Mit Mode zur Technik: Didaktische Anregungen aus dem Projekt Kids4Wearables

Abstract

Mit ihrem Förderprogramm „Talente Regional“ bringt die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) Schulen, Wissenschaft und Wirtschaft zusammen, um jungen Menschen Einblicke in Forschung und Entwicklung zu ermöglichen. Mit Mitteln des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) finanziert die FFG Projekte, die Schüler*innen für Forschung, Technologie und Innovation begeistern und zu entsprechende Berufsentscheidungen ermutigen sollen. Mit Blick auf den Fachkräftemangel und die internationale Wettbewerbsfähigkeit liegen die wirtschaftlichen Interessen für Programme wie diese auf der Hand und Schulen spüren den Druck, dahingehend mehr Maßnahmen zu setzen.
Neben den wirtschaftlichen Argumenten ist es aber auch aus bildungswissenschaftlicher Sicht erforderlich, Schule nicht als abgeschlossenes System zu betreiben, sondern das Klassenzimmer zu öffnen bzw. mit den Schüler*innen alternative Lernorte aufzusuchen. Bildungsexperte Franz Rauch, Leiter des Instituts für Unterrichts- und Schulentwicklung, betont die Wichtigkeit, externe Personen in den Unterricht zu integrieren. Es sei eine Überforderung der Lehrenden wenn sie alles alleine machen müssen – gerade im Technik-/Laborbereich (vgl. Thaler 2019).
Mit dem Projekt Kids4Wearables hat sich ein Team aus Lehrenden, Expert*innen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie einer Künstlerin und Bildungsforschenden zusammengefunden, das in dieser Publikation Erfahrungen und Anregungen für den fächerübergreifenden, praxis-bezogenen und lustvoll-kreativen MINT-Unterricht teilt. Konkret haben wir technisches und textiles Werken mit Physik und Informatik vereint.

Full text

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MIT MODE ZUR TECHNIK
DIDAKTISCHE ANREGUNGEN AUS DEM PROJEKT KIDS4WEARABLES
LANGFASSUNG
Birgit Hofstätter
In Zusammenarbeit mit (in alphabetischer Reihenfolge)
Melanie Baumgartner
Angelika Fischer-Dusek
Peter Hager
Michael Haslgrübler-Huemer
Nikolaus Huber
Michaela Jahrbacher
Stefanie Leitner
Vera Liebewein
Sylvia Obereigner
Eva Rechberger
Barbara Sabitzer
Florian Schöninger
Norbert Schweizer
Michaela Schwinghammer
Reinhard Schwödiauer
Brigitte Spießberger
Josef Stadlbauer
Andrea Sternberger
Gertraude Stüger
Anita Thaler
Dana Weidinger
Ermöglicht durch finanzielle Mittel der FFG & des Landes OÖ
© Hörmandinger/IAT

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Inhaltsverzeichnis
1 Vorwort ......................................................................................................... 3
2 Kids4Wearables: Mode als Vehikel für technisches Lernen ........................... 4
3 Zwei didaktische Vorgehensweisen ............................................................... 6
4 Wie stellen sich Kooperationen zusammen? ................................................. 8
5 Abwägen: Zur Rolle von Technik .................................................................... 9
5.1 Gemeinsamer Beginn: Aktivieren des Vehikelthemas ............................... 10
5.2 Variante 1: Von der Idee zur Technik am Beispiel von Kids4Wearables .... 11
5.3 Variante 2: von der Technik zur Idee am Beispiel von Kids4Wearables .... 13
6 Aus den Erfahrungen von Kids4Wearables lernen ....................................... 14
7 Hilfreiche Ressourcen .................................................................................. 15
8 Quellen: ....................................................................................................... 16
9 Anhang ........................................................................................................ 17
9.1 Über das LilyPad LilyMini Protosnap ......................................................... 17
9.2 LilyMini mit Ardublock installieren ............................................................ 18
9.3 Installationsanleitung LilyPad LilyMini Protosnap..................................... 22

3
1 VORWORT
Mit ihrem Förderprogramm „Talente Regional“ bringt die Österreichische
Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) Schulen, Wissenschaft und Wirtschaft
zusammen, um jungen Menschen Einblicke in Forschung und Entwicklung zu
ermöglichen. Mit Mitteln des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und
Technologie (BMVIT) finanziert die FFG Projekte, die Schüler*innen für Forschung,
Technologie und Innovation begeistern und zu entsprechende Berufsentscheidungen
ermutigen sollen. Mit Blick auf den Fachkräftemangel und die internationale
Wettbewerbsfähigkeit liegen die wirtschaftlichen Interessen für Programme wie diese
auf der Hand und Schulen spüren den Druck, dahingehend mehr Maßnahmen zu
setzen.
Neben den wirtschaftlichen Argumenten ist es aber auch aus
bildungswissenschaftlicher Sicht erforderlich, Schule nicht als abgeschlossenes System
zu betreiben, sondern das Klassenzimmer zu öffnen bzw. mit den Schüler*innen
alternative Lernorte aufzusuchen. Bildungsexperte Franz Rauch, Leiter des Instituts für
Unterrichts- und Schulentwicklung, betont die Wichtigkeit, externe Personen in den
Unterricht zu integrieren. Es sei eine Überforderung der Lehrenden wenn sie alles
alleine machen müssen – gerade im Technik-/Laborbereich (vgl. Thaler 2019).
Mit dem Projekt Kids4Wearables hat sich ein Team aus Lehrenden, Expert*innen aus
Wissenschaft und Wirtschaft sowie einer Künstlerin und Bildungsforschenden
zusammengefunden, das in dieser Publikation Erfahrungen und Anregungen für den
fächerübergreifenden, praxis-bezogenen und lustvoll-kreativen MINT-Unterricht teilt.
Konkret haben wir technisches und textiles Werken mit Physik und Informatik vereint.
© IAT

