Lehren und Lernen mit computergesteuerten Medien


Dozent: Dr.-Ing., Dipl.- Informatiker Wolfgang Müller, Alexander Gantikow

ÜBERBLICK

  • E-Learning und Digitalisierung
  • Physiologische und psychologische Grundlagen
  • Medien aus Sicht der Informationstechnik
  • Autorenwerkzeuge
  • Internet und Web
  • Web-basierte Methoden
  • Lernen mit Web2.0 Technologien
  • Computer-Supported Cooperative Learning
  • Mobile Learning

E-Learning und Digitalisierung in Schulen/Hochschulen/Unternehmen:

Was ist die Digitalisierung?
„Der Begriff der Digitalisierung hat mehrere Bedeutungen. Er kann die digitale Umwandlung und Darstellung bzw. Durchführung von Information und Kommunikation oder die digitale Modifikation von Instrumenten, Geräten und Fahrzeugen ebenso meinen wie die digitale Revolution, die auch als dritte Revolution bekannt ist, bzw. die digitale Wende. Im letzteren Kontext werden nicht zuletzt "Informationszeitalter" und "Computerisierung" genannt.“ (http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Definition/digitalisierung.html)

Wo sehe ich Potentiale und Mehrwerte?
  • bessere Visualisierung
  • Flexibilität - unabhängig von Raum und Zeit verfügbar → es kann eine größere Reichweite erlangt werden
  • größeres Interesse kann geweckt werden
  • leichtere Kommunitkation → Vernetzung
  • Geschwindigkeit der Datensuche → schnellerer Zugriff auf Informationen
  • Verfügbarkeit der Informationen nahe zu unbegrenzt → wie gehe ich mit Datenvielfalt um?
  • billiger und bequemer für Unternehmen zum Beispiel

Es kann allerdings nicht allgemein gesagt werden, dass E-Learning die Unterrichtsqualitäten verbessert, da sich diese nicht vergleichen lassen. Es müssen immer weitere Aspekte wie die Lehrkräfte, die Unterrichtsinhalte und auch die Klassenmitglieder mit einbezogen werden. Allerdings kann nachgewiesen werden, dass Lernende, die zum Beispiel interaktive Lernvideos nutzen, zufriedener sind, als Schüler die klassischen Frontalunterricht besuchen. So haben Dongsong Zhang, Lina Zhou, Robert O. Briggs und Jay F. Nunamaker Jr. in ihrer Ausarbeitung „Instructional video in e-learning: Assessing the Impact of interactive video on learning effectiveness“, aus dem Jahr 2005, eine Studie zu diesem Thema durchgeführt, welcher diese These bekräftigt. 


Hattie’s Visible Learning (Lernen sichtbar machen)

Hattie untersuchte 2008 welche Effekte sich positiv und welche sich negativ auf das Lernen auswirken, wobei ein „positives d“ auf ein Mehr an Lernleistungen hinweist, wenn der Faktor stärker ausgeprägt ist. In Bildungskontexten gibt es selten Effektstärken größer 1.0. 

Untersuchter Bereich
Effektstärke
Beschleunigung 
0.88
Feedback
0.73
Peer Tutoring
0.59
Kooperatives Lernen
0.41
Computereinsatz
0.37
Hausaufgaben
0.29
Einzelunterricht
0.22
Klassengröße
0.21
Gruppierung nach Fähigkeiten
0.12
Offener vs. traditioneller Unterricht
0.01
Verlangsamung (Sitzenbleiben)
-0.16
Schulwechsel
-0.34

—> Computereinsatz liegt nur in dem mittleren Bereich, und damit nur knapp über dem Durchschnitt der Effektstärke aller Effekte insgesamt.
Heisst das nun aber, dass Computereinsatz im Bereich des Lernen nichts bringt?

Es ist sehr schwer die allgemeine Verbesserung des Lernens durch E-Learning zu belegen, da Vergleichsstudien unter Festhaltung aller anderen Variablen schwer umsetzbar sind. Beispielsweise kann man nicht zwei Klassen mit einander vergleichen, da die Lehrveranstaltungen unter unterschiedlichen Vorraussetzungen ablaufen. Nicht zu vergleichen sind die Effekte der Lehrkraft, die Zusammensetzung der Klasse, oder auch der durchgenommene Stoff. 
Allerdings gibt es absolute Effekte beim Einsatz von E-Learning, die durchaus messbar sind. 


Einsatz von elektronischen Lernmaterialien

  • Einsatzgebiete
    - Betriebliche Weiterbildung
    - Hochschule
    - Schule

Was ist eine Lernumgebung?
Lernumgebung (Learning Environment)
  • „Gesamte physikalisch-soziale Infrastruktur und deren Potential zur Anregung von individuellen und kollektiven Lernprozessen“ (Kerres, 1998)
  • Materielle Umgebung mit bestimmter technischer Ausstattung (nicht notwendigerweise computergestützt)
  • Sozialer Kontext des Lernens
Mediale Lernumgebung
  • „Bewusst gestaltetes Arrangement technischer Medien und Hilfsmittel als Teil einer sozialen und materiellen Umgebung, […] in der das mediengestützte Lernen im Vordergrund steht“ (Kerres, 1998)

Was ist E-Learning überhaupt?

„E-Learning ist ein Oberbegriff für alle Varianten der Nutzung digitaler Medien zu Lehr- und Lernzwecken, sei es auf digitalen Datenträgern oder über das Internet, etwa um Wissen zu vermitteln, für den zwischenmenschlichen Austausch oder das gemeinsame Arbeiten an digitalen Artefakten.“  (Kerres, 2013, S. 6)

„E-Learning sind Instruktionen, die über den Computer übermitteltet werden (über Datenträger, Internet oder Intranet) und folgende Eigenschaften mit sich bringen:
  • sie beinhalten den für das Lernziel relevanten Inhalt
  • nutzen instruktionale Methoden (Beispiele, Anwendung) um das Lernen voranzubringen
  • nutzen Medien wie Bilder und Wörter um Inhalt und Methoden zu vermitteln
  • bauen Wissen auf, das mit individuellen oder organisationalen Lernzielen verknüpft ist“ (Clark, Mayer, 2005)

Welche Arten von E-Learning gibt es?

