzung, "Internet der Dinge", "Commerce of Things", "Smart Home" und "Wearables".
Video
Quiz: Digitale Technologien im täglichen Leben
Frage zu Digitalen Technologien. Online Training
Was ist Big Data? Einführung in das Thema Big Data, was es bedeutet und wie es genutzt wird.
Video
Einsatzgebiete
Digitalisierung im täglichen Leben
Verwendung technischer Geräte und digitaler Technologien im Alltag. Klärung wichtiger Begriffe, wie z.B. Big Data oder Smart Home.
Online Training
Digitale Trends: Die Nutzer-Perspektive
Vernetzung von Nutzer und Unternehmen und Sammlung persönlicher Daten bilden die Grundlage für individualisierte Angebote.
Online Training
Digitale Trends: Die Unternehmerische Perspektive
Diskussion verschiedener Trends, die sowohl das Verhalten der Konsumenten beeinflussen als auch neue Geschäftsmodelle fördern.
Online Training
Digitalisierung – Einführung Wie verändern aktuelle Technologien unseren
Lebensalltag?
PowerPoint
Digitale Lernwerkstatt
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2.4 BEGRIFFE
2.4.1 Was ist Digitalisierung?
Mit Digitalisierung meint man häufig, dass Kommunikation und Informationen auf
Computern anstatt auf Papier gespeichert werden. Ein einfaches Beispiel hierfür ist
die E-Mail anstatt eines Briefes. Das Beispiel verdeutlich auch, wie die Digitalisierung
uns hilft, Zeit zu sparen.
Damit eine solche Vereinfachung für uns Menschen möglich ist, müssen die
technischen Geräte, wie beispielsweise ein Computer, erst einmal entsprechend
programmiert werden. Grundlage ist die Übersetzung der Informationen in einen Code.
Dieser Code ist als universelle Sprache zu verstehen, der von allen Computern
decodiert und genutzt werden kann. Digitalisierung kann also auch als Möglichkeit
definiert werden, Informationen durch Codierung in Sprache zu verwandeln, die von
einem Computer verstanden werden kann. Neben der Definition über die Sprache,
umfasst die Digitalisierung auch neue Technologien, Geschäftsmodelle und
Verhaltensweisen.
DEFINITION DIGITALISIERUNG
Der Begriff „Digitalisierung“ bezeichnet im Allgemeinen die Veränderungen
von Prozessen, Objekten und Ereignissen, welche bei einer zunehmenden
Nutzung von digitalen Geräten erfolgt.*
*https://www.gruenderszene.de/lexikon/begriffe/digitalisierung
Medien. Der Begriff Digitalisierung bezeichnet im Allgemeinen die
Digitale Lernwerkstatt
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Mit diesem Arbeitsblatt können Schüler/innen
verschiedene Technologien auf einem Zeitstrahl
einordnen, um einen Überblick über die
Geschwindigkeit der Entwicklung neuer
Technologien zu bekommen.
Wenn Sie einen Zugang zum Internet haben, können
Sie das Arbeitsblatt alternativ auch „digital“ auf der
Seite der Digitalen Lernwerkstatt bearbeiten. Dort
werden zudem noch Informationen geboten, wie sich
die Datenmenge vom Jahr 2016 zum Jahr 2025
verändern wird.
WANDEL DER TECHNOLOGIEN
Klicken Sie hier, oder besuchen Sie www.digitale-lernwerkstatt.com
ONLINE TRAINING
Klicken Sie hier, oder besuchen Sie www.digitale-lernwerkstatt.com
WUSSTEN SIE SCHON?
20% der täglichen Google-Suchanfragen gab es noch nie zuvor.*
*https://www.prdaily.com/Main/Articles/10_surprising_stats_and_facts_about_the_digital_ag_13347.aspx
DIDAKTISCHER TIPP
Fragen Sie Ihre Schüler/innen, welche Beispiele ihnen zur Digitalisierung einfallen. Online-Shopping statt in reale Geschäfte zu gehen Streamingdienste für Filme/Serien und Musik, z.B. Netflix oder Amazon,
anstatt sich eine DVD oder eine CD zu kaufen Online-Banking statt dem Bankschalter in der örtlichen Filiale
Digitale Lernwerkstatt
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2.4.2 Wichtige Begriffe
Ihren Schüler/innen sollte nun bewusst sein, was unter Digitalisierung zu verstehen ist
und in welchen Bereichen sie schon heute Einfluss auf unser Leben hat. Im Folgenden
sollen sie einen Überblick erhalten, welche konkreten Technologien es gibt und wie
diese unseren Alltag verändern.
Die Digitalisierung legt die technische Grundlage für vieles. Ein populäres Beispiel
dafür ist die Nutzung von Cloud-Services.
Mithilfe der Cloud-Technologie können wir von verschiedenen Geräten von überall aus
auf unsere Daten zugreifen, Daten bearbeiten und speichern.
Ein weiteres Beispiel ist Big Data. Durch Big Data können riesige Datenmengen mit
komplexen Zusammenhängen in Echtzeit verarbeitet werden.
DIDAKTISCHER TIPP
Bevor Sie Ihren Schüler/innen die einzelnen Technologien vorstellen und mit Beispielen anreichern, lassen Sie sie 5-10 Minuten in Kleingruppen (ca. 3-4 Schüler/innen) überlegen, was unter den folgenden Begriffen zu verstehen ist: Cloud Big Data Web 2.0 Industrie 4.0 Internet der Dinge Commerce of Things
DEFINITION CLOUD
Als „Cloud“ wird Speicherplatz bezeichnet, der über das Internet zur
Verfügung gestellt wird. Das somit erzeugte Netzwerk kann privat unter
Freunden, für Arbeitsgruppen oder auch für alle Nutzer freigeschaltet sein.*
* https://blog.botfrei.de/2012/12/cloud-computing-oder-was-ist-eigentlich-die-cloud/
Digitale Lernwerkstatt
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Mittels Big Data können uns so beim Online-Shopping Kaufempfehlungen gemacht
werden: „Andere Kunden, die diesen Artikel gekauft haben, haben auch folgendes
Produkt gekauft“. Das Ganze funktioniert genauso für Streaming-Dienste, wie z.B.
Netflix, Amazon Prime oder SkyGo. Durch Big Data können uns auch hier neue Serien-
oder Filmvorschläge präsentiert werden.
Ihren Schüler/innen sollten nun ein
Grundverständnis dafür haben, was unter Big Data
zu verstehen ist. Jedoch sind Daten nicht gleich
Daten. Daten können sich in vielen Punkten
unterscheiden. Und auch die Eigenschaften von Big
Data sind vielfältig.
In diesem kurzen Video erfahren Sie, welchen
Einfluss Big Data auf unsere Gesellschaft hat. Es
wird sowohl der aktuelle Stand dargestellt, als auch
ein Ausblick in unsere digitale Zukunft geboten.
DEFINITION BIG DATA
Der Begriff „Big Data“ stammt aus dem englischen Sprachraum. Erst als
Phänomen oder als Hype wahrgenommen, fassen die Experten mittlerweile
unter diesem Begriff zwei Aspekte zusammen. Demnach umschreibt er zum
einen die immer rasanter wachsenden Datenmengen; zum anderen aber
geht es auch um neue und explizit leistungsstarke IT-Lösungen und
Systeme, mit denen Unternehmen die Informationsflut vorteilhaft verarbeiten
können. Insbesondere unstrukturierte Daten – zum Beispiel aus den sozialen
Netzwerken – machen dabei einen nicht unerheblichen Teil der
Massendaten aus.*
* https://www.bigdata-insider.de/was-ist-big-data-a-562440/
analogen Medien. Der Begriff Digitalisierung bezeichnet im Allgemeinen die
ONLINE TRAINING
Klicken Sie hier, oder besuchen Sie www.digitale-lernwerkstatt.com
BIG DATA
Klicken Sie hier, um das Video abzuspielen.
