Smartes Gewächshaus am HBG Bruchsal

Außergewöhnlicher Lernort

Bruchsal (Ld). Seit dem letzten Schuljahr 2021/22 wurde am Heisenberg-Gymnasium Bruchsal (HBG) ein neues naturwissenschaftliches Projekt im Rahmen des NwT-Unterrichts für die Klassenstufe zehn ins Leben gerufen, dass auf einer Eigenentwicklung der NwT-Fachschaft beruht.
Die Schülerinnen und Schüler konstruieren und programmieren in einem ca. achtwöchigen Projekt ein sich selbst steuerndes „smartes Gewächshaus“ im kleinen Modellmaßstab. Hierbei werden Plexiglas, Holz, Metall und Verbundwerkstoffe bearbeitet und für die Konstruktion genutzt. Das smarte Gewächshaus soll auf die Bedürfnisse der Pflanzen im Inneren des Modells autark reagieren, die Feuchtigkeit im Haus regulieren, die Bewässerung bei Bedarf aktivieren und neben einer Durchlüftung auch die Abschottung gegen eine zu hohe Solarstrahlung gewährleisten. Um dies zu erreichen, müssen neben diversen Pumpen und Motoren auch UV-, Temperatur-, Feuchtigkeits- und Wasserlevelsensoren eingebaut und programmiert werden.
Das Ziel des Projekts besteht darin, dass mittels eines Mikrocontrollers (Arduino Uno) und den bereits erwähnten Sensoren und Motoren, diese so programmiert werden, dass das Gewächshaus eigenständig misst und reguliert und ein optimales Pflanzenwachstum gewährleistet, ohne dass von außen eingegriffen werden muss.
Dieses Projekt erfordert und fördert unterschiedliche Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler. Sie müssen in Teams arbeiten, die Scrum-Methode (ein Vorgehensmodell des Projekt- und Produktmanagements) anwenden können, Fertigkeiten beim Umgang mit Maschinen und Werkzeugen erlernen und Regel- und Steuerkreise mit dem Arduino Uno programmieren können.
Der Projektphase wird eine zweiwöchige inhaltliche Vorbereitungsphase vorangestellt, in der bereits Messwerte diverser Klimaelemente ausgewertet (auch mittels der sich im Schulgarten befindlichen Klimastation) und die Sensoren einzeln programmiert werden.
Dieses Projekt ist eng verknüpft mit dem Leitgedanken der Nachhaltigkeit, da das HBG als UNESCO-Projekt- und MINT-EC-Schule stets versucht, die MINT-Fächer mit den UNESCO-Kerngedanken strukturell und inhaltlich zu verbinden und dabei aber die Motivation und die Lernerfolge der Schülerinnen und Schüler in den Vordergrund stellt.
Mit der großzügigen Förderung der Auerbach-Stiftung durch das Z-LAB Bruchsal und der professionellen Unterstützung der Firma tech-solute GmbH Bruchsal wird nun das gesamte Projekt auf ein höheres Level gehoben.
Im Rahmen eine „Jugend forscht“-Arbeit des Kursstufenschülers David Oberst und durch den wissenschaftlichen Support der Firma tech-solute GmbH soll noch in diesem Schuljahr ein „smartes Gewächshaus“ in realer Größe und mit allen Funktionen der Modelle aus dem Unterricht im Schulgarten des Heisenberg-Gymnasiums Bruchsal aufgebaut werden.
Zukünftig soll es in den kommenden Jahren kontinuierlich betrieben werden, dem naturwissenschaftlichen Seminarkurs als Arbeitsgrundlage dienen, stets technisch und informationstechnisch erweitert werden und zudem den Fachbereichen Chemie, Biologie, Geographie und NwT diverse Forschungsfelder für die Mittel- und Oberstufe eröffnen.
Das smarte Gewächshaus soll zudem als außerschulischer Lernort, als Fortbildungsort für einen innovativen und neu gedachten naturwissenschaftlichen Unterricht (für alle Schulformen und Schularten der Region Bruchsal) und auch als mögliches Camp für alle Schulen Deutschlands innerhalb des MINT-EC-Netzwerks dienen.
Das Heisenberg-Gymnasium Bruchsal, Schulleiter Herr Sexauer und alle an dem Projekt beteiligten Personen danken hiermit der Auerbach-Stiftung, für die Förderung und Unterstützung des Projekts und der Firma tech-solute GmbH Bruchsal für die wissenschaftliche und technisch anspruchsvolle Projektplanung und –durchführung. Ohne die Unterstützung der genannten Partner und den hohen Arbeitseinsatz des Schülers David Oberst wäre das Projekt von Seiten der Schule in diesem Umfang nicht realisierbar.

Fotos: Bruno Unterhauser