Computer Based Training (CBT)

—> Lernen am und mit Hilfe des Computers
—> Synonyme Begriffe:


 Assisted Instruction

Aided Learning
Computer Based Education

Enhanced Training

Mediated Teaching

Interactive Study

—> CBT ist der Oberbegriff für verschiedenartige Formen der Computernutzung zu Lehrzwecken
      (Kerres, 2001)

Beispiele hierzu sind: 
  • (Multimediale) Präsentationssysteme
  • Tutorielle Systeme
  • Simulationssysteme 

Online Lernen, Virtuelle Lehre

—> Lehre, die vorrangig mittels E-Learning-Technologien durchgeführt wird und keine signifikanten Anteile von Präsenzlehre umfasst
—> wachsende Rolle u.a. im Kontext der Einführung weiterbildender Online-Master-Studiengänge an zahlreichen Hochschulen
—> Formen:
  • Web-unterstützte Lehrbuchkurse
  • Hypertext-Kurse (z.B. mit Lehrtexten, Multimedia-Elementen, Animationen und Übungen)
  • Videobasierte Kurde (z.B. Vortrag samt Folgesatz)
  • Audiobasierte Kurse bzw. Podcasts
—> Kommunikationsmedien:
  • In der Regel keine Gelegenheit zu direkter Interaktion besteht
  • Elektronische Medien zur Kommunikation: Chat Rooms, Diskussionsforen, Voice Mail oder E-Mail

Web-based Training (WBT)

—> Didaktische Nutzung des World-Wide-Web (WWW) als ein Dienst im Internet (Kerres 2001)
—> alternativ: Online Distant Learning
—> Grundlagen:
  • Lerneinheiten in Form von Web-Inhalten (Interaktive Web-Seiten, Dokumente, Graphiken, Audio- und Video-Inhalte, SImulationen, etc.)
  • Kommunikationswerkzeuge (z.B. E-Mail, Chats, Foren, Blogs, etc.) für die Kommunikation mit Mittlernern oder Dozenten/Tutoren
—> Typischerweise eingesetzt in Form eines On-Demand-Training (d.h. vollständig virtuell)

Einsatzgebiete des WBT:

im universitären Bereich:
  • z. T. Für Studierende kostenfreie und kostenpflichtige Angebote
  • Nutzung etwa in Online-Studiengängen (alleine 124 Angebote für Online-Studiengänge, Zertifikatkurse und Weiterbildungen deutscher Fachhochschulen 2006)

in der betrieblichen Weiterbildung:
  • kostenpflichtige Angebote
  • deutscher Markt etwa 1.3 Mrd in 2004 (CGEY 2001)

Blended Learning

—> Kombination von E-Learning und Präsenzlernen (manchmal auch in Kombination von Präsenzlernen mit Online Learning)

Aspekte:
  • Mix von Medien, Techniken und didaktischen Konzepten
  • Didaktische Elemente
  • Synchrones und asynchrones Lernen
  • Selbstbestimmtes und geleitetes Lernen
  • Push and Pull Learning
  • Managed and Unmanaged Learning
  • Fixed and Mobile Learning
Aspekte des E-Learnings

Personal vs. Organisational 
  • elektronisch unterstütztes Lernen von Personen, Gruppen oder auch Organisationen 
Lokal vs. Verteilt
  • Lokal vorhandene Lernressourcen (z.B. CD-ROM)
  • Entfernte Ressourcen im Netz (z.B. Web-Inhalte)
Synchron vs. Asynchron
  • Kommunikationsmedien zur zeitgleichen Interaktion (z.B. Chat, Videokonferenz) oder asynchrone Medien (z.B. Mail, Diskussionsforen)
Individuell vs. Kollaboration
  • Einzelne Personen oder Organisationen
  • Mehrere Personen oder Organisationen in einem gemeinschaftlichen Prozess
Statisch vs. Interaktiv 
  • bspw. interaktive Lernvideos

Kategorien von Lernprogrammen (Brinda 2003)

Übungsprogramme (Practice & Drill)
  • Reine Übung von Lerninhalten

Instruktionale Programme (Tutorielle Systeme)
  • Vermittlung von neuem Wissen in Verbindung mit Übungen

Intelligente tutorielle Systeme 
  • Intelligente Themenauswahl in Abhängigkeit vom Wissensstand des Lernenden 

Lernspiele und Simulationen
  • Virtuelle Experimente
  • Nachbildung komplexer Steuerungsaufgaben

Kognitive Werkzeuge (Coginitive Tools)
  • Nicht speziell für Lehrzwecke entwickelte Anwendungsprogramme, die aber für aktives konstruktives Lernen nutzbar sind 

—> Beispiele dafür sind:
  • Docs ’n Drugs - die virtuelle Poliklinik 
  • K-MED
  • GeoGebra

Lernplattformen: Moodle (http://www.moodle.org)

  • Open-Source-Projekt initiiert 1999 von Martin Douglamas
  • ca. 7000 Installationen, ca 1,6 Mio Anwender 
  • Funktionen:
    - Kursverwaltung
    - Lerner Tracking
    - Vorgefertigte Aktivitäten beispielsweise WiKis, Multiple Choice Tests, Aufgaben, etc.