Digitale Lernwerkstatt
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Ein weiterer Effekt der Digitalisierung wird unter dem Begriff Web 2.0
zusammengefasst. Wir sind also nicht länger nur Rezipient, sondern nehmen auch
aktiv die Produzentenrolle ein. Dies ermöglicht z.B. einen globalen Austausch.
Die Digitalisierung hat auch Einflüsse auf unsere Arbeitswelt. Beschrieben wird dies
mit dem Begriff Industrie 4.0. Dank der vierten industriellen Revolution kommt es so
heutzutage zu einigen Änderungen. Beispielsweise finden sich immer mehr vernetzte
Fabriken, die zum Teil auch schon Roboter in einigen Bereichen wie z.B. in der Logistik
oder bei Schweißarbeiten einsetzen.
WUSSTEN SIE SCHON?
Im Jahr 2020 wird die Datenproduktion um 44% höher sein, als im Jahr 2009.
Einzelpersonen kreieren heutzutage mehr als 70% der digitalen Welt.
Allerdings sind es Unternehmen, die 80% dieser Daten speichern und
verwalten.*
*https://www.modeln.com/10-interesting-facts-big-data/
DEFINITION WEB 2.0
„Web 2.0“ beschreibt die heutige aktive Nutzung des Internets. Das
bedeutet, dass der Nutzer nicht nur Inhalte und Angebote konsumiert,
sondern selbst auch zur Angebotsvielfalt beiträgt, indem er eigene Inhalte
produziert und verfügbar macht.*
* http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Definition/web-2-0.html
Digitale Lernwerkstatt
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Ein weiterer wichtiger Begriff, der häufig mit Digitalisierung in Zusammenhang
gebracht wird, ist das Internet der Dinge.
Ein Beispiel für das Internet der Dinge aus dem Alltag ist die Paketverfolgung.
Bestellen wir etwas in einem Onlineshop, erhalten wir vom Händler oft die Möglichkeit,
unsere Sendung im Transportprozess zu verfolgen. An den einzelnen
Transportstationen wird eine eindeutige Identifikation der Sendung mithilfe von
Strichcodes oder 2D-Codes vorgenommen. Dadurch wird der aktuelle Status der
Lieferung automatisch an die Zentrale übertragen. Über eine entsprechende Website
können wir, als Paketempfänger, dann nachverfolgen, wo sich unsere Sendung
gerade befindet und wann sie voraussichtlich zugestellt wird.
DEFINITION INDUSTRIE 4.0
Die „Industrie 4.0“ bzw. die vierte industrielle Revolution zeichnet sich durch
die Verbindung von Produktion mit modernster Informations- und
Kommunikationstechnologie aus. All dies geschieht auf Grundlage der
technischen Möglichkeiten der Digitalisierung. Mensch und Maschine
können in der Industrie 4.0 miteinander kooperieren und kommunizieren.
Individuelle Kundenwünsche stehen in der Produktion von Gütern im
Vordergrund.*
*http://www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/Industrie40/WasIndustrie40/was-ist-industrie-40.html
DEFINITION INTERNET DER DINGE
Das „Internet der Dinge“ bezeichnet die Vernetzung von
Alltagsgegenständen, wie Kühlschränken, und anderen physischen
Objekten mit dem Internet. Dadurch können die "intelligenten Objekte"
miteinander kommunizieren und selbstständig Aufgaben für den Menschen
erledigen.*
*http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Definition/internet-der-dinge.html
Digitale Lernwerkstatt
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In diesem Video wird das „Internet der Dinge“
anhand von verschiedenen Beispielen aus unserem
Alltag erklärt. Dabei werden auch Begriffe wie
„Interkonnektivität“, „Industrie 4.0“, „Smart Home“
und „Smart City“ eingeordnet und genauer
beschrieben.
Immer häufiger lässt sich allerdings feststellen, dass sich das Internet der Dinge
zunehmend vom Gedanken löst, einen zusätzlichen Service zum Produkt anzubieten.
Vielmehr geht der Trend in die Richtung, Produkte mit möglichst vielen anderen
Services nutzen zu können. Dank dem Internet der Dinge kann zum Beispiel unsere
Waschmaschine selbstständig Waschmittel nachbestellen. Dieses Phänomen wird
Commerce of Things genannt.
Die Waschmaschine kann uns auch das passende Waschmittel, basierend auf
unserem Waschverhalten und der Art der Kleidung, vorschlagen. Es kann also jedes
verbundene Objekt zu einer Vertriebsplattform und zum Kundenanwerbekanal für E-
Commerce-Waren werden.
Wie unsere Zukunft in einer vollvernetzten Welt
aussehen kann, können Sie sich in diesem Video
ansehen. Anhand von Beispielen werden die
Begriffe „Internet der Dinge“, „Smart Home“,
„Commerce of Things“, „Künstliche Intelligenz“ und
„Wearables“ erklärt.
INTERNET DER DINGE
Klicken Sie hier, um das Video abzuspielen.
SMART FUTURE
Klicken Sie hier, um das Video abzuspielen.
DEFINITION COMMERCE OF THINGS
Das Prinzip, dass Geräte oder Gegenstände Materialbestände selbst
kontrollieren und bei Bedarf Nachbestellungen durchführen, heißt
„Commerce of Things“.*
*http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Definition/internet-der-dinge.html
Digitale Lernwerkstatt
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Um zu überprüfen, ob Ihre Schüler/innen die
verschiedenen Technologien verstanden haben und
zuordnen können, können Sie mit Ihnen dieses
kurze Quiz zu den einzelnen digitalen Technologien
durchführen.
2.5 EINSATZGEBIETE DIGITALER TECHNOLOGIEN
Nachdem Ihre Schüler/innen nun wissen, welche digitalen Technologien bei der
Digitalisierung eine Rolle spielen, soll es im Folgenden um deren Einsatzgebiete
gehen.
Dank Cloud-Technologien wie z.B. Spotify, Amazon Music oder Deezer, müssen
Lieder nicht mehr auf der Festplatte gespeichert werden. Weitere Beispiele für Cloud-
Technologien sind Dropbox, Google Drive, iTunes und Apple Airdrop.
Mit Hilfe von Big Data verknüpft Google unglaublich große Datenmengen von
unzähligen Quellen, beispielsweise bei Google Maps. Google wertet Daten aus
Satellitenbildern, geologischen Untersuchungen, Gemeindekarten, Umfragen von
Drittanbietern, Straßenansichtsautos und weiteren Quellen aus. So können
Informationen zur schnellsten Route mit Echtzeitinformationen zwischen zwei Orten
gefunden werden.
Das Internet der Dinge ist die Vernetzung von Gegenständen, um Informationen zu
sammeln und diese virtuell zu steuern. Es ist so z.B. möglich, seine Heizung oder
Waschmaschine von unterwegs zu steuern. Unser Smartphone kann also auch als
Fernbedienung dienen.
QUIZ – TECHNOLOGIEN
Klicken Sie hier, oder besuchen Sie www.digitale-lernwerkstatt.com
WUSSTEN SIE SCHON?
2015 hat die Musikindustrie erstmals mehr mit ihrem digitalen Geschäft
verdient als mit CD-Verkäufen.*
*https://www.welt.de/wirtschaft/article139554425/Die-CD-hat-den-Kampf-gegen-das-Streaming-verloren.html
Digitale Lernwerkstatt
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Dank Web 2.0 kann heute jeder ohne Schwierigkeiten Inhalte online stellen, z.B. auf
Blogs oder Wikis. Ebenso gibt es die Möglichkeit z.B. Newsletter, neue Videos oder
Posts zu abonnieren, oder in einem sozialen Netzwerk z.B. einen interessanten Artikel
oder eine Veranstaltung zu teilen.
Der Begriff Web 2.0 grenzt die interaktive Nutzungsart vom Web 1.0 ab. Im Web 1.0
gab es nur wenige Produzenten, dafür aber zahlreiche Nutzer. Zudem ist anzumerken,
dass im Web 1.0 viele statische HTML-Seiten ins Netz gestellt wurden, die, wenn
überhaupt, nur sehr sporadisch aktualisiert wurden. Mithilfe von Content-Management-
Systemen und Datenbanken können Inhalte nun dynamisch ausgetauscht und neu
eingesetzt werden.
