Genius erarbeitet die lehrplangerechten Unterrichtsmaterialien in einem Expertenteam – bestehend aus Lehrkräften verschiedener Schularten, Technik-Didaktikern, dem Klett Verlag sowie Ingenieurinnen und Ingenieuren von Daimler.

Genius profitiert bei der Zusammenarbeit stets von dem Wissen und den Erfahrungen aller Beteiligten. Die praxisnahen Unterrichtseinheiten können in allen Schularten bundesweit eingesetzt werden.

Bis auf die Genius Box sind die Materialien modular aufgebaut und bestehen jeweils aus:

  • dem Arbeitsheft
  • verschiedenen MINT-Modulen: Themenblöcke für zwei bis drei Doppelstunden, Hintergrundinformationen zur Unterrichtsvorbereitung sowie Aufgaben und Lösungen zum jeweiligen Thema
  • teilweise einem passenden Praxis-Bausatz

Alle Materialien können auf ihrer jeweiligen Unterseite kostenfrei heruntergeladen und/oder bestellt werden.

Genius-Unterrichtsmaterial für die Grundschule

Die Genius Box

Die GENIUS-BOX – der Ideenkasten für die Grundschule

Die Genius Box, das sind Unterrichtsmaterialien im Karteikartenformat: Sie beinhaltet spannende und anregende Ideenkarten für den Unterricht der Klassenstufen 1-6. Mitmachexperimente und andere kreative Aufgabenarten aus den Themenfeldern Naturphänomene, Mobilität der Zukunft, Digitalisierung und dem Lebensraum der Kinder können mit der Box entdeckt und spielerisch ausprobiert werden. 

Hier geht es zur digitalen Version der Genius-Box.

Antriebskraft und Mobilität der Zukunft

Verkehr, Motoren, Energie: Diese Themen beschäftigen Sie und ihre Schülerinnen und Schüler in der dritten und vierten Klasse. Mit unseren Unterrichtsmaterialien können die Schüler Fragen wie „Woher kommt Energie?“ oder „Wie funktioniert ein Motor?“ auf den Grund gehen.

Hier geht es zum modular aufgebauten Unterrichtsmaterial Antriebstechnik für die Grundschule.

Genius-Unterrichtsmaterialien für die Sekundarstufe I

Sicherheitstechnik

Hier werden Fahrsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme mit einfachen Mitteln und analoger Elektronik so erklärt, dass Schülerinnen und Schüler die Inhalte selbstständig erarbeiten und nachvollziehen können.

Hier geht es zum modular aufgebauten Unterrichtsmaterial Sicherheitstechnik.

Design, Aerodynamik und Produktionstechnik

Die Bereiche Design und Aerodynamik sind zwei Themen, die gegensätzlich erscheinen und doch auf spannende Weise auf ein gemeinsames Ziel hinarbeiten. Das dritte Thema dieses Heftes, Produktionstechnik, bildet die Klammer für die beiden erstgenannten Bereiche.

Hier geht es zum modular aufgebauten Unterrichtsmaterial Design, Aerodynamik und Produktionstechnik.

Antriebstechnik

Verbrennungsmotor, Elektroantrieb, Brennstoffzelle – mit diesem Band liegen Ihnen Unterrichtsmaterialien zum Thema Antriebstechnik für alle Schulformen vor.

Hier geht es zum modular aufgebauten Unterrichtsmaterial Antriebstechnik für die Sekundarstufe I.

Vernetzte Welt

Schwerpunkte der Unterrichtsmaterialien bilden die übergeordneten Themenbereiche „Vernetzung in der modernen Welt“, „Grundlagen der Digitaltechnik“, „Internet der Dinge“ und „Moderne Mobilität“.

Hier geht es zum modular aufgebauten Unterrichtsmaterial Vernetzte Welt.

Technisches rund um Batterien und Akkus

Wie sind Batterien aufgebaut?

Bestimmt hast du schon mal das Plus und das Minus gesehen, die an den Enden einer Batterie aufgedruckt sind. Das Plus steht für einen Pluspol und das Minus für einen Minuspol in der Batterie. Der Minuspol besteht aus reinem Metall und der Pluspol aus Metalloxid. Das ist Metall, welches mit Sauerstoff verbunden ist. Beide Pole bestehen aus Elektronen, also winzig kleinen elektronisch geladenen Teilchen. Zwischen den beiden Polen, in der Mitte der Batterie, befindet sich eine Säure, das Elektrolyt. Die beiden Pole sind außerdem durch einen Separator, ein stromundurchlässiges Material, getrennt. Das kann zum Beispiel Kunststoff sein. In der Batterie befinden sich also die beiden Pole, das Elektrolyt und der Separator.

Wie genau funktionieren Batterien?

Wenn eine Batterie genutzt wird, dann findet in ihr ein chemischer Prozess statt, die so genannte Elektrolyse. Hierbei geraten die Elektronen der Pole in Bewegung und fließen vom Plus- zum Minuspol. Eine Batterie wandelt also chemische in elektrische Energie um und produziert auf diese Art Strom. Wenn alle Elektronen vom Plus- zum Minuspol gewandert sind, dann ist die Batterie leer und kann nicht mehr verwendet werden.

Was ist der Unterschied zwischen Batterien und Akkus?