Second Life

—> Verschiedne Beispiele für Anwendungen von SecondLife im Bereich des Lehrens und Lernens
  • Animationen und Simulationen
  • Virtual Conferences
  • Integration of Learning Management Systems into Second Life (Sloodle)
  • Virtual Seminars
  • Learning Communities

Vorteile des E-Learnings

  • Übungsteile mit automatisch angepasstem Feedback
    - Integration von Formen der Zusammenarbeit in Gruppen mit Selbststudium
    - Verwendung von Simulationen zur Förderung der Expertise
  • Offensichtlichere Vorteile
    - Kosteneffektivität
    - Unabhängigkeit von Zeit und Ort

—> Effekt von Technikeinsatz nach Hattie (2008)

  • Interaktive Lernvideos: d = 0.52
  • Computerunterstützung: d = 0.37
  • Simulationen und Simulationsspiele: d = 0.33
  • Visuelle/audiovisuelle Methoden: d = 0.22
  • Web-basiertes Lernen: d = 0.18
  • Programmierte Instruktion: d = 0.18
  • Fernunterricht: d = 0.09
  • Technologiegestütztes Lernen zuhause: d = 0.16

Erwartungen und die Realität

  • E-Learning Dropout —> Abbrecherraten von mehr als 35 Prozent und mehr sind die Regel
  • Langweilige Kurse, technologische Probleme
  • Qualitätssteigerung der Lehre nicht belegbar!
  • Gleiche Effektivität von klassischem Lernen im Klassenraum gegenüber E-Learning, wenn Inhalt und Lerner ähnlich sind (AST Training and Development Magazine 2005)

Lebenslanges Lernen

  • weitgehend akzeptierte Vision und bildungspolitische Forderung
  • Inhalt verschiedenster aktueller Forschungs- und Bildungsinitiativen
    - Europäische Union, z.B. Memorandum zum lebenslangen Lernen und Inhalte des 7. 
      Rahmenprogramm
    - BMBF mit aktueller Ausschreibung
    - OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) und IFIP
      (International Federation for Information Processing), z.B. als Guiding Framework on
      Learning
  • Lebenslanges Lernen als Paradigmenwechsel in der Ausbildung
    - Sinkender Wert insbesondere von Faktenwissen
    - Wachsender Stellenwert nicht-schulischer Ausbildung

—> 8 Schlüsselkompetenzen (Europäische Kommission 2005):

  • Kommunikation in der Muttersprache
  • Kommunikation in Fremdsprachen
  • Mathematische Kompetenzen und grundlegende Kompetenzen in Wissenschaft und Technologie
  • Kompetenzen auf dem Gebiet der digitalen Medien
  • Learning to Learn
  • Zwischenmenschliche, interkulturelle und soziale Kompetenzen sowie bürgerliche Handlungskompetenzen
  • Sozialunternehmertum (Entrepreneurship)
  • Kulturelle Ausdrucksfähigkeit

—> Unter Kompetenzen wird in diesem Zusammenhang als eine Kombination von dem jeweiligen Kontext angemessenen Wissen, Fähigkeiten und Verhalten verstanden


Physiologische und psychologische Grundlagen

Verständnis der physiologischen Grundlagen ist notwendig, um sich dem Phänomen des Lernens zu nähern und speziell Aspekte der Nutzung von Multimedia-Technologien zu beleuchten.

Allerdings —> Lernen noch nicht vollständig verstanden!

Verschiedene Aspekte:
  • Nerven und Signalverarbeitung 
  • Gehirn und Informationsverarbeitung
  • Gedächtnis 

Theorie der dualen Kodierung (Dual Coding Theory) nach Paivio 1971

Zwei Systeme zur Informationsverarbeitung beim Menschen
  • Verbales System (linke Hemisphäre)
  • Imaginales, visuelles System (rechte Hemisphäre)

Grundlage für Theorien über Lerntypen (z.B laut F. Vester, 2007)
—> Problem: Häufige Übervereinfachung dieses Aspektes und die Überbewertung des Wertes multimedialer Lernangebote

Beispiel F. Vester: 
„Je mehr Arten der Erklärung angeboten werden, je mehr Kanäle der Wahrnehmung benutzt werden (wie es bei einem multimedialen Unterricht der Fall wäre), desto fester wird das Wissen verankert, desto vielfältiger wird es verankert und auch verstanden, desto mehr Schul̈ er werden den Wissensstoff begreifen und ihn später auch wieder erinnern.“ 

Gedächtnis



…ist die Fähigkeit des Nervensystems von Lebewesen, aufgenommene Informationen zu behalten, zu ordnen und wieder abzurufen
—> gespeicherte Informationen gelten als Ergebnis von bewussten oder unbewussten Lernprozessen



—> es werden das Ultrakurzzeitgedächtnis (UKZ), das Kurzzeitgedächtnis (KZG) und das Langzeitgedächtnis (LZG) unterschieden



—> Zu diesem Thema, fallen mir Inhalte aus der Vorlesung „Einführung in die Psychologie für Pädagogen“ ein, welche wir im ersten Semester bei Herrn Doktor Grassinger durchgenommen haben. Hierzu gab es eine passende, von ihm zur Verfügung gestellte, Tabelle, die die Drei Gedächtnisteile erklärt:




Das Aufnehmen von Informationen (durch Lernen)






  • bei selbsterlebten Dingen reichen oft einmalige Aufnahmen zur permanenten Speicherung
  • bei Lernen ist dies schwieriger, da Informationen nur durch lesen oder hören aufgenommen werden
  • es erfolgt nur dann ein dauerhafter Zugriff, wenn eine mehrfache Aktivierung der Informationen passiert und multiple Assoziationen geschaffen werden



Konsequenzen für das Lernen:

—> von Ein-Kanal-Informationen zu Mehrkanal-Informationen (Vester 2007)

—> Kombination verschiedener Wahrnehmungsmodalitäten: Multimedia

—> vielfältige Bezüge von Informationen aufzeigen



Lernen und Lerntheorien



Lernen bezeichnet die Veränderung im Erleben und Verhalten eines Individuums, was aber nicht Aktivitätsänderungen aufgrund angeborener Reaktionstendezen, von Reifung oder von zeitweiligen organischen Zuständen (z.B. Ermüdung, Drogen, usw.) umfasst. 