Durch Angebote wie Facebook, WhatsApp, Twitter und Instagram können wir egal
wann und wo mit Personen weltweit in Kontakt bleiben. Es ist jedoch möglich, sich
nicht nur mit Freunden auszutauschen und soziale Beziehungen zu pflegen – es
können ganze virtuelle Gemeinschaften entstehen, z.B. Fanclub-Seiten oder
Business-Netzwerke (Xing, LinkedIn).
DIDAKTISCHER TIPP
Fragen Sie bei Ihren Schüler/innen nach: Wer nutzt täglich folgende Soziale Medien? Facebook Whatsapp, iMessage, etc. Twitter Instagram Snapchat Zur Dokumentation können Sie Handzeichen oder eine Strichliste verwenden.
WUSSTEN SIE SCHON?
Instagram hat ca. 400 Millionen aktive Nutzer pro Tag.*
*https://www.inc.com/melanie-curtin/21-things-every-brand-should-know-about-instagram.html
Digitale Lernwerkstatt
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2.6 CHECKPOINT
DIDAKTISCHER TIPP - GRUPPENDISKUSSION
Diskutieren Sie mit Ihren Schüler/innen, wie die Digitalisierung unser Leben beeinflusst und wie sich unser Lebensumfeld weiterhin verändern wird. Einfluss Digitalisierung, z.B.: Vernetzung im Alltag und Beruf, z.B. Smartphones, Smart Home Digitalisierung von Berufen, Mediengestalter arbeiten am iPad, nicht mit
Papier und Stift
Veränderung Lebensumfeld z.B.: Digitaler Fußabdruck nimmt immer weiter zu Datenschutz wird wichtiger denn je Commerce of Things wird zunehmen Vernetzung in nahezu allen Lebensbereichen
CHECKPOINT
Ihre Schüler/innen sollten nun die Grundlagen der Digitalisierung beherrschen. Um den Lehrstoff zu überprüfen, können Sie anhand folgender Anregungen mit Ihren Schüler/innen diskutieren und reflektieren: Was versteht man unter Digitalisierung? Der Begriff „Digitalisierung“ bezeichnet im Allgemeinen die Veränderung von Prozessen, Objekten und Ereignissen, welche bei einer zunehmenden Nutzung von digitalen Geräten erfolgt
Welche wichtigen Begriffe tauchen im Zusammenhang mit Digitalisierung auf und was bedeuten sie? Cloud: Online-Speicher Big Data: Wachsende Datenmenge und dessen Verwertung Web 2.0: Wandel vom Rezipient zum Produzent Industrie 4.0: 4. Industrielle Revolution: Verbindung von Produktion und modernen
Informations- und Kommunikationstechnologien Internet der Dinge: Vernetzung von Alltagsgegenständen Commerce of Things: Selbstständige Materialnachbestellung
Was sind die Einsatzgebiete der digitalen Technologien? Cloud: Streaming von Musik und Film/Serien Web 2.0: Produzent durch soziale Medien, wie z.B. Facebook, Instagram, Twitter Internet der Dinge: Haushalt von unterwegs aus steuern, z.B. Licht aus Big Data: z.B. Google Maps
Digitale Lernwerkstatt
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3 TECHNOLOGIEN
3.1 INHALT
Diese Unterrichtseinheit soll Ihren Schüler/innen Beispiele digitaler Technologien
vorstellen, die Ihnen sowohl im Privaten als auch im späteren Beruf begegnen können.
Dabei geht es auch darum, sich mit den Chancen und Herausforderungen
auseinanderzusetzen. Außerdem wird das Thema Big Data vorgestellt und vertieft und
vor dem Hintergrund des Datenschutzes betrachtet.
3.2 LERNZIELE
1. Wissen, welche digitalen Technologien es gibt.
2. Verstehen, wie die digitalen Technologien eingesetzt werden.
3. Chancen und Risiken der neuen Technologien verstehen.
4. Big Data begreifen und die Bedeutung von Datenschutz erkennen.
3.3 MEDIENLISTE
Zusätzlich zu diesem Unterrichtsvorschlag, finden Sie in der untenstehenden Liste
eine Auflistung aller Unterrichtsmaterialien, welche von der Digitalen Lernwerkstatt zu
diesem Thema zur Verfügung gestellt werden.
Name Beschreibung Format
Digitale Technologien Digitalisierung im täglichen Leben
Verwendung technischer Geräte und digitaler Technologien im Alltag. Klärung wichtiger Begriffe, wie z.B. Big Data oder Smart Home.
Online Training
Digitale Technologien im täglichen Leben
Frage zu Digitalen Technologien. Online Training
Das Internet der Dinge und die Vernetzung unserer Lebenswelt
Überblick über die Vernetzung verschiedener Lebensbereiche, z.B. zu Hause oder in Produktionsstätten.
Video
Einleitung: Vernetzte Lebenswelt
Einleitung zum Thema digitale Vernetzung und Vorstellung verschiedener Trends wie z.B. Smart Home oder Internet der Dinge.
Power Point
Dauer Offline: Dauer Online:
45 Minuten 90 Minuten
Im Anhang bieten wir Ihnen einen Zeitplan zur Strukturierung
dieser Unterrichtseinheit.
Digitale Lernwerkstatt
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Quiz: Bist du connected? Überprüfung des Wissens zum Thema "Internet der Dinge".
Online Training
Interkonnektivität Überblick über Merkmale und Auswirkungen der vierten Industriellen Revolution - Vorstellung einer Smart Factory.
Power Point
Smart Factory - Produktion und Arbeit in der intelligenten Fabrik
Vorstellung der Arbeitsweisen und Kommunikationswege in einer intelligenten Fabrik.
Video
Chancen und Herausforderungen Vernetzte Begleiter Veränderung des Alltags durch vernetzte Gegenstände,
sowie Verdeutlichung von Vorteilen und Risiken der Vernetzung.
Online Training
Digitalisierung - Auswirkungen auf die Arbeitswelt
Auswirkungen von digitalen Technologien in der digitalisierten Arbeitswelt und die benötigten Kompetenzen für die Arbeitsplätze der Zukunft.
Power Point
3D-Druck - Eine weltverändernde Technologie
Einblicke in die Funktionalität und Einsatzgebiete eines 3D Druckers.
Online Training
Aktuelle Technologien Neue digitale Technologien, deren Anwendungsgebiete sowie Vor-und Nachteile.
Power Point
Industrie 4.0 - Die neue vernetzte Arbeitswelt
Überblick über Merkmale und Auswirkungen der vierten Industriellen Revolution - Industry 4.0.
Online Training
Big Data Wie generiere ich Big Data?
Erkennen, welche Daten über das eigene Smartphone erfasst werden.
Online Training
Was ist Big Data? Einführung in das Thema Big Data, was es bedeutet und wie es genutzt wird.
Video
Einführung in Big Data Einleitung in das Konzept "Big Data" , was es ist und welche Einsatzgebiete es gibt
Power Point
Was wird mit Big Data gemacht?
Überblick die Sammlung großer Datenmengen und über die Einsatzbereiche von Big Data.
Online Training
Wie beeinflusst Big Data unser Leben?
Sven Böhmert spricht über den Einfluss von Big Data auf die Gesellschaft und die mögliche Entwicklung in der Zukunft.
Video
Datenschutz Einfluss nehmen auf das Sammeln von Big Data
Notwendigkeit des Datenschutzes vor dem Hintergrund von Big Data und Tipps zum Schutz der eigenen Daten.
Video
Risiken: Tools zur Datensicherheit im Netz
Vorstellung hilfreicher Instrumente zur Erhöhung der Datensicherheit.