Den größten Unterschied zwischen Batterien und Akkus kennst du bestimmt: Akkus sind im Gegensatz zu Batterien aufladbar und wiederverwendbar. Ein Akku funktioniert fast genau gleich wie eine Batterie und ist sehr ähnlich aufgebaut. Beim Akku jedoch erzeugt das Aufladen eine Spannung, die einen erneuten Elektronenüberschuss am Pluspol anregt. So gibt es dann wieder neue Elektronen, die vom Plus- zum Minuspol wandern können

Was haben Autos mit Akkus und Batterien zu tun?

Plug-in-Hybride

Im letzten Beitrag haben wir ja ausführlich vorgestellt, was ein Plug-in-Hybrid ist. Zusammengefasst kann man sagen: Bei Plug-in-Hybriden handelt es sich um Autos, die sowohl einen Verbrennungs- als auch einen elektrischen Motor haben. Das Besondere an Plug-in-Hybriden ist, dass sie zusätzlich einen Akku besitzen, also mit Strom aufgeladen werden können. Das geht entweder an einer Ladesäule oder auch an einer geeigneten Steckdose zuhause.
Akkus und Batterien kommen also nicht nur in Laptops und Fernbedienungen vor, sondern auch zum Beispiel in Autos.

Mann betankt einen Mercedes-Benz-S-Klasse Plugin-Hybrid an einer Ladestation – Genius erklärt Fragen und Antworten rund um die Batterie
So sieht das aus, wenn man einen Plug-in-Hybrid an einer Ladesäule auflädt // Foto: Daimler AG

Batterien und Akkus im Alltag

Meine Akkus gehen immer schnell kaputt – was kann ich dagegen tun?

Es gibt einige Tipps, die dafür sorgen, dass deine Akkus weniger schnell kaputtgehen. Zum Beispiel ist es empfehlenswert, den Akku deines Geräts immer zwischen 20-80 % zu halten, dein Gerät also weder komplett zu laden noch komplett zu entladen. Außerdem solltest du darauf achten, dein Gerät nach der Ladung auszustecken. Bleibt ein Gerät weiter an der Steckdose angesteckt, auch wenn es bereits voll geladen ist, kann das dem Akku schaden. Wenn du also zum Beispiel dein Handy gerne über Nacht laden lässt, solltest du dir lieber eine Alternative überlegen.

Mit den richtigen Tipps erfreut sich dein Akku einer langen Lebensdauer // Foto: Adobe Stock Jo Panuwat D

Wie entsorge ich Akkus und Batterien richtig?

Aber egal, wie gut du auf deine Akkus und Batterien auch Acht gibst, irgendwann kommt immer der Punkt, an dem sie kaputtgehen. Und was dann?
Auf keinen Fall darfst du deine defekten Akkus und Batterien im normalen Hausmüll entsorgen. Das ist in Deutschland verboten, weil die Chemikalien gefährlich sind.
Stattdessen kannst du Akkus oder Batterien oft bei Supermärkten oder anderen größeren Läden zurückgeben. Dort stehen im Kassenbereich so genannte Auffangboxen, in die du deine Akkus und Batterien werfen kannst. Dann werden sie fachgerecht entsorgt.
Achte außerdem darauf, defekte Akkus und Batterien möglichst nicht mit bloßen Händen anzufassen, falls giftige Chemikalien austreten.

Werden Batterien und Akkus recycelt?

Batterien und Akkus können tatsächlich recycelt werden! Das spart Produktionskosten und ist außerdem sehr umweltfreundlich. Aus defekten Batterien können nach ihrer Entsorgung wertvolle Elemente wie Blei, Kadmium oder Zink gewonnen werden.
Ältere und ausgemusterte Akkus, die noch funktionieren, aber weniger leistungsstark sind als neue Akkus, können sogar noch ein zweites Leben führen. Das ist das so genannte Second Life Konzept. Hierbei werden diese Akkus in stationären Anlagen gesammelt, wo sie dazu genutzt werden, elektrische Energie zu speichern.

Second Life: Batterien und Akkus können recycelt werden! // Foto: Adobe Stock Chepko Danil

Warum darf man normale Batterien nicht im Akkuladegerät laden?

Bei Batterien kann die chemische Reaktion nicht umkehrbar gemacht werden, die zur Elektrolyse und Entstehung von Strom führt. Bei Akkus hingegen wird diese Reaktion durch das Anlegen elektrischen Stroms, also das Einstecken in die Steckdose, umkehrbar gemacht und kann wiederholt werden. Das ist möglich, weil Akkus minimal andere Chemikalien beinhalten als Batterien. Versuchst du dennoch, Batterien aufzuladen, können diese kaputtgehen. Dann platzen sie auf und giftige Chemikalien treten aus.

Wo in unserem Alltag brauchen wir Akkus und Batterien?

Weißt du, wo überall Akkus und Batterien vorkommen? Nicht nur in deinem Handy oder deinem Laptop, sondern zum Beispiel auch in etlichen Küchengeräten, wie beispielsweise einem Handmixgerät. Andere Haushaltsgeräte wie Saugroboter funktionieren ebenfalls nur durch Akkus.
Doch nicht nur im Haushalt findest du Akkus und Batterien. Selbst riesige Maschinen wie Flugzeuge und Schiffe haben oftmals eingebaute Akkus, die dem Motor die nötige Startenergie liefern können.

Du siehst also, Akkus und Batterien sind ganz schön vielfältig!

