Leben und Lernen in einer digitalen Welt - Schulunterlagen Sekundarstufe 1 - Wir denken an morgen
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Energie AG macht Schule.
Leben und Lernen
in einer digitalen Welt
Schulunterlagen Sekundarstufe 1
www.energieag.at
LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1 Vorwort Energie AG Sehr geehrte Lehrerinnen, sehr geehrte Lehrer, liebe Eltern! Wissen ist das entscheidende Kapital für die Zukunft. Wir alle tragen Verantwortung dafür, dass wir den heranwachsenden Jugendlichen die bestmögliche Ausbildung zuteilwerden lassen. Doch auch die Wissensvermittlung verändert sich. Durch die Digitalisierung erhalten unsere Kinder aus verschie- denen Kanälen eine Vielzahl an Informationen. Die Energie AG bekennt sich zu ihrer Verantwortung den kommenden Generationen gegenüber und speziell der Verantwortung für die Jugend. Unter dem Motto „Energie AG macht Schule“ wurde das Schulprogramm der Energie AG bereits vor Jahren gestartet. Damit stehen für alle Schulstufen der Volksschulen bzw. der Neuen Mittelschulen und Gymnasium-Unterstufen lehrreiche und vor allem interessante Unterlagen rund um die Themen Energie, Entsorgung und Wasser zur Verfügung. Jetzt haben wir diese Reihe um das Thema Digitalisierung ergänzt und möchten damit nicht nur die Hard- ware wie Computer, schnelle Internetverbindungen etc., sondern auch die Software und die digitale Verantwortung ins Zentrum stellen. Die Energie AG hat sich in mehr als 125 Jahren der Unternehmensgeschichte vom reinen Stromver- sorger zum Energie- und Dienstleistungskonzern entwickelt. Unser Ziel ist es, wichtige Fragen rund um die Themenbereiche Energie, Wasserversorgung und Abfallverwertung für eine saubere Umwelt sowie jetzt auch für Digitalisierung verständlich aufzubereiten. Die Energie AG bietet für Schulen auf Anfrage gerne Führungen zum Beispiel in unseren Kraftwerken an, in denen anschaulich und span- nend der Lehrplaninhalt vertieft werden kann. Darüber hinaus haben Sie bei uns die Möglichkeit, Energie in der „Erlebnis Welt Energie“ in Timelkam hautnah zu erleben und im Museum „Stromge- schichten“ die rasante Entwicklung der Energie in mehr als 125 Jahren zu sehen und zu begreifen. Auf der Internet-Seite www.wirdenkenanmorgen.at gibt es zusätzliche Informationen zum Nachlesen, interaktive Wissensspiele zum Ausprobieren und alle Unterlagen des Bildungsprogramms „Energie AG macht Schule“ zum Downloaden. Wir wünschen viel Spaß und spannendes Lernen mit den neuen Schulunterlagen der Energie AG!
LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
LINK ZUM FILM „DIE LOOMIES“
www.xxxxxxxxxxx.at
LINKS ZU DEN ONLINEÜBUNGEN
Einfach Fortgeschritten
Ein Foto auf Reisen Analog, oder doch schon digital?
(Bild-Wort Zuordnung) (Multiple Choice)
https://learningapps.org/display?v=pvzh1ni4n18 https://learningapps.org/display?v=pkqjqbf1j18
zu Seite 16-17 „Von überall aus online“ zu Seite 5-8 „Analog, oder doch schon digital?“
Wie denken digitale Geräte? Vor- und Nachteile digitaler Daten
(Lückentext) (Zuordnungsübung)
https://learningapps.org/display?v=pchqt1knk18 https://learningapps.org/display?v=p89gfttm318
zu Seite 9-12 „Wie denken digitale Geräte? zu Seite 12 „Was ist besser – analog oder digital?“
Smart Grid und Smart Meter Viele Wege führen ins Internet
(Multiple Choice) (Kreuzworträtsel)
https://learningapps.org/display?v=pkhyda57218 https://learningapps.org/display?v=p5kmgb6ik18
zu Seite 18-21 „Digitalisierung unter Strom“ zu Seite 14-17 „Viele Wege führen ins Internet“
Analog oder doch schon digital? Smart Meter
(Kreuzworträtsel) (Bild-Wort Zuordnung)
https://learningapps.org/display?v=p7jty9yo518 https://learningapps.org/display?v=pjoqnvnf518
zu Seite 5-8 „Analog oder doch schon digital?“ zu Seite 18 „Smart Meter“
Schlaues Zuhause Elemente des Smart Home
(Paare suchen) (Zuordnung)
https://learningapps.org/display?v=p588r43w318 https://learningapps.org/display?v=pk93od3j318
zu Seite 22 „Smart Home“ zu Seite 22 „Smarte Home“
LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Inhaltsverzeichnis
Die Digitalisierung macht es möglich........................ 1
Alles neu?................................................................. 1
Digitale Kompetenz................................................... 2
Analog, oder doch schon digital................................ 5
Analoge Signale......................................................... 5
Digitale Signale ......................................................... 5
Vom analogen Signal zum digitalen Signal................. 7
Wie „denken“ digitale Geräte................................... 9
Unser Zahlensystem .................................................. 9
Computer kennen nur 0 und 1................................ 10
Dezimalzahlen in Binärzahlen umwandeln .............. 10
Wie aus 0en und 1en ein Buchstabe wird ............... 11
Was ist besser - analog oder digital? ........................ 12
Viele Wege führen ins Internet ............................... 14
Superschnelles Internet ........................................... 14
Mit Kabeln verbunden............................................. 15
Von überall aus online............................................. 16
Die nächste Generation .......................................... 17
Digitalisierung unter Strom...................................... 18
Smart Meter ........................................................... 18
Smart Grid .............................................................. 19
Smart Home .............................................................. 22
Eine Lehre bei der Energie AG ................................ 25
Impressum .................................................................. 26
LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Die Digitalisierung
HAST DU GEWUSST?
macht es möglich
Zu digitalen Technologien zählen:
Anna macht Hausübung. Über WLAN öffnet sie • Software-Anwendungen
die Lernplattform ihrer Klasse und übt die Mathe Das sind Programme, die auf
Beispiele. Dann schreibt sie am Laptop den Auf- Computer, Tablets oder Smartphones
satz für den Deutsch-Unterricht, fügt ein Foto laufen.
von ihrem Handy dazu und schickt das Dokument
per E-Mail an den Lehrer. Doch was war noch • Infrastruktur
einmal für den Werkunterricht morgen mitzu- Dazu gehört die Hardware (Computer,
bringen? Schnell schreibt Anna eine Nachricht Smartphones,…), aber auch Verbindungs-
in der Klassengruppe im Messenger und kurz netze wie zum Beispiel das Internet.
darauf hat sie schon die Antwort.
Wenn Anna etwas für die Schule zu tun hat, dann
benutzt sie ganz schön viele digitale Technologien. ARBEITSAUFTRAG
Vielleicht merkst du es nicht, aber digitale Techno-
logien begleiten uns alle fast überall. Ohne diese Die Digitalisierung bringt Chancen, aber auch
Entwicklungen würde das Leben in Österreich, so Risiken mit sich. Male die Vorteile in Grün
wie du es heute kennst, nicht funktionieren. und die Nachteile in Rot an.