Power Point
Digitale Lernwerkstatt
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3.4 TECHNOLOGIEN DER DIGITALISIERUNG
Die Digitalisierung ist kein neues Konzept. Es bezeichnet zunächst einfach die
Überführung analoger Signale und Informationen in binären Code. Ein sehr frühes
Beispiel dafür ist der Morse-Code – schon hier werden wesentliche Elemente deutlich,
die auch die heutige Form der technischen Digitalisierung mit sich bringt. Digitale
Technologien haben sich seit dem Morse-Code jedoch ständig weiterentwickelt.
Starten Sie die Unterrichtseinheit mit Ihren
Schüler/innen mit der Vorstellung der großen
Trends im Bereich der digitalen Technologien. Sie
können dazu unterstützend diese Präsentation
nutzen.
3.4.1 3D-Drucker
3D-Drucker werden heute bereits für den Hausgebrauch
produziert. Beim 3D-Druck (auch Additive Layer
Manufacturing, kurz „ALM“ genannt) werden Gegenstände
Schicht für Schicht produziert, indem die gewünschten
Materialien (z.B. Pulver verschiedener Metalle oder
Kunststoffe) auf ein Trägermaterial aufgetragen werden. Die Information, wie das
Objekt aussehen soll, kommt dabei aus dem Computer in Form digitaler Daten. Der
Begriff „Digitalisierung“ bedeutet, aus physischen, analogen Informationen
immaterielle Informationen zu machen. Die 3D-Drucktechnologie dreht dieses Prinzip
um: aus immateriellen, digitalen Datenmodellen entstehen wieder physische
Gegenstände. Die 3D-Drucktechnologie ist von ihrer Bedeutung vergleichbar mit der
Erfindung des Buchdrucks, der die handschriftliche Herstellung von Büchern abgelöst
hat.
TECHNOLOGIEN
Klicken Sie hier, oder besuchen Sie www.digitale-lernwerkstatt.com
DIDAKTISCHER TIPP
Fragen Sie Ihre Schüler/innen, ob sie sich vorstellen können, inwieweit der 3D-Druck ihr Leben beeinflussen könnte.
Digitale Lernwerkstatt
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Sie können folgendes Online Training mit
integriertem Video mit Ihren Schüler/innen
durchführen, wenn Sie über einen Internetzugang
verfügen. Hierbei wird die Technologie des 3D-
Drucks detailliert vorgestellt.
3.4.2 Tesla Powerwall
Tesla gilt als Vorreiter im Bereich der Elektro-Autoindustrie. Aber kennen Sie auch die
Tesla Powerwall? Dabei handelt es sich um einen Lithium-Ionen-Akku für den
Privathaushalt. Das Konzept des Heimspeichers besteht darin, überflüssigen
Solarstrom, der tagsüber erzeugt wurde, in einem Akku zu speichern und somit zu
einem späteren Zeitpunkt nutzbar zu machen. Haushalte sollen sich dadurch autark
mit Strom versorgen können. Auch Elektroautos können mit dem eigenen Strom
versorgt werden. Über die Forschung an und die Herstellung von Batterien für
Premium Elektroautos hat Tesla sein Produktportfolio in Richtung innovativer und
umweltfreundlicher Energielösungen ausgeweitet. So kann jetzt jeder Haushalt, jedes
Büro und sogar Fabriken als eigene kleine Kraftwerk agieren. Dass man nun für den
Hausgebrauch erschwinglich Strom mit vernünftigem Wirkungsgrad speichern kann,
ist ein beachtenswerter Durchbruch.
ONLINE TRAINING
Klicken Sie hier, oder besuchen Sie www.digitale-lernwerkstatt.com
WUSSTEN SIE SCHON?
Ein chinesisches Architekturbüro hat innerhalb eines Tages zehn komplette
Häuser mit Hilfe eines 3D-Druckers erstellt. Für die Produktion wurden
ausschließlich recycelbare Materialien eingesetzt.*
*http://www.huffingtonpost.de/2014/04/15/china-10-haeuser-3d-drucker_n_5151440.html##
Digitale Lernwerkstatt
20
3.4.3 Erweiterte Realität
Ein weiterer Trend ist die erweiterte Realität (engl. augmented reality – kurz „AR“).
Dabei werden mit Hilfe von Kameras Informationen aus der Umgebung aufgenommen
und mit anderen Daten kombiniert, um dem Nutzer die benötigten Informationen zur
Verfügung zu stellen. Mit der digitalen Technologie Google Glass kam ein
Minicomputer in Brillenform auf den Markt, der sich die erweiterte Realität zunutze
macht. Bei Bedarf (der Computer reagiert über Sprachsteuerung) erscheinen im
Sichtfeld des Trägers verschiedenste Informationen. Außerdem können über die
eingebaute Digitalkamera visuelle Informationen im Sichtfeld des Trägers erfasst und
wiederum zu nützlichen Informationen umgewandelt werden. Eigentlich war Google
Glass für den privaten Gebrauch gedacht – zum Beispiel, dass man bei einer
Stadtbesichtigung Umgebungsinformationen eingeblendet bekommt oder Nachrichten
DEFINITION ERWEITERTE REALITÄT
„Erweiterte Realität“ oder „Augmented Reality“ bezeichnet eine
computerunterstützte Wahrnehmung bzw. Darstellung, welche die reale Welt
um virtuelle Aspekte erweitert.*
*http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Definition/augmented-reality.html analogen Medien. Der Begriff
Digitalisierung bezeichnet im Allgemeinen die Veränderungen von
DIDAKTISCHER TIPP
Diskutieren Sie die Chancen und Herausforderungen der heimischen Stromversorgung mit Ihren Schüler/innen. Chancen: Umweltfreundlich produzierter Strom Energiekosten können reduziert werden Powerwall ist „intelligent“ und sorgt für optimale Stromversorgung
Herausforderungen: Speicherkapazität derzeit noch gering Recycling des Akkus noch nicht gegeben Benötigte Rohstoffe für den Akku sind umweltschädlich
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vom Smartphone direkt auf das Google Glass Display zum Lesen übertragen werden.
Allerdings ist die Technologie für den kommerziellen Vertrieb zu teuer, sodass Google
das Produkt letztlich als Flop bezeichnet hat.
3.4.4 Vernetzte Technologien
Digitale Trends gibt es nicht nur im Bereich
einzelner Technologien. Vernetzte Technologien
sind heute sowohl in der Industrie als auch im
Privatgebrauch im Einsatz. Im ersten Teil der
Unterrichtseinheit wurden bereits die Begriffe
Commerce of Things, Internet der Dinge und Industrie 4.0 vorgestellt. Besprechen Sie
mit Ihren Schüler/innen diese Beispiele und geben Sie somit einen Überblick über
vernetzte digitale Technologien. Sie können dazu die entsprechende Power Point
Präsentation nutzen.
Das Internet der Dinge (engl. Internet of Things) bezeichnet die Verknüpfung von
Objekten in Unternehmen oder Privathaushalten über das Internet. Dabei wird jedes
mit Intelligenz ausgestattete Gerät mit einer eigenen URL (Internetadresse)
ausgestattet und kann somit über das Internet gesteuert werden – vom Lichtschalter
VERNETZTE LEBENSWELT
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WUSSTEN SIE SCHON?
Die erweiterte Realität hat es aber dennoch in unseren Alltag geschafft.
Kennen Sie bereits diese zwei Apps, die uns den Alltag mit Hilfe von AR
erleichtern?
Google Translate:
Übersetzt abfotografierte Texte in „real time“, nützlich für
Restaurantmenüs und Straßenschilder
Wikitude:
Recherchiert gescannte Gegenstände im Internet, zeigt
außerdem Standorte und Produktvideos an
DIDAKTISCHER TIPP
Auch wenn Google Glass derzeit (noch) nicht für den Privatgebrauch relevant ist, ist es durchaus denkbar, dass der Einsatz in der Industrie oder im öffentlichen Sektor von Vorteil sein kann. Befragen Sie Ihre Schüler/innen, ob sie sich einen Bereich vorstellen können, für den eine solche Technologie revolutionär sein könnte. Derzeit wird am Einsatz im Krankenhaus geforscht – hier könnten den Ärzten die Vitaldaten stets direkt vor dem Auge angezeigt werden, sodass alle wichtigen Informationen auf einen Blick abgerufen werden können. Sie sollten hier jedoch auch die Ablenkungsgefahr bedenken. Ein weiteres Einsatzfeld ist die Industrie. Bei der Installation von Maschinen könnten die Mitarbeiter simultan technische Details über das Display aufrufen, ohne ihre Hände benutzen zu müssen. Die spart Zeit bei der Konstruktion und kann Fehler reduzieren, wenn ein ständiger Wechsel zwischen Arbeitsstätte und Manual oder Computer vermieden werden kann.
