Auf einen Blick:
Projektkennzahlen
| Zeitraum: | seit April 2026 - kontinuierliche Weiterentwicklung |
| Budget: | ca. 20.000 EUR |
| Team: | 4 Personen |
| Branche: | Umweltbildung, Citizen Science, Strukturwandel |
| Anwendungsgebiet: | Biodiversitätsmonitoring, Naturbeobachtung, Umweltbildung |
Technologien
Hintergrund: Umweltbildung und Biodiversitätsförderung im Strukturwandel des Rheinischen Reviers
Die indeland GmbH ist die Entwicklungsgesellschaft der sieben Kommunen im Umfeld des Tagebaus Inden im Kreis Düren. Sie gestaltet den Strukturwandel im Zuge des bis 2030 geplanten Ausstiegs aus der Braunkohleförderung. Unter ihrem Dach erarbeitete die Region im vom Bundesumweltministerium geförderten Projekt inReNa 2030 eine gemeinsame Nachhaltigkeitsstrategie. Eine der Maßnahmen daraus: sieben Miniwälder, die in den Gesellschafterkommunen gepflanzt wurden, um Biodiversität zu fördern und Umweltbildung erlebbar zu machen.
Diese rund 200 Quadratmeter großen Waldflächen sind mehr als Lebensraum für Flora und Fauna. Sie dienen zugleich als lebendige Lernorte für Schulklassen und Jugendgruppen. Vor Ort haben sich Patengruppen aus Kindern und Jugendlichen etabliert, die "ihre" Miniwälder betreuen. Das Nachfolgeprojekt inReNa 2030 II widmet sich nun dem Biodiversitätsmonitoring dieser Miniwälder.
Helm & Walter wurde mit der Entwicklung einer Web-App für das Biodiversitätsmonitoring als Citizen-Science-Projekt beauftragt. Ziel war es, eine pädagogisch wertvolle und niedrigschwellige Lösung zu schaffen, die von Schulklassen und Kindern ebenso genutzt werden kann wie von ehrenamtlichen Personen, die Naturbeobachtungen durchführen. Gleichzeitig sollte die Anwendung wissenschaftlich belastbare Daten für das Biodiversitätsmonitoring liefern.
Die Plattform ist seit Juli 2026 unter https://miniwald-explorer.de live und wird kontinuierlich von Schulklassen und ehrenamtlichen Helfenden für Naturbeobachtungen in den indeland Miniwäldern genutzt. Ergänzt wird die Web-App durch die Forscherboxen: Materialsets für die Feldarbeit direkt im Miniwald. Jede Box enthält Lupen, Schaufeln und weitere Beobachtungsinstrumente in mehrfacher Ausführung, sodass eine ganze Schulklasse oder Gruppe damit gleichzeitig arbeiten kann. Was dabei entdeckt wird, lässt sich anschließend unmittelbar über die Web-App erfassen. So verbinden die Boxen die analoge Naturerfahrung mit der digitalen Dokumentation. Insgesamt werden 14 Forscherboxen an Schulen sowie weitere Kinder- und Jugendgruppen ausgeliefert, sieben davon sind bereits im aktiven Einsatz.
Die Weiterentwicklung und Wartung der Plattform läuft bis mindestens Juli 2028 im Rahmen des inReNa 2030 II-Projekts. Wir werden das Projekt auch darüber hinaus aktiv begleiten und den Betrieb der Plattform als Web-App langfristig sicherstellen. Das Weiterbestehen und die Nutzung ist uns ein besonderes Anliegen, da wir die Förderung von Umweltbildung und -Schutz nachhaltig unterstützen.
Ziel des Projektes: Eine Web-App für Naturbeobachtung, Umweltbildung und Biodiversitätsmonitoring
Ziel war die Entwicklung einer webbasierten Plattform für partizipatives Biodiversitätsmonitoring, die es Schulklassen, Jugendgruppen und freiwillig Engagierten ermöglicht, die Entwicklung der Artenvielfalt in den indeland-Miniwäldern zu dokumentieren.
Die Plattform sollte die Erfassung von Tierbeobachtungen, deren kartografische Darstellung und die strukturierte Auswertung der Daten ermöglichen. Besonderes Augenmerk lag auf der Gestaltung einer intuitiven und mobilen Benutzeroberfläche, die auch unter den Bedingungen der Feldarbeit zuverlässig genutzt werden kann. Große Bedienelemente, eine klare visuelle Führung durch die Anwendung und die Optimierung für Smartphones und Tablets sollen es insbesondere Kindern und Jugendlichen ermöglichen, Beobachtungen direkt im Miniwald einfach und unkompliziert mit Hilfe der Web-App zu dokumentieren.