Bei Annas Opa ist so ein Nachmittag voller Haus-
aufgaben bestimmt noch anders abgelaufen. HOME
ZEITERSPARNIS
Die Welt hat sich in den letzten Jahrzehnten eben OFFICE
stark gewandelt. Diese Veränderung wird auch
als „Digitalisierung“ bezeichnet.
CYBER- NEUE
Vielleicht hast du auch schon einmal gehört, dass MOBBING BERUFSFELDER
wir im digitalen Zeitalter leben. Diese Bezeichnung
kommt daher, dass heutzutage die Menschen schon
in sehr vielen Lebensbereichen von digitalen Techno- LEBENSLANGES DATEN-
logien unterstützt werden. Roboter übernehmen zum LERNEN MISSBRAUCH
Beispiel schwierige Aufgaben in der Industrie, Autos
können selbstständig einparken, viele Dinge werden
online bestellt, Armbänder berechnen den Kalorien-
HACK-
verbrauch, der Kühlschrank informiert via App über GELDERSPARNIS
ANGRIFFE
den Inhalt und der 3D-Drucker erzeugt Ersatzteile.
Alles neu?
ARBEITSPLATZEINSPARUNG
Die Digitalisierung ist nicht so neu wie man
vielleicht vermutet. Mit dem ersten programm-
gesteuerten Rechenautomaten wurde bereits in
den 1940er Jahren der digitale Weg eingeschlagen.
Dieser Vorläufer des modernen Computers war
so groß wie ein Schrank und man konnte mit ihm
addieren, subtrahieren, dividieren und multiplizieren.
Seite 1
LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Digitale Kompetenz
In Österreich heißt es, dass alle Kinder und Jugend- ÜBERLEGE
liche nach Beendigung der Schule grundlegende
digitale Kompetenzen haben sollen. Aber was Wie hätte Annas Opa in seiner Kindheit
heißt das überhaupt? Schließlich verwendet doch ohne digitale Technologien vorgehen
fast jede/r Computer, Smartphone und Internet. können, wenn er zum Beispiel etwas über
Mozart herausfinden sollte?
Digitale Technologien anwenden zu können ist nur Überlege gemeinsam mit deinem Lernpart-
ein Teil der digitalen Kompetenz. In der Schule soll ner oder deiner Lernpartnerin.
daher auch gelehrt werden, wie man diese Techno-
logien sinnvoll und verantwortungsvoll nutzen
kann. Ebenso wichtig ist, dass Schülerinnen und
Schüler lernen, mit Inhalten aus digitalen Medien
kritisch umzugehen.
ARBEITSAUFTRAG
Durch die Digitalisierung entstehen neue Berufsbilder. Lies die Texte in den Sprechblasen und finde heraus,
welchen Beruf die Personen ausüben.
In der Industrie werden schon viele
Arbeiten von Robotern erledigt. Mein
Ich erstelle Prothesen für Patienten. Dafür Job ist es, die Roboter zu entwickeln,
konstruiere ich die Prothese am Computer zu programmieren und zu warten.
und drucke sie anschließend Schicht für
Schicht mit einem speziellen Drucker aus.
Ich entwerfe, designe und
Meine Aufgabe ist es, Texte für Webseiten programmiere Spiele für
und Internetportale zu schreiben. Tablets und Smartphones.
Natürlich gestalte ich die Beiträge noch,
bevor sie online gehen.
Ich sorge in meiner Firma dafür,
dass der Zugriff auf Daten und
Zu mir kommen Leute, die lernen Informationen für bestimmte
möchten, wie man Computer bedient, Nutzerinnen und Nutzer und
in verschiedenen Programmen arbeitet Anwendungen erlaubt, einge-
und das Internet nutzen kann. Dazu schränkt oder verboten wird.
halte ich Kurse und Schulungen ab.
717 3D-Druck-Expertin 2 Robotiktechniker 3 Datenschutzexpertin
4 App-Designer 5 EDV-Trainer 6 Online-Redakteurin
Seite 2
LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
ARBEITSAUFTRAG
Mein digitales Tagebuch
Beobachte dich einen Tag lang: Welche digitalen Geräte oder Technologien nutzt du?
Kreuze an und ergänze gegebenenfalls.
Digitale Technologie Das habe ich damit gemacht
Computer, Laptop
Internet
Smartphone
Tablet
Fernseher
Radio
Spielekonsole
DVDs, CDs
Digitalkamera
Digitale Uhr
eBook
Was nutzt du am meisten? Warum?
Wie viel Zeit verbringst du am Tag mit digitalen Geräten?
Worauf könntest du verzichten?
Seite 3LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
ARBEITSAUFTRAG
Mein Schreibtisch der Zukunft
Hier siehst du einen klassischen Arbeitsplatz eines Schülers bzw. einer Schülerin. Überlege dir, wie so eine Lern-
umgebung in der Zukunft aussehen könnte. Wird es etwa noch Bücher und Hefte geben oder nur mehr 3D-Brillen
und Tablets? Lass deine Fantasie spielen. Du kannst auch neue digitale Technologien erfinden. Zeichne deine Ideen
in den leeren Rahmen.
• Überlege dir zu jedem Bild eine Bildunterschrift und notiere sie auf der Linie unter dem Rahmen.
• Gibt es Dinge, die auf beiden Bildern zu finden sind? Kreise sie mit Farbstift ein.
• Welche Veränderungen sind deiner Meinung nach positiv und welche eher negativ? Begründe.
Seite 4LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Analog, ÜBERLEGE
oder doch schon digital?
Großbritannien
„In England werden an manchen Schulen die
Lehrer diskutieren über die Abschaffung
analogen Uhren durch digitale Uhren ausge- analoger Uhren
tauscht, weil die Kinder die klassische Uhr nicht Der große Zeiger auf der Zehn, der kleine
mehr lesen können“, berichtet Opa und deutet kurz vor der Drei: Offenbar können in Groß-
auf einen Zeitungsartikel. Seine Enkelin Anna britannien immer weniger Kinder damit et-
was anfangen. In einigen britischen Schulen
hebt fragend die Schultern: „Was heißt über-
gibt es deshalb nur noch digitale Uhren.
haupt analog und digital?“
Quelle: http://www.spiegel.de/lebenundlernen/schule/grossbritannien-leh-
Wenn wir Geräte oder Speichermedien als „analog“ rer-diskutieren-ueber-die-abschaffung-analoger-uhren-a-1206027.html
bezeichnen, dann meint man meist, dass es sich um
die Vorgänger der digitalen Technik handelt. So wie Was ist deine Meinung? Soll es in Schulen
auch das Beispiel mit den Schuluhren zeigt. Früher nur noch digitale Uhren geben?
waren es analoge Uhren, nun will man sie durch neue
digitale Geräte austauschen. Genau genommen liegt
der Unterschied aber in der Art des Signales.
Analoge Signale
Warum können viele Schülerinnen und Schüler
Die Zeiger einer analogen Uhr drehen sich ständig
digitale Uhren besser lesen als analoge?
im Kreis. Dabei machen sie keine sprunghaften Be-
wegungen, sondern zeigen auch die Zeit zwischen
zwei Einheiten an. Solche stufenlosen Anzeigen
kennen wir zum Beispiel auch vom analogen Ther-
mometer oder der Tachometer-Nadel im Auto. Die
Temperatur beziehungsweise die Geschwindigkeit
steigt und fällt kontinuierlich und überspringt
dabei keine Werte. Theoretisch gibt es bei analogen
Signalen unendlich viele Werte. Diese laufenden ARBEITSAUFTRAG
Veränderungen können in Diagrammen dargestellt Nenne je zwei Merkmale von digitalen und
werden. Dabei trägt man auf der x-Achse die Zeit analogen Signalen.
und auf der y-Achse den gemessenen Wert ein.