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bis zum Kühlschrank. Das Ziel ist es, den Alltag der Menschen einfacher zu machen.
Für den Privatgebrauch bedeutet das beispielsweise, dass von unterwegs bereits die
Heizung in der Wohnung angestellt werden kann, damit man so nach einem Urlaub
nicht in eine kalte Wohnung zurückkehren muss. Das Smartphone dient dabei quasi
als Fernbedienung.
Das Commerce of Things ist die Erweiterung des Internets der Dinge auf den
Internethandel (E-Commerce). Im Zuge der zunehmenden Digitalisierung aller
Lebensbereiche soll der Handel immer stärker auf das Online-Geschäft verlagert
werden. Der Internethandelsriese Amazon beispielsweise ist mit dem Verkauf von
Büchern über das Netz auf den Markt getreten und vertreibt heute nahezu alle
vorstellbaren Güter. Supermärkte und Drogerieketten haben aber bisher den Vorteil,
kein Endgerät wie Smartphone oder Laptop zu benötigen, um einen schnellen Einkauf
zu ermöglichen. Um dem Verbraucher dahingehend entgegen zu kommen, hat
Amazon den Amazon Dash eingeführt. Dabei handelt es sich um einen physischen
Knopf, der mit dem Internet des Nutzers verknüpft ist. Jeder Knopf symbolisiert ein
Produkt und wird an geeigneter Stelle im Haushalt platziert. Sobald das Produkt zur
Neige geht, kann der Nutzer über einen einfachen Knopfdruck eine Bestellung
anordnen.
Auch die Industrie 4.0 bedient sich der vernetzten Technologie des Internets der
Dinge. Im Zuge der vierten industriellen Revolution kommt es zu einer zunehmenden
Vernetzung von Mensch, Maschine und Produkt. Dadurch werden Informationen an
Objekte und Prozesse mit Hilfe von Netzwerken virtuell vermittelt und sind so schnell
und unkompliziert verfügbar. Dies ermöglicht eine effizientere und flexiblere
Produktion. Geht im Produktionsprozess ein benötigtes Fertigungsmaterial zur Neige,
wird dies von der intelligenten Maschine erkannt und kann direkt beim Zulieferer
nachbestellt werden. Dies soll einen idealen Produktionsablauf ermöglichen. Kommt
es dennoch zu Verzögerungen im Produktionsprozess, können diese unmittelbar an
den Lieferservice kommuniziert werden, welcher dann einen Hinweis an den Kunden
senden kann, dass es voraussichtlich zu einer verspäteten Zustellung kommt. Der
Kunde ist somit stets informiert und nicht enttäuscht. Er rückt immer mehr in den Fokus
der Unternehmen und kann sich mit seinen individuellen Produktwünschen zum Teil
an der Gestaltung beteiligen.
Digitale Lernwerkstatt
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Sollten Sie über Internetzugang verfügen, können
Sie mit Ihren Schüler/innen dieses Online Training
absolvieren, das in einem kurzen Video
Wissenswertes zur Industrie 4.0 darstellt.
3.4.5 Kritische Betrachtung
Nachdem Sie nun mit Ihren Schüler/innen die Grundlagen der (vernetzten)
Technologien besprochen haben, sollen sie sich mit dem Thema kritisch
auseinandersetzen. Diskutieren Sie im Klassenverband die Vor- und Nachteile der
vorgestellten digitalen Technologien. Als Gedankenstütze möchten wir Ihnen an dieser
Stelle einige Herausforderungen der vorgestellten Technologien mit an die Hand
geben:
Internet der Dinge
Die Vernetzung nimmt dem Nutzer viele einfache Handgriffe ab. Was passiert
jedoch, wenn die Technik einen Fehler im System hat oder es zu
Netzwerkproblemen beim Internetanbieter kommt? Kann ein Nutzer das
selbstständig lösen oder funktioniert die Haustechnik erst wieder, sobald ein
Techniker vor Ort ist?
Werden die Daten des Hausnetzwerks gespeichert? Wer hat Zugriff auf die
umfangreichen Daten und ist die Datenvielfalt vielleicht eine Sicherheitslücke?
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Nutzen Sie folgende Fragen als Anregung, um die Beteiligung der Schüler/innen zu fördern: Welche vernetzten Gegenstände benutzt du heute schon? Wozu? Kannst du dir ein Leben ohne diese Technik vorstellen?
Warum / Warum nicht? Welche Technik, die dein Leben leichter machen könnte, wünschst du
dir für die Zukunft?
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Commerce of Things
Ist die Technologie schon reif? Die Technologie ist noch nicht optimal, vielfach
müssen bei der verbal oder per Knopfdruck aufgegebenen Bestellung noch
manuelle Korrekturen durch den Verbraucher vorgenommen werden.
Problematisch kann der Amazon Dash sein, wenn Kleinkinder im Haus sind –
wer haftet hier für versehentlich aufgegebene Bestellungen?
Welche Konsequenzen hat der Fortschritt der Onlineriesen für lokale Händler?
Industrie 4.0
Neue technische Anforderungen schaffen zahlreiche neue Berufe im Bereich
der Digitalisierung. Doch wie kann man Arbeitnehmer, welche künftig durch
Robotersysteme ersetzt werden, an neue Aufgaben heranführen? Wie kann
man heutige Grundschüler bereits ideal auf die digitale Berufswelt vorbereiten?
Überprüfen Sie zum Abschluss das Wissen Ihrer
Schüler/innen mit einem Quiz zu vernetzten
Technologien. Die Fragen lassen sich aus den vorab
besprochenen Inhalten beantworten.
Sie können außerdem folgendes Mini-Quiz zu
digitalen Technologien mit Ihren Schüler/innen
durchführen, wenn Sie über einen Internetzugang
verfügen. Hierbei geht es darum, Beispiele für die
großen digitalen Technologien kennenzulernen.
3.5 BIG DATA
Die Weiterentwicklung technologischer Möglichkeiten zur Digitalisierung mündet heute
in die Massendatenverarbeitung, sprich die Verarbeitung großer Mengen von Daten
(und Metadaten) bei gleichzeitig immer komplexeren Zusammenhängen. Big Data als
Konzept und Technologie ermöglicht so die Echtzeitanalyse und Verknüpfung von
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ONLINE-QUIZ
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Daten aus unterschiedlichen Quellen. Führen Sie
Ihre Schüler/innen zunächst mit diesem Video an
die Big Data Technologie heran.
Big Data bezeichnet also die Sammlung großer
Datenmengen z.B aus Kundendaten von
Unternehmen, aus Smart Home Services in Privathaushalten, von technischen
Geräten wie Wearables (tragbare Minicomputer) oder aus den zahlreichen Profilen der
Social Media Plattformen.
Doch woher stammen die Daten eigentlich genau? Die Quellen für Big Data sind
vielfältig. Mindestens eine wird sicherlich täglich von einem Großteil Ihrer
Schüler/innen genutzt. Ein herkömmliches Smartphone sammelt Daten über die
verschiedensten Funktionen.
BIG DATA
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WUSSTEN SIE SCHON?
Der Streaming-Dienst Netflix hat seine Erfolgsserie „House of Cards“ zum
Teil auf Basis von Big Data konzipiert. Die Analyse der Nutzerdaten führte
zu der Entscheidung, wer die Hauptrolle spielen soll, wer Regie führen soll
und sogar, welche Farben für das Cover genutzt werden.*
*https://www.salesforce.com/blog/2016/08/netflix-big-data-tactics.html.