Beitragsfoto: Adobe Stock // Kenishirotie

Das funktioniert so, dass durch das Bremsen Energie freigesetzt wird. Diese Energie sammelt und nutzt der Elektromotor. Ist sie aufgebraucht, schaltet sich der Verbrennungsmotor ein, bis sich wieder genug Bremsenergie für den Elektromotor gesammelt hat. Ausführlicher haben wir es dir ja bereits in einem anderen Blogbeitrag erklärt.

Doch es gibt auch andere Hybridautos, so genannte Plug-in-Hybride. Die Besonderheit dieser Hybridautos ist, dass sie zusätzlich eine große Antriebsbatterie besitzen, die leistungsstärker ist als der reine Elektromotor. Diese Antriebsbatterie kann extern aufgeladen werden. Das funktioniert entweder an einer öffentlichen Ladesäule oder auch zuhause an einer geeigneten Steckdose.

Zeichnung einer schematischen Darstellung eines Plug-in-Hybrids, Aufbau des Motors

Formel 1 Technik für die Straße: der AMG Plug-in-Hybrid

Die Entwicklung der Plug-in-Hybriden schreitet sogar so weit voran, dass inzwischen Technik der Formel 1 genutzt wird, also von Rennautos. AMG, die Tochtergesellschaft der Daimler AG, macht Autos für Menschen, die gerne richtig schnell fahren. Im neuen AMG Plug-in-Hybrid befindet sich eine Hochleistungsbatterie, die vom offiziellen Formel-1-Team mitentwickelt wurde. Sagt dir der Name Hamilton etwas? Die neue Hochleistungsbatterie ist fast so stark wie die im Fahrzeug des weltberühmten Rennfahrers! 

Nur durch eine erstmals eingebaute Direktkühlung kann die Batterie eine solch hohe Leistung erbringen. Die Direktkühlung sorgt nämlich dafür, dass die Batterie immer eine optimale Arbeitstemperatur von ca. 45 Grad Celsius hat und somit ihr Potential voll ausschöpfen kann.

Außerdem liegt der Elektromotor des AMG Plug-in-Hybrid jetzt erstmals bei der Hinterachse, was für ein besseres Gleichgewicht zwischen Vorder- und Hinterachse sorgt. Das hilft dem Fahrer vor allem in den Kurven, das Auto kann die Kraft schneller auf den Boden bringen und ist agiler – und entsprechend stabiler in der Kurve.

Nahaufnahme der Ladebuchse eines Mercedes-Benz S-Klasse Plug-in-Hybrids in der Farbe Onyxschwarz,

Plug-in-Hybride und Nachhaltigkeit

Natürlich ist auch bei den Plug-in-Hybriden Nachhaltigkeit eine wichtiger Faktor.  Obwohl diese Fahrzeuge auch einen Verbrennungsmotor besitzen, stoßen sie durch die Nutzung des Elektromotors weitaus weniger umweltschädliches CO2 aus als Autos mit nur einem Verbrennungsmotor. Durch die Batterie haben sie außerdem einen stärkeren Elektromotor als normale Hybridautos, können den Elektromotor also länger nutzen und CO2-Ausstoß einsparen.

Die Entwicklung dieser Technik ist noch lange nicht abgeschlossen. Die Ingenieurinnen und Ingenieure bei Daimler entwickeln, verbessern und verfeinern Plug-in-Hybride immer weiter, damit diese so umweltschonend und effektiv wie möglich fahren.

Bild in der Totalen: Eine Mercedes-Benz S-Klasse Plug-in-Hybrid in der Farbe Onyxschwarz steht an einer Ladesäule zum Aufladen

Alle Bilder: Daimler AG

Der Begriff Touchscreen stammt aus dem Englischen. Ins Deutsche übersetzt ist „Touch” = Berührung und „Screen” = Bildschirm. Touchscreens sind also Bildschirme, die über Berührungen steuerbar sind. In deinem Alltag begegnen sie dir sicher regelmäßig. Neben Smartphones, Tablets und Laptops findest du Touchscreens zum Beispiel im Supermarkt. Dort sind alle Kassen mit einem Touchscreen ausgestattet. Auch wenn du am Bahnhof ein Zugticket kaufen willst, bedienst du am Ticketautomaten einen Touchscreen. 

Du siehst also, Touchscreens sind überall. Doch wie funktionieren sie eigentlich? 

Foto: Adobe Stock // georgerudy

So funktioniert die Technik

Die Technik dahinter ist ein bisschen kompliziert. Alle Touchscreens besitzen eine berührungsempfindliche Oberfläche, einen Kontroller und ein Betriebssystem. Wenn du die berührungsempfindliche Oberfläche berührst, misst der Kontroller deine Signale auf der Oberfläche und leitet diese an das Betriebssystem weiter. Das Betriebssystem arbeitet als Übersetzer, es verwandelt deine Fingerbewegungen in die Bewegungen einer Computermaus, welche es auf den Bildschirm überträgt. Das Tippen auf den Bildschirm entspricht also einem Mausklick. 

Auf diese Art  funktionieren alle Touchscreens, doch sie folgen dabei unterschiedlichen physikalischen Prinzipien. Eines dieser Prinzipien ist das kapazitive Prinzip, nach ihm funktionieren beispielsweise Handys und Tablets. 