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2 KIDS4WEARABLES: MODE ALS VEHIKEL FÜR TECHNISCHES
LERNEN
In der Vermittlung technologischer bzw. naturwissenschaftlicher Inhalte erscheint
immer wieder die Hürde, junge Menschen dafür zu begeistern. MINT-Fächer haben
den Ruf, kompliziert zu sein. Bemühungen, fachliche Inhalte mit praktischer Relevanz
zu versehen, schlagen oft fehl. Der in Kids4Wearables angewandte Ansatz geht den
umgekehrten Weg und beginnt dort, wo Jugendliche ihre Interessen haben. Über diese
Interessensthemen werden dann die damit verbundenen Inhalte transportiert (daher:
„Vehikel-Theorie“). Besonders in der Arbeit mit Schüler*innen, die ein Interesse für
Naturwissenschaft bzw. Technik für sich (noch) nicht erkannt haben, obwohl
möglicherweise schnelles Auffassungsvermögen und hohe Anwendungskompetenz
bzw. Ansätze dafür vorhanden sind, bietet sich die Verwendung eines Vehikels an.
Ein Vehikel ist ein allgemeines, weitestgehend alters- und geschlechtsunabhängiges
Interessensthema von Kindern und Jugendlichen, durch das naturwissenschaftliche/
technische Inhalte erschlossen werden können und Neugier dafür geweckt werden
kann (vgl. Thaler & Zorn 2009, 2010). Erprobt wurde diese Theorie zum Beispiel
anhand von Musik (vgl. ebda.) und Fernsehserien (vgl. Hofstätter & Berger 2014) und
im Zusammenhang mit energieeffizienter Nutzung von IT (vgl. Berger et al. 2016).
Im Zuge von Kids4Wearables diente Mode als ‚Vehikel‘ für die Vermittlung
komplexerer technischer Inhalte. Bei der Zusammensetzung des Projektteams, wie
oben genannt, war dieses Vehikel ebenso repräsentiert wie das technische Thema, das
dadurch erschlossen werden soll. Gemeinsam wurde das Ziel verfolgt, mit Mode eine
Möglichkeit für die innovative Gestaltung von technikbezogenem Unterricht zu
erarbeiten und gleichzeitig das Interesse der beteiligten Kinder und Jugendlichen an
naturwissenschaftlich-technischen Inhalten zu fördern. Mode ist ein Interessensthema
von Kindern und Jugendlichen. Sie nimmt angesichts ihrer Funktion für
Selbstinszenierung und als Ausdruck von Zugehörigkeit in Jugendkulturen eine zentrale
Stellung in der jugendlichen Lebenswelt ein. Kinder beginnen schon sehr früh damit,
Präferenzen bei der Kleidungswahl zu entwickeln. Der verbreiteten Annahme, Mode
sei ein Thema, das vornehmlich Mädchen und Frauen interessieren würde, kann mit
Blick auf die Mühen um modische Selbstdarstellung junger Männer entgegnet werden.
Allerdings können Mädchen durch das Thema eben auch sehr gut angesprochen
werden, wodurch es sich als besonders geschlechterinklusiver Zugang eignet.
Im Verlauf des Projektes Kids4Wearables wurde Mode als Anknüpfungspunkt zum
Innovationsthema Wearable Technologies genutzt, wodurch Schüler*innen von fünf
Pflichtschulen aus dem Salzkammergut Einblicke in Forschung, Technologie und
Innovation erhalten haben und selbst gestalterisch tätig werden konnten.
Wearables sind Technologien, meist im Zusammenhang mit Computersystemen, die
am Körper getragen werden. Verbreitet sind sie mittlerweile vor allem dort, wo es um

