Claussen-Simon-Wettbewerb für Schulen
Claussen-Simon-Wettbewerb für Schulen

 

Projekttagebuch des Gymnasium Corveystraße

"Pst. Geheim?! – ein Projekt zur Kommunikation und Verschlüsselung"

Gewinner beim Claussen-Simon-Wettbewerb für Schulen 2017

Projektleiterinnen: Dr. Eva-Maria Richter und Ecevit Karakus 

 

Am Gymnasium Corveystraße möchten wir mit unseren SchülerInnen die Technik und Wissenschaft der digitalen Kommunikation (Internet und andere Netzwerke) erforschen. Dabei wollen wir auch über die Gefahren und Tücken der Kommunikation und über prinzipiell unsichere Kanäle aufklären. Digitale Kommunikation ist für unsere SchülerInnen einerseits alltäglich und andererseits eine weitgehend unverstandene Black-Box. Dies wollen wir ändern. Gemeinsam mit dem MINT-Profil unserer Schule haben wir ein Projekt entwickelt, dass die Profilfächer Physik, Informatik, Seminar und Philosophie verknüpft. Dabei ist uns eine breite Einbindung vieler Schüler über mehrere Jahrgänge unserer Schule wichtig. Das MINT-Profil in der Oberstufe ist unser Ausgangspunkt. Es unterrichtet dann den Informatikkurs in Jahrgang 9 und auch die Mathematikkurse der Mittelstufe in dieser Thematik, außerdem bildet es jüngere Schüler der 5. Klassen zum Thema "Sicher unterwegs im Internet" aus.
Das Thema digitale Kommunikation bietet viele didaktische Möglichkeiten und lässt Raum für kreative Lösungen. Ein Verständnis ist nur interdisziplinär durch den Zusammenschluss mehrerer Unterrichtsfächer möglich. Das Projekt wird alljährlich durchgeführt und bindet viele SchülerInnen unterschiedlicher Jahrgänge ein, so wird das MINT-Profil im Schulalltag verankert. Das "Light & Schools" Schullabor der Universität Hamburg, einer unserer Kooperationspartner, unterstützt uns technisch und wissenschaftlich über die gesamte Laufzeit in dem Projekt, z. B. beim Bau einer Antenne und eines Senders (Informationen zu Light & Schools).
Das Projekt gliedert sich in drei Teile:

"Sicher unterwegs im Internet" für die 5. Klassen im Fach TUN

"Pst.Geheim!?" (klassisch) für die Mittelstufe

"Pst.Geheim!?" (quantenmechanisch) für das MINT-Profil.

Nachtrag: Den Rückmeldungen der SchülerInnen unserer Schule zu dem Projekt haben wir entnommen, dass die SchülerInnen die Wahl des ursprünglichen Namens des Projektes "Alice und Bob" nicht nachvollziehen konnten. Daher haben wir das Projekt in "Pst.Geheim!?" umbenannt. Dies ist für die SchülerInnen leicht verständlich und beinhaltet auch die Unsicherheit, ob eine (per Internet) verschickte Nachricht überhaupt geheim sein kann. 

Detaillierte Beschreibung des Projekts:

„Sicher unterwegs im Internet“ („SuINET“): ein „Jung lehrt Jung“-Projekt zwischen dem MINT-Profil und den 5. Klassen im Fach Technik und Natur  ("TUN“). Am Methodentag “SuINET“ erarbeiten sich die Kinder an verschiedenen vom MINT-Profil entwickelten Stationen problem- und handlungsorientiert die Verhaltensregeln für das Internet, vom Cybermobbing bis zum Online-Banking. Dieser Methodentag wird in den Profilwochen des MINT-Profils eingerichtet, jeweils eine 5. Klasse wird von drei bis vier MINT-SchülerInnen unterrichtet. Mögliche Stationen sind:

Suchmaschinen: Welche Suchmaschinen sind geeignet? Probleme bei Google? Werden meine Bewegungsdaten genutzt? Wie recherchiere ich richtig? Suchbegriffe eingrenzen.

Veröffentlichen von privaten Daten: Was veröffentliche ich wo? Welche Freunde kann ich annehmen? Gebe ich Daten/E-Mailadresse an Firmen oder nicht? (Gewinnspiele, Produkttester als „Köder“)

Passwörter: Wie erstelle ich richtige Passwörter? Wie lagere ich sie? Wie erneuere ich sie?

E-Mail und Anhänge: Jede E-Mail öffnen? Jeden Anhang öffnen?