Metallrohre und Elektronen

Das kapazitive Prinzip besteht aus einem Netz aus dünnen Metallrohren, welche sich horizontal und vertikal durch die Glasscheibe des Bildschirms ziehen. Diese Metallrohre leiten Strom und sind so dünn und fein, dass du sie mit bloßem Auge gar nicht erkennen kannst. Durch sie werden elektrisch geladene Teilchen geleitet. Diese Teilchen sind entweder positiv oder negativ geladen, wobei positive und negative Teilchen sich gegenseitig anziehen. 

Wie funktionieren die elektrisch geladenen Teilchen?

Die positiv geladenen Teilchen werden durch die horizontalen Rohre geleitet und verteilen sich dort. Anschließend werden die negativ geladenen Teilchen durch die vertikalen Rohre geleitet. Dadurch, dass sich negative und positive Teilchen anziehen, sammeln sich die negativ geladenen Teilchen dort, wo sich vertikale und horizontale Rohre schneiden und die Teilchen am nahesten beieinander sein können. Das ist der Zustand des Touchscreens, ehe du ihn berührst. 

Der Finger auf dem Touchscreen 

Wusstest du, dass auch du selbst lauter kleine Teilchen in dir hast? Berührst du nun den Touchscreen, werden deine negativ geladenen Teilchen vom Touchscreen angezogen und sammeln sich in deinen Fingerspitzen. Gleichzeitig werden die positiven Teilchen des Touchscreens von deinen negativen Teilchen angezogen, sie ziehen also zu deinen Fingerspitzen hin und können somit die negativen Teilchen innerhalb des Touchscreens nicht mehr anziehen. Also erkennt die Hardware des Touchscreens, dass an derjenigen Stelle dein Finger auf dem Bildschirm aufliegen muss, wo die negativen Teilchen ungehindert durch die dünnen Metallrohre fließen können und die positiven Teilchen sie nicht anziehen. 

Experiment: Wie funktioniert ein Touchscreen unter verschiedenen Bedingungen?

Von der grauen Theorie direkt in die Praxis! Egal ob mit deinem Handy oder dem Tablet deiner Eltern: Nimm dir mal ein paar Minuten, um herauszufinden, wie ein Touchscreen unter verschiedenen Bedingungen funktioniert – oder ob überhaupt.

1. Touchscreen mit Handschuh bedienen

Was passiert, wenn du einen Touchscreen mit dicken Wollhandschuhen bedienst? Was passiert mit dünnen Einmalhandschuhen?

Kannst du dir vorstellen, warum es spezielle Handschuhe für die Bedienung von Smartphone & Co. gibt?

Foto: Adobe Stock // romaset

2. Touchscreen mit mehr als einem Finger berühren 

Bei diesem Versuch wirst du feststellen, dass manche Touchscreens bzw. die Anwendungen darauf genau dafür da sind – so kannst du zum Beispiel auf einer Landkarte oder einem Bild heranzoomen, indem du zwei Finger benutzt. Andere Geräte, zum Beispiel Fahrkartenautomaten, sind nur für die Bedienung mit einem einzelnen Finger ausgelegt.

3. Etwas anderes als die Finger verwenden

Bei diesem Experiment wirst du staunen: Versuche einmal, deinen Touchscreen mit einer Banane, einer Gurke oder einem Würstchen zu bedienen (bitte die verwendeten Lebensmittel hinterher nicht mehr essen, da sich auf Touchscreens viele Keime sammeln!). Hättest du das gedacht?

Dass das funktioniert, liegt daran, dass sich die geladenen Teilchen in diesen Lebensmitteln ganz ähnlich verhalten wie in deiner eigenen Hand.

Foto: Adobe Stock // progressman

→ Probiere es selbst aus und sei gespannt, was du alles herausfindest!

Touchscreens im Bereich Automobil

Auch in der Automobil-Branche finden Touchscreens immer mehr Verwendung. Sicher hast du bereits festgestellt, dass beispielsweise Navigationsgeräte oft mithilfe eines Touchscreens funktionieren. Doch auch in die Autos selbst werden immer häufiger Touchscreens eingebaut. Durch den Touchscreen können deine Eltern bequem sämtliche Funktionen des Autos wie zum Beispiel das Radio einstellen.

Fest steht also, dass Touchscreens schon jetzt eine große Bereicherung für die Automobil-Branche darstellen. Doch wir stehen noch lange nicht am Ende und unsere Technik wird stetig weiterentwickelt. 

Foto: Daimler AG

 

Beitragsfoto: Adobe Stock // Mihai Simonia

Damit hast du jetzt bestimmt nicht gerechnet: Das Wort „Nachhaltigkeit” stammt ursprünglich aus der Forstwirtschaft des 17. Jahrhunderts. Damals ging es um den Gedanken, dass nicht mehr Bäume gefällt werden sollten, als nachwachsen können. Wenn man alles auf einmal abholzt, gibt es gar keinen Wald mehr – wenn man jedoch immer nur eine bestimmte Menge der Bäume fällt, bleibt der Wald als solches erhalten. So haben auch folgende Generationen noch Holz für ihren Verbrauch zur Verfügung. 

Klingt einleuchtend, oder? Wenn man genauer darüber nachdenkt, trifft das nicht nur auf Holz zu, sondern auf andere Ressourcen genauso. Nachhaltigkeit bedeutet also im weitesten Sinne, die Zukunft der Erde im Blick zu haben und dafür zu sorgen, dass man nicht alle Ressourcen bereits in der Gegenwart aufbraucht.