Analog – Digital
WERT
ZEIT
Digitale Signale
Digitale Uhren zeigen nur ganze Stunden, Minuten
bzw. Sekunden an – es gibt keine Zwischenwerte.
Auch beim digitalen Thermometer oder beim digi-
talen Tachometer verändert sich die Anzeige nicht
kontinuierlich, sondern sprunghaft.
Seite 5LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Bei digitalen Signalen gibt es also endlich (zählbar)
viele Werte. Am Diagramm sieht die Abfolge der HAST DU GEWUSST?
Einzelwerte so aus:
Das Wort digital kommt vom lateinischen
„Digitus“, das „Finger“ bedeutet. Damit
war ursprünglich das Abzählen der Finger
WERT
gemeint und später die Zahlen und Ziffern.
ZEIT
ARBEITSAUFTRAG
Vervollständige die Steckbriefe der abgebildeten digitalen Geräte.
Das ist ein Das ist ein
Damit kann man Damit kann man
Analoges Gerät mit dieser Funktion: Analoge Geräte mit diesen Funktionen:
Vor- und Nachteil: Vor- und Nachteil:
+ +
– –
Das ist ein Das ist ein
Damit kann man Damit kann man
Analoges Gegenstück: Analoges Gegenstück:
Vor- und Nachteil: Vor- und Nachteil:
+ +
– –
Seite 6LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Vom analogen Signal zum digitalen Signal
HAST DU GEWUSST?
Wenn du dich umsiehst, dann siehst du unendlich
Seit Anfang 2017 gibt es in Österreich nur
viele Farben. Auch wenn für unsere Sinne nicht alle
noch digitales Fernsehen. Digitales Fernsehen
Unterschiede erkennbar sind, sind es doch unend-
hat viele Vorteile, wie zum Beispiel eine bes-
lich viele Werte. Wir Menschen nehmen unsere
sere Ton- und Bildqualität. Es können auch
Umwelt also analog war.
mehr Programme über die Datenleitungen
gesendet werden.
Will man ein Foto von der Umgebung machen, um
es etwa zu speichern, zu bearbeiten oder über das
Internet zu verschicken, benötigt man ein digitales
Bild. Dieses hat allerdings nur eine endliche Anzahl
von Farbwerten. ARBEITSAUFTRAG
Hier siehst du ein Bildraster. Male alle 1er in
Grundsätzlich können alle analogen Signale in digi-
einer Farbe an und du erhältst dein eigenes
tale Werte umgewandelt werden, die mit Sensoren
Pixelbild.
erfassbar sind. Solche Sensoren sind unter anderem
in Mikrofonen, Scannern, Videokameras und Ther- 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
mometern zu finden. 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
Die Umwandlung von analogen Werten in digitale 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0
Werte wird als Digitalisierung bezeichnet. Oft ist
1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1
mit diesem Begriff aber auch die Veränderung in der
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Gesellschaft (der Wirtschaft, der Bildung, der Kultur,
1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
und der Politik) gemeint, die durch die zunehmende 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
Digitalisierung stattfindet. 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1
0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
HAST DU GEWUSST? 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0
Digitale Bilder kannst du dir wie ein Raster vor- 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
stellen, in dem jedes Kästchen mit einer bestimmten
Farbe ausgemalt ist. Die Kästchen nennt man Pixel.
Diese sind normalerweise so klein, dass man sie
nicht erkennen kann. Je mehr Pixel ein Bild hat, Heutzutage digitalisieren wir ständig Informa-
desto genauer und schöner sieht es aus. Man sagt tion, ohne dass es uns wirklich bewusst ist.
dazu auch „Auflösung“. Bilder mit einer „hohen Bei welchen dieser Tätigkeiten werden Daten
Auflösung“ lassen sich sehr gut ausdrucken, brau- digitalisiert? Kreuze an.
chen aber auch mehr Speicherplatz.
Musik mit dem Smartphone aufnehmen
Klavier spielen
Am Computer eine E-Mail schreiben
Ein Paket mit der Post verschicken
Mit der Digitalkamera ein Foto machen
Öffne ein Foto in einem Bildbetrachtungsprogramm Eine Textseite einscannen
und zoome dich so weit wie möglich in das Bild. Fotos in ein Album kleben
Kannst du die einzelnen Pixel erkennen?
Seite 7LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
ARBEITSAUFTRAG
Um ein analoges Signal in ein digitales Signal zu verwandeln sind verschiedene Arbeitsschritte nötig. Bringe die
Schritte der Digitalisierung einer Sprachaufnahme in die richtige Reihenfolge. Die Grafik hilft dir dabei.
Eingabe Bearbeitung
Mikrofon Computer
A/D Wandler
Abtastung Quantierung Codierung
Analoge Signale Digitale Signale
v
t 1010110110
Der sogenannte Analog/Digital Wandler (auch A/D Wandler) tastet die Spannungskurve in regel-
mäßigen Abständen ab (= Abtastrate).
Computer arbeiten mit den Binärcodes. Sie bestehen aus lediglich zwei Zeichen: aus 0 und 1.
Jeder gemessene Spannungswert wird in einen Zahlenwert umgewandelt.
Das nennt man Quantisierung.
Die analogen Signale werden über den Sensor des Mikrofons erfasst. Dabei tastet der Sensor
be stimmte Eigenschaften des Signals ab. Der Sensor erstellt aus den erfassten Werten
eine elektrische Spannungskurve.
Die Zahlenwerte werden in binäre Zahlenwerte übersetzt. Man bezeichnet das als Codierung.
Seite 8LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Wie „denken“ digitale Geräte?
HAST DU GEWUSST?
„Wenn ich doch bloß so schnell wie ein Compu- Das Dezimalsystem wird auch als Zehner-
ter rechnen könnte,“ sagt Felix, „dann wäre ich system bezeichnet. Es wurde in Indien
schon längst mit den Matheaufgaben fertig!“ entwickelt und von den Arabern nach Europa
Anna stimmt zu. Sie ist zwar sehr flott beim gebracht.
Nachschlagen der Vokabeln im Wörterbuch,
aber der Computer ist ihr weit überlegen. Da Das Binärsystem (auch Dualsystem) stammt
stellt sich den beiden die Frage, wie Computer vom Mathematiker Gottfried Wilhelm Leibnitz,
überhaupt „denken“ können? der vor über 300 Jahren lebte.
Wenn du am Computer einen Text schreibst oder
ein Bild bearbeitest, dann ist das für den Computer
nichts anderes als „Rechnen mit zwei Ziffern“. Das ARBEITSAUFTRAG
Wort Computer stammt auch vom englischen Wort
„compute“ ab und bedeutet „rechnen“. Trage die Dezimalzahl 5362 in die Stellen-
Um zu verstehen, wie Computer „denken“ bzw. werttafel ein und gib die Zusammensetzung
rechnen, werfen wir zuerst einen Blick auf unser an:
gängiges Zahlensystem.