  • Lernen gilt als wertneutraler Begriff
  • Lernen passiert bewusst, aber auch unbewusst
  • Lernen ist nicht beobachtbar, kann aber durch Vergleiche der Reaktionen der Lernenden auf Umweltsitutationen gezogen werden
  • Lernen erfolgt lebenslang

Um das Lernen von nicht beobachtbaren Lernprozessen zu erklären, wurden von der Psychologie Lerntheorien entwickelt, die Kenntnisse über das Lernen zusammenfassen und systematisieren. Diese werden auch heute noch genutzt, da beispielsweise jede Lernsoftware auf einer Lerntheorie basiert.
Die drei wichtigsten Lerntheorien sind der Behaviorismus, der Kognitivismus und der Konstruktivismus. 

In diesen drei Videos werden die drei Lerntheorien, die auch in der Tabelle unten dargestellt sind, erklärt und zusammengefasst. 
Behaviorismus:


Kognitivsmus: 
Konstruktivismus:


Lernumgebungen im Kontext des Behaviorismus am Beispiel der Programmierten Instruktion



—> Planung von Lernangeboten nach der programmierten Instruktion:
  • Lehrstoff in elementare, aufeinander aufbauende Informationseinheiten (Lehrstoffatome) segmentieren, die dem Lernen sequentiell präsentiert werden
  • zu jedem Lehrstoffatom Fragen zur Prüfung des Lernfortschritts, die mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit (>90%) von Zielgruppe beantwortet werden können
  • richtige Antwort —> verstärken nächste Informationseinheit
  • falsche Antwort —> ignorieren, gleiche Frage erneut stellen, ggfs. zurückspringen

Ein Beispiel dafür wäre der Vokabeltrainer „http://www.crashkurs-elearning.ch".

—> Welche Vorteile bringt Programmierte Instruktion mit sich?
  • der Computer kann jeden einzelnen Lerner immer und sofort für Leistung bekräftigen
    —> anders als Lehrpersonen, die sich in einer Klasse nicht auf alle Schüler gleichzeitig beschäftigen können
  • alle Lehrstoffatome sind sequenziert und Schritt für Schritt vermittelbar
  • jeder kann in dem Lerntempo arbeiten, in dem er möchte
  • der Computer ist emotionslos, es ist ihm also egal, ob und wie oft Fehler gemacht werden
  • Lernende sind eventueller freier im Fragen, da sie keine Angst haben brauchen, dass sie sich blamieren
  • sie bekommen eine direkte Rückmeldung

—> Welche Kritik wird daran ausgeübt?
  • sowohl klassisches als auch operables Konditionieren gehen von einem mechanistischen Weltbild aus
  • Problematisch als didaktisches Prinzip
  • Menschen als „Black-Box“
  • Selbstgesteurtes Lernen wird nicht erklärt
  • keine individuelle Hilfe möglich
  • nur Faktenlernen

Lernumgebungen im Kontext des Kognitivismus am Beispiel intelligenter Tutorieller Systeme

—> das Ziel ist es, aus aktuellen Eingaben des Benutzers Diagnose der Kompetenzen und Kompetenzdefizite ableiten als Grundlage für Entscheidungen über das tutorielle Angebot des  Systems

—> wie wird vorgegangen?
  • zunächst wird das Verhalten des Lernenden registriert: die gewählten Lerneinheiten, bevorzugte Vermittlungsformen, auftretende Fehler, usw. 
  • es erfolgt eine laufende Analyse der Eingaben und Interaktionen des Lerners: Hypothesen über dessen Kompetenzen aufstellen, bestätigen, verwerfen
  • Lernmodellierung: Performanz des Lernenden —> Modell über dessen Wissensbestände/ Fähigkeiten erstellen
  • Vergleich des Modells der aktuellen Kompetenz mit einem Zielmodell —> Modell der Lerndefizite
  • Lerndiagnose: tutorielle Komponenten entscheidet, welche Lerneinheiten in welcher Form angeboten werden 



—> wo liegen die Grenzen intelligenter tutrorieller Systeme?
  • aus Verhaltensweisen bzw Fehlverhaltensweisen lassen sich nur im begrenzten Maße Rückschlüsse über die dem Verhalten zugrunde liegende Kompetenz ziehen
  • bis heute nur in kleinsten Ausschnitten gelungen, aus Verhaltensbeobachtung auf Kompetenzen zu schließen und darauf abgestimmte Sequenzen von Lehrangeboten zu generieren
  • Erheblicher technischer Aufwand
  • kein allgemeines, domänenunspezifisches Verfahren in Sicht, mit dem Kompetenzen bei Online-Diagnose festgestellt werden können
  • vorhanden Ansätze vom Ziel weit entfernt
Lernumgebungen im Kontext des Konstruktivismus am Beispiel des Coginitive Apprenticeship nach Colin, Brown und Newman aus dem Jahr 1989

 „Überbegriff für interaktive Lernmethoden mit Lernenden und Experten, bei der die effektiven Bestandteile des traditionellen Meister-Lehrling- Verhältnisses auf kognitive Lernziele angewendet werden.” (Collins, Brown, Newman, 1989)


 —> Modell zur Aneignung einer Fähigkeit zur Lösung eines Problems in mehreren Schritten
—> Soziale Einbindung:
  • Situiertes Lernen
    - authentische Situationen
    - anwendungsbezogenes Lernen
    - Multiple Kontexte und Perspektiven
    - Berücksichtigen der Anwendungsbedingungen
    - Abstrahieren, Transferieren
  • Expertenkultur
  • Intrinsische Motivation
  • Kooperatives Lernen und wettbewerbsorientiertes Lernen