Alltag & Co.: Nachhaltigkeit im Kleinen

Der verantwortungsvolle Umgang mit Ressourcen kann gut auf weitere Bereiche des täglichen Lebens übertragen werden. Ein anderer Aspekt ist die Art, wie wir Menschen generell leben. Wie viel Müll hinterlassen wir? Werfen wir einen Gebrauchsgegenstand sofort weg und kaufen etwas Neues – oder verwenden wir ihn möglichst lange?

Auch in deinem persönlichen Alltag lohnt es sich, darüber nachzudenken, wie du nachhaltig leben kannst. Das betrifft nicht nur Gegenstände. Kein Wasser zu verschwenden, ist eine Art, in deinem Alltag auf Nachhaltigkeit zu achten – also zum Beispiel beim Zähneputzen das Wasser nicht die ganze Zeit laufen zu lassen, sondern erst dann aufzudrehen, wenn du es brauchst. Wenn du dein Taschengeld sofort ausgibst, nachdem du es bekommen hast, ist es weg. Wenn du etwas davon zur Seite legst, hast du auch im kommenden Monat noch etwas davon – du bist also nachhaltig mit deinem Taschengeld umgegangen.

Politik & Co.: Nachhaltigkeit im Großen

Wenn du selbst nachhaltig mit deinem Taschengeld umgehst oder deine Klamotten nicht bereits nach dem zweiten Tragen wegwirfst, ist das zwar nachhaltig, aber nur für dich im Privaten. Damit beim Verbrauch von Ressourcen wirklich Rücksicht auf nachfolgende Generationen genommen werden kann, müssen große Entscheidungen getroffen werden. 

So beratschlagen sich zum Beispiel Politikerinnen und Politiker aus der ganzen Welt regelmäßig darüber, wie man Nachhaltigkeit gestalten und zum Beispiel die Umwelt besser schützen kann. Es gibt gemeinnützige Organisationen, die in einem bestimmten Bereich für mehr Nachhaltigkeit arbeiten, zum Beispiel Landwirtschaft. Und auch große Firmen und Unternehmen achten darauf, wie sie Produktion nachhaltig umsetzen und ihrer Verantwortung für die Gesellschaft gerecht werden.

Hybrid, Brennstoffzelle und mehr: Nachhaltigkeit im Bereich Automobil

Eine dieser großen Firmen ist Daimler, wozu Genius ja ebenfalls gehört. Auch beim Bau von Autos wird auf Nachhaltigkeit geachtet. So entwickelt Daimler Lösungen für alternative Antriebe regelmäßig weiter – wie zum Beispiel Hybrid-Fahrzeuge oder Forschung an der Brennstoffzelle. Hierzu war Kinderreporterin Emma sogar schon von Daimler-Ingenieurin Leoni Pretzel in die „Verfahrensentwicklung”  eingeladen worden. Dort hat ihr Leoni gezeigt, wie so eine Brennstoffzelle funktioniert und warum das für mehr Nachhaltigkeit sorgt.

Aber auch Themen wie Klimaschutz und Luftreinhaltung, wie unsere Städte lebenswert gestaltet werden können, sodass sich alle wohlfühlen, und wie der Verkehr noch sicherer werden kann, gehören für Daimler dazu. Themen, von denen langfristig alle etwas haben, auch deine Familie und du.

Beitragsfoto: Daimler AG

Die Initiative „MINT Zukunft schaffen!”, Partner der Wissensinitiative Genius, schreibt dazu auf ihrer Website: „Die nachhaltige Verbesserung des MINT-Unterrichts an Schulen ist ein wichtiges Anliegen um die Welt zu verstehen und an ihr teilhaben zu können. Dazu ehren Partnerorganisationen der Initiative „MINT Zukunft schaffen!“, Stiftungen, Unternehmen, Vereine und Verbände gemeinsam Schulen, die einen Schwerpunkt auf die MINT-Bildung legen.” 

Warum sollten Sie sich bewerben?

  1. Profilbildung in den mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächern
  2. Vernetzung mit Partnerunternehmen und MINT-Botschaftern
  3. Stärkung der MINT-Fächer
  4. Angebote der Schule regional und überregional darstellen
  5. Anerkennung für geleistete Arbeit im MINT-Bereich
  6. Teilnahme am MINTMAX-Programm, dem Partnerprogramm für „MINT-freundliche Schulen“

Wer kann sich bewerben? Es können sich alle Schularten bewerben.

Wie funktioniert die Bewerbung? Laden Sie die für Ihre Schule passenden Bewerbungsunterlagen herunter, füllen Sie diese aus und laden sie anschließend bei „MINT Zukunft schaffen!” wieder hoch. Der Bewerbungsprozess ist für alle teilnehmenden Schulen kostenfrei.

Die Ehrung steht unter der Schirmherrschaft der Kultusministerkonferenz (KMK). Die Ehrungsfeiern für die ausgezeichneten Schulen werden pro Bundesland auch in diesem Jahr wieder virtuell stattfinden.

Bewerbungsschluss ist der 31. Mai 2021

Die Bewerbungsunterlagen, Kontakt zu Ansprechpersonen sowie FAQ finden Sie auf der Website der Initiative MINT Zukunft schaffen!