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Obwohl das Smartphone täglich genutzt wird, ist es fraglich, ob Ihre Schüler/innen
wissen, mit Hilfe welcher Funktionen eine Vielzahl an Informationen ganz nebenbei
aufgezeichnet wird.
Die folgenden Sensoren eines Smartphones stellen im Alltag nützliche Helfer dar,
jedoch sollte nicht vergessen werden, dass damit viele Informationen über persönliche
Gewohnheiten erstellt werden können, welche Rückschlüsse auf den Nutzer zulassen
und zukünftiges Verhalten vorhersagen können:
Mikrofon
Smartphones verfügen über unterschiedlich viele Mikrofone. Oftmals sind es
sogar drei Stück. Damit nimmt es alle Umgebungsgeräusche auf und kann
Störgeräusche herausfiltern und sich optimal auf den Sprecher ausrichten.
DIDAKTISCHER TIPP
Falls es an Ihrer Schule erlaubt ist, Handys mit in die Schule zu bringen, können Sie Ihre Schüler/innen auffordern, die verschiedenen Funktionen am eigenen Smartphone zu finden. Sollten nicht genügend Smartphones vorhanden sein oder Sie nicht wollen, dass die Schüler/innen ihre eigenen Geräte nutzen, können Sie die Funktionen exemplarisch an Ihrem Gerät vorstellen.
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Kamera
Die Kamera kann nicht nur Fotos aufnehmen. Sie kann auch zur Entsperrung
des Handys über Gesichtserkennung genutzt werden. Außerdem kann sie mit
Hilfe von speziellen Programmen den Puls messen. Dazu wird die
Gesichtsfarbe des Nutzers analysiert.
Mobilfunk-Antennen
Ein Handy kann über verschiedene Frequenzen wie LTE oder 5G
kommunizieren. Dazu benötigt es mehrere Antennen. Um eine bestmögliche
Netzverbindung zu gewährleisten, analysieren die Antennen des Mobiltelefons
ständig, mit welcher der sie umgebenen Funktürme sie sich aktuell verbinden
sollten. Dabei werden gleichzeitig Standortdaten produziert.
WLAN-Antenne
Die WLAN-Antenne dient in erster Linie dem Senden und Empfangen von
Daten, wird aber auch genutzt, um die Qualität und den Standort von WLAN-
Zugängen in der Umgebung zu analysieren.
NFC
NFC, kurz für Near Field Communication, ist, ebenso wie Bluetooth, vor allem
eine Funktechnik für den Nahbereich. Eine Antenne kann über wenige
Zentimeter hinweg Daten senden und empfangen. Derzeit wird es vor allem
zum bargeldlosen Bezahlen genutzt, es kann aber auch als Autoschlüssel
dienen, oder um digitale Visitenkarten auszutauschen.
Touchscreen
Der Bildschirm selbst ist der größte Sensor. Er registriert jede Bewegung auf
und in unmittelbarer Nähe des Screens. Im Glas liegen quer zueinander zwei
Gitter aus durchsichtigen elektrischen Leitungen die sich stetig elektrische
Signale senden. Bei Berührung verändert die Feuchtigkeit des Fingers die
elektrische Kapazität der isolierenden Schicht, das Signal wird lokal schwächer.
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Daraufhin errechnet ein Prozessor die genaue Position. Dabei wird der Ort der
Berührung genauso aufgezeichnet wie die Dauer. Daraus lassen sich
individuelle Nutzerangewohnheiten ableiten.
GPS
Das Global Positioning System (GPS) ist ein Ring von Satelliten, der um die
Erde fliegt und Positionssignale sendet. Im Smartphone werden diese von der
Antenne empfangen, um die Position des Nutzers zu bestimmen. Daher kennt
das Smartphone fast immer den aktuellen Standort.
Bluetooth
Bluetooth ist, ebenso wie NFC, eine Antenne zur Übertragung von Daten über
kurze Strecken, also zum Beispiel um Musik über Boxen zu hören, die nicht mit
einem Kabel verbunden sind. Bluetooth kann aber auch als Presenter oder
Fernbedienung genutzt werden. Außerdem kann das Bluetooth-Protokoll auch
als Schlüssel dienen, um ein bestimmtes Türschloss in der Nähe zu erkennen
und zu öffnen.
Fingerabdrucksensor
Der Fingerabdrucksensor besteht aus vielen winzigen Zellen. Wenn der Finger
auf die Oberfläche gelegt wird, ändert sich deren Kapazität. Aus der Art der
Änderungen aller Zellen wird ein Bild des Abdrucks errechnet und
zusammengesetzt. Das Smartphone kennt somit den Fingerabdruck des
Nutzers.
Welche Quellen gibt es neben dem Smartphone für die Generierung von Big Data?
Besprechen Sie mit Ihren Schüler/innen weitere Datenquellen und diskutieren Sie,
wofür diese Daten genutzt werden könnten:
Historische Daten
Die Auswertung historischer Daten kann unter anderem zur Verbrechens-
bekämpfung genutzt werden. Durch die ständige Auswertung der Daten
vergangener Verbrechen kann die Polizei vorbeugen. Sie erlangt Kenntnisse
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über gefährdete Gebiete und Uhrzeiten und kann somit die Verbrechensrate
reduzieren. Durch eine erhöhte Präsenz der Polizei in den identifizierten
Gegenden verringerte sich die Kriminalitätsstatistik in einigen Teilen um bis zu
30%. (https://www.welt.de/vermischtes/article131982583/Die-Datenspur-des-vernetzten-Verbrechers.html)
Standort
Über unsere Smartphones wird ständig der aktuelle Aufenthaltsort
veröffentlicht. Diese Daten können ebenfalls analysiert werden:
o Zur Verhinderung der Ausbreitung von Epidemien über die
Standortanalyse infizierter Personen
o Zur vorsorglichen Bereitstellung von Hilfs- und Rettungskräften für große
Menschenansammlungen
o Zur Reduktion von Stauaufkommen über das Versenden präventiver
Stauwarnungen
Wearables
Daten von Fitnesstrackern liefern umfassende Informationen über den
Gesundheitszustand und das Gesundheitsbewusstsein der Gesellschaft. Sie
ermöglichen bei akuten Notfällen eine schnelleren medizinische Versorgung
und können zur Prävention von Krankheiten eingesetzt werden.
Gesichtserkennung
Der Abgleich des Gesichts mit Datenbanken der Polizei lässt eine
Gefahrenprävention zu. So können beispielsweise an Flughäfen potenziell
gefährliche Passagiere mit Hilfe von Big Data zuverlässiger analysiert werden,
als es einem Menschen möglich ist.
Stimmerkennung
Neben der Gesichtserkennung kann die Identifikation von Personen auch mit
Hilfe von Stimmerkennungssoftware erfolgen. Sie dient beispielsweise der
persönlichen Identifikation beim Online-Banking und soll so dafür sorgen, mehr
Sicherheit zu erzeugen, als es mit herkömmlichen Login-Daten möglich ist.
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Social Media und Suchmaschinen
Über die Nutzung sozialer Plattformen und Suchmaschinen werden viele
Informationen und Interessen von Privatpersonen preisgegeben. Aus diesen
Daten lassen sich beispielsweise folgende Erkenntnisse gewinnen:
o Unternehmen können Produkte spezieller auf den Kunden ausrichten,
wenn sie seine/ihre Präferenzen kennen
o Bedrohungslagen können frühzeitig erkannt werden, wenn z.B. ein
verdächtiger Suchverlauf auf eine bevorstehenden terroristischen Akt
hindeutet
Geben Sie Ihren Schüler/innen ein Gefühl dafür,
welche Massen an Daten täglich über
Suchmaschinen und Social Media Plattformen
erzeugt werden. Nutzen Sie dazu diesen Link. Hier
wird dargestellt, wie viele Daten innerhalb von 30
Sekunden auf den verschiedenen Portalen erzeugt
werden. Die Zählung beginnt bei null Sekunden
und addiert jede Sekunde erstaunliche
Datenmengen hinzu.