—> wie wird vorgegangen?
  • es werden sechs Schritte unterschieden:
    -     Modelling —> „Vormachen“: Zeigen des Vorgehens durch eine Experten
    -     Coaching —> „Anleiten“: Individuelle Ermunterung und Förderung seitens des Instruktors, z.B.
      Verbesserungen, Korrekturen und Vorschläge
    -     Scaffolding —> „Unterstützen“: Teilproblemlösung durch den Lehrer mit zunehmender
      Zurücknahme (    Fading)
    -     Artikulation —> „Versprachlichen“: Lernender (oder auch Instruktor) fasst Denkprozesse in
      Worte
    -     Reflection —> „Reflektieren“: Wiederholung und Nachdenken über das Problemlösen,
      Vergleich der eigenen Denkprozesse mit denen der Experten
    -     Exploration —> „Ausprobieren“: Einsetzen der Problemlösestrategien in praktischen Aufgaben,
       eigenständiges Problemlöser durch den Lernenden 
  • es wird implizites (bspw. Lernstrategien) und explizites Wissen (Sachwissen) vermittelt
  • dabei wird es wie folgt sequenziert:
    - allgemeine vor spezifischen Fähigkeiten —> Gesamtkonzept und übergeordnete Ziele werden
      möglichst früh dargestellt
    - die Komplexität der Aufgaben steigt
    - die Fähigkeiten, die benötigt werden, werden immer unterschiedlicher und vielfältiger


—> welche Vorteile bringt dieser Ansatz mit sich?
  • es wird anwendbares Wissen vermittelt
  • träges Wissen wird vermieden
  • die Motivation wird durch dialogische Lernprozesse gefördert
  • Fehler und Probleme als Chance

—> welche Nachteile bringt dieser Ansatz mit sich?
  • der Aufwand der Umsetzung in Lernumgebungen ist groß
    - Lernsysteme benötigen viele Analysetools, welche die Aktionen und Reaktionen des Lernenden
      aufzeichnen, interpretieren und entsprechend adaptive Aktionen auslösen (z.B. Hilfestellung
      geben)
  • Ansatz nicht uneingeschränkt für jedes Wissensgebiet umsetzbar
    - Vorteile in der Anwendung bei kognitiv-prozeduralem Wissen (= Wissen wie)

—> sehr effektiv in den Bereichen Textverständnis, Schreiben und Mathematik, aber benötigt
       intensive Betreuung 

Ein Anwendungsbeispiel des Cognitive Apprennticeships sind WebQuests. Dies ist eine Methode des projektbasierten Lernens unter Verwendung von Informationsquellen im Internet. 

Hier finden Sie den von mir im Seminar bearbeitetet WebQuest über WebQuests.

Ein weiteres Beispiel dafür sind WebGeos.
Hier finden Sie das von mir im Seminar bearbeitetes WebGeo. 

Medien aus Sicht der Informationstechnik


Art der Medien
Thematik
Wahrnehmungsmedien
Wie wird die Information vom Menschen wahrgenommen?
—> über die Wahrnehmungssinne 
  • Sehen
  • Hören
  • Tasten
  • Geschmack
  • Geruch
Repräsentationsmedien
Wie ist die Information kodiert?
Präsentationsmedien
Welche Ein-/Ausgabegerätze werden zur Darstellung und Interaktion verwendet?
Speichermedien
Wo und wie wird die Information gespeichert?
Kommunikationsmedien/
Austauschmedien
Wie werden Informationen übertragen und ausgetauscht?

„Multimedia“ ist im engen Sinne ein Attribut, kein eigenständiger Begriff.
—> es gibt multimediale Dokumente beispielsweise wie Bilder, Graphiken, etc..
Mulimedial
Multicodal
Multimodal
Erklärung
  • Mediales Angebot, das auf unterschiedliche Speicher-und Präsentationstechnologien verteilt ist 
  • Mediales Angebot, das auf verschiedene Codierungen zurückgreift
  • Mediales Angebot, das unterschiedliche Sinnesmodalittäten beim Nutzer anspricht
Beispiele
  • PC+WLAN
  • PC+DVD-Player
  • Text mit Bildern
  • Grafik mit Beschriftung
  • audiovisuell, Video/ Lernsoftware mit Bild und Ton

Multimedia und kognitive Kapazitäten

Wie müssen mediale Angebote gestaltet sein, damit individuelle Lern- und Wissenskonstruktionsprozesse erleichtert und gefördert werden?
—> Hierzu gibt es die „Cogintive Load Theory“ und die „Cognitive Theory of Multimedia Learning“

Cognitive Load Theory (Chandler und Sweller, 1991)

Kognitive Belastung (Coginitve Load) als weiterer Aspekt beim Lernen
  • das menschliche Arbeitsgedächtnis unterliegt Kapazitätsbeschränkungen
  • Zielsetzung: Angemessene kognitive Belastung beim Lernen

Anteile der kognitiven Belastung
  • Intrinsic load - Aufgabeninduzierte Belastung; natürliche Schwierigkeit und Komplexität der aufgenommenen Informationen
  • Germane load - Lernbezogene Belastung; effektive Beanspruchung und Aufwand durch den Lernprozess (z.B Schemaestellung)
  • Extraneous load - sachfremde Belastung; aufgrund ungeeignetem instruktionellen Design sowie Darstellung und Gestaltung von Lernmaterialien 

Konsequenzen
  • Aufgabeninduzierte Beanspruchung an das Vorwissen (Expertiselevel) der Lernenden anpassen
  • Lernbezogene Belastung, sollte das Arbeitsgedächtnis bestmöglich auslasten
  • Sachfremde Beanspruchung gering halten (vor allem bei Anfängern, deren kognitive Belastungsgrenze schneller erreicht wird)


Cognitive Theory of Multimedia Learning (CTML) (Mayer,2001)

—> Beschreibt Informationsverarbeitungsprozess beim Lernen mit multimedialem Lerninhalt

Grundannahmen
  • Bedeutungsvolles Lernen erfordert aktive Verarbeitung von Informationen
  • Gedächtnis: Sensorisches Register, Arbeitsgedächtnis, Langzeitgedächtnis
  • Zwei Kanäle der Informationsverarbeitung (Dual Coding Theory)
  • Die Kanäle weißen eine begrenzte Verarbeitungskapazität auf (Cognitive Lord Theory)
  • Ergänzung: Theorie betont stärker die Notwendigkeit der Präsentation von Informationen in Form von Bildern und Wörtern
     