Beitragsfoto: TfK – Technik für Kinder e. V. über mintzukunftschaffen.de

Die Unterrichtsmaterialien Sicherheitstechnik für die Sekundarstufe I erklären Fahrsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme mit einfachen Mitteln und analoger Elektronik so, dass Schülerinnen und Schüler die Inhalte unter anderem selbstständig erarbeiten und nachvollziehen können.

Dieser Live-Webcast richtet sich an Lehrerinnen und Lehrer der Sekundarstufe I.

Lassen Sie sich inspirieren: Im Theorieteil unseres Live-Webcasts erhalten Sie Einblicke in die Themen Sicherheitstechnik, Sensorik und Aktorik. Im Nachgang können Sie mit unseren Unterrichtsmaterialien oben genannte Themen, um Fahrsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme vertiefen.

Experimentieren Sie selbst: Im Praxisteil werden Sie den Bausatz „Lichtautomatik” entdecken und mit diesem experimentieren. Hier können Sie den Themen Elektrotechnik oder Elektronik auf den Grund gehen und im Nachgang sich sogar mit speicherprogrammierbaren Schaltungen beschäftigen. 

Unser Referent wird interaktiv für Fragen und Antworten zur Verfügung stehen.

Wann:

17.06.2021* (Anmeldeschluss: 01.06.2021)
23.09.2021* (Anmeldeschluss: 06.09.2021)
18.11.2021* (Anmeldeschluss: 02.11.2021)

* o.g. Termine sind Alternativtermine und keine Terminserie

Uhrzeit: 14:00 –16:00 Uhr

Online: Live-Webcast

Bitte melden Sie sich hier für Ihren Wunschtermin an.

Warum ist Licht so wichtig? 

Auch wenn das Auto die Scheinwerfer zum Fahren selbst nicht braucht, sind sie trotzdem essentiell fürs Autofahren. Eine gute Beleuchtung senkt das Unfallrisiko bei Nacht enorm. Andreas Hauser, im Mercedes-Benz Technology Center in Sindelfingen, kurz MTC genannt, an der Scheinwerfererprobung arbeitet, erklärt, warum das so ist: „Generell ist es schwieriger, bei Nacht Auto zu fahren, einfach weil man weniger sieht.”

Das bedeutet, dass Straßenschilder und mögliche Gefahrenquellen genauso von der Dunkelheit verschluckt werden wie Fußgänger oder Tiere auf der Straße. Das wäre gefährlich, die nicht rechtzeitig zu sehen. Eine gute Beleuchtung wirkt hier entgegen und macht das Fahren nicht nur für Menschen hinterm Steuer, sondern auch für alle anderen Verkehrsteilnehmenden viel sicherer. Zudem geht es nicht nur darum, selbst beim Autofahren in der Dunkelheit gut zu sehen – sondern auch von anderen gut gesehen zu werden, und das rechtzeitig.

Aber wie wird eine optimale Beleuchtung eigentlich erreicht? Ganz einfach: durch Tests, Tests und noch mehr Tests. Auf dem Testgelände in Sindelfingen wurden früher sämtliche Scheinwerfer in Autos auf Teststrecken ausprobiert und weiterentwickelt, ehe sie in die Produktion gingen. Heute geht das Ganze auch, ohne direkt auf die Straße zu müssen. Und zwar dank dem Nachtfahrsimulator, mit dem Andreas Hauser und seine Kolleginnen und Kollegen regelmäßig arbeiten.

Was ist der Nachtfahrsimulator genau?

Der Nachtfahrsimulator besteht aus mehreren Teilen. In einem komplett abgedunkelten Raum steht die vordere Hälfte eines Autos als Testfahrzeug. Dieses Auto enthält all die Technik, die man für ein realistisches Fahrgefühl benötigt. „Auf dem Fahrersitz ist es wie im echten Auto”, sagt Andreas Hauser. „Es gibt ein Lenkrad, Gas und Bremse und sogar den Gangwahlhebel, man kann also wie im echten Auto auch vorwärts oder rückwärts fahren.” Außerdem befinden sich im abgedunkelten Raum vier Beamer an der Decke. Vor dem Auto ist eine halbrunde Leinwand aufgespannt, auf die man vom Fahrersitz aus schaut.

Diese Zusammenstellung aus Testfahrzeug, Leinwand, Beamern und abgedunkeltem Raum ist der Nachtfahrsimulator. Gesteuert wird alles über ein Tablet. Man „fährt” also nicht wirklich in diesem speziellen Auto – was man darin sieht, ist eine Simulation, ähnlich wie in einem Computerspiel Andreas Hauser gibt zu, dieses Fahren, ohne wirklich zu fahren, „fühlt sich im ersten Moment schon komisch an” – und manche könnten dabei sogar seekrank werden. Das sei allerdings eine Frage der Gewöhnung und der Tagesform, ergänzt er.

Wie funktioniert der Simulator?

Wenn die Andreas Hauser und seine Kolleginnen und Kollegen den Nachtfahrsimulator nutzen wollen, gewöhnen sie zuerst einmal ihre Augen an die Dunkelheit im Raum. Das ist wichtig, weil unsere Augen mindestens eine Minute Zeit brauchen, um in der Dunkelheit sehen zu können. Dann steigt Andreas Hauser ins Auto, schaltet die Technik ein und die vier Beamer projizieren eine Straße auf die Leinwand. Kleine Monitore in den Rückspiegeln simulieren den Verkehr hinter dem Testfahrzeug. So wird eine authentische Fahrsituation erzeugt. Jetzt kann in dieser Situation das Licht unterschiedlicher Scheinwerfer eingespielt und somit ausprobiert und untersucht werden.