Werbung und Einkaufen: Welche Mailadressen gebe ich an (Werbung, Spam)? Qualität versus Preis? AGBs, Newsletter, kostenlose Rücksendung?

Cybermobbing: Wie verhindert man es oder vermindert die Gefahr? Was tue ich als Betroffener? Was tue ich, wenn Freunde betroffen sind? Mache ich mich bei Cybermobbing strafbar?

Handy-Spiele: Warum muss ich immer weiter spielen? Gefahren von In-App Käufen kennen.

Online Banking: Wie erkenne ich eine sichere Verbindung? Was heißt Verschlüsselung?

Die Entwicklung der Stationen wird fächerübergreifend im Informatikunterricht, in Philosophie und im Seminarfach durchgeführt und soll hauptsächlich digital (z.B. durch selbst programmierte Apps) gestaltet und auch bearbeitet werden. Hier ist es von großem Vorteil, dass die „Lehrer und Entwickler“ des Methodentags selbst SchülerInnen und damit „digital natives“ sind, ihnen sind die Möglichkeiten und z.T. auch schon die Probleme bekannt.

„Pst.Geheim!?“ (klassisch): Die Informatikkurse des 9.Jahrgangs erkunden hier alle Bereiche der Kryptographie in einer problemorientierten Mitmachgeschichte, die vom MINT-Profil zuvor entwickelt wurde. Dort werden Botschaften verschickt, empfangen und verschlüsselt. Anschließend versuchen wir die Nachrichten anderer Gruppen abzufangen und deren Verschlüsselung zu knacken.(„Man-in-the-middle“-Attacke). Mögliche Stationen zum Binärsystem, zum Caesar-Code, zur Vigenere-Verschlüsselung und zum One-Time-Pad werden in die Mitmachgeschichte (z.B. einen Spionagefall) eingebaut. Die Übertragung der verschlüsselten Nachrichten übernehmen die SchülerInnen der Mittelstufe selbst, angeleitet und unterstützt von den SchülerInnen des MINT-Profils. Mögliche Übertragungswege sind eine Kommunikation per Binärübertragung, mit Farben, Licht und Strom. Eine Telegraphenleitung von Dach zu Dach und der Bau einer, per Raspberry-Pi gesteuerten, Antenne (und eines Empfängers) sind geplant. Per elektronischer „Morsezeichen“, deren Abfolge zuvor programmiert wird, können Nachrichten per Funk über weitere Distanzen übertragen werden, eine perfekte Verknüpfung von Physik und Informatik.
Unsere SchülerInnen müssen dabei verschiedene Probleme bearbeiten und lösen:

Wie kann man mit nur einem Kabel, einem Schalter  und einer Stromquelle komplexe Nachrichten übertragen?

Wie kann man optisch (mit Farben oder Lichtern) Nachrichten über weitere Strecken übertragen?

Wie kann man Nachrichten per Funk übertragen?

Wie kann man Nachrichten verschlüsseln und entschlüsseln?

Wie gibt man den "Schlüssel" an den Kommunikationspartner (Verbindungsmann) weiter?

Wie kann man die Verschlüsselungen der anderen Gruppe "knacken"?

Die zu übertragenden Nachrichten können z.B. Teile eines Rätsels sein, das gelöst werden muss, um ein Verbrechen abzuwenden. Die SchülerInnen müssen sich im Rahmen der Mitmachgeschichte auf unterschiedliche Weisen unterschiedlich verschlüsselte Nachrichten zukommen lassen. Nur wer alle Nachrichten richtig verschlüsselt, überträgt, entschlüsselt und das Rätsel löst, kann den Spionagefall aufklären und das Verbrechen abwenden. 
Die physikalischen Grundlagen zur Datenübertragung werden den SchülerInnen des MINT-Profils in Zusammenarbeit mit dem Schullabor „Light & Schools“ im 2.und 3.Semester vermittelt. Diese so im Physik-, im Informatik- und Seminarunterricht und im Schullabor ausgebildeten Experten können ihr Wissen und ihre neuerworbenen Kompetenzen dann auf Augenhöhe an die jüngeren SchülerInnen weitergeben.
Die „peer-Education“ spielt im gesamten Projekt eine wichtige Rolle für beide Seiten. Die SchülerInnen des MINT-Profils werden damit mit verantwortlich für das Gelingen der jeweiligen Projekte gemacht. Dies motiviert sie, so dass sie ein Vorbild für jüngere SchülerInnen werden. Die OberstufenschülerInnen lernen wichtige soziale Fähigkeiten, zum Beispiel, wie man mit jüngeren MitschülerInnen in Unterrichtssituationen umgeht, wie man sich verhält, wenn Konflikte auftreten, wie man in der eigenen Gruppe seine Rolle findet und diese sinnvoll umsetzt. SchülerInnen werden darin unterstützt, ihre soziale Kompetenz in der Praxis und im Schulalltag weiterzuentwickeln und erhalten in ihrer Rolle als „Lehrer“ die Möglichkeit, neue Kompetenzen hinsichtlich Verantwortungsübernahme und Konfliktlösung zu erwerben. Das Konzept wird in das Profilcurriculum übernommen und soll so nachhaltig in den Oberstufenunterricht integriert werden. 

