Fab Region Bergisch/Citizen Science mit senseBox: Dachbegrünung und Klimaanpassung erforschen

„Entdecke das Geheimnis grüner Dächer – baue deine eigene Mess-Station!“ ist ein modulares Bildungsformat, das Umweltbildung, Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE), MINT-Förderung, Citizen Science und Berufsorientierung miteinander verbindet.

Kinder und Jugendliche bauen und programmieren eigene Umweltmessstationen mit senseBoxen und untersuchen damit eine reale Fragestellung aus ihrem unmittelbaren Lebensumfeld. In der 2025 erprobten Variante verglichen die Teilnehmenden eine begrünte und eine unbegrünte Garage und gingen der Frage nach:Welchen Einfluss hat eine Dachbegrünung auf das Mikroklima eines Gebäudes?

Dabei durchlaufen die Teilnehmenden einen vereinfachten Forschungszyklus – von der Forschungsfrage über Aufbau und Programmierung der Messstationen und die Erhebung realer Umweltdaten bis zur Auswertung und Kommunikation der Ergebnisse.

Das Lernformat entstand im Forschungsprojekt FAB.Region Bergisches Städtedreieck. Ausgangspunkt war die Frage, wie sich Open Data und MINT-Bildung mit Bildung für nachhaltige Entwicklung, nachhaltigem Bauen und konkreten lokalen Herausforderungen verbinden lassen.

Dachbegrünung wurde als praxisnahes Anwendungsfeld gewählt, um Klimaanpassung und das Prinzip der Schwammstadt unmittelbar erfahrbar zu machen. Die Teilnehmenden untersuchen dabei nicht nur theoretisch eine Nachhaltigkeitsfrage, sondern erzeugen mit selbstgebauten Messstationen eigene Daten.

Im Sommer 2025 wurde das Format erstmals als fünftägiger Ferienworkshop mit neun Kindern im Alter von 10 bis 13 Jahren in Solingen durchgeführt.

Klimawandel und Klimaanpassung verstehen und Dachbegrünung sowie das Prinzip der Schwammstadt anhand einer konkreten lokalen Fragestellung kennenlernen.

Grundlagen von Sensorik, Programmierung und wissenschaftlichem Arbeiten praktisch erproben und eigenständig Umweltdaten erheben und interpretieren.

Die Teilnehmenden als aktive Forschende einbinden, eigene Ergebnisse sichtbar machen und Einblicke in Berufsfelder rund um Klimaanpassung, Handwerk, Stadtentwicklung und digitale Umweltforschung ermöglichen.

Ein modulares Bildungsformat entwickeln, das von Schulen, außerschulischen Lernorten und anderen Bildungsakteuren auf weitere lokale Umwelt- und Nachhaltigkeitsfragen übertragen werden kann.

Die erhobenen Daten können als Open Data über die OpenSenseMap veröffentlicht und damit auch über den Workshop hinaus genutzt werden.

• Kinder und Jugendliche ab etwa 12 Jahren
• insbesondere Schüler*innen der Sekundarstufe I und II
• Schulen und Schülerforschungszentren
• außerschulische Bildungsakteure
• BNE- und MINT-Angebote
• Multiplikator*innen

Die Pilotdurchführung mit 10- bis 13-Jährigen zeigte, dass insbesondere Programmierung und Datenauswertung für jüngere Teilnehmende eine stärkere pädagogische und technische Begleitung erfordern.

• FAB.Region Bergisches Städtedreieck
• SEG Solingen
• CHECK! Schülerforschungszentrum Solingen
• VDE Rhein-Ruhr
• Gut Einern
• Wuppertal Institut
• Stadt Solingen
• Gläserne Werkstatt Solingen
• re:edu / senseBox

Ergänzend wurden Fachleute aus der Praxis zu Dachbegrünung und Schwammstadt eingebunden.

Das Format verbindet forschendes und projektbasiertes Lernen mit praktischer MINT-Bildung und BNE.

Zentral ist, dass die Teilnehmenden möglichst viele Schritte des Forschungsprozesses selbst durchlaufen:

1. reale Umweltfrage kennenlernen und Forschungsfrage entwickeln,
2. senseBoxen aufbauen und programmieren,
3. Messstationen installieren,
4. reale Umweltdaten erheben,
5. Daten vergleichen und interpretieren,
6. Ergebnisse reflektieren und öffentlich kommunizieren.

Technisches Lernen – insbesondere Sensorik, Programmierung und Datenauswertung – wird dabei bewusst mit gesellschaftlichen Fragen wie Klimaanpassung, Stadtentwicklung und Nachhaltigkeit verbunden.

Einführung in Klimawandel, Klimaverantwortung, Dachbegrünung und Schwammstadt. Entwicklung bzw. Einführung der Forschungsfrage.

Kennenlernen von Sensoren und senseBox, Aufbau eigener Umweltmessstationen und Einführung in Citizen Science und Open Data.

Programmierung der senseBoxen mit Blockly, Registrierung auf der OpenSenseMap und Installation der Messstationen an den Untersuchungsorten.

Auseinandersetzung mit Dachbegrünung als Klimaanpassungsmaßnahme und Austausch mit Fachleuten aus Handwerk und Verwaltung.

Vergleich der selbst erhobenen Umweltdaten, Entwicklung von Hypothesen und Interpretation der Ergebnisse.

Aufbereitung der Erkenntnisse für andere, beispielsweise durch Videos, Präsentationen, Poster, Podcasts oder Social-Media-Beiträge.

Das Format wurde als fünftägige Projektwoche erprobt, kann aufgrund seines modularen Aufbaus aber auch verkürzt oder über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden.

Im Sommer 2025 wurde das Format mit neun Teilnehmenden im Alter von 10 bis 13 Jahren praktisch erprobt.