Das Problem: Kindgerechte Datenerfassung trifft
wissenschaftliche Anforderungen
Die Entwicklung der Web-App erforderte den Ausgleich zweier scheinbar gegensätzlicher Anforderungen: Einerseits sollte die Anwendung für Kinder ohne Vorkenntnisse intuitiv bedienbar sein. Andererseits mussten die erfassten Beobachtungen den Anforderungen eines strukturierten Biodiversitätsmonitorings genügen und wissenschaftlich auswertbar bleiben.
Zwischen diesen Polen bewegten sich nahezu alle fachlichen und technischen Entscheidungen des Projekts. Die Benutzeroberfläche musste motivieren statt überfordern, während im Hintergrund gleichzeitig eine konsistente und belastbare Datengrundlage für Umweltbildung, Forschung und langfristige Beobachtungen entsteht.
Heterogene Zielgruppen mit unterschiedlichen Bedürfnissen
Ein entscheidender Aspekt bei der Planung und Realisierung der Web-App lag in der Heterogenität der Nutzenden. Schulklassen mit Kindern unterschiedlichen Alters und Lesekompetenz sollen ebenso intuitiv mit der Plattform arbeiten können wie ehrenamtliche Erwachsene mit fundierten Naturkenntnissen. Die Bedienung muss selbsterklärend sein, auch für Lehrkräfte ohne IT-Hintergrund.
Gleichzeitig müssen die erfassten Daten wissenschaftlichen Qualitätsstandards genügen. Die Plattform soll alle relevanten Parameter für belastbare Biodiversitätsdaten erfassen, darunter GPS-Koordinaten, Datum, Uhrzeit, Wetterbedingungen und Windverhältnisse.
Mobile-First und Outdoor-Tauglichkeit
Da die Datenerfassung primär draußen und von unterwegs stattfindet, war eine Mobile-First-Strategie zwingend erforderlich. Die Webanwendung muss auf Smartphones und Tablets der Schulen reibungslos funktionieren.
Kinder sollten die Web-App auch mit noch ungeübten Fingern bedienen können, was große Touch-Flächen und eine stark visuelle Führung durch die Anwendung erforderte. Textlastige Interfaces waren keine Option.
Datenschutz bei Minderjährigen
Ein sensibles Thema war der Datenschutz. Da Schulklassen die Hauptgruppe der Nutzenden bilden, darf die Plattform keine personenbezogenen Daten von Minderjährigen erfassen. Gleichzeitig sollen die Beobachtungen den jeweiligen Schulklassen zuordenbar sein, um pädagogische Erfolge sichtbar zu machen und Motivation zu fördern.
Die Einhaltung der DSGVO muss nicht nur technisch, sondern auch konzeptionell und dokumentarisch sichergestellt werden.
Nahtlose Verbindung von analog und digital
Einige Schulklassen arbeiten teils in ihrem Miniwald zunächst mit analogen Beobachtungsbögen auf Klemmbrettern und mit analogen Mess- und Beobachtungsinstrumenten. Die digitale Plattform sollte diesen Workflow komplementär ergänzen und einen möglichst intuitiven Übergang ermöglichen. Das bedeutet beispielsweise, dass Ikonografie, Artauswahl und Datenfelder zwischen Papier und App sehr nah aufeinander abgestimmt sein müssen und sich Skalen und Messwerte von Messinstrumenten zum Eingabe-Formular nicht maßgeblich unterscheiden dürfen.
Unsere Lösung: Shopware als flexibles Software-Framework
Anstatt eine Individualsoftware vollständig von Grund auf neu zu entwickeln, setzten wir auf Shopware 6 als leistungsfähiges Software-Framework. Dadurch konnten wir auf bewährte Standardfunktionen wie Benutzerverwaltung, Rollen- und Rechtesysteme, Datenmodellierung und Inhaltsverwaltung aufbauen und unsere Entwicklungszeit gezielt auf die fachlichen Anforderungen des Projekts konzentrieren.
Die Kombination aus standardisierten Kernfunktionen und individuell entwickelten Erweiterungen ermöglichte eine wirtschaftliche, wartbare und langfristig erweiterbare Lösung. So entstand eine Plattform, die sowohl die Anforderungen der Umweltbildung als auch die Bedürfnisse eines professionellen Biodiversitätsmonitorings erfüllt.