Nachtrag: Den Rückmeldungen der SchülerInnen unserer Schule zu dem Projekt haben wir entnommen, dass viele es schade finden, dass dieses Modul nur den Informatik-Kursen zugutekommt. Diesem Einwand stimmen wir zu, darum werden wir dieses Angebot allen SchülerInnen zugänglich machen. Die Mitmachgeschichte zur Verschlüsselung und Nachrichtenübertragung kann (in kleinerem Umfang und geringerer Komplexität) von jeder Klasse "gebucht" werden und z.B. im Rahmen des Mathematikunterrichts durchgeführt werden.

„Pst.Geheim!?“ (quantenmechanisch): Im 4. Semester des MINT-Profils bietet das Thema Quanteninformation und Quantenkryptographie einen starken Bezug zum Thema Verschlüsselung. Dabei können Nachrichten absolut abhörsicher mithilfe von polarisierten Einzelphotonen oder verschränkten Zuständen übermittelt werden. Eine "Man-in-the -middle"-Attacke ist in diesem Fall nicht möglich, da ein Lauscher mit seiner Attacke den Systemzustand beeinflussen und damit die übertragenen Daten verändern würde. Auch dies wird in Zusammenarbeit mit dem Schullabor “Light & Schools“ der Universität Hamburg durchgeführt. Hierbei möchte das Schullabor einen aktuell in der Physikdidaktik diskutierten Zugang zur Quantenphysik (Thema 4. Semester) erproben, nämlich über Qubits (Informationen zu Qubits). Zentrale Themen sind außerdem Teleportation und der Quantencomputer. Diese Themen vereinen ebenfalls die Grundlagen der Profilfächer Physik, Informatik und Philosophie und haben große Relevanz für unsere Zukunft, darüber hinaus ist der Formalismus konzeptionell einfach und sehr gut verstanden. Dieses Projekt wird in die fachdidaktische Arbeit der Arbeitsgruppe von Prof. Klaus Sengstock am "Institut für Laser-Physik" (ILP) der Universität Hamburg eingebunden. Im Rahmen einer wissenschaftlichen Arbeit werden aktuelle und neuartige Einstiege in die Quantenphysik erprobt und evaluiert. Das Quantenkrytographie-Projekt soll anschließend im Schullabor "Light & Schools" in das reguläre Angebot für alle Hamburger Schulen übernommen werden.
Zur Vorbereitung und Durchführung unseres Projekts benötigen wir Notebooks, Tablets, Raspberry-Pis und Bauelemente. Das Gymnasium Corveystraße hat sich bereits auf den Weg zur digitalen Schule gemacht, so ist dies z.B. auch Inhalt einer Ziel- und Leistungsvereinbarung, jedoch mangelt es uns an der Hardware, um unser Projekt durchführen zu können.


 

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Wir haben für den Einsatz in den Physik-Fachräumen All-In-One-Rechner auf der Basis von Raspberry-Pis aufgebaut. Dafür haben wir sehr kostengünstig 22-Zoll-Monitore gebraucht gekauft, hinter denen jeweils ein Raspberry-Pi angeschraubt wurde.
Die Software der Rechner wurde im Rahmen einer Facharbeit von einem Schüler des Mint-Kurses für den Betrieb in unserem Iserv-Schulnetzwerk konfiguriert. Eine gute Basis-Softwareausstattung ist bereits auf den kleinen Rechnern darauf.  Weitere Software lässt sich über ein eigen entwickeltes Programm auf die Rechner verteilen. Die Rechner sind mit einer Funkmaus und Funktastatur ausgestattet. 