Zu den Outputs gehören:

• ein erprobtes fünftägiges Bildungsformat,
• sechs thematisch kombinierbare Lernmodule,
• Aufbau und Programmierung eigener Umweltmessstationen,
• reale Umweltmessungen an einer begrünten und einer unbegrünten Garage,
• Datenauswertungen und Visualisierungen,
• ein von den Teilnehmenden mitgestaltetes Abschlussvideo,
• Arbeitsblätter, Präsentationen und Ablaufpläne,
• ein modularer Projekt- und Bildungsplan zur Nachnutzung als Open Educational Resource (OER).

Der vollständige Bildungsplan einschließlich Arbeitsmaterialien wurde ausdrücklich für die einfache Nachnutzung und Weiterentwicklung des Formats aufbereitet.

• Verbindung von BNE, MINT und Citizen Science
• Erwerb von Programmier-, Daten- und Medienkompetenzen
• Einblick in wissenschaftliches Arbeiten

• Verständnis für Klimawandel und Klimaanpassung
• Auseinandersetzung mit Dachbegrünung und Schwammstadt
• Untersuchung realer lokaler Umweltbedingungen

• gemeinsames Forschen und Problemlösen
• Selbstwirksamkeit durch eigene Messungen und Forschungsergebnisse
• Austausch mit Fachleuten aus Handwerk, Verwaltung und Wissenschaft

• Vernetzung von Bildungsakteuren, Wissenschaft, Verwaltung und Praxis
• Entwicklung eines übertragbaren Bildungsformats für lokale Nachhaltigkeitsfragen

Aus der praktischen Durchführung ergaben sich mehrere zentrale Erkenntnisse:

• Technik frühzeitig testen: senseBoxen, Sensoren, Datenübertragung und Internetverbindung sollten vor Beginn vollständig erprobt werden. Die Technikeinrichtung und Programmierung kann für jüngere Teilnehmende sonst frustrierend sein.
• Testdaten als Backup sammeln: Technische Probleme während des Workshops können sonst die spätere Datenauswertung verhindern.
• Datenauswertung vorbereiten: Die Aufbereitung und Auswertung größerer Datensätze ist für jüngere Teilnehmende anspruchsvoll und sollte durch entsprechend erfahrene Personen vorbereitet oder unterstützt werden.
• Praxis vor Frontalunterricht: Kleinschrittige Anleitungen, Hands-on-Phasen und entdeckendes Lernen funktionierten besser als längere angeleitete Gruppenphasen.
• Identifikation fördern: Die Kinder entwickelten Stolz auf ihre selbst gebauten und programmierten Messstationen; eine persönliche Benennung der Boxen kann diese Identifikation unterstützen.
• Ausreichend Zeit für Medienproduktion: Die abschließende Videoproduktion benötigt klare Aufgaben, Vorbereitung und genügend Zeit.

Diese Punkte wurden aus der Durchführung abgeleitet und in die überarbeitete Fassung des Bildungsplans aufgenommen.

Das Bildungsformat ist bewusst modular und übertragbar angelegt.

• reale lokale Umwelt- oder Nachhaltigkeitsfrage
• geeigneter Messstandort
• senseBoxen bzw. vergleichbare Umweltmesstechnik
• Computer/Laptops und Internetzugang
• pädagogische und technische Begleitung

• senseBoxen und Sensoren
• Laptops/Computer
• Internetzugang
• geeignete Innen- und Außenlernorte
• Arbeits- und Präsentationsmaterialien
• idealerweise Fachpersonen aus Praxis, Verwaltung oder Wissenschaft

Empfohlen wird mindestens ein zweiköpfiges Team mit:

• pädagogischer Kompetenz,
• technischem Wissen zu senseBox, Sensorik und Programmierung.

Ergänzend können Fachleute für die jeweils untersuchte Nachhaltigkeitsfrage eingebunden werden.

Kurzformat: 1-2 Tage

Mittelformat: 3 Tage

Vollformat: 5 Tage

Alternativ kann das Format als AG über mehrere Wochen durchgeführt werden. Gerade längere Formate ermöglichen längere Messzeiträume und eine vertiefte Beschäftigung mit den erhobenen Daten.

Das Grundprinzip lässt sich beispielsweise anwenden auf:

• Dach- und Fassadenbegrünung
• Hitzeinseln
• Schulhofentsiegelung
• Luftqualität und Feinstaub
• Lärmbelastung
• Biodiversität
• Mobilität
• Mikroklima-Vergleiche verschiedener Orte

Entscheidend ist, dass die Teilnehmenden eine reale lokale Fragestellung mit selbst erhobenen Daten untersuchen.

Zur Nachnutzung stehen bzw. entstanden:

• modularer Projekt- und Bildungsplan
• Reihen- und Stundenverlaufspläne
• Arbeitsblätter
• Präsentationen
• Kahoot-Quiz zur Einstiegs- und Abschlussdiagnose
• Datenauswertungen und Diagramme
• Abschlussvideo und Projektdokumentation

Das Material wurde als Open Educational Resource (OER) unter CC BY-NC 4.0 veröffentlicht und darf unter Namensnennung für nicht-kommerzielle Zwecke bearbeitet, weiterentwickelt und geteilt werden.

☑ Bildungsformat entwickelt

☑ Pilotdurchführung Sommer 2025 abgeschlossen

☑ Bildungsplan und Materialien dokumentiert

☑ Modularisierung und Transferkonzept erstellt

☐ Weitere Nachnutzung und Übertragung durch Bildungsakteure

Dr. Maximilian Hoor

SEG Solingen / Gläserne Werkstatt Solingen

hoor@seg-solingen.de