Usw. 1000er 100er 10er 1er
Unser Zahlensystem
103 102 101 100
Im Alltag rechnen wir mit dem Dezimalsystem. Wir
verwenden also die Ziffern 0 bis 9, woraus sich Zah-
len, wie etwa 9518 oder 1859 bilden lassen. Dabei
entscheidet die Stelle der Ziffer, welchen Wert sie in
der Zahl hat. Wenn wir uns die beiden Zahlen 9518 5362 =
und 1859 ansehen, findet man zwar die gleichen Zif-
fern, aber die Zahlen haben unterschiedliche Werte.
An der Stellenwerttafel kann man das gut erkennen:
Usw. 1000er 100er 10er 1er
103 102 101 100
9 5 1 8
1 8 5 9
Ganz rechts befinden sich die Einer. Zehn Einer erge-
ben einen Zehner, zehn Zehner einen Hunderter, und
so weiter. Unsere Zahlen setzen sich so zusammen:
9518 = 9 1000 + 5 100 + 1 10 + 8 1
• • • •
1859 = 1 1000 + 8 100 + 5 10 + 9 1
• • • •
Das Dezimalsystem wird fast überall auf der Welt
verwendet. Das liegt wahrscheinlich daran, dass es
im Dezimalsystem 10 Ziffern gibt und wir auch 10
Finger haben. Du hast bestimmt auch bei deinen
ersten Rechenübungen die Finger eingesetzt.
Seite 9LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Computer kennen nur 0 und 1
Wir kommen mit diesem Dezimalsystem gut zu- ARBEITSAUFTRAG
recht. Aber wie sieht das bei Computern aus?
Computer bestehen aus elektronischen Bauteilen,
Trage die Binärzahl 10011 in die Stellenwert-
die nur zwei Zustände unterscheiden: Strom fließt tafel ein und berechne die Dezimalzahl.
oder Strom fließt nicht. Um diese beiden Zustände
darzustellen wird das binäre Zahlensystem ver- Usw. 16er 8er 4er 2er 1er
wendet. Es basiert auf zwei Ziffern: 0 und 1. 24 23 22 21 20
Die Stellenwerte im Binärsystem sind anders als im
Dezimalsystem. Bei jedem Schritt nach links wird der
Stellenwert 2-mal größer. Die Binärzahl 11001 sieht
in der Stellenwerttafel so aus: (10011)2 =
Usw. 16er 8er 4er 2er 1er
24 23 22 21 20
1 1 0 0 1
(11001)2 = 1 16 + 1 8 + 0 4 + 0 2 + 1 1 = 25
• • • • •
HAST DU GEWUSST?
Die einzelnen Ziffern des Binärsystems werden Im Windows-Taschenrechner kannst du Dezi-
„Bits“ genannt. Das Wort leitet sich aus dem Eng- malzahlen in Binärzahlen umwandeln. Öffne
lischen binary digit (= Binärziffer) ab. Digital ge- dafür den „Rechner“ und schalte bei „An-
speicherte Dateien können unterschiedliche Größen sicht“ auf „Programmierer“ um. Nun kannst
haben, daher wurden entsprechende Maßeinheiten du die Dezimalzahl eingeben. Wenn du auf
festgelegt. der linken Seite auf „Bin“ klickst, erhältst du
die Binärzahl.
1 Byte = 8 Bits
1 Kilobyte (1kB) = 1000 Byte
1 Megabyte (1MB) = 1000 kB
1 Gigabyte (1GB) = 1000 MB ARBEITSAUFTRAG
1 Terabyte (1TB) = 1000 GB
Finde heraus, wie groß folgende digitalen
Dezimalzahlen in Binärzahlen umwandeln Daten ungefähr sind:
Alle Daten, mit denen ein Computer arbeitet,
müssen in Binärzahlen umgewandelt werden. Eine 2-seitiges Textdokument (Word):
Dezimalzahl in eine Binärzahl umzuwandeln ist gar ca.
nicht so schwer. Hier ein Beispiel mit der Zahl 23:
Eine Minute HD-Video (vom Smartphone):
23 : 2 = 11 Rest: 1 ca.
11 : 2 = 5 Rest: 1
5:2=2 Rest: 1 Ein Foto einer aktuellen Smartphone-Kamera:
2:2=1 Rest: 0
ca.
1:2=0 Rest: 1
Der Dezimalzahl 23
entspricht die Binärzahl: 1 0 1 1 1
Seite 10LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Wie aus 0en und 1en ein Buchstabe wird
Durch das Aneinanderreihen dieser Ziffern ent- HAST DU GEWUSST?
stehen sogenannte Datenwörter. Je nachdem wie
Der amerikanische Maler und Erfinder
viele Ziffern enthalten sind und an welcher Stelle
Samuel Morse hatte im Jahr 1838 eine tolle
sie stehen, kann der Computer daraus Buchstaben,
Idee. Er hat eine Zeichenschrift erfunden, mit
Ziffern, Sonderzeichen, Töne, Farben usw. codieren.
der man Nachrichten versenden kann, ohne
Du kannst dir das wie beim Morsealphabet Buchstaben zu benutzen.
vorstellen. Dort gibt es kurze und lange Zeichen. Morse dachte sich einen Code aus Punkten
In einer Tabelle ist genau festgelegt, welche und Strichen aus. Diese Zeichen werden vom
Kombination von langen und kurzen Zeichen Morse-Apparat in Töne umgewandelt.
welchem Buchstaben unseres Alphabets entspricht.
Computer arbeiten auch mit Codetabellen.
Welches Schriftzeichen welchen Binärcode hat, wird ARBEITSAUFTRAG
in einem sogenannten Zeichensatz festgelegt. Ein
Zeichensatz, den grundsätzlich alle Systeme lesen Aus dem ASCII-Zeichensatz hat sich eine
können, ist der ASCII-Code. In dieser Liste sind 128 Kunstrichtung entwickelt, bei der aus Buch-
Zeichen enthalten, die alle gängigen Buchstaben staben, Ziffern und Sonderzeichen Bilder
und Satzzeichen umfassen. Sonderzeichen wie etwa dargestellt werden.
das Ä oder ß sind nicht dabei.
\\ //
( ‘>LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Was ist besser – analog oder digital?
ÜBERLEGE
Unterstreiche im Text die Vorteile von digita-
len Daten.
Überlege, welche Schattenseiten die digitalen
Daten mit sich bringen.
Die digitale Technologie bringt viele Vorteile.
Digitale Daten haben zum Beispiel einen geringen
Speicherbedarf (Komprimierung). Stell dir mal
vor, du würdest alle digitalen Fotos von deinem
Smartphone oder der Digitalkamera in analogen
Fotobüchern mit dir herumschleppen.
Digitale Daten können auch maschinell ausgelesen
werden. Dadurch sind sie schneller zu durchsuchen
und zu verarbeiten. Weitere Vorteile findet man in
der einfachen Weitergabe, aber auch in der simplen
Bearbeitung.
Meist kosten digitale Bauteile weniger als analoge.
Digitale Signale sind weniger störanfällig, können
ohne Qualitätsverlust kopiert und gut verschlüsselt
werden. So sind digitale Telefongespräche in der
Regel sicherer, da die Übertragung codiert wird.