Die Rechner sollen verwendet werden, um 

  • im (naturwissenschaftlichen) Fachunterricht flexibel bei Bedarf klassische Informationsrecherche und Dokumentation zu betreiben
  • Umsetzung und die Weiterentwicklung des Projektes zu ermöglichen
  • Simulationen und Animationen zur Illustration von Sachverhalten einzusetzen.
  • In die Programmierung im Rahmen des Physikunterrichts Klasse 7 einzuführen.  

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

In einem Workshop des Schullabors „Light and Schools“ haben die Oberstufenschülernun ihrerseits einen Einblick in die aktuelle Forschung auf dem Feld der Quantenkryptographie erhalten. Bei einem Analogexperiment werden dabei Quanten (z.B. Einzelphotonen) zur Übertragung von Nachrichten verwendet, die in einem bestimmten Zustand (z.B. Polarisierung 0° oder 90°) präpariert und als binäre Daten versendet werden. Ein Lauscher, der den Zustand misst, verändert damit das Quantensystem und kann detektiert werde.

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Am 18.Februar fand unser zweiter Evaluationsworkshop bei der Claussen Simon Stiftung statt. Zur Entwicklung des Fragebogens orientierten wir uns an den im ersten Workshop herausgearbeiteten Zielen. 

Wir wollen..

  • Das technologische Bewusstsein bei den SuS stärken/Verständnis für Datenübertragung bei jüngeren SuS entwickeln.
  • Interesse am Informatikunterricht fördern bzw. Motivation, Interesse und Begeisterung für MINT stärken.
  • Zusammenarbeit über Klassenstufen hinweg in unserer Schule fördern. 

Mit dabei waren diesmal auch die aktuellen 10.Klässler, die das Projekt im letzten Jahr als 9. Klässler unterstützt haben und es im kommenden Jahr als Oberstufenschüler übernehmen und weiterzuentwickeln. Außerdem waren noch vier Schüler/innen aus dem derzeitigen Oberstufen Profil dabei. 

Der erarbeitete Fragebogen wird über unser Iserv digital eingerichtet. So können wir im nächsten Durchgang unser Projekt von allen Schüler/innen evaluieren lassen um es weiter zu entwickeln.

Beispiele für Fragebogenitems sind:

  • Ich habe einen besseren Eindruck von der Arbeit im MINT-Profil erhalten.
  • Ich habe Methoden und Risiken der Datenübertragung kennengelernt, die ich sinnvoll im Alltag anwenden kann.
  • Die Zusammenarbeit mit Schüler/innen aus anderen Jahrgängen fand ich sinnvoll
  • Es gab die Möglichkeit kreative Impulse sinnvoll einzubringen.

Wir danken ganz herzlich Frau Dr. Svensson für ihre großartige Unterstützung!

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Unser siebter Jahrgang wurde drei Tage lang im „Digi Camp“  zu einem ausgewogenen Umgang mit digitalen Medien geschult. Das Projekt bietet Wissen und praktische Tipps rund um die Digitalisierung. Mithilfe von Workshops wie »Internetsuch(t)maschine« oder »Sicherheit und Respekt – Netiquette im Netz«sollen die Kinder ein Gleichgewicht finden zwischen gesunder Ernährung, digitaler Stressbewältigung und Bewegung.Durchgeführt wurde das Projekt von der BG3000, die Barmer und der TÜV Rheinland tragen dabei die Kosten, den Inhalt übernehmen Experten, echte Youtuber, Hacker und Blogger.  Ein Hacker zeigte z.B. live, wie problemlos er sich in Netzwerke einloggen und sensible Daten abgreifen könne, undnatürlich auch, wie man das vermeiden kann. Auch Fragen wie »Was mache ich mit infizierten USB-Sticks?« oder »Wer verdient mit meinen Daten Geld?« standen auf der Agenda.  Welche Chancen, aber auch Gefahren sind mit dem Nutzen der digitalen Medien verbunden, und wie kann ich mich aufgeklärt mit diesen Herausforderungen auseinandersetzen, das waren  die großen Fragen, mit denen die Schüler sich im DIGI-Camp mit  großer Freude und Neugier auseinandersetzen. Außerdem lernten die Kinder im Camp auch Meditation und Fitness kennen und erstellten selbst Regeln für einen ausgewogenen Umgang mit digitalen Medien.

Auch die Elternschaft wurde eingebunden, auf dem Elternabend zu den Digi-camps „Immer online-nie mehr allein?“ hatten die Eltern des 7. Jahrgangs die Möglichkeit mit den Experten ins Gespräch zu kommen. So erläuterte Herr Christian Groß,Supervisor und Suchttherapeut, wie sich Computersucht bemerkbar macht und wie Eltern darauf reagieren können, um ihre Kinder zu schützen und zu unterstützen.  