Technologische Neuausrichtung
Für die Umsetzung entschieden wir uns für Shopware 6 als Framework. Obwohl Shopware primär mit E-Commerce assoziiert wird, bietet es als mächtiges Software-Framework alle essentiellen Funktionen, die für komplexe Webanwendungen wie die des Projekts Miniwald Explorer erforderlich sind.
Das Framework bringt von Haus aus ausgereiftes User- und Rollenmanagement mit, was für die Umsetzung der verschiedenen Gruppen von Nutzenden(Admin, Sammelzugänge, Einzelnutzer) entscheidend ist. Die eingebauten CRUD-Operationen (Create, Read, Update, Delete) für Datenmodelle beschleunigten die Entwicklung erheblich, da wir uns auf die fachspezifischen Anforderungen konzentrieren konnten.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit, komplexe Datenmodelle mit Entitäten-Verknüpfungen elegant abzubilden. Die Beziehungen zwischen Nutzenden, Artenkategorien, Artenportraits, Beobachtungen und hochgeladenen Fotos ließen sich strukturiert und performant umsetzen.
Die integrierten CMS-Elemente ermöglichen es zudem, Inhalte wie die Projektbeschreibung, Artportraits und Anleitungen flexibel zu gestalten und zu redaktionieren, ohne in den Code eingreifen zu müssen.
Die Entscheidung für Shopware ermöglichte eine wartbare und zukunftssichere Lösung, die sowohl den funktionalen Anforderungen als auch den zeitlichen und budgetären Vorgaben des Projekts gerecht wird.
Strukturierte Datenerfassung für wissenschaftliche Verwertbarkeit
Obwohl die Oberfläche kindgerecht gestaltet ist, erfasst das System im Hintergrund alle wissenschaftlich relevanten Parameter:
- Datum und Uhrzeit
- Geodaten mittels GPS-Koordinaten (automatisch oder manuell gesetzt)
- Beobachtete Art
- Anzahl der Individuen
- Wetterangaben
- Windangaben
- Optionale Beobachtungsfotos
- Freie Bemerkungen
Sammelzugänge für Schulen – Privacy by Design
Um den Datenschutz zu gewährleisten, implementierten wir ein spezielles Rollensystem mit Sammelzugängen. Lehrkräfte erhalten einen gemeinsamen Zugang für ihre Schulklasse, über den alle Schulkinder gemeinsam Beobachtungen erfassen können.
Bei der Eingabe kann als "Beobachter" einfach der Name der "Forschergruppe" (z.B. "Klasse 3b Füchse") eingetragen werden. So werden keinerlei personenbezogene Daten von Minderjährigen erfasst oder gespeichert.
Parallel können ehrenamtliche Einzelnutzende eigene Accounts mit E-Mail und Passwort anlegen, um ihre persönlichen Beobachtungen zu verfolgen.
Kindgerechtes Design und visuelle Nutzerführung
Für Miniwald Explorer entwickelten wir ein responsives Design, das stark auf Ikonografie statt Textwüsten setzt. Für die Auswahl der Tiergruppen (Vögel, Schmetterlinge, Insekten, Bodenlebewesen) beispielsweise verwenden wir große, eindeutige und farbenfrohe Bilder, die auch Kindern mit geringer Lesekompetenz eine fehlerfreie Bedienung ermöglichen.
Die Artenbestimmung erfolgt visuell über ein Raster-Layout mit hochwertigen Fotos. Kinder können das Tier, das sie im Miniwald sehen, direkt mit den Vorschaubildern auf dem Display abgleichen.
Die Dateneingabe erfolgt nach dem Wizard-Prinzip in kleinen, überschaubaren Schritten: Was hast du gesehen und wie viele auf einmal? Wie ist das Wetter? Foto machen? Speichern. Kein allzu langes Formular, keine Überforderung.
GPS-basierte Erfassung von Beobachtungsdaten
Herzstück der Plattform ist die Übersicht der erfassten Beobachtungen von Tieren und Pflanzen. Die Geodaten werden mittels GPS automatisch erfasst. Dadurch kann das Smartphone den passenden Miniwald erkennen und die Beobachtung direkt diesem Standort zuordnen.
Das unmittelbare visuelle Feedback ("Mein Fund ist jetzt auf der Seite zu sehen") ist für Kinder ein starkes Erfolgserlebnis und motiviert zum weiteren Forschen. Die Beobachtungstabelle lässt sich nach Tierkategorie, Art und Zeitraum filtern. Jede Beobachtung lässt sich zudem anklicken und deren Details sowie erfasste Bilder werden als Unterseite dargestellt.