Gestaltungsprinzipien für multimediale Lehr- und Lernmaterialien 

Gestaltungsprinzipien
Erklärung
Beispiel
Multimediaprinzip
Menschen lernen besser von Lernmaterialien in Wort und Bild als von Lernmaterialien, die allein auf Texten basieren
—> Ein tieferer Lerneffekt wird erzielt, wenn Texten angemessene Bilder hinzugefügt werden



Kontiguitätsprinzip
„Prinzip der räumlichen Nähe“
—> kognitive Belastung aufgrund notwendigen Wandern des Blicks von Text zu Graphik und umgekehrt sollte vermieden werden 
—> Zusammengehörendes auch zusammen/ räumlich nah präsentieren



Modalitätsprinzip
Zur Beschreibung eines Bildes eignet sich gesprochener Text besser als geschriebener
—> erklärende, nebenstehende Texte lenken von der Graphik ab
—> Vermeidung des Split-Attention-Effekts




Redundanzprinzip
Gleichzeitige Darbietung von geschriebenem und gesprochenem Text kann das Lernen beeinträchtigen
—> „Viel hilft viel!“
—> Redundante Information in dieser Form führt zu kognitiver Belastung 




Kohärenzprinzip
Anregendes Bildmaterial ohne didaktischen Wert beeinträchtigt die Lernleistung
—> Ablenkende Informationen sollten vermieden werden


Personalisierungsprinzip
„Prinzip der individuellen Anpassung“
—> Sachlicher Sprachstil wirkt unpersönlich und distanziert
—> persönliche Formulierungen fördern den Lernprozess
—> Nutzung pädagogischer Assistenten





Kritik:
—> Dual-Coding-Theory von Piano erklärt nicht alle Phänomene der Wahrnehmung und des Lernens
—> Aspekt der Motivation und der Emotionen unberücksichtigt 

Bildfunktionen (Levin, Anilin & Carney (1987))

Bildfunktion
Erklärung
Beispiel
repräsentierend 
  • Illustration von im Text beschriebenen Akteuren, Objekten und Aktivitäten 
  • Entsprechung der im Text dargestellten Geschichte 
  • Verstärkung wesentlicher, narrativer Ereignisse 
  • Überlappen mit gut organisiertem, verständlichem Textinhalt
  • Konkretisierung










organisierend
  • Darstellung qualitativer Beziehungen zwischen Objekten
  • Organisation von Informationen
  • machen Textinhalt kohärenter




interpretierend
  • Sichtbarmachung nicht fassbarer oder abstrakter Phänomene
  • machen den Text unverständlich


transformiered
  • setzen verschiedene Bestandteile in einem wohlorganisierten Kontext zueinander in Beziehung und bieten einen systematischen Schlüssel zum späteren Erinnern an
  • Fokus: zentral zu lernende Information
  • Renovierung in eine konkretere und besser erinnerbare Form
    - bildliche Metapher









dekorativ
  • Bilder ohne direkte Verbindung zum Textinhalt, mit vorwiegend dekorativer Funktion
  • Typischer Einsatz
    - Attraktiver machen eines (Lehr-)Buchs oder einer Präsentation
    - keine Unterstützung oder Ergänzung entscheidender Text-Information










Technologien für das Multimedia Learning

  • Lernplattformen
  • Web-basierte Lernsysteme
  • Autorenwerkzeuge
  • Videokonferenz- und Teleteaching-Systeme
  • Simulationen
  • Lernspiele

Lernplattformen

Systeme auf Basis eines integrierten Sets von Werkzeugen zur Bereitstellung von E-Learning-Diensten für Lehr- und Lernszenarien

Synonyme:
  • Learning Management System (LMS)
  • Virtual Learning Environment (VLE) 
  • Learning Platform (LP)
  • Course Management System (CMS)

Typische integrierte Werkzeuge
  • Kommunikations-, Kooperations- und Administrationswerkzeuge
  • Management von Studierenden, z.B Anmeldung zu Modulen, Einteilung der Studierenden in Lerngruppen
  • Zuweisung und Kontrolle von Aufgaben
  • Asynchrone Kommunikation und Kooperation, z.B. E-Mail, Blogs, Mailinglisten, Foren, Websites, Dateiaustausch
  • Synchrone Kommunikation und Kooperation, z.B. moderierte und tutroiell betreute IRC- und Web-Chats, Web-Quests, Wiki, Application-Sharing
  • Assessment und Übungen


Technische Grundlagen

Klassisch 
  • Web-Service zur Bereitstellung der web-basierten Lerninhalte sowie der notwendigen Management-Funktionen 
  • Web-ServermiteineraufdiespeziellenAnforderungenangepassten Content-Management-System (CMS) 
  • Beispiele: moopaed-Service auf Grundlage des LMS-Systems Moodle 

Neue Entwicklungen
  • LMS als Cloud-Services
  • Beispiele für kostenfreie Services:
    - Chalkup, Piazza, Canvas Network

Schema eines LMS



Beispiele für Lernplattformen


Open Source
Kostenfrei
Kommerziell
moodle
metacoon
Blackboard
Stud.IP

WebCT
Ilias

Fronter
DotLRN


Claroline




Lernplattformen: moodle

Modular
Object
Oriented
Dynamic
Learning
Environment



  • Open-Source-Projekt 
  • 1999 von Martin Douglamas
  • 73269 registrierte Installationen
  • ca 94.9 Millionen Nutzer
  • 10.8 Millionen Kurse 



Einsatzszenarios
  • Bereitstellung von (Selbst-)Lernmaterialie
  • Übungen und Prüfungen
  • Online Kurse
  • Nutzung von Web 2.0-Methoden

Weitere Funktionen
  • Site-Verwaltung
  • User-Verwaltung —> entweder als Dozent oder Student
  • User-Tracking
  • Abrechnung