Die Zusammenarbeit mit der BG3000 hat sich für uns als sehr positiv herausgestellt und wir streben eine Weiterführung dieser Kooperation und evtl auch eine Schulung der Lehrer in diesem Bereich für die kommenden Jahre an.

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Am 29.11.2018 fand hamburgweit der MINT-Tag statt. Wir haben unseren Schülern im Rahmen des Projektes  „Psst, Geheim!“ an diesem Tag ein besonderes Angebot zusammengeschnürt. Zusätzlich zu dem offiziellen Wettbewerb, der morgens 8-10:00 mit Freiwilligen aus verschiedenen Klassen  stattfand, durften alle drei 9.Klassen und das S1-Mint-Profil an den „Krypto-Escape-Games“ teilnehmen, die das S3-Profil vorbereitet hat. 

Dieser Schritt - die Ausbreitung des Teilnehmerkreises, bildet den 3. Meilenstein unseres Projektes. Wir verfolgen damit unser Ziel, dass die beiden Kurse Informatik-9 und das Mint-Profil ihr in dem Projekt erarbeitetes Knowhow über Kryptologie spielerisch einem breiten Schülerkreis weitergeben. Nach der anfänglichen Einführung in die Thematik und der Inszenierung des Scenarios steigen die „Lernenden“ in das Geschehen ein.

Die Teilnehmer sind mit dem Problem „infiziert“ und suchen leidenschaftlich nach Lösungen. Sie eigenen sich eigenständig kryptologische Techniken an und suchen nach Hinweisen, um das Rätsel zu knacken, in das sie verwickelt wurden.

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Am MINT-Tag, dem 29.11.2018 fand der dritte Meilenstein unseres Projektes statt. Dazu haben die Oberstufenschüler vier Rätsel und Kriminalfälle á la Escape-Game vorbereitet, in denen die Teilnehmer Nachrichten entschlüsseln und verschlüsseln mussten. Unterschiedliche Kommunikationwege mussten entwickeln und gebaut werden und auch  Nachrichten abgehört und entschlüsselt werden, um die Fälle zu lösen und zu entkommen. Der gesamte 9. Jahrgang und das MINT-Profil des 11. Jahrgangs haben mit Begeisterung teilgenommen, manchmal musste ein wenig geholfen werden, am Ende haben aber alle Gruppen den Fall erfolgreich gelöst und konnten uns wertvolles Feedback zur Verbesserung geben.

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Ein Escaperoom-Besuch während unserer Studienreise nach Amsterdam diente als Hilfe zur Verbesserung unserer eigenen Rätselgeschichten und zur Ausarbeitung der Kriterien „Was macht ein gutes „Game“ aus?“

Folgende Kriterien haben wir herausgearbeitet:

Die Rätsel dürfen nicht zu leicht sein.

Eine stimmige Atmosphäre ist wichtig

Die Rätsel müssen zur Story passen.

Dauer und Rätsel müssen angemessen sein.

Halblineare Mitmachgeschichten sind am besten: mehrere Aufgaben, die gleichzeitig gelöst werden können, so dass alle Mitglieder etwas zu tun haben, oder kooperative Aufgaben, an denen alle mitarbeiten müssen.

Auch Logikrätsel einbauen

Schwierigkeitsgrad aufsteigend

Echte Barrieren (Schlösser kaufen)

Timer immer sichtbar, das erhöht die Spannung

Ähnliche Anzahl an Rätselschritten in den verschiedenen Geschichten

Außerdem muss es ein Vorbereitungsprotokoll und eine Musterlösung geben, jede Entwicklergruppe muss sich gut überlegen, wann und welche Tipps gegeben werden, und das Briefing der Teilnehmer muss Bestandteil der Story  sein.

Folgende Rahmenbedingungen lassen sich ableiten:

jeweils 60 Minuten Dauer

Eine Klasse benötigt vier Rätselspiele (ca. 6 Personen pro Game).

ca. vier Verschlüsselungen in jedem Spiel

verschiedene Übertragungsarten (Farbcodes, Morsen, per Licht, per Funk, ...)