Verknüpfung von Datenerfassung und Wissensvermittlung
Ergänzend zu den einzelnen Beobachtungen bietet die Plattform eine strukturierte Übersicht über die Miniwälder und die dort anzutreffenden Arten. Jeder Miniwald verfügt über eine eigene Detailseite mit Fotos, kurzen Beschreibungen und einer Übersicht aller dort erfassten Beobachtungen. Ebenso sind zu den Tierarten eigene Artenportraits hinterlegt, die ebenfalls Fotos, kindgerecht formulierte Kurzbeschreibungen und eine Übersicht aller Beobachtungen dieser Art enthalten.
Während der Erfassung einer Beobachtung kann das passende Artenportrait direkt aufgerufen werden. So erhalten Kinder, Lehrkräfte und freiwillig Engagierte unmittelbar Hinweise dazu, woran eine Art erkannt werden kann und welche Merkmale sie von ähnlichen Arten unterscheiden. Die Plattform unterstützt damit nicht nur die Dokumentation von Biodiversitätsdaten, sondern auch das Lernen im Moment der Beobachtung: Aus einem Fund wird ein Anlass zum genauen Hinsehen, Vergleichen und Verstehen.
Unser interdisziplinäres Projektteam für Webentwicklung, UX-Design, Datenschutz und Umweltbildung
Robert Schwabe – UI/UX Design und Frontend
Robert verantwortete das komplette visuelle Erscheinungsbild der Plattform. Als erfahrener Designer entwickelte er die zielgruppengerechte Ikonografie, die Farbwelt und das responsive Layout.
Seine Stärke liegt darin, komplexe Anforderungen in intuitive Interfaces zu übersetzen. Für Miniwald Explorer bedeutete das: große Touch-Flächen für kleine Finger, eindeutige Symbole statt nur Text, motivierende visuelle Rückmeldungen.
Robert führte mehrere Abstimmungsrunden mit der Kundin durch, um sicherzustellen, dass das Design sowohl pädagogisch wertvoll als auch technisch umsetzbar ist. Das Ergebnis ist eine Plattform, die Kinder und Erwachsene gerne nutzen und die Lehrkräfte ohne Schulung verstehen.
Dirk Methner – Backend-Entwicklung und Systemarchitektur
Dirk übernahm die technische Umsetzung des gesamten Backends und Frontends. Er adaptierte das Shopware-Framework für den Citizen-Science-Anwendungsfall, implementierte das Datenbankmodell und entwickelte alle Backend-Funktionen zur Pflege und Verarbeitung der Beobachtungsdaten. Dirks Arbeit erweckte Roberts Designs zum Leben und schuf eine Plattform, die technisch ausgereift und wartungsfreundlich ist.
Besonders anspruchsvoll war die Implementierung des GPS-basierten Kartensystems zur Erfassung der Geodaten mit OpenStreetMap-Integration und der Export-Funktionalitäten für wissenschaftliche Datenformate.
Philipp Hary – Datenschutz, Redaktion und Materialauswahl
Philipp unterstützte das Projekt primär als Content Manager. Er arbeitete eng mit der indeland GmbH bei der Auswahl und Aufbereitung der Tierportraits zusammen und verantwortete zum Beispiel die Bereitstellung und das Einpflegen der Bildmaterialien. Philipp stellte dabei zusammen mit der Kundin sicher, dass die gewählten Inhalte sowohl für Kinder als auch für wissenschaftliche Laien im Rahmen des Citizen-Science-Projekts verständlich, wissenschaftlich korrekt und lizenzrechtlich einwandfrei sind. Darüber hinaus traf er bei der Konzeption der “Forscherboxen” in enger Abstimmung eine pädagogisch sinnvolle und praktikable Materialauswahl.
In seiner Rolle als Datenschutzbeauftragter von Helm & Walter behielt Philipp während des gesamten Projekts die Datensicherheit der Nutzenden im Auge. Er stand der indeland GmbH als Consultant für grundsätzliche Datenschutzfragen zur Seite und stellte sicher, dass insbesondere die sensible Frage des Umgangs mit Daten von Minderjährigen rechtssicher gelöst wurde.
Dr. Jens Bornschein – Projektmanagement und Koordination
Jens verantwortete das gesamte Projektmanagement für Miniwald Explorer auf Seiten von Helm & Walter. Er koordinierte die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Beteiligten, plante Meilensteine und stellte sicher, dass das Projekt termingerecht und im engen Budgetrahmen voranschritt.