Der digitale Wandel basiert neben der zunehmenden Durchdringung des täglichen Lebens mit digitalen Systemen auch auf der parallel stattfindenden Entwicklung von untereinander vernetzten allgegenwärtigen, sogenannten cyber-physischen Systemen. Diese sind in der Lage, mit Sensorik ihre Umwelt zu erfassen und mittels Aktorik in die menschliche Erfahrungswelt zurückzuwirken. Für die Schulinformatik wird das Potenzial dieser Innovationen häufig noch unzureichend umgesetzt, was nicht zuletzt in Ermangelung eines geeigneten fachlichen Rahmens und daraus resultierend fehlender Lehr-Lern-Materialien begründet ist. Dieser Beitrag untersucht daher die fachlichen Grundlagen des Themenkomplexes und identifiziert für die Schulinformatik relevante Inhalte und stellt sie strukturiert dar. Anhand einer interaktiven Modellstadt wird exemplarisch gezeigt, wie die Inhalte im Informatikunterricht verankert werden können.