höchstens drei Räume pro Spiel

Auf Basis dieser Kriterien und Rahmenbedingungen und mithilfe des Feedbacks aus dem 2. Meilenstein haben wir unsere Mitmachgeschichten weiterentwickelt. To be continued....
 (September 2018 und Oktober 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Doch was haben unsere Mitmachgeschichten mit der Realität zu tun? Digitale Mündigkeit, Datenschutz, Passwörter und verschlüsselte Mails, das waren einige der Themen, über die das CCC (Chaos-Computer-Club)-Mitglied und Informatiker Michael Braun mit den Schülern des MINT-Profils im Workshop diskutiert hat. Nach einer Präsentation und Diskussionsrunde ging es dann ans Praktische: E-Mails werden in den allermeisten Fällen unverschlüsselt gesendet, wie Postkarten, jeder der will, kann mitlesen. Dass das auch anders geht, lernten wir hier. Die Apps „K9“ und „openKeyChain“ ermöglichen eine asymmetrische Verschlüsselung, so wurden Schlüssel generiert , ausgetauscht und anschließend verschlüsselt per Mail kommuniziert.Was ist der Chaos-Computer-Club ?Seit 1981 engagiert sich der größte europäische Hackerclub zum Thema “digitale Technologien“ und Computersicherheit.Was ist Chaos macht Schule?Chaos macht Schule ist ein Projekt des CCC, das mit verschiedenen Bildungsinstitutionen zusammenarbeitet. Ziel des Projekts ist es, Schüler, Eltern und Lehrer in den Bereichen Medienkompetenz und Technikverständnis zu stärken. Experten wie Michael kommen zu Workshops und Fortbildungen an die Schulen. Wir haben viel gelernt und freuen uns schon auf den nächsten Besuch! (Juli 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Um im nächsten Durchlauf unser Projekt weiter zu verbessern holen wir uns wiederum Feedback vom Oberstufenkurs und vom 9. Jahrgang. 

Viel hat bereits gut geklappt, an einigen Stellen ist noch Luft nach oben!

(Juni 2018- August 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Ein Teil der Gruppe wurde in einem Raum gefangen genommen, mithilfe ihrer Kollegen, die außerhalb sind müssen sie die Schlüssel finden und die Rätsel lösen, dazu kommunizieren sie verschlüsselt über ein eigens programmiertes Chatprogramm, das per Raspberry Pi funktioniert.

(27. Juni 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

„Angelo Merte“: Die Spezialeinheit des Kanzlers (die Schülergruppe) erhält ein Missionsbriefing von „Angelo Merte", dem Kanzler von Deutschland: Auf Deutschland soll ein nuklearer Anschlag verübt werden. Die Gruppe muss in einer Stunde mithilfe von vier Passwörtern den Zugang zum nuklearen Sprengkörper öffnen und dann die Bombe entschärfen und damit dann den Anschlag verhindern. Um diese Schlüsselwörter zu ergattern muss der Feind mit Funk abgehört werden und verschiedene Rätsel müssen gelöst und Nachrichten entschlüsselt werden.

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Dann kam der große Tag, schon vor 8 Uhr startete das Filmteam mit der Erforschung der Örtlichkeiten und testete einige Einstellungen. Das Wetter war hervorragend und wir hatten aus dem vorangegangenen Meilenstein gelernt und uns für diesen Tag einen genauen Zeitplan erarbeitet, nach Gruppen aufgeteilt, um Leerläufe oder überfrachtete Zeiträume zu vermeiden. Dies hat schon wesentlich besser geklappt.

Gar nicht so einfach war der Hinweis des Filmteams zu befolgen: „Tut einfach so, als wären wir gar nicht da!“ Man fühlt sich eben doch etwas beobachtet. Nebenher werden dann Rätsel gelöst und notfalls eine Szene auch noch mal wiederholt, so ist es halt beim Film.

(27. Juni 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Die Oberstufenschüler erarbeiteten sich mithilfe von Literatur einen Überblick über die verschiedenen Verschlüsselungsarten und bereiteten Plakate mit Übungen und kleinen Aufgaben vor.

An diesen verschiedenen Stationen lernten die Schüler/innen der Informatikkurse des 9. Jahrgangs dann von den Oberstufenschülern, was Verschlüsselung bedeutet und die Anwendung  verschiedener Verschlüsselungsarten:

 

Kryptographie (Verschlüsseln) und Steganographie (Verstecken)

Historie (von den alten Griechen über Mohammed und Maria Stuart bis heute)

Skytale und Buchverschlüsselung

Die Cäsarverschlüsselung

Die Viginere Verschlüsselung

Das One-Time-Pad

Die RSA-Verschlüsselung

(April 2018-Juni 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Herr Karakus  und der Informatikkurs der neunten Klasse bereiteten die Raspberry Pis vor, programmierten sie und testeten die Funkverbindungen. 