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das Messen von körperlichen Aktivitäten geht, zum Beispiel Pulsmesser oder
Schrittzähler, Smartwatches, aber auch aufsehenerregende Produkte wie Google
Glasses zählen dazu. Wearables können aber nicht nur Spielereien und zur
Selbstoptimierung im Fitnessbereich dienen, sondern beispielsweise auch Menschen
mit Behinderungen in ihrer Eigenständigkeit unterstützen und die Kommunikation
erleichtern. Die am Projekt teilnehmenden Schüler*innen wurden angeregt, sich Ideen
für Wearables zu überlegen. Bei einer Vielzahl an Werken, die im Projekt entstanden,
ging es um den effektvollen Einsatz von LEDs, teils um modische Akzente zu setzen,
teils um die Sichtbarkeit auf der Straße zu erhöhen. Andere Ideen setzten sich mit der
Erleichterung des Alltags oder die Verbesserung des körperlichen Wohlbefindens bei
Hitze auseinander (z. B. Kühlvorrichtungen in Taschen, Feuchtigkeitsalarm in Taschen
für die auslaufende Getränkeflasche, Ventilatoren-Hüte, beheizbare Kleidung, ein
Bananentelefon, etc.). Einige dieser Ideen konnten bis zu einem gewissen Grad
verwirklicht werden.
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3 ZWEI DIDAKTISCHE VORGEHENSWEISEN
Im Projektverlauf von Kids4Wearables haben sich bei der Umsetzung in den Schulen
zwei wesentliche Zugangsweisen herauskristallisiert, die wir in der Folge in einer
Übersicht einander gegenüberstellen wollen. Die einzelnen Module sind weiter hinten
detaillierter ausformuliert.
Der Zugang „Von der Idee zur Technik“ entspricht dem Ansatz, den wir mit der Vehikel-
Theorie verfolgen, nämlich die Schüler*innen von den eigenen Interessen geleitet in
ein technologisches Feld hineinzuführen. Dabei haben sich die Schüler*innen eigene
Produkte überlegt, und versucht, diese – soweit es technisch möglich war –
umzusetzen. Der zweite Zugang, „Von der Technik zur Idee“, ist eine pragmatische
Vorgangsweise, die aufgrund von kleinerem Zeitbudget, geringeren
Betreuungsmöglichkeiten und enger gesteckten Rahmenbedingungen im Schulalltag
gewählt wurde. Hier wurde von der Lehrperson ein Endprodukt definiert, an dem alle
Schüler*innen arbeiteten. Aus den Erfahrungen, die während der Arbeit an dem
vorgegebenen Produkt gesammelt wurden, können weiterführende Ideen entstehen
(vgl. dazu Thaler 2019). Im Gespräch mit Schüler*innen aus dem Projekt stellte sich
heraus, dass an eigenen Ideen zu arbeiten von vielen Kindern und Jugendlichen
jedenfalls bevorzugt wird.
Beide Ansätze eignen sich gemäß unserer Erfahrungen sowohl für die Sekundarstufe
wie auch für die Primarstufe.
© IAT
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„Von der Idee zur Technik“ „Von der Technik zur Idee“
Für wen
geeignet?
Für Schulen mit offenem Lernen,
projektorientiertem Unterricht,
Möglichkeit zum Teamteaching
bzw. bei Zusammenschluss
mehrerer Fächer (z. B.
technischem und textilem
Werken, Informatik & Physik)
Für Lerngruppen mit kleinerem
Zeitrahmen, in wiederkehrenden
einzelnen Schulstunden
umsetzbar, je nach
Experimentierfreudigkeit und bis
zu einem gewissen Grad von einer
Lehrperson betreubar
Charakteristika:  Prozessorientiertheit (Fokus
auf eigenständige Ideen und
auf das Tun anstelle von
funktionstüchtigen
Endprodukten)
 hohes Kreativitätspotential
 Vielfalt in erforderlichem
Material und anzueignenden
Fertigkeiten

Produktorientiertheit (Fokus
auf die Produktion eines
funktionierenden Werkes)
 Limitierung der Kreativität
durch Vorgabe von
konkretem Endprodukt oder
bestimmter Technologie bzw.
Bausatz
 überschaubare Auswahl von
Material
Modul 1 Vehikelthema aktivieren: mittels
verschiedener Workshops,
Exkursionen, etc.
Vehikelthema aktivieren: mittels
verschiedener Workshops,
Exkursionen, etc.
Modul 2 „Erfinder*innen-Büro“ bzw.
„Zukunftszeichnung“: Ideen
sammeln
Hier werden bewusst abseits von
Überlegungen zu passenden
Technologien Ideen gesponnen.
Es stehen Bedürfnisse und
mögliche Funktionen im
Mittelpunkt der
Ideenentwicklung.
Formulieren von Endprodukten –
Auswahl der einzuführenden
Technologie
Die Zielsetzung kann gemeinsam
entschieden werden. Die
Technologie, die eingeführt wird,
wird von der Lehrperson bzw. von
externen Expert*innen
vorgeschlagen.
Modul 3 Erfahrung sammeln, Ideen
schärfen, Technologien
recherchieren & ausprobieren,
evtl. auch hier Exkursionen
Einführung der vordefinierten
Technologie(n)
Modul 4 Arbeit an den Ideen Arbeit am Produkt
Modul 5 Präsentieren & Vermitteln Präsentieren & Vermitteln