3.6 DATENSCHUTZ
Ihren Schüler/innen sollte nun bewusst sein, wie Big Data gesammelt wird und welche
verschiedenen Erkenntnisse daraus abgeleitet werden. Daraus entstehen zum Teil
positive Entwicklungen für die Gesellschaft, beispielsweise durch die erleichterte
Verbrechensprävention, sowie für den Einzelnen, z.B. durch individualisierte
DATENSCHUTZ
Klicken Sie hier, um das Video abzuspielen.
DIDAKTISCHER TIPP
Im Video wird ein Geschäftsmodell aus England vorgestellt. Der Inhaber
verkauft Produkte gegen Daten oder Fotos seiner Kunden. Starten Sie eine
Umfrage unter Ihren Schüler/innen, ob sie bereit wären, sich auf diesen
Tausch einzulassen.
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Konsumgüter. Dennoch ist es oft wichtig, die eigenen Daten zu schützen, denn nicht
jede Information sollte öffentlich kommuniziert werden. Das Video gibt eine Einführung
über die Bedeutung von Datenschutz vor allem vor dem Hintergrund von Big Data.
Nutzen Sie das Arbeitsblatt, um mit Ihren
Schüler/innen zu besprechen, welche Möglichkeiten
Sie haben, um Ihre eigenen Daten zu schützen, bzw.
die Menge der erzeugten Daten einzuschränken.
Dabei spielen die folgenden Punkte eine Rolle:
Mit Geld oder Daten bezahlen?
Angabe persönlicher Daten
Kontakte im Netz
Cookies deaktivieren
Bewusstes Posten
Alternative Suchmaschinen
Sichere E-Mail-Postfächer
WUSSTEN SIE SCHON?
Während in Deutschland der Datenschutz ein wichtiges Gut ist und politisch
unterstützt wird, sieht das im Ausland oft anders aus: In China wird
beispielsweise das Social Credit System getestet. Dabei handelt es sich um
eine Art Rating-Agentur für Privatpersonen mit dem Ziel der „Erziehung“ der
Bürger. So soll jeder mit einem einheitlichen Punktestand starten und mit
Punktabzug für „schlechtes“ Verhalten, z.B. zu langes Computerspielen,
bestraft werden. „Positives“ Verhalten hingegen führt zum Zugewinn von
Punkten. Aus einem hohen Punktestand ergeben sich dann Vorteile wie
niedrige Kreditzinsen oder Boni von Krankenkassen.*
*http://www.zeit.de/digital/datenschutz/2017-11/china-social-credit-system-buergerbewertung
DATENSICHERHEIT
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Alternative Messenger-Dienste
SRT APPGuard
Ghostery
Adblock Plus
Datenschutz geht jeden etwas an. Bieten Sie Ihren
Schüler/innen mit diesem Quiz abschließend die
Möglichkeit, ihr Wissen zum Thema Big Data und
Datenschutz zu überprüfen. Die Fragen lassen sich
aus dem hier dargestellten Unterrichtsstoff
beantworten.
3.7 CHECKPOINT
QUIZ
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CHECKPOINT
Überprüfen Sie den Lehrstoff mit Ihren Schüler/innen. Diskutieren und reflektieren Sie anhand der folgenden Anregungen: Welche Beispiele für neue digitale Technologien wurden vorgestellt? 3D-Drucker – kann Alltagsgegenstände von zu Hause einfach reproduzieren Tesla Powerwall – kann Solarenergie speichern und bei Bedarf im Haushalt
verteilen Google Glass – kann die Umgebung scannen und Zusatzinformationen
bereitstellen
Welche Beispiele vernetzter Technologien wurden vorgestellt? Internet der Dinge – Vernetzung physischer Gegenstände über das Internet Commerce of Things – Nutzung des Internet der Dinge für den Online-
Handel Industrie 4.0 – Nutzung des Internet der Dinge in Unternehmen
Warum ist Datenschutz vor allem vor dem Hintergrund von Big Data so bedeutsam? Daten werden von verschiedensten Geräten oft unbemerkt aufgezeichnet
und gesammelt. Somit einsteht ein umfassendes Bild des Verbrauchers, welches auch Nachteile haben kann.
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33
4 GLOSSAR
Big Data Der Begriff Big Data stammt aus dem englischen
Sprachraum. Erst als Phänomen oder als Hype
wahrgenommen, fassen die Experten mittlerweile unter
diesem Begriff zwei Aspekte zusammen. Demnach
umschreibt er zum einen die immer rasanter wachsenden
Datenmengen; zum anderen aber geht es auch um neue
und explizit leistungsstarke IT-Lösungen und Systeme, mit
denen Unternehmen die Informationsflut vorteilhaft
verarbeiten können. Insbesondere unstrukturierte Daten –
zum Beispiel aus den sozialen Netzwerken – machen dabei
einen nicht unerheblichen Teil der Massendaten aus.
Cloud Als Cloud wird Speicherplatz bezeichnet, der über das
Internet zur Verfügung gestellt wird. Das somit erzeugte
Netzwerk kann privat unter Freunden, für Arbeitsgruppen
oder auch für alle Nutzer freigeschaltet sein.
Commerce of
Things
Das Prinzip, dass Geräte oder Materialbestände selbst
Nachbestellungen durchführen, heißt Commerce of Things.
Digitalisierung Der Begriff Digitalisierung bezeichnet im Allgemeinen die
Veränderungen von Prozessen, Objekten und Ereignissen,
welche bei einer zunehmenden Nutzung von digitalen
Geräten erfolgt.
Google Glasses Google Glass ist der Markenname eines am Kopf
getragenen Miniaturcomputers des US-amerikanischen
Unternehmens Google. Das Produkt wird der Klasse der
Wearables (Wearable Computing) zugeordnet.
Auszeichnend für dieses Gerät ist das optische Display, das
in der Peripherie des Sichtfeldes auf einem Brillenrahmen
montiert ist und daher auch als Peripheral Head-Mounted
Display (PHMD) bezeichnet wird.
Digitale Lernwerkstatt
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Internet der Dinge Das Internet der Dinge bezeichnet die Vernetzung von
Alltagsgegenständen, wie Kühlschränken, und anderen
physischen Objekten mit dem Internet. Dadurch können die
"intelligenten Objekte" miteinander kommunizieren und
selbstständig Aufgaben für den Menschen erledigen.
Industrie 4.0 Die Industrie 4.0 bzw. die vierte industrielle Revolution
zeichnet sich durch die Verbindung von Produktion mit
modernster Information- und Kommunikationstechnologie
aus. All dies geschieht auf Grundlage der technischen
Möglichkeiten der Digitalisierung. Mensch und Maschine
können in der Industrie 4.0 miteinander kooperieren und
kommunizieren. Individuelle Kundenwünsche stehen in der
Produktion von Gütern im Vordergrund.
Wearables Wearables sind Computertechnologien, die man am Körper
oder am Kopf trägt. Sie sind eine Konkretisierung des
Ubiquitous Computing, der Allgegenwart der
Datenverarbeitung, und ein Teil des Internets der Dinge.
Man spricht auch von Wearable Technology und vom
Wearable Computer. Sinn und Zweck ist meist die
Unterstützung einer Tätigkeit in der realen Welt, etwa durch
(Zusatz-)Informationen, Auswertungen und Anweisungen.
3D-Druck 3D-Drucker erlauben das "Ausdrucken" von Gegenständen
aller Art. Es wird Schicht um Schicht aufgetragen und
getrocknet, geklebt oder geschmolzen. Die Drucker
erlauben zum einen die private Herstellung von Objekten
aller Art, zum anderen – dies ist vor allem für Unternehmen
relevant – die Just-in-time-Produktion von einzelnen
Werkzeugen und Geräteteilen oder die Massenproduktion
vor Ort.