(Mai 2018-Juni 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Im zweiten Teil des Workshops bei "Light and Schools" kam der Übergang zum Thema Kommunikationsübertragung mit elektromagnetischen Wellen.

In diesem Workshop löteten wir mit unserem gewonnen Basiswissen einen eigenen Radiowellenempfängers nach kurzer Einleitung über die technischen Informationen.

Dieser besteht aus einem Schwingkreis, einer Antenne und einer Leuchtdiode. Durch die mit der Antenne aufgefangenen elektromagnetischen Wellen wird im Schwingkreis eine hochfrequente elektrische Schwingung angeregt,die wiederum die LED leuchten lässt.

(Juni 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richte

None

Die Schüler und Schülerinnen des MINT-Profils bereiteten Präsentationen zum Aufbau und Funktionsweise elektrischer Bauteile vor und hielten diese im Plenum ab.

- Der Kondensator

- Der elektrische Widerstand in verschiedenen Schaltungen

- Die Diode

- Die Leuchtdiode

- Der Transistor

- Die Spule

Im neu entwickelten Schülerversuch zum "Löten von elektronischen Schaltkreisen" konnten die Schüler ihr theoretisch neu erworbenes Wissen einsetzen und  technisch umsetzen. Außerdem konnten wir per Laser kommunizieren (optische Signalübertragung).

(Juni 2018)

 

 

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Im Seminarfach entwickeln die Oberstufenschüler aus den Stationen ihre „Mitmachgeschichten“ als Rätsel, zu deren Lösung verschiedene Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsmethoden und verschiedene Kommunikationswege eingesetzt werden müssen.

Ob "Escape-Game", "Angelo Merte", "Gefangen in der Bücherei" oder "Einsatz der Schuldetektive", alles muss genau geplant und gut durchdacht werden.

(Mai 2018-Juni 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Aus einem Feedback zum 1. Meilenstein haben wir folgende Punkte für die Entwicklung des nächsten Meilensteines mitgenommen:

 Klare Zeitstruktur und gutes Zeitmanagement (evtl. Pufferaufgaben, diese vermeiden Leerlauf)

Die Mitmachgeschichten müssen ungefähr den gleichen zeitlichen und inhaltlichen Umfang haben.

Die Ziele zu Beginn des Projektes klar benennen oder, noch besser, mit den Schülern in einer Einführung erarbeiten.

Eine bessere örtliche Aufteilung, verschiedene Räume für die unterschiedlichen Gruppen

Mittagspause einplanen

(Mai 2018)

Redakteur/-in: Dr. Eva-Maria Richter

None

Kommunizieren mit Farbtäfelchen drei verschiedener Farben: Eine super Kombinatorikaufgabe!

Reichen neun Blätter in drei unterschiedlichen Farben für das ganze Alphabet aus? Hektische Diskussionen erfüllen den Physikraum.

Nun kommt die Probe aufs Exempel, mit drei Farben wird kommuniziert, quer über den Schulhof. Es funktioniert, wer braucht schon ein Handy?

Leider war die Zeit zu kurz, nicht alle Gruppen konnten alle Stationen bearbeiten, daher werden wir uns im nächsten Meilenstein mehr Zeit gönnen. Auf jeden Fall kann man sagen: Es hat wahnsinnig Spaß gemacht!

In einem Film haben die Schüler Eindrücke des 1. Meilensteins festgehalten: www.youtube.com/watch

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Hier Eindrücke der Station zur Binärübertragung mit fünf Lämpchen.

Dies funktionierte erstaunlich gut, der Binärcode war mithilfe einer Tabelle sehr gut zu übersetzen, so kommuniziert man mit Einsen und Nullen.

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

An dieser Station versuchen die Schüler ihrem nachschreibenden Mitschüler die richtigen Antworten zum Test über Schnüre, welche an seinen Füßen festgebunden sind, zu übermitteln. Zuvor hat er ihnen über Fußbewegungen die Fragen „zugesendet“. Die Schnüre gehen unter der Tür durch und sind durchsichtig-daher nicht zu sehen.

Ohne Frage die schwierigste Station!