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4 WIE STELLEN SIC H KOOPERATIONEN ZUSAMMEN?
Dem Vehikelansatz liegt Inter- und Transdisziplinarität zugrunde – das heißt,
verschiedene Disziplinen werden vereint und es bedarf eines Zusammenspiels
zwischen verschiedenen Formen von Expertisen (Bildung, Wissenschaft und
Wirtschaft). Wie eingangs beschrieben, steigen die Anforderungen bezüglich
technischer und naturwissenschaftlicher Bildung, ohne dass Lehrende diese umfassend
erfüllen können (vgl. Thaler 2019). Daher sehen wir die Kooperation von Schulen mit
Firmen und wissenschaftlichen Einrichtungen essentiell. Für Projektideen, die von
Schulen ausgehen, lohnt es sich, potentiell interessierte Unternehmen in der
jeweiligen Region anzusprechen und einzuladen. Der Wille von Unternehmen, mit
Schulen zusammenzuarbeiten, wird oft unterschätzt. Insbesondere Unternehmen, die
dauerhaft auf der Suche nach Fachpersonal sind, stellen unserer Erfahrung nach gerne
ein kleines Kontingent von personellen und je nach Branche auch materielle
Ressourcen zur Verfügung. Als Berater*innen während eines Projektes oder
Referent*innen in Workshops können diese Firmen die Gelegenheiten nutzen, sich und
ihre Produkte zu präsentieren oder sich als potentielle Ausbildungsstätte und
Arbeitgeber*innen vorzustellen. Das heißt, Schulen haben etwas anzubieten.
Was für die Wirtschaft gilt, gilt auch für die Wissenschaft. Es finden sich gerade in den
technisch-naturwissenschaftlichen Disziplinen immer wieder hochkarätige
Wissenschafter*innen, denen die Förderung von Begeisterung für MINT-Fächer ein
Anliegen ist und die ebenfalls bereit sind, sich oder durch Mitarbeiter*innen in ein
Vorhaben beratend und unterstützend einzubringen. Siegfried Bauer, vor seinem Tod
Leiter der am Projekt beteiligten Abteilung SoMaP (Soft Matter Physics, JKU), erzählte
seine Motivation betreffend beim ersten Projekttreffen begeistert von seiner Schulzeit
und seiner Teilnahme am Leistungskurs in Physik: „Wir hatten jede Woche einmal die
gesamte Sammlung zur freien Verfügung. Der Lehrer sagte: ‚Überlegt euch ein Projekt,
ich begleite euch dabei.‘ Das war eine tolle Sache!" Und genau diese Art von Unterricht
wünschte er sich verstärkt in den Schulen. Für ihn war die freie Beschäftigung auf dem
Gebiet der Physik für seinen Werdegang maßgeblich beeinflussend.
An Universitäten gibt es zudem zahlreiche Initiativen wie z. B. an der Johannes Kepler
Universität Linz das JKU Open Lab (Chemie) und das COOL Lab (MINT-Didaktik), die als
Anlaufstelle für Schulen dienen, um spezielle Themen aufzugreifen.
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5 ABWÄGEN: ZUR ROLLE VON TECHNIK
Wie die Begleitforschung zum Projekt gezeigt hat (vgl. Thaler 2019), können technische
Materialien das Erfinden und Entwickeln in zwei Richtungen beeinflussen und sind
darüber hinaus bestimmend für die Aktivitäten. Einerseits können Kinder durch das
Zurverfügungstellen von technischen Bausätzen etc. einschätzen, was technisch
machbar und möglich ist. Andererseits limitieren gerade fertige Sets die Kreativität.
Hier gilt es abzuwägen, ab wann und welche Technikbausteine in den
Erfindungsprozess eingeführt werden.
In Kids4Wearables wurde in zwei der fünf teilnehmenden Schulen das didaktische
Prinzip „Von der Idee zur Technik“ verfolgt, bei dem zum Beispiel im
„Erfinder*innenbüro“ bewusst abseits der Technik Ideen gesponnen und in Skizzen
konkretisiert wurden. Es zeigte sich, dass die beschriebene Einengung der Ideen ab
dem Zeitpunkt stattfand, als die Technik-Sets in den Klassenraum gebracht wurden.
Diese wiederum wurden gewählt, um die Verbindung von einfacher
Programmiersoftware mit Verkabelungen über e-Textiles und Sensortechnologie zu
ermöglichen. Gerade die limitierte Auswahl an Komponenten erleichtert hier auch den
Zugang zur Technik, wobei eine Lehrperson klar äußerte, dass ohne diese
vorgegebenen Sets (z. B. Arduino Lilypad) sicherlich mehr Kreativität bei den Kindern
erzielt werden würde. Der völlig freie Ansatz erfordert allerdings viel mehr Ressourcen
und Zeit. Die drei anderen Schulen hatten eben aus Mangel an Zeit und personellen
Ressourcen die Strategie „Von der Technik zur Idee“ gewählt. Hier konnte eine viel
stärkere von den Lehrpersonen vorgegebene Produktorientierung festgestellt werden.
Nicht nur der Zeitpunkt, auch die Art der Materialien
bestimmt die Aktivitäten und das Ergebnis. Robotik-
Workshops haben beispielsweise gezeigt, dass das
Zurverfügungstellen von Rädern bei männlichen Kindern
und Jugendlichen zu einem geschlechterstereotypen
Bauen von Fahrzeug-Modellen führt, während der
Verzicht auf Räder dazu führt, dass Schüler*innen
unabhängig vom Geschlecht eher mensch- oder
tierähnlichen Modelle bauen (vgl. Schelhowe & Schecker
2005). So kann bereits die Auswahl des Materials selbst
zur Verstärkung von Geschlechterstereotypen oder eben
zu deren Neutralisierung beitragen.
In Kids4Wearables wurden Komponenten von der Produktlinie Arduino LilyPad
verwendet, die von der Informatikerin Leah Buechley speziell für die Anwendung mit
Textilien entwickelt wurde. Die Komponenten sind bereits dekorativ und handlich
gefertigt und eignen sich für das An- und Einnähen. Die Produktlinie wird von SparkFun
angeboten und umfasst eine große Auswahl an Komponenten von LEDs und
Batteriehalter über Schalter und verschiedene Arten von Sensoren bis hin zu teils
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vorprogrammierten Boards und Sets (wie das LilyMini Protosnap, das zum
Microcontroller noch einen Lichtsensor und vier LEDs umfasst). Eine Liste von Händlern
für Arduino LilyPad-Komponenten ist unter „Hilfreiche Ressourcen“ in Kapitel 7 zu
finden. Es gibt aber auch andere Produktlinien, die für die Verwendung mit Textilien
gemacht sind, wie zum Beispiel Flora oder Gemma.
5.1 GEMEI NSAMER BEGINN: AKTIVIEREN DES VEHIKELTHEMAS
Das erste Modul des didaktischen Konzeptes, das Aktivieren des Vehikelthemas,
setzten alle an Kids4Wearables beteiligten Schulen ähnlich um: Mit einem Workshop
einer Künstlerin zum Thema Kleidung aus Papier konnten die Kinder und Jugendlichen
erstmals ein Gefühl dafür entwickeln, was es bedeutet,
Material an den Körper zu bringen. Die Schüler*innen
verwendeten dabei große Papierbögen, die sie am Körper
durch Falten, Pressen und Schneiden strukturierten und
formten, es mit Heftklammern und Klebstoff befestigten. So
konnten sie – ohne bereits verfeinerte Techniken der
Modegestaltung wie Nähen zu beherrschen – einen Eindruck
davon bekommen, wie Textilien an die menschliche Anatomie
angepasst werden. Dazu bot die Künstlerin auch einen
fachlichen Input, in dem sie Modeschöpfer*innen vorstellte,
die in ihren Werken mit Papier-Optik und Origami-Techniken
(eine japanische Kunst des Papierfaltens) arbeiten.
Vonseiten eines Herstellers holz-basierter Cellulosefasern in
der Region führte eine Bio- und Umwelttechnikerin die Schüler*innen mit einem
anschaulichen und interaktiven Workshop durch den Transformationsprozess von Holz
zur Textilfaser bis hin zu unterschiedlichen Textilarten. Anhand von Proben aus den
einzelnen Produktionsschritten machte sie
diese nachvollziehbar. Zudem gestaltete sie
ein Arbeitsblatt, auf dem die Schüler*innen
ihre Proben sammeln und aufkleben konnten,
damit sie sich auch später diesen Prozess
vergegenwärtigen können. Damit blieb es
eben nicht bei einem verbalen Input mit
Anschauungsmaterial, sondern es wurde auch
die kinästhetische Dimension des Lernens
angesprochen, wodurch die Schüler*innen
aktiviert und zur Interaktion mit der Workshopleiterin angeregt wurden. Für die
älteren Schüler*innen (Sekundarstufe 1) folgte auf den Workshop noch eine kurze
Präsentation der Vielzahl von Lehrberufen, die bei dem Unternehmen ausgebildet
werden.
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In der Folge fanden noch vereinzelte weiterführende
Aktivitäten an den Schulen statt, die sich auf die
beiden Workshops bezogen und die
Auseinandersetzung mit Textilien bzw. Mode
vorantrieben. So gestalteten beispielsweise Kinder
einer Schule angeregt durch den Workshop mit der
Künstlerin Mode aus Naturmaterialien. An einer
anderen Schule wurden aus den vom
Unternehmenspartner gespendete Stoffen Früchte
für die Eröffnung des Schulgartens genäht und an
einer weiteren Schule wurde versucht Viskosefasern
vom selben Unternehmen zu filzen.
E-Textiles, also die Verbindung eines einfachen
Stromkreises (mit Stromquelle und LEDs) mit einem modischen Accessoire wurde als
ideale Schnittstelle zwischen der Gestaltung von Mode und der Einbringung von
Technik entdeckt. Damit e-Textiles von den Lehrenden selbst in den Klassen umgesetzt
werden konnten, wurde eine Referentin für
einen Train-the-Trainer-Workshop eingeladen.
Es zeigte sich, dass genau dieser Workshop
die Vehikeltheorie auch für die Lehrenden
erleb- und begreifbar machte. So entstand die
Erfahrung, wie das Anbringen eines
Stromkreises an einem Textil mit einem
konkreten Ziel (einem Kleidungsstück oder
Accessoire eine neue Funktion zukommen zu
lassen) eine andere Qualität birgt, als die
Erinnerung an den eigenen Physikunterricht,
wo der Stromkreis abstrakter bzw. auf den
technischen Aufbau reduziert vermittelt wurde. Darauf reagierten vor allem Lehrende,
die sich selbst als weniger technikaffin einschätzen, sehr positiv. Retrospektiv hat
dieser Workshop gezeigt, dass der Ansatz, den die Vehikel-Theorie vorschlägt, auch
von Lehrenden selbst erlebt werden muss, bevor er an die Schüler*innen vermittelt
werden kann.
5.2 VA RIA NTE 1: VON DER IDEE ZUR TECHNIK AM BEISPIEL VON
KI DS4 WEARABLES
Wie oben bereits beschrieben, wählten die Lehrenden in der Folge unterschiedliche
Zugangsweisen, um Technik in den Prozess einzuführen. Jene Schulen, die sich für eine
offenere Vorgangsweise entschieden, zeichneten sich vor allem darin aus, dass sie in
ihrem Schulalltag offenes Lernen bzw. projektbasierten Unterricht praktizierten (beide
arbeiten nach Montessori), dass sie mit einem interdisziplinären Team im Projekt
© VS Traunkirchen
© IAT