Obwohl die digitale Technik viele Vorzüge bietet,
heißt das nicht, dass analoge Technik schlecht ist.
Man weiß zum Beispiel nicht, wie lange digital ge-
speicherte Informationen aufrufbar sind. Dateien
die in den 1990er Jahren auf Diskette gespeichert
worden sind, können auf modernen Computern
schon nicht mehr geöffnet werden, wenn sie nicht
rechtzeitig auf aktuelle Speichermedien kopiert
worden sind. Hingegen kann man in Museen
analoge Dokumente auf Papier, Ton und Stein
bewundern, die schon hunderte Jahre alt sind.
Manche analoge Messgeräte zeigen Werte auch viel
genauer an als digitale Geräte.
Seite 12LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
ARBEITSAUFTRAG
ASCII Codierung
Dezimal ASCII Dezimal ASCII Dezimal ASCII Das ist ein Auszug aus dem ASCII-
32 SP 64 @ 96 ` Code (American Standard Code
for Information Interchange). Sieh
33 ! 65 A 97 a
dir die Tabelle genau an und löse
34 „ 66 B 98 b folgende Aufgaben:
35 # 67 C 99 c
36 $ 68 D 100 d • Welche Buchstaben fehlen in der
37 % 69 E 101 e Tabelle? Hast du eine Erklärung,
38 & 70 F 102 f warum das so ist?
39 ‚ 71 G 103 g
40 ( 72 H 104 h
41 ) 73 I 105 i
42 * 74 J 106 j
43 + 75 K 107 k
44 , 76 L 108 l
45 - 77 M 109 m
46 . 78 N 110 n
47 / 79 O 111 o • Schreibe deinen Vornamen als
48 0 80 P 112 p ASCII-Code. Suche dir dazu die
Buchstaben in der Tabelle und
49 1 81 Q 113 q
verwandle die Dezimalzahl in
50 2 82 R 114 r
eine Binärzahl. Wie das geht er-
51 3 83 S 115 s fährst du auf Seite 10.
52 4 84 T 116 t
53 5 85 U 117 u
54 6 86 V 118 v
55 7 87 W 119 w
56 8 88 X 120 x
57 9 89 Y 121 y
58 : 90 Z 122 z
59 ; 91 [ 123 {
60 < 92 \ 124 |
61 = 93 ] 125 }
62 > 94 ^ 126 ~
63 ? 95 _ 127 DEL
Seite 13LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Viele Wege führen
ins Internet ARBEITSAUFTRAG
Öffne die Webseite www.breitbandatlas.
Jana blickt verzweifelt auf ihr Handy. „So ein info. Dort siehst du den aktuellen Stand der
Mist! Ich hab hier draußen überhaupt keine Breitbandversorgung in Österreich. Finde
Internetverbindung!“, schimpft sie. Sie wollte Antworten auf folgende Fragen:
nur schnell ein paar Fotos vom Ausflug posten.
Auch Felix ist genervt. Er möchte sich eine Folge • In welchen Bundesländern ist die Breit-
seiner Lieblingsserie anschauen und jetzt ruckelt bandversorgung am besten?
der Video-Stream ständig. An Annas Schule ist
die Internetverbindung ebenso mies. Wenn die
ganze Klasse etwas für ein Referat recherchiert,
dann sind alle nur mehr am Warten.
• Warum gibt es auf den weißen Flächen
Digitale Daten können zwischen verschiedenen digi- in der Karte keine Breitbandversorgung?
talen Geräten ausgetauscht werden. Dafür benötigt
man Netzwerke, wie zum Beispiel das Internet. Um
die Möglichkeiten des Internets gut nutzen zu kön-
nen, ist eine leistungsstarke, sichere und stabile
Verbindung erforderlich. Bei den Jugendlichen im
Einleitungstext scheiterte es genau an diesem Punkt.
• Welche maximale Bandbreite ist in deinem
Wohnort über das Festnetz oder über das
Da immer mehr Menschen für immer mehr Anwen-
Mobilfunknetz möglich?
dungen das Internet verwenden, muss sich auch die Art
der Internetanbindungen stets weiterentwickeln. Wo
anfangs nur E-Mails über das Internet hin- und herge-
schickt wurden, werden jetzt Filme online angesehen,
Zeitungen gelesen, Bankgeschäfte erledigt, Reisen ge-
bucht, es wird eingekauft und noch vieles mehr.
ÜBERLEGE
Superschnelles Internet
Immer wieder hört und liest man in den
Schnelles Internet ist für viele Leute wichtig, vor al-
Medien vom Breitbandausbau und vom
lem, wenn sie große Datenmengen versenden oder
empfangen möchten. Zum Beispiel Krankenhäuser,
ultraschnellen Glasfasernetz. Informiere
Firmen, Schulen und Forschungszentren verlieren dich in verschiedenen Medien, worum es
durch lange Ladezeiten wertvolle Zeit. Daher wird bei den Berichterstattungen geht.
von der Politik der Ausbau des Breitband-Internets
• Was ist die Meinung der Politik?
gefördert, denn mit dieser Zugangstechnik ist eine
• Was sagen die Unternehmen?
sehr schnelle Datenübertragung möglich.
• Was wollen die Bürger?
Das Breitband-Internet kannst du dir wie eine Auto- • Welche Rolle spielen die Kosten?
bahn vorstellen. Je breiter die Autobahn ist, desto • Was sind die Ziele?
mehr Autos können zur gleichen Zeit auf einer
Strecke unterwegs sein. Umso höher also die Band- Hinweis: Bei Google kannst du nach online
breite ist, desto mehr Daten können zur gleichen Nachrichtenbeiträgen suchen, wenn du auf
Zeit übertragen werden und dadurch werden die „News“ klickst.
Ladezeiten kürzer.
Seite 14LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Mit Kabel verbunden
Es gibt verschiedene Arten des Breitband-Internet- ÜBERLEGE
zugangs. Eine Möglichkeit ist etwa über die Kupfer-
leitungen des Telefonnetzes. Das ist grundsätzlich Vergleiche Stadt und Land. Wo spielt
sehr praktisch, da diese Leitungen bereits vorhan- die Leitungsdämpfung eher eine Rolle
den sind. Allerdings sind die Kabel aus Kupfer und und warum?
daher nur für kurze Strecken nutzbar. Aufgrund
eines physikalischen Effektes gilt nämlich: Je länger
die Kupferleitung ist, desto weniger Daten werden
übertragen (=Leitungsdämpfung).
Diese Übertragungsart wird DSL (Digital Subscriber
Line = Digitaler Teilnehmeranschluss) genannt. Mit
DSL können bis zu 16 Mbit/s übertragen werden. ARBEITSAUFTRAG
Eine Alternative zum Kupferkabel ist das Glasfaserka- Hier sind die Knotenpunkte der Internet-
bel. Damit können über lange Strecken Informationen leitung von der Vermittlungsstelle über
fast verlustfrei und ohne Störung übertragen werden. den Verteilerkasten bis zum Haus bzw. zur
Wohnung abgebildet.
Wenn die Glasfaserkabel von der Vermittlungsstelle
bis zum Verteilerkasten gehen, und nur noch das Ziehe die Verbindungskabeln bei den einzel-
letzte Stück zum Haus über das Kupferkabel führt, nen Verbindungsarten farbig nach. Die
spricht man von FTTC. Das bedeutet Fiber To The notwendigen Infos kannst du im Infotext
Curb und heißt auf Deutsch „Glasfaser bis zum nachlesen.