Digitale Lernwerkstatt
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5 ANHANG
Anhang 1: Unterrichtsplan „Grundlagen der Digitalisierung“
Anhang 2: Unterrichtsplan „Technologien“
Anhang 3: „Wandel der Technologien“ Arbeitsblatt
Anhang 4: „Vernetzte Technologien“ Quiz
Anhang 5: „Datensicherheit“ Arbeitsblatt
Anhang 6: „Big Data“ Quiz
Digitale Lernwerkstatt
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WANDEL DER TECHNOLOGIEN ARBEITSBLATT – MUSTERLÖSUNG
Ordne die einzelnen Technologien dem richtigen Jahrzehnt zu:
- Autonomes Fahren – es gibt die ersten Experimente
- Mobiltelefone werden massentauglich, die Anzahl wächst von 12 Mio. zu 6
Mrd. Telefonen in nur einem Jahrzehnt
- Computer ersetzen mehr und mehr vormals mechanische Arbeitsschritte
- Wearables & Drohnen – Wearables wie z.B. Google Glass oder
Fitnessuhren, sowie erste Drohnen kommen auf den Markt
- Facebook & iPhone – Facebook wird 2004 gegründet; das erste iPhone
erscheint 2007 und damit wird die Nutzung von Apps möglich
1970er
1980er
1990er
2000er
2010er
WANDEL DER TECHNOLOGIEN ARBEITSBLATT – MUSTERLÖSUNG
1970er
1980er
1990er
2000er
2010er
Computer ersetzen mehr und mehr vormals mechanische Arbeitsschritte
Es gibt die ersten Experimente zum Autonomen Fahren
Mobiltelefone werden massentauglich, die Anzahl wächst von 12 Mio. zu 6 Mrd.
Telefonen in nur einem Jahrzehnt.
Facebook wird 2004 gegründet. Das erste iPhone erscheint 2007 und damit wird
die Nutzung von Apps möglich
Wearables, wie z.B. Google Glass oder Fitnessarmbänder, sowie erste Drohnen
kommen auf den Markt
VERNETZTE TECHNOLOGIEN QUIZ
Wie kann man das „Internet der Dinge“ am besten beschreiben? (1 richtig) Handel von Gegenständen über das Internet Physische Gegenstände werden zu einem internetfähigen Gerät Vernetzung virtueller Währungen oder Geschenke
Welche Funktionalität bekommen Haushaltsgeräte im Smartphone? (2 richtig) Sie können vollautonom kochen Sie können miteinander interagieren Sie können Teilprozesse autonom ausführen Sie können Dinge im 3D-Druck erzeugen
Welche Gefahrenpotenziale bestehen durch die Vernetzung? (2 richtig)
Höhere Angreifbarkeit durch Hacker Erhöhte Kurzschlussgefahr der Geräte Es gibt keine Gefahren Gesteigerte Überwachung der Nutzer durch Datentracking
Was verbirgt sich hinter dem Begriff „Commerce of Things“? (1 richtig)
Nutzer können auf Plattformen Dinge verkaufen, die sie nicht mehr benötigen Endgeräte zeigen von selbst die passende Werbung für den Nutzer an Internetfähige Geräte bestellen selbstständig Waren im Internet Server wickeln Kaufprozesse autonom ab
Welche Aussage trifft nicht auf „Industrie 4.0“ zu? (1 richtig)
Steigert die Effizienz von Unternehmen Unternehmen können flexibler auf Lieferengpässe reagieren Nachträgliche Qualifizierung von Fachkräften wird nötig Manuelle Arbeit wird überflüssig
Welche Funktionen kann das Internet der Dinge bei dir zu Hause noch nicht erfüllen? (1 richtig)
Erkennen, welche Produkte im Kühlschrank fehlen und diese nachbestellen Smart TV vom Bett aus steuern Alarmanlage von unterwegs aus aktivieren Wäsche automatisch waschen und aufhängen
VERNETZTE TECHNOLOGIEN QUIZ
Wie kann man das „Internet der Dinge“ am besten beschreiben? (1 richtig) Handel von Gegenständen über das Internet Physische Gegenstände werden zu einem internetfähigen Gerät Vernetzung virtueller Währungen oder Geschenke
Welche Funktionalität bekommen Haushaltsgeräte im Smartphone? (2 richtig)
Sie können vollautonom kochen Sie können miteinander interagieren Sie können Teilprozesse autonom ausführen Sie können Dinge im 3D-Druck erzeugen
Welche Gefahrenpotenziale bestehen durch die Vernetzung? (2 richtig)
Höhere Angreifbarkeit durch Hacker Erhöhte Kurzschlussgefahr der Geräte Es gibt keine Gefahren Gesteigerte Überwachung der Nutzer durch Datentracking
Was verbirgt sich hinter dem Begriff „Commerce of Things“? (1 richtig) Nutzer können auf Plattformen Dinge verkaufen, die sie nicht mehr benötigen Endgeräte zeigen von selbst die passende Werbung für den Nutzer an Internetfähige Geräte bestellen selbstständig Waren im Internet Server wickeln Kaufprozesse autonom ab
Welche Aussage trifft nicht auf „Industrie 4.0“ zu? (1 richtig)
Steigert die Effizienz von Unternehmen Unternehmen können flexibler auf Lieferengpässe reagieren Nachträgliche Qualifizierung von Fachkräften wird nötig Manuelle Arbeit wird überflüssig
Welche Funktionen kann das Internet der Dinge bei dir zu Hause noch nicht erfüllen? (1 richtig) Erkennen, welche Produkte im Kühlschrank fehlen und diese nachbestellen Smart TV vom Bett aus steuern Alarmanlage von unterwegs aus aktivieren Wäsche automatisch waschen und aufhängen
VERNETZTE TECHNOLOGIEN QUIZ – MUSTERLÖSUNG
Was verbirgt sich hinter dem Begriff Big Data? (1 richtig) Das Sammeln privater Informationen von Angestellten durch den Arbeitgeber Immer weiter wachsende Datenmengen Vernetzung virtueller Währungen oder Geschenke
Was zeichnet Big Data aus? (3 richtig)
Große Datenmenge Geschwindigkeit der neu verfügbaren Daten Vielfalt der Daten Beeinflussbarkeit der Daten
Mit Hilfe welcher Sensoren sammelt das Smartphone Daten im Sinne von Big Data? (3 richtig) WLAN Bluetooth Touchscreen Akku
Wofür kann Big Data nicht genutzt werden? (1 richtig)
Abwehr von Gefahren Optimierung von Produkten Prävention von Krankheiten Beeinflussung von Fußballspielen
Welche Möglichkeiten hast du, um deine Daten zu schützen? (2 richtig)
Nutzung bewährter Suchmaschinen wie bing und Google Cookies aktivieren Zugriffe von Apps einschränken Für Apps lieber mit Geld als mit Daten bezahlen
Datenschutz… (1 richtig)
…ist Aufgabe des Staates …nur für Unternehmen wichtig …geht jeden etwas an …ist Panikmache
BIG DATA QUIZ
Was verbirgt sich hinter dem Begriff Big Data? (1 richtig) Das Sammeln privater Informationen von Angestellten durch den Arbeitgeber Immer weiter wachsende Datenmengen Vernetzung virtueller Währungen oder Geschenke
Was zeichnet Big Data aus? (3 richtig)
Große Datenmenge Geschwindigkeit der neu verfügbaren Daten Vielfalt der Daten Beeinflussbarkeit der Daten
Mit Hilfe welcher Sensoren sammelt das Smartphone Daten im Sinne von Big Data? (3 richtig) WLAN Bluetooth Touchscreen Akku
Wofür kann Big Data nicht genutzt werden? (1 richtig)
Abwehr von Gefahren Optimierung von Produkten Prävention von Krankheiten Beeinflussung von Fußballspielen
Welche Möglichkeiten hast du, um deine Daten zu schützen? (2 richtig)
Nutzung bewährter Suchmaschinen wie bing und Google Cookies aktivieren Zugriffe von Apps einschränken Für Apps lieber mit Geld als mit Daten bezahlen
Datenschutz… (1 richtig)
…ist Aufgabe des Staates …nur für Unternehmen wichtig …geht jeden etwas an …ist Panikmache