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involviert waren, also die Umsetzung gemeinsam gestalteten (sowohl aus den MINT-
Fächern wie auch aus den textilen bzw. kreativen Fächern).
Der weitere Verlauf entsprach dem Vehikel-Ansatz, indem die Schüler*innen ihre
eigenen Ideen verfolgen konnten. Eine der beiden Schulen nutzte e-Textiles als
Schnittstelle zwischen Mode und Technik, indem alle Schüler*innen aus Filz ein
Maskottchen gestalten konnten, dem dann mit LEDs leuchtende Elemente eingenäht
wurden. Die andere Schule ermöglichte Schüler*innen sowohl im Volksschulalter wie
auch auf der Sekundarstufe zu einem fortgeschrittenen Zeitpunkt diese Erfahrung, als
bereits erste Ideen auf dem Tisch lagen. Hier lag die Priorität bei der Ideenfindung.
In beiden Schulen wurden im Rahmen eines Workshops (in der einen Schule wurde er
„Zukunftszeichnung“, in der anderen „Erfinder*innenbüro“ genannt) Ideen für
Wearable Technologies überlegt. Das
„Erfinder*innenbüro“ war insofern
bemerkenswert, als vor allem Kinder, die
selbst noch nicht so gut schreiben
konnten, ihre Ideen im
Erfinder*innenbüro beschreiben und
zeichnen konnten, und die
Lernbegleiter*innen übernahmen die
Verschriftlichung der Ideen. Dieser
Zugang ist also auch mit Kinder und
Jugendliche mit sprachlichen Barrieren
geeignet (nicht nur in Hinblick auf das Alter). Auch die „Zukunftszeichnung“ bot die
Möglichkeit, nichtsprachlich Ideen auf Papier zu bringen, allerdings gab es darüber
hinaus keine Unterstützung beim Ausformulieren der Ideen.
Erst danach wurde z. T. mit Unterstützung von Projektpartner*innen diskutiert, wie die
Ideen umgesetzt werden können, recherchiert, welche bestehenden Technologien es
dazu bereits gab bzw. welche Bauteile für die Realisierung erforderlich wären. Das
heißt, zuerst wurde über Brauchbarkeit und Funktionalität nachgedacht und erst dann
über die Realisierbarkeit.
In dieser Prozessorientiertheit, also dem Fokus auf eigenständige Ideen und auf das
Tun anstelle von der Zielsetzung, funktionstüchtige Endprodukte zu erzeugen, steckt
das Risiko, dass Ideen möglicherweise nicht oder nur zum Teil realisiert werden
können, entweder aufgrund der technischen Machbarkeit oder der Kosten. Es stecken
darin aber auch hohes Kreativitätspotential und die Möglichkeit, eine Vielfalt von
Technologien kennenzulernen.
Die Ideen der Jugendlichen, die mit dieser Herangehensweise das Feld der Wearable
Technologies erkundeten, veränderten sich im Lauf der Zeit, wurden dem angepasst,
was schließlich möglich war. Und auch wenn manches nicht so funktionierte, wie es
sich die einzelnen Schüler*innen vorgestellt hatten, so konnten sie bei der
© Hörmandinger/
IAT