Randstein“. Mit FTTC ist eine Datenübertragung von
bis zu 50 Mbit/s möglich. Kupferleitung = Rot
Glasfaserkabel = Blau
FTTH (Fiber To The Home) ist eine Verbindungs-
art, bei der das Glasfaserkabel durchgängig bis ins DSL
Haus bzw. in die Wohnung führt. Das ermöglicht
eine Datenrate von bis zu 1 000 Mbit/s. Der Ausbau
dieses Netzes ist jedoch auch sehr teuer. Schließlich
Vermittlungsstelle
müssen die Glasfaserkabel zu den einzelnen Haus-
halten neu verlegt werden.
FTTC
HAST DU GEWUSST?
Glasfaserkabeln werden für die Leitung von Licht Verteilerkasten
genutzt. Sie werden deshalb auch Lichtwellenleiter
genannt. In dem Kabel sind dünne Fäden, die aus FTTH
Quarzglas oder aus Kunststoff bestehen. Durch diese
Leitungen werden sehr kurze Lichtimpulse geschickt
und so können Daten übertragen werden. Haus/Wohnung
Seite 15LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Von überall aus online
Ob in der Eisdiele, im Park oder auf dem Weg zum ARBEITSAUFTRAG
Sportverein – für Felix ist es wichtig, mit seinem
Smartphone auch unterwegs online zu sein. Dabei Sie dir das Balkendiagramm an und beant-
werden die digitalen Daten mittels Funk übertragen. worte folgende Fragen:
Mobilfunkstandards sind Technologien, die genau
diese Funkübertragung ermöglichen. Vielleicht • Wie hat sich die Internetnutzung im an-
hast du am Display des Smartphones schon einmal gegebenen Zeitraum verändert?
2G, 3G oder LTE gelesen. Das sind Abkürzungen
der verschiedenen Mobilfunkstandards.
Alle paar Jahre gibt es eine neue technische Gene-
ration von Mobilfunkstandards, welche die mobile
Datenübertragung noch schneller macht. Beim
Mobilfunkstandard 2G ist die Datenübertragung
relativ langsam. Mit einer maximalen Downloadrate
von 54 kBit pro Sekunde kann man zum Beispiel gut
chatten, das Laden von Webseiten dauert dagegen
• Was könnten Gründe für die veränderte
schon etwas länger.
Nutzung sein?
Die aktuell verbreitetste Generation 4G (auch LTE) ist
schon wesentlich schneller. Hier sind theoretisch bis
zu 500 Mbit/s im Download möglich. Da kann man
ohne Verzögerung Videos anschauen und selbst der
Download von großen Dateien ist kein Problem.
Welchen Mobilfunkstandard ein Smartphone nutzt
und welche maximale Datenrate erreicht wird, hängt
von unterschiedlichen Faktoren ab: Netzbetreiber,
Handymodell, Signalstärke, Anzahl der Nutzerinnen • Wie wird es deiner Meinung nach in Zu-
und Nutzer in einer Funkzelle usw. kunft aussehen?
HAST DU GEWUSST?
In diesem Diagramm siehst du wie viele Erwachsene
das Internet privat genutzt haben.
• Wie schätzt du die Internetnutzung bei
Jugendlichen ein?
Quelle:
STATISTIK AUSTRIA,
Europäische
Erhebungen über
den IKT-Einsatz in
Haushalten 2002
bis 2017. Erstellt am
18.10.2017.
Seite 16LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Die nächste Generation
Obwohl noch nicht alle Möglichkeiten des 4G-Net- HAST DU GEWUSST?
zes ausgeschöpft sind, wird bereits an der nächsten
Mit Datenübertragungsrate ist die Daten-
Generation von Mobilfunkstandards gearbeitet –
menge gemeint, die innerhalb einer bestimm-
dem 5G. So will man für die Anforderungen und
ten Zeitspanne übertragen werden kann.
Entwicklungen der Zukunft gerüstet sein. Bereiche,
Sie wird üblicherweise in Bits pro Sekunde
an die man dabei denkt, sind etwa das selbstständige
angegeben.
Fahren von Autos, die weltweite Vernetzung von
Maschinen in der Industrie, aber auch Fernoperationen
(z.B. eine Ärztin operiert in Österreich mittels
Joysticks und einem Roboter einen Patienten
in einem anderen Land).
Das 5G-Netz soll natürlich eine noch höhere Daten-
übertragungsrate haben und zudem einen geringeren
Energieverbrauch. Was das neue Mobilfunknetz dann
aber letztendlich wirklich kann, werden wir erst sehen.
ARBEITSAUFTRAG
Auf dem Bild siehst du, wie die Übertragung über das Mobilfunknetz abläuft. Bringe die Beschreibungen in die
richtige Reihenfolge und ergänze die fehlenden Begriffe in der Grafik.
Die Vermittlungsstelle sendet die Nachricht Über Funk oder über Kabel werden die emp-
an die Mobilfunkantenne der Funkzelle, in fangenen Daten an eine Vermittlungsstelle
der sich das Empfänger-Handy befindet. geleitet.
Ein Funksignal wird als elektromagnetische Ein Funksignal wird als elektromagnetische
Welle vom Sender-Handy an eine Mobil- Welle an das Empfänger-Handy gesendet.
funkantenne gesendet.
Begriffe: Sender-Handy / Empfänger-Handy / Funkzelle / Mobilfunkantenne / Richtfunk oder Kabelverbindung / Vermittlungsstelle
Seite 17LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Digitalisierung unter Strom
HAST DU GEWUSST?
Felix ist bei Anna zu Besuch. Sie sitzen in An- Allgemein handelt es sich bei Smart Meter
nas Zimmer und hören Musik. Plötzlich kommt um intelligente Energiezähler. Dabei wird
Mama herein und ruft: „Anna, kannst du bitte nicht unterschieden, ob es ein Strom-,
die Waschmaschine und den Trockner einschal- Wärme- oder Wasserzähler ist. Meist ist mit
ten?“ Felix ist erstaunt. „Warum gerade jetzt?“, der Bezeichnung aber der schlaue, digitale
möchte er wissen. Anna lacht. „Jetzt ist die bes- Stromzähler gemeint.
te Zeit dafür!“ Felix staunt immer noch. „Weil
der Strom jetzt am billigsten ist!“, sagt Mama.
Smart Meter
HAST DU GEWUSST?
Dass der Strom gerade billig ist, kann Annas Mutter
am Smart Meter ablesen. Smart Meter sind digitale Laut einer EU-Verordnung sollen bis 2020
Stromzähler. Die schlauen Geräte können Daten, 80 % der Haushalte mit Smart Metern
wie etwa Stromtarife, empfangen. So ist es möglich, ausgestattet sein. In Österreich wurde
dass Stromanbieter die Preise senken, wenn gera- beschlossen, dass bis 2022 sogar 95 % der
de mehr Strom produziert als verbraucht wird. Das Haushalte einen Smart Meter haben sollen.
nutzt auch Annas Familie. Bisher wurden mechanische Stromzähler,
sogenannte Ferraris-Zähler, genutzt.