Das bedeutet, dass die Ingenieurinnen und Ingenieure jetzt nicht mehr bis in die Nacht hinein auf natürliche Dunkelheit warten müssen, um Scheinwerfer auszuprobieren. „Wir testen die Scheinwerfer tatsächlich auch noch auf der Straße”, betont Andreas Hauser, „aber mit dem Simulator haben wir die Möglichkeit, schon viel früher Tests durchzuführen.” 

So kann man die Software, also das Computerprogramm, eines Beleuchtungssystems testen, ehe die Hardware, also der tatsächliche Scheinwerfer, entwickelt wurde. Das hat Vorteile, man kann viel mehr ausprobieren und auch vergleichen. Andreas Hauser findet das praktisch: „Ich kann zwischen unterschiedlichen Entwicklungsständen hin- und herschalten, wo ich am realen Fahrzeug erst noch Scheinwerfer ein- und ausbauen müsste. In der Simulation kann ich das einfach mit einem Klick ändern.”

Die Erkenntnisse über die Software fließen dann direkt in die Entwicklung der Hardware mit ein – „bevor die Teile überhaupt produziert sind”, so Andreas Hauser.

Intelligente Lichtsysteme

Seit drei Jahren wird der Nachtfahrsimulator stetig weiterentwickelt und es ist noch lange kein Ende in Sicht. Der nächste Schritt ist es, die Blendsituation des Gegenverkehrs präzise nachzustellen. So kann der Nachtfahrsimulator feststellen, ob das Beleuchtungssystem andere Verkehrsteilnehmer blendet und gefährdet. Bereits jetzt gibt es intelligente Lichtsysteme, die erkennen, ob man gerade durch eine gut ausgeleuchtete Stadt oder einen dunklen Wald fährt – und die Lichtstärke und Reichweite der Scheinwerfer dann genau auf die Umgebung anpassen. 

Andreas Hauser jedenfalls macht sein Job in der Scheinwerfererprobung des Mercedes-Benz Technology Center in Sindelfingen großen Spaß. Auf die Frage, welche Schulfächer für einen solchen Beruf besonders wichtig sind, sagt er: „Es gibt viele Wege, um zu uns zu kommen. Interesse an Naturwissenschaften und Mathematik ist zwar wichtig – aber noch wichtiger ist es, Spaß an dem zu haben, was man gerne macht.” Die Daimler-Welt jedenfalls bietet viele spannende Berufe rund um Technik und Autos – ein paar davon haben auch die Genius Kinderreporter bereits entdeckt.

Beitragsfoto: Daimler AG

Spannende Experimente für zu Hause: mit den Genius Ideenkarten

Im Frühjahr kam der Schock: Die fortschreitende Ausbreitung des Coronavirus hatte Auswirkungen auf das gesamte öffentliche und private Leben. Schulen wurden geschlossen, die Menschen dazu angehalten, möglichst zuhause zu bleiben. Da galt es zu improvisieren und für Unterricht und Schule auf digitale Inhalte umzusteigen – da kommt die Genius Box wie gerufen. Sie beinhaltet auf spannenden und anregenden Ideenkarten für die Klassenstufen 1-6 Mitmachexperimente und andere kreative Aufgabenarten aus den Themenfeldern Naturphänomene, Mobilität der Zukunft, Digitalisierung und dem Lebensraum der Kinder. Viele der Inhalte lassen sich unkompliziert mit haushaltsüblichen Materialien daheim durchführen. So lässt es sich auch von zu Hause aus Fragestellungen auf den Grund gehen wie zum Beispiel, wie der Auftrieb bei einem Hubschrauber zustande kommt, ob ein einzelnes Blatt Papier ein volles Glas Wasser tragen kann oder ob Pflanzen zwingend Erde zum Wachsen benötigen.

Genius Kinderreporter: Alex und Milena besuchen die Teststrecke Immendingen

Mit Maske und Abstand, aber ganz viel Spaß – so haben die beiden Genius Kinderreporter Alex und Milena ihren Tag im Prüf- und Technologiezentrum in Immendingen erlebt. Eingeladen hat Vorstandsmitglied Markus Schäfer und der erzählte den beiden neugierigen Nachwuchsreportern, welche Tests in Immendingen vorgeführt werden und welches die wohl wichtigsten Erfindungen für die Sicherheit beim Autofahren gewesen sind: der Sicherheitsgurt und der Airbag. Anschließend konnten sich die beiden bei einer Testfahrt in der neuen S-Klasse selbst von Fahrassistenzsystemen überzeugen, die das Fahrzeug zum Beispiel automatisch abbremsen, wenn ein Hindernis auf die Fahrbahn gerät.