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Abschlusspräsentation genau sagen, was noch fehlte, warum etwas nicht so
funktionierte und wo noch Optimierungsmöglichkeiten lagen.
5.3 VA RIA NTE 2: VON DER TECHNIK ZUR IDE E AM BE ISPIEL VON
KI DS4 WEARABLES
In Bezug auf die Aktivierung des Vehikelthemas in den Klassen verlief das erste Modul
gleich wie bei der zuvor beschriebenen Herangehensweise. Anstelle eines
Kreativworkshops gaben hingegen die Lehrenden der Schulen, die diese
Vorgangsweise wählten, das Endprodukt vor. Charakteristisch war dabei, dass bei
diesen Partnerschulen entweder jeweils nur eine Lehrperson für die Umsetzung
verantwortlich war oder sehr wenig Zeit für die Umsetzung zur Verfügung stand (1-2
Unterrichtseinheiten pro Woche).
Durch die Vorgabe eines Endprodukts für alle liegt der Fokus nicht auf dem Prozess,
sondern auf der Erzeugung eines funktionierenden Produkts (Produktorientiertheit
anstatt Prozessorientiertheit). Der Entstehungsprozess wird für die Lehrpersonen
überschaubar und kontrollierbar (es kommen nur eine Auswahl von Technologien zur
Anwendung, die von der Lehrperson auch beherrscht wird). Im Vergleich zur anderen
Vorgangsweise muss aber damit eine Einschränkung von Kreativität in Kauf genommen
werden: Die Schüler*innen arbeiten nicht an eigenen Ideen, sondern an der
vorgegebenen Idee der Lehrperson und mit vorgegebenen Technologien, müssen sich
also dahingehend keine eigenen Gedanken machen.
Mit der Definition des Endproduktes wird die Auswahl der einzuführenden
Technologien getroffen. Im Fall der Partnerschulen waren das Komponenten aus der
Produktlinie Arduino LilyPad. Diese wurde von einem Projektpartner vorgeschlagen
und aufgrund der leichten Verarbeitbarkeit und der optisch ansprechenden
Aufmachung gerne angenommen.
Eine Möglichkeit, Schüler*innen am Prozess noch
mehr mitgestalten zu lassen, wäre, das
Endprodukt gemeinsam mit ihnen zu definieren
oder eine Auswahl von Varianten anzubieten, bei
denen die Kinder eigene Adaptionen vornehmen
können. Die im Projekt interviewten
Schüler*innen meldeten u. a. auch aus diesen
Partnerschulen zurück, dass ihnen die Arbeit an
einen Ideen Spaß machen würde.
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6 AUS DEN ERFAHRUNGE N VON KIDS4WEARABLES LERNEN
Die Interviews und Beobachtungen aus Kids4Wearables zeigen, dass das Vehikel Mode
sowohl in der Volksschule wie auch in der Sekundarstufe 1 für den Zugang zu
technischen Inhalten funktioniert. Beide oben beschriebenen Herangehensweisen
wurden mit beiden Altersgruppen bis zu einem gewissen Grad umgesetzt. Die
Rückmeldungen zeigen, dass dem eigenen Interesse folgend etwas entwickeln zu
können für Schüler*innen ein hoher Motivationsfaktor ist.
Jugendliche haben als Wunschthema Upcycling genannt – dahingehend hätte in
Kids4Wearables mehr passieren können und es geht auch im Einklang mit der
aktuellen Jugendbewegung Fridays for Future bzw. dem starken Interesse am Thema
Klimawandel einher. Allgemein war eine Erkenntnis, dass so ein Projekt noch stärker
daran anknüpfen kann, was bei den Schüler*innen aktuell relevant ist (also nicht nur
ein allgemeines Vehikelthema wählen, sondern dieses noch mehr mit aktuellen Fragen
aus den Lebenswelten der Lernenden in Verbindung bringen).
Bei der didaktischen Vorgangsweise hat sich als hilfreich erwiesen, komplexere
Fertigkeiten wie zum Beispiel der Einstieg in das Programmieren in kleinen Gruppen
mit 4-6 Schüler*innen pro Lernbegleiter*in zu organisieren und zu ermöglichen, dass
die einzelnen Schüler*innen in ihrem eigenen Tempo arbeiten können. Erfahrenere
Schüler*innen können unterstützend wirken, allerdings soll ihre Hilfestellung lediglich
verbal erfolgen und nicht physisch ‚hineingreifen‘.
Bezüglich Technologien war der Lernprozess in Kids4Wearables ein zeitintensiver
aufseiten der Lehrenden wie auch bei den Projektpartner*innen. Insbesondere die
Arbeit mit dem LilyMini Protosnap von Arduino LilyPad zeigte die Grenzen der
Kompatibilität mit der IT-Ausstattung in den Schulen. So stellte sich heraus, dass der
Microcontroller auf älteren Betriebssystemen als Windows 8 nicht funktionierte.
Außerdem erschienen manche LilyMinis nach kurzer Zeit beschädigt, bis
wir erfuhren, wie vermeintlich kaputte Exemplare wieder aktiviert
werden konnten (siehe Anhang). Insgesamt zeigte sich, dass nicht
darauf vertraut werden kann, dass technische Geräte immer
einwandfrei funktionieren und dass vonseiten der Lehrenden die
Überprüfung von beispielsweise PCs vorab unerlässlich ist, um nicht die
Unterrichtszeit mit der Suche nach dem Problem zu verbringen. Denn
bei langer Wartezeit und nicht funktionierenden Geräten geht sehr viel
Interesse und Motivation der Schüler*innen verloren.
Diese und weitere Erkenntnisse finden sich im Detail im
Abschlussbericht der Begleitforschung (Thaler 2019). Hilfreiche
Ressourcen (Anleitungen und Quellen für Material) sind im Anschluss zu
finden.
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7 HILFREI CHE RESSOURCEN
Viele Ideen für modische Wearables mit Anleitungen und weiterführenden Links finden
sich in dem Buch von René Bohne und Lina Wassong (2017) Wearables mit Arduino
und Raspberry Pi: Intelligente Kleidung selbst designen. Heidelberg: dpunkt. Verlag
GmbH.
Eine Anleitung für e-Textiles ist von Science Center Experimentarium (Entwicklung) und
Science Center Netzwerk (Übersetzung und Weiterentwicklung) verfügbar: Modul E-
Textilien selbst gestalten. In: Museum toolkit Hypathia project. Online:
https://www.science-center-net.at/wp-
content/uploads/2018/04/Hypatia_Toolkit_Museen_Science-Center.pdf [04.09.2019]
Komponenten von Arduino LilyPad haben wir bei diesen europäischen Händlern
gefunden:
 www.watterott.com
 electronics.semaf.at
 www.exp-tech.de
Alternativ können sie auch direkt bei www.sparkfun.com bestellt werden (Achtung
Zoll: Lieferung aus den USA) oder bei www.mouser.at (kein Zoll, liefert aber auch per
Luftfracht aus Texas).
Lehrende aus Oberösterreich finden Beratung und Weiterbildung im COOL Lab der
Johannes Kepler Universität Linz: www.jku.at/schule/cool-lab/