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Die Station zur Kommunikation mit Klopfen birgt auch Schwierigkeiten, vor allem, wenn Wörter wie „Desoxyribonukleinsäure“ kommuniziert werden! Hier wird das Klopfen durch die Tür wieder in Buchstaben zurückübersetzt, gar nicht so einfach: “ Das war lang,lang, kurz!- Nein, das war kurz, kurz, lang“

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Die Nachrichten werden in Morsecode übersetzt, per Morsetaster als Lichtpuls gesendet und zusätzlich mit einem kleinen Summer hörbar gemacht….dit dit dit dah…

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Über 2 Stunden erkundeten die Schüler der Mittelstufe verschiedene Möglichkeiten der Kommunikation jenseits von E-Mail, Brief und Telefon. Dabei wurden sie von den Oberstufenschülern an eigens entwickelten Stationen angeleitet und unterstützt.

Die Oberstufenschüler stellen die Station zur Morsewarnung vor, Materialien wie der Morsetaster, ein Lämpchenund eine Spannungsquelle haben sie bereits vorbereitet und damit die Kommunikationsanlage aufgebaut. Die Schüler des 9. Jahrgangs können damit gleich loslegen.

Siehe auch: Pst.Geheim!?

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Um den Schülern des 9. Jahrgangs die Übertragung von Nachrichten zu ermöglichen, haben die Schüler der Oberstufe sich folgende Stationen und Szenarien überlegt und aufgebaut:

 

1. Station für alle zur Einführung, Szenario: „Sturm“ und zwei Leuchttürme, es naht ein Sturm, dies muss an den anderen Leuchtturmwärter mit Licht übertragen werden! Infos zu Übertragung per Binärcode und Morsezeichen und einfache Übungen

2. Station: Morsen mit Licht → Szenario „Morsewarnung“, siehe Foto

3. Station: Morsen mit Schnüren von Raum zu Raum, Szenario: „Schummeln mit Hilfe“- ein Multiple-Choice-Test muss von einem Schüler nachgeschrieben werden, dieser sitzt mit dem Lehrer im Raum. Die Mitschüler, die den Test schon kennen, sitzen draußen vor der Tür. Mithilfe von Angelschnüren, die der Nachschreiber an seinen Füßen festgebunden hat und die unter der Tür durchlaufen, morst er den Mitschülern vor der Tür die Fragen zu, diese übermitteln ihm wiederum die Antworten. Besteht er den Test?

4. Station: Morsen durch Klopfen, Szenario: "Du bist eingesperrt und musst deinen Helfern auf der anderen Seite der Tür übermitteln, wie der Code zum Öffnen der Tür ist. Buchstaben werden in Morsecode übersetzt, Du klopfst diesen, die anderen müssen dies mitschreiben und zurück übersetzen, die Tür kann geöffnet werden, wenn der Code richtig übermittelt wird."

5. Station: Kommunikation mit 3*3 Farben, Szenario:„Gefangen in der Schule“: "Einer eurer Kameraden ist in Gefangenschaft geraten, jedoch weiß er, wo sich der Schlüssel befindet und kann euch Signale mit drei Farbkärtchen geben, diese könnt ihr dann mithilfe eines Fernglases erblicken. Bevor euer Kamerad in Gefangenschaft geriet, hattet ihr die Möglichkeit, euch auf so einen Fall vorzubereiten." 

Rollen: Gefangener, Scout (Fernglas), Kryptologe
Aufgabe: Eure Aufgabe besteht nun darin, mit den Farbkärtchen ein Verfahren zu entwickeln, mit welchem ihr später problemlos kommunizieren könnt.

6. Station: Kommunikation mit Binärcode und fünf Lampen, Szenario: Zwei Gefangene, die sich über fünf einzeln schaltbare Lämpchen Nachrichten zusenden, um gemeinsam auszubrechen. Das Alphabet wird in Binärcode übersetzt, dazu reichen fünf Lampen, anschließend wird die Nachricht in Binärcode übersetzt und mit den fünf Lampen übermittelt (Lampe an =1, Lampe aus=0), die andere Gruppen notiert die Nachricht im Binärcode und übersetzt sie zurück. Wurde die Nachricht richtig übertragen?

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Erste Planungen - am Mittwoch geht es weiter...

Redakteurin: Dr. Eva-Maria Richter

None

Die Bestellungen für unsere Raspberry-Pis werden aufgegeben und die Schüler entwerfen schon die ersten Kommuniikationsanlagen und recherchieren über Möglichkeiten der Verschlüsselung.

 

Kommunikation mit Schnüren - wie soll das gehen? Ob Morsen per Schnurübertragung oder komplizierte kabelgebundene Kommunikation über Lämpchen, die Entwürfe unserer Schüler werden ab dieser Woche umgesetzt. Am 18.4 findet die erste Testphase für die praktische Umsetzung der Ideen statt. Wir sind gespannt und werden berichten.