Fazit
+ vielfältige Verwaltungsfunktionen
+ Verschiedene Aktivitäten
+ Funktionen zur Anbindung an Verwaltungssysteme
+ Erweiterbar über Plug-Ins
  • Limitierte Authoring-Funktionen
  • Autoren verwenden zur Generierung von Inhalten meistens andere Werkzeuge
Vergleich von Lernplattformen
—> Alle Lernplattformen bieten heutzutage weitestgehend ähnliche Funktionen
—> Unterschiede in Struktur und der konzeptionellen Grundlage

Einsatzszenario: Bereitstellung von Lernmaterialien
Bereitstellung von Lernmaterialien wie Folien oder Skripte beispielsweise
—> Alternativen dazu sind Cloud-Services wie Dropbox 

Einsatzszenario: Online Kurse
Multimediale Kurse und Kurseinheiten Typische Bestandteile 
• Erklärende Texte
• Hyperlinks, Glossar
• Graphiken und Visualisierungen
• Erklärende Tondokumente
• Animationen
• Interaktive, multimediale Elemente 
  • Simulationen
  • Prüfungen
  • Aufgaben, die zu bearbeiten sind

—> Khan Academy bietet viele Online Kurse im Bereich der Mathematik oder auch Informatik
—> den Link hierzu finden Sie hier: https://de.khanacademy.org

Nutzungsszenario
wie bereits im „Einsatzszenario“ erklärt erfolgen diese Punkte für die Lerner der LMS:
—> Bereitstellung von Lernmaterialien
—> Lernaktivitäten: Arbeitsanweisungen und Aufgaben
—> Kollaboration
—> Kommunikation
—> Assessment (formativ und summativ)

für Dozenten kommen andere Aufgabenbereiche hinzu:
—> Kursmanagement, also das Management von Studierenden, wie zum Beispiel die Anmeldungen zu Modulen, oder das Freischalten von Ressourcen
—> Analytics, also das Tracking von Lerneraktivitäten beispielsweise

nun kommen die Authentifizierung und Autorisierung hinzu 
—> Authentifizierung umfasst die Zugangskontrolle zum Beispiel
—> Autorisierung beschreibt den Zugriff auf spezielle Systemfunktionen, wie zum Beispiel Kursmanagement 

das alles passiert nun für mehr als nur einen Kurs gleichzeitig, und mit mehr Lernern und Dozenten

außerdem stehen über all dem die Administration und die Verwaltung
—> die Administration ist für Nutzer-Management, Administration von Kursen und Systemmanagement zum Beispiel zuständig
—> die Verwaltung ist zuständig für Dinge wie Belegungsinformationen und Noten 



 LMS-Komponenten 
—> verschiedene Kernkomponenten
—> bei den meisten LMS erweiterbar durch Extensions und PlugIns




Standards

Szenario 1: Wiederverwertung von Lernobjekten in einer Lernplattform

  • Erstellung und Produktion von Lernmaterialien aufwendig 
—> Erhöhter Nutzen, wenn Elemente und Materialien mehrfach verwendet werden können 
    • Texte, Graphiken, Animationen, Videos, Audio-Sequenzen, ... 
    • Interaktive Elemente (z.B. Simulationen) 
    • Kurssequenzen 
  • Vision: Mehrfachnutzung von Lernobjekten zwischen Lehrenden


Herausforderungen
  • Speicherung von Lernobjekten in gemeinsamen Shared Space 
    • Schaffung geeigneter technischer Infrastrukturen 
    • Motivation von Autoren zur Bereitstellung von Lernressourcen 
  • Finden geeigneter Lernobjekte 
  • Referenzierung und Lizensierung 

Szenario 2: Wiederverwertung von Kursen durch Austausch in einer Lernplattform

  • Erstellung und Produktion von Lernmaterialien aufwendig 
  • Erhöhter Nutzen, wenn Elemente und Materialien mehrfach verwendet werden können 
—> Vision Mehrfachnutzung ganzer Kurse



Herausforderungen
  • Austausch von Online-Kursen zwischen verschiedenen Lernplattformen 
  • Auch: Austausch zwischen Lernplattformen verschiedener Hersteller
  • Übertragung aller verwendeten Ressourcen 
- Texte, Bilder, Videos, Audio-Dateien, ...
- Interaktive Elemente, Simulationen, Lernaktivitäten, Tests...
- Lernerprofile, Lernerpräferenzen 
  • Sicherstellung der möglichst identischen Darstellung und Ablaufsteuerung auf dem Zielsystem 

Wiederverwendung Lernmaterialien

Standards: Probleme von Industriestandards fehlenden Standards

Beispiel 1: Textverarbeitung
—> MS Word als de-fakto Standard (wurde nicht durch ein Normengremium verabschiedet, sondern von Industrieunternehmen definiert.)
—> Verluste bei Konvertierung
—> Andere Hersteller müssen auf Änderungen von Microsoft reagieren

Beispiel 2: 3D-Formate
—> Fehlende Standardisierung
—> Hersteller müssen Vielzahl von Formaten unterstützen
Alle Konvertierungen typischerweise mit Verlusten

  • Die zentrale Instanz zur Standardisierung ist die International Organization for Standardization (ISO) —> Internationale Organisation für Normung die mit Norminstituten in über 150 Ländern arbeitet
  • andere Standardisierungsorganisationen: Deutsche Industrienorm (DIN, gelten nur für Deutschland), American National Standards Institute (ANSI, gelten nur für Amerika)
  • Das heißt, nicht überall gelten dieselben Standards, auch wenn sich viele überschneiden.