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8 QUELLEN:
Schelhowe, Heidelinde & Schecker, Horst (2005). Wissenschaftliche Begleitung des
Projekts ROBERTA — Mädchen erobern Roboter. Abschlussbericht. Online:
http://dimeb.informatik.uni-
bremen.de/documents/Wiss.Begl.Abschlussb_Oktober_2005.pdf [04.09.2019]
Thaler, Anita (im Erscheinen, 2019). Gesamtbericht zur Prozess- und
Wirkungsevaluation des Technikbildungsprojektes „Kids4Wearables“. Online:
https://www.researchgate.net/profile/Anita_Thaler
Thaler, Anita & Zorn, Isabel (2009). Engineer Your Sound! Partizipative
Technikgestaltung am Beispiel Musik. Beteiligung von SchülerInnen an der Entwicklung
didaktischer Konzepte zur interdisziplinären Technikbildung. Bericht zur
wissenschaftlichen Begleitforschung für den Endverwendungsnachweis. Online:
http://ifz.at/Media/Dateien/Downloads-IFZ/Frauen-und-Technik/Projekt-EYS/EYS-
Bericht-zur-wissenschaftlichen-Begleitforschung [09.11.2018]
Thaler, Anita & Zorn, Isabel (2010). Issues of doing gender and doing technology –
Music as an innovative theme for technology education. In: European Journal of
Engineering Education, 35 (4), S. 445-454.