Natürlich ist die Hauptaufgabe des Smart Meters,
den Stromverbrauch zu messen. Aber auch da
gibt es Möglichkeiten zum Sparen. Smart Meter spei-
chern die gemessenen Werte und senden die Daten HAST DU GEWUSST?
täglich an den Netzbetreiber. Über ein Online-Portal
Smart kommt aus dem Englischen und
oder eine App sehen die Verbraucherinnen und Ver-
bedeutet so viel wie clever, intelligent oder
braucher ihren Stromverbrauch. Dabei können zum
schlau. Ein Smartphone heißt zum Beispiel
Beispiel Stromfresser im Haushalt aufgespürt werden.
so, weil es schlauer ist als herkömmliche
Telefone – also viele zusätzliche Funktionen hat.
Haushalte mit eigener Photovoltaik-Anlage erhalten
mit dem Smart Meter in Echtzeit Informationen über
die Stromerzeugung.
Smart Grid
Eine stabile Stromversorgung ist in unserem digitalen
Zeitalter besonders wichtig. Schließlich können
wir ohne Energie keine digitalen Geräte und Anwen-
dungen nutzen. Aber auch andere strombetriebene
Dinge wie Heizung, Kühlschrank, Lampen und Herd
sind für uns kaum wegzudenken. Laufend kommen
neue Geräte und Maschinen dazu, die unseren
Stromverbrauch steigen lassen.
Um eine einwandfreie Energiebereitstellung in Zu-
kunft gewährleisten zu können, muss das Stromnetz
mit der Zeit gehen. Es wird digital zum sogenannten
Smart Grid umgerüstet – zum schlauen Energienetz.
Seite 18LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
ARBEITSAUFTRAG
Smart Meter
Setze die fehlenden Begriffe ein und erkläre anhand der Grafik deiner Lernpartnerin oder deinem Lernpartner
die Funktionen des Smart Meters.
Kann sich über Stellt die Verbrauchsdaten
den Stromverbrauch am Folgetag bereit.
online informieren.
Kann die Schickt die
gemessenen
SMART METER
Daten 1x täglich
Werte ablesen. weiter.
Misst und speichert
den Energieverbrauch.
Begriffe: Netzbetreiber / Smart Meter / Stromverbraucher / Kunde bzw. Kundin / Kundenportal
Seite 19LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Das klassische Stromnetz ist wie eine Einbahnstraße.
Für die Energiegewinnung sind allein große Produzen-
ten, wie etwa Wasserkraftwerke oder Wärmekraftwer-
ke zuständig. Über das Leitungsnetz gelangt der Strom
dann zu den Verbraucherinnen und Verbrauchern.
Damit immer genügend Strom vorhanden ist, geben
die Netzbetreiber den großen Kraftwerken vor, wer
wann wie viel Strom produzieren soll. Man nennt das
auch zentralstrukturiertes Verteilnetz (Abb 1).
Diese Einbahnstraße gibt es aber nicht mehr, denn
heute werden immer mehr Haushalte selbst zu Pro-
duzenten von erneuerbarer Energie. Bestimmt hast
du schon einmal Photovoltaikanlagen auf Dächern
von Einfamilienhäusern oder kleine Windkraftanlagen
gesehen. Die Familien nutzen die erzeugte Energie
Abb 1
ihrer Kleinanlagen nicht nur für sich, sondern speisen
sie auch für die Allgemeinheit ins Stromnetz ein. Das
bezeichnet man als dezentrales Stromnetz (Abb 2).
Wie viel Strom erzeugt wird, ist natürlich vom Wetter
abhängig. Bei Sonne und Wind können die Anlagen ARBEITSAUFTRAG
mehr Strom produzieren als bei Schneefall und Wind-
stille. Genauso unterschiedlich ist der Stromverbrauch Unter Erneuerbarer Energie versteht man
zu den verschiedenen Tageszeiten. Am Abend, wenn Energieträger/-quellen, die sich ständig er-
alle Familienmitglieder zu Hause sind, wird mehr neuern oder nachwachsen können. Sie gelten
Strom verbraucht als am Vormittag, wenn die Eltern daher als besonders umweltfreundlich und
arbeiten und die Kinder in der Schule lernen. als Energie der Zukunft. Im Gegensatz dazu
stehen die fossilen Rohstoffe, deren Vorräte
Die Netzbetreiber stehen somit vor neuen Heraus- nur begrenzt sind.
forderungen. Sie müssen die unterschiedlich große
Stromzufuhr und den wechselnden Strombedarf in Kreuze an welche Energieträger erneuerbar
Einklang bringen, damit das Stromnetz stabil bleibt. oder nicht erneuerbar sind:
Dazu brauchen sie aber Kontrolle über die Kleinanlagen.
Das Smart Grid soll genau das ermöglichen: Die Netzbe- Energieträger Erneuerbar Nicht erneuerbar
treiber können die eingespeisten Strommengen über-
Kohle
wachen und schnell auf Änderungen reagieren. Dabei
helfen Sensoren, wie zum Beispiel der Smart Meter. Wind
Erdgas
Biomasse
Wasser
Erdöl
Sonne
Uran
Abb 2
Seite 20LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
ARBEITSAUFTRAG
Smart Grid
In einem Smart Grid sind Stromerzeuger, Stromverbraucher und Stromspeicher so miteinander verbunden, dass
sie von einer Steuerzentrale aus gesteuert und aufeinander abgestimmt werden können.
Ergänze die fehlenden Begriffe in der Grafik.
Zeichne bei den Verbindungen zur Steuerzentrale farbige Pfeilspitzen ein.
• Blau: entnehmen Strom aus dem Netz
• Rot: speisen den Strom in das Netz
Begriffe: Windkraftanlage / Photovoltaikanlage / Stromspeicher / Steuerzentrale / Smart Home / Kraftwerk / Elektroauto
Seite 21LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Smart Home
ARBEITSAUFTRAG
Nach einem langen Schultag ist Anna nun end-
lich auf dem Heimweg. Ihr Navi zeigt an, dass sie Welche Sensoren und Aktoren kommen in
noch 35 Minuten unterwegs ist. Über eine Handy- folgenden Abläufen im Smart Home zum
App aktiviert Anna schon die Heizung, damit es Einsatz?
angenehm warm ist, wenn sie nach Hause kommt.
Auch den Wasserkocher programmiert sie noch Die Rollläden fahren hoch, wenn die Sonne
schnell von unterwegs aus. Schließlich will Anna aufgeht.
gleich einen Tee trinken. Dann bekommt sie eine
Meldung aufs Smartphone, dass ihr Freund Felix Sensor:
am Nachmittag schon zweimal vor der Tür stand
und vergeblich klingelte. Ach ja, und hätte Anna Aktor:
nicht auch noch staubsaugen sollen? Wie gut dass
sie über das Handy den Staubsauger-Roboter ein- Die Lieblingsmusik ertönt beim Betreten des
schalten kann. Zimmers.
Das klingt wie Zukunftsmusik? Vieles davon ist aber Sensor:
schon jetzt möglich. Im sogenannten Smart Home
lassen sich Dinge wie Licht, Rollläden, Heizung, TV Aktor:
usw. mit einem Fingertipp steuern. Dazu sind im Haus
verschiedene Sensoren verbaut, die Zustände und Im Garten wird bei Trockenheit bewässert.