Hier geht es zum Video aus Immendingen:

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Eine Premiere für Genius: per Live-Webcast bei der CODEWEEK

Die CODEWEEK EU ist eine Breiteninitiative, die der Bevölkerung das Programmieren und digitale Kompetenzen auf spaßige und ansprechende Weise näherbringen soll. Im Rahmen der ersten CODEWEEK in Baden-Württemberg beteiligte sich Genius mit einer Premiere. Schülerinnen und Schüler sowie Lehrerinnen und Lehrer der Klassenstufe 5-10 erlebten an zwei Tagen das Thema „Mobilität der Zukunft: Sensoren und Aktoren – Sicherheitstechnik mit digitalen Inhalten für die Sekundarstufe I“ per Live-Webcast, betreut vom Referenten Dr. Stefan Kruse. Dabei kamen weder Theorie noch Praxis zu kurz. Gab der Theoriepart Einblicke zu den Themen Sicherheitstechnik, Sensorik und Aktorik, bot sich im Praxisteil die Gelegenheit, den Bausatz „Lichtautomatik” zu entdecken und damit zu experimentieren.

Genius in aller Vielfalt entdecken: der MINT-Entdeckerpfad

Die Genius Welt auf einen Blick! Ob Natur und Technik oder Mobilität der Zukunft, ob spannendes Fahrzeugwissen, Kinderreporter-Videos oder praxisnahe Unterrichtsmaterialien, ob Grundschule oder Sekundarstufe I: Bei Genius gibt es eine bunte Vielfalt rund um MINT-Themen zu entdecken. Auf dem Genius MINT-Entdeckerpfad finden sie sich in gebündelter, interaktiver Form, ergänzt durch kurze Audiotexte.

Jubiläum: 10 Jahre Genius

Wir freuen uns sehr über 10 Jahre Genius und blicken gerne auf sehr bewegte und ereignisreiche Jahre voller gesellschaftlichem Engagement, leuchtenden Kinderaugen, lehrreiche und erfolgreiche Fortbildungen zurück. Möglich ist das nur durch interne und externe Unterstützerinnen und Unterstützer. Vielen Dank!

 

Was genau eine Künstliche Intelligenz ist, lässt sich gar nicht eindeutig bestimmen, da die Grenzen manchmal ein wenig verschwimmen. Fest steht jedoch, die Arten von KI, welche du vielleicht aus Science-Fiction-Filmen kennst, haben mit unserer Realität nichts gemeinsam. Stattdessen werden Computerprogramme geschaffen, die sich am menschlichen Gehirn orientieren. Künstliche Intelligenz ist also in der Lage, sich selbstständig weiterzuentwickeln und zu lernen – wie auch das menschliche Gehirn. Wie genau das funktioniert, haben wir hier schon einmal erklärt.

Science Fiction oder Realität?

Auf den ersten Blick kann sich das alles ein bisschen unheimlich anhören: Eine Maschine, die so funktioniert wie wir Menschen. Tatsächlich hat KI aber nichts mit den schlimmen Szenarien zu tun, die dir vielleicht in den Sinn kommen. Stattdessen kann sie sogar ganz schön nützlich sein – auch für dich. KI ist inzwischen fest in unserem Alltag verankert. Egal, ob du gerne Musik auf Spotify hörst, Sachen auf Amazon bestellst, oder mit Siri sprichst, überall gerätst du mit KI in Kontakt.

KI und Autos

Ein weiteres Anwendungsfeld von KI ist die Automobil-Branche. Du hörst im Auto immer gerne dein Lieblingslied? KI kann sich das merken, dich im Auto beispielsweise anhand deiner Atmung oder deiner Hände erkennen und dann automatisch dein Lieblingslied abspielen – ganz ohne dass du irgendeinen Knopf drücken musst! Super praktisch. Und auch deine Eltern sind bestimmt froh über Einparkhilfen, Navigationsgeräte und automatische Sitzeinstellungen, oder?

Autofahren ohne Fahrer

Doch mehr Komfort für Passagiere ist nicht das Einzige, was KI in Autos erreichen soll. Schon seit Jahren wird erprobt, ob sich Autos auch ganz ohne Fahrer, nur durch eine KI, steuern lassen könnten. Praktisch wäre das durchaus. Man setzt sich einfach ins Auto und wird hingefahren, wo auch immer man mag. 

Hier gilt es jedoch, noch ganz viel zu forschen und zu entwickeln, denn natürlich kann diese Art des Fahrens sehr gefährlich werden. Bereits jetzt sorgen verschiedene intelligente Assistenzsysteme für mehr Sicherheit im Straßenverkehr. Und auch wenn komplett fahrerloses Fahren in naher Zukunft unwahrscheinlich ist, so gibt es doch immer wieder verschiedene Tests in diese Richtung. So waren die ersten Genius-Kinderreporter Emma und Nick bereits bei einer Fahrt im selbstfahrenden LKW dabei. Für all diese Entwicklungen sind Algorithmen und die Weiterentwicklung von Künstlicher Intelligenz von Bedeutung.

KI ist keine Gefahr

Natürlich kann KI trotzdem ein paar Risiken bergen. Doch um die zu verringern, werden nicht nur Fachleute aus der Forschung, der Mathematik und dem Programmieren mit der Erschaffung von KI beauftragt. Immer mehr Firmen beziehen auch so genannte Geisteswissenschaftler, also zum Beispiel Experten für Ethik, Moral und Kommunikation mit ein. So wird gewährleistet, dass KI technisch einwandfrei funktioniert, aber nicht zur Gefahr für den Menschen werden kann.
Das oberste Ziel von KI ist nämlich nicht, stärker zu werden als wir Menschen. Das oberste Ziel ist es, uns zu unterstützen, zu entlasten und unser Leben angenehmer zu gestalten.

Beitragsbild: Daimler AG