17
9 ANHANG
9.1 ÜB ER DAS LILYPAD LILYMINI PROT OSN AP
Was wir im Projekt darüber gelernt haben:
 Das LilyPad LilyMini Protosnap kann mit Arduino Ardublock programmiert
werden.
 Die Teile können herausgebrochen und in ein Textil eingenäht werden. Die
Zeichnungen auf der Platte zeigen, was wie miteinander verbunden werden
muss, damit der Stromkreis funktioniert.
 Bei diesem speziellen LilyPad-Microcontroller brauchst du Windows 10 als
Betriebssystem. Ältere Betriebssysteme bereiten leider Probleme. Die
Installationsanleitung kannst du bei uns anfordern (siehe Email-Liste).
 Während der Übertragung solltest du das LilyMini nicht bewegen – jede
Störung kann dazu führen, dass die Übertragung abbricht und das LilyMini
sich nicht mehr programmieren lässt.
 Falls es doch passiert, dass sich das LilyMini nicht mehr programmieren lässt,
versuche folgendes Reset: Dafür ist es notwendig, das Board zunächst
stromlos zu machen (USB-Kabel und Batterie entfernen). Danach den
schwarzen Knopf (wo ON steht) gedrückt halten und dann das USB-Kabel
anschließen. Nun sollte die LED zu leuchten beginnen (der Knopf kann dann
wieder losgelassen werden).
Lichtsensor
Knopf (kann
Leuchtmodus ändern,
wenn entsprechend
programmiert)
LEDs
Microcontroller mit
Batteriehalter & USB-
Anschluss

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9.2 LILYMINI MIT A RDUBLO CK INSTALLIEREN
1) Arduino IDE installieren
Um den LilyMini programmieren zu können, ist zunächst eine Entwicklungsumgebung
(IDE) für Arduino nötig. Diese erhalten Sie im Internet auf https://www.arduino.cc/
unter dem Menüpunkt „Software“. Es werden sowohl Windows, Mac OS X als auch Linux
unterstützt.
2) Ardublock installieren
Um den LilyMini mit einer grafischen Oberfläche programmieren zu können, ist die
Installation eines Zusatztools nötig. Dieses nennt sich Ardublock und wird über GitHub
verwaltet (https://github.com/taweili/ardublock/).
- Laden Sie die aktuelle Ardublock-Datei herunter:
https://github.com/taweili/ardublock/releases/download/beta-
20171028/ardublock-all-tc-beta-20171030.jar
- Erzeugen Sie im Unterordner „tools“ im Installationsordner der Arduino-IDE
einen neuen Unterordner „ArduBlockTool“ und darin den Unterordner „tool“
(\Arduino\tools\ArduBlockTool\tool). Achten Sie dabei auf Groß- und
Kleinschreibung.
- Fügen Sie in diesen Ordner nun die zuvor bezogenen Ardublock-Datei
(ardublock-all-tc-beta-20171030.jar) ein.
- Wenn Sie nun die Arduino-IDE starten, steht Ihnen unter dem Menüpunkt
„Werkzeuge – ArduBlock“ eine grafische Benutzeroberfläche zum
Programmieren zur Verfügung.

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3) LilyMini installieren*
Um den LilyMini ansteuern zu können, müssen zwei Treiber installiert werden.
- Um der Arduino-IDE mitzuteilen, woher sie die Treiber beziehen soll, geben Sie
unter dem Menüpunkt „Datei – Voreinstellungen“ in der Maske bei
„Zusätzliche Boardverwalter-URLs“ folgende URL an (s. Bild 1):
https://raw.githubusercontent.com/sparkfun/Arduino_Boards/master/IDE_B
oard_Manager/package_sparkfun_index.json
- Klicken Sie in der IDE nun auf „Werkzeuge – Board – Boardverwalter …“ und
tippen Sie in die Suchmaske „samd“ (ohne Anführungszeichen) ein, um die
Ergebnisse zu filtern.
- Installieren Sie nun Version 1.6.19 des ersten Eintrages „Arduino SAMD Boards
(32-bits ARM Cortex-M0+) by Arduino“ und anschließend
- Version 1.4.0 des letzten Eintrages „SparkFun SAMD Boards by Sparkfun
Electronics“ (s. Bild 2).
4) Den LilyMini programmieren
- Wählen Sie nun in der Arduino-IDE unter dem Menüpunkt „Werkzeuge –
Board“ den soeben installierten „LilyPad LilyMini“ aus.
- Stellen Sie sicher, dass wann immer Ihr LilyMini mit dem Computer verbunden
ist, unter „Werkzeuge – Port“ ein Port ausgewählt ist.
Viel Spaß beim Programmieren!

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Bild 1 Zusätzliche Boardverwalter-URLs

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Bild 2 Treiber installieren
*https://learn.sparkfun.com/tutorials/programming-the-lilymini/all

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9.3 INSTALLA TIONSANLE ITUNG LILYPAD LILYMINI PROTOSNAP

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