Veränderungen messen. Das kann zum Beispiel Tem-
peratur, Lautstärke, Licht, Bewegung, Wind, Regen, Sensor:
Rauch, Wasser oder ein Fensterkontakt sein. Dann
Aktor:
gibt es die Aktoren die eine Bewegung aktiv ausfüh-
ren. Dazu gehören Licht einschalten, Rollladen hoch-
Heizkörper schalten sich aus, wenn ein Fens-
fahren, Heizung zurückdrehen, Türe öffnen usw.
ter geöffnet wird.
Mit Funk oder über Kabel sind die Sensoren und Ak-
Sensor:
toren mit der Steuerzentrale digital vernetzt. Über
ein Smartphone oder ein Tablet können so unter
Aktor:
anderem Lampen, die Musikanlage, die Waschmaschi-
ne und die Alarmanlage ferngesteuert und kontrolliert
werden. Dabei ist es egal, ob man sich in einem Zim-
mer, im Garten oder in einem anderen Land befindet.
Nur eine Internetverbindung ist nötig. HAST DU GEWUSST?
Ein Smart Home ist ganz schön praktisch. Es
Es ist ebenso möglich, dass die Geräte im Smart Home kann aber auch Risiken mit sich bringen. So
automatisch gesteuert werden. Wenn etwa der Tem- gibt es Bedenken, weil sich technisch begab-
peratursensor draußen große Hitze feststellt, schließen te Personen „einhacken“ könnten, um zum
sich die Jalousien automatisch. Oder wenn sich jemand Beispiel die Alarmanlage auszuschalten.
unbefugt an den Türen zu schaffen macht, erhält man
eine Benachrichtigung auf das Handy geschickt.
Bequemlichkeit, Sicherheit und Energie sparen sind
drei wesentliche Punkte, die im Smart Home ange-
strebt werden.
Seite 22LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
ARBEITSAUFTRAG
Hier siehst du ein Smart Home.
Überlege dir, welche schlauen Funktionen in den Zimmern eingebaut werden können!
3 1
Die Waschmaschine schaltet sich ein,
1 2
wenn der Strom am billigsten ist.
3 4
5 6
7 8
Seite 23LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
ARBEITSAUFTRAG
Annas Smart Home – Fragen zum Film
• Womit können die Geräte im Smart Home gesteuert werden?
• Wie heißt das schlaue Gerät, mit dem man den Stromverbrauch ablesen kann?
• Welche Vorteile hat ein Smart Home?
• Was bedeutet Smart Grid?
• Wie unterscheidet sich das klassische Stromnetz vom Stromnetz der Zukunft?
• Kannst du dir vorstellen, in einem solchen Haus zu leben?
Seite 24LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1
Eine Lehre bei der Energie AG ist deine Investition in die Zukunft!
Mit einer Entscheidung für eine Lehre bei der ENERGIE AG machst du den ersten Schritt in eine Zu-
kunft, die voller Möglichkeiten für dich steckt. Die Größe unseres Unternehmens bietet dir vielfältige
Entwicklungsmöglichkeiten innerhalb des Konzerns. Auch für deine Weiterbildung haben wir immer
ein offenes Ohr. So hast du selbstverständlich die Möglichkeit zur Lehre mit Matura!
Unsere Produkte kennst du sicher: Sie sorgen dafür, dass du den Bass aus deinen Lautsprechern
spürst, das Flutlicht auf deinem Fußballplatz die Nacht erhellt und du an WLAN-Spots in ganz Ober-
österreich gratis ins Internet kommst. Du siehst, in unserer täglichen Arbeit steckt richtig Power! Du
hast noch mehr Power? Dann komm und erlerne deinen Traumberuf bei uns!
Entscheide dich für einen Lehrberuf
• ElektrotechnikerIn (Hauptmodul Energietechnik)
• MetalltechnikerIn (Hauptmodul Maschinenbautechnik)
• Bürokauffrau/Bürokaufmann
„ Das Coolste an meiner Lehre bei der Energie AG ist, dass ich bei der Energieversorgung vorn
dabei bin. Ohne uns wäre vieles nicht möglich, also Strom fürs Laden der Handys, fürs Licht, fürs
Kochen, zum Fernsehen und es könnte vieles nicht produziert werden. Meine Arbeit macht mir
Spaß, weil ich die Zukunft mitgestalten kann. Wir bauen in vielen Orten das Glasfasernetz aus
und bringen Oberösterreichs schnellstes Internet in die Gemeinden. Da sind wir am Puls der Zeit
und das ist super!“
Christoph Thalhammer, Elektrotechniker im 3. Lehrjahr,
hat seinen Traumjob gefunden und erzählt in einem Radio-Interview.
Bist du bereit für das Energie AG Team?
Auf lehre.energieag.at erfährst du noch mehr über deine Ausbildung. Bevor du dich für eine Aus-
bildung bei der ENERGIE AG entscheidest, komm doch für eine ein- bis zweitägige Schnupperlehre
vorbei! Melde dich dazu bitte bei uns:
Energie AG Schnupperlehre:
Matthias Pesendorfer, Telefon 05 / 9000 2174 oder Ausbildungsleiter Stefan Karobath, Bahnhofstraße
67, 4810 Gmunden, Tel: 05 / 9000 2620 (Sekretariat), E-Mai: lehre@energieag.at
WEITERE INFOS UNTER
Victoria zeigt dir einen Ausbildungs-Tag
Informationen zur Lehrausbildung
in der Lehrwerkstätte:
lehre.energieag.at
https://youtu.be/lXYld5DehDU
Begleite Christoph einen Tag
Rocke deine Lehrer wie dein Leben:
in der Lehrwerkstätte:
https://youtu.be/aX1MTZRPPJE
https://youtu.be/ZaqWLvgykCM
Seite 25LEBEN UND LERNEN IN EINER DIGITALEN WELT Schulunterlagen Sek. 1 © Energie AG Oberösterreich, Linz Alle Rechte vorbehalten, insbesondere das Recht der Verbreitung (auch durch Film, Fernsehen, Internet, fotomechanische Weitergabe, Bild-, Ton-, und Datenträger jeder Art) und der auszugsweise Nachdruck. Die Kopiervorlagen sind urheberrechtlich geschützt. Die Erwerberin/der Erwerber ist berechtigt, davon Vervielfältigungen in Klassensätzen ausschließlich für den eigenen Gebrauch herzustellen. Alle weiteren Vervielfältigungen sind nach dem Urheberrecht unzulässig. Erstellung, Satz und Gestaltung der Schulunterlagen durch Education Group GmbH, Anastasius-Grün-Straß 22-24, 4020 Linz, Austria | Pädagogische Begleitung: Dipl.-Päd. Martina Pintaric, MSc und Dipl.-Päd. Caroline Schwarz, MAS, MSc | Satz- und Ge- staltung: Mag. Beate Wieland | Bildrechte/Bildmaterial: sofern nicht anders angegeben: Bildagentur: www.thinkstockphotos.de Auflage 2018 Impressum Energie AG Oberösterreich, Postfach 298, Böhmerwaldstraße 3, 4020 Linz, Austria Service-Nummer: 0800 81 8000, Service-Fax: 0800 81 8001 E-Mail: schule@energieag.at, Internet: www.energieag.at; www.wir-denken-an-morgen.at
Sie können auch lesen