Dublin Core Metadata Initiative (DCMI)
  • Begriffsvokabular zur Beschreibung von Web-Ressourcen und DokumentenDCMI —> unterstützt die gemeinsame Innovation im Metadaten-Design
  • Metadatenschema hilft Autoren, ihre Ressourcen (Quellen) mithilfe von Suchmaschinen zu finden
  • Gemeinsame Initiative aus den Bereichen Bibliothek, Informatik, Textpräsentation und MuseenDas Schema hat vor die Aufmerksamkeit von Bibliotheken, Museen
  • Element Set:

Learning Resource Metadata Initiative (LRMI)
  • Grundlage: Dublin Core
  • Gemeinsame Initiative von Creative Commons und der Association of Educational Publishers zur Definition eines allgemeinen Vokabulars zur Beschreibung von Lernressourcen

Learning Objects Metadata (LOM)
  • Resuable Learning Objects (RLO)
    • Wiederverwendbare Lernobjekte
    • Abgeschlossener Inhalt bestehend aus verschiedenen Medien
    • verfolgt didaktisches Ziel
  • internationale Standard für Metadaten zur Beschreibung von Lernobjekten. 
  • LOM beinhaltet folgende Komponenten:
    • Format
    • Meta-Informationen zur Klassifizierung der Einsatzmöglichkeiten

Grundstruktur von LOM

Kategorie
Erklärung
Allgemeines (General Category)
Grundlegende Informationen, die das Lernobjekt als Ganzes beschreiben
Lebenszyklus (Lifecycle Category)
Eigenschaften, die einerseits die Geschichte und den aktuellen Zustand des Lernobjekts als auch die beeinflussenden Lernobjekte beschreiben 
Meta-Metadaten (Meta-Metadata Category)
Merkmale der Metadatenbeschreibung
Technische Details (Technical Category)
Technische Voraussetzungen und Merkmale des Lernobjekts
Didaktische Details (Educational Category)
Didaktische Aspekte des Lernobjekts
Rechte (Rights Category)
Nutzungsbedingungen
Verwandte Ressourcen (Relation Category)
Relationen zu anderen Ressourcen
Anmerkungen (Annotation Category)
Anmerkung über Bildungsnutzen 
Klassifikation (Classification Category)
Einordnung des Lernobjekts in eine Klassifizierungssystem

Creative Commons
  • Veröffentlichung verschiedener Standard-Lizenzverträge, mit denen ein Autor der Öffentlichkeit auf einfache Weise Nutzungsrechte an seinen Werken einräumen kann
  • Neuer Standard mit schnell steigender Verbreitung für Lizensierungsmodell

Austausch von Lernmaterialien und Interoperabilität

Shareable Content Object Reference Model (SCORM)
  • Internationaler Standard der Advanced Distributed Learning Initiative
  • SCORM ist ein Referenzmodell zum Austausch von Kursen und Lehrmaterialien zwischen unterschiedlichen Lernplattformen (Beschreibungen verschiedener Aspekte von Kursmaterialien basieren auf XML)
  • Sammlung von Standards und Spezifikationen aus verschiedenen Quellen —> einfache Austauschbarkeit, allgemeinen Zugriff, Wiederverwendbarkeit von E-Learning Angeboten zu ermöglichen
  • SCORM ist für die Hersteller sehr schwer umzusetzen, da es sehr komplex ist.
—> Aufwand für Umstellung eines LMS und Übertragung von Kursinhalten auch bei teilweiser Ausnutzung von SCORM immer noch hoch (Übertragung läuft nur teilautomatisch ab, viele manuelle Arbeitsschritte notwendig)

Experience API (xAPI)
  • Standard der Distributiv Learning (ADL) Initiative
  • Ziel :
—> normatives Assessment und Feedback 
—> automatisierte Empfehlung von Lernressourcen für Lernende (Recommender Systems)
  • Standard beschränkt auf den Austausch von Informationen (Tracking) zwischen Lernsoftware und einem Learning Record Store (= Art zentrale Datenbank, die Daten an bspw. ein LMS weiterleitet oder von einem LMS übernimmt)

Autorenwerkzeuge

  • Software, mit der Online-Hilfen und andere Informationsprodukte erstellt werden können
  • Grundlegende Anforderungen
    • Import/Export
    • Web-Fähigkeit
    • Konformität zu Standards


Interaktivität von Lehrmaterialien

  •  Problem:
→ Je höher der Interaktivitätsgrad, desto höher auch der Entwicklungsaufwand

Formen von Autorenwerkzeugen
  • Formatumwandler
    • Umwandlung von Dokumenten in WebSeiten
  • Recording- und Animationswerkzeuge
    • Erzeugen von Audio/Video-Content
    • Erstellung von Animationen
  • Einfache Autorenwerkzeuge
    • Schablonen für verschiedene Inhaltstypen
  • Web-Editoren
    • Primär Beschreibung von Inhalten in HTML/XML
    • Interaktive Elemente z.T. Über Javascript
    • Möglichkeit zur Einbindung anderer Medien
  • Komplexe Autorensysteme
    • Dynamische/interaktive Inhalte
    • Integration verschiedenster Medien

Einfache Autorenwerkzeuge
  • Ziel:
—> einfache Erzeugung von Lerneinheiten
  • Grundlagen:
    • Arbeiten mit vorgefertigten Schablonen 
    • Hypertext-Seiten, Glossaren, Quizzes und Selbst-Tests
  • Aspekte
    • Einfachheit statt Flexibilität, wenig Dynamik/Interaktion
    • Keine HTML/Programmier-Kenntnisse notwendig
    • Automatische Erzeugung von verknüpften Inhalts-Seiten
    • Typischerweise sind Lerneinheiten mit SCORM kompatible 
  • Produkte
  • z.B. Bitmedia Content Creator, Lectora Publisher, EasyProf,…

Web-Editoren
  • WYSIWYG-HTML Editoren (What You See Is What You Get)
—> What you see is what you get Prinzip
—> Visuelles Erstellen von Web-Seiten wie mit Dokumenten-Editor
  • Aspekte
    • Beliebige Hypertext-Strukturen definierbar
    • Dynamik/Interaktion durch JavaScript-Programmierung möglich
    • Nachträglich ladbare Funktionalitäts-Erweiterungen
    • z.B. für Erstellung von Lerninhalten
    • keine Programmierkenntnisse nötig
  • Produkte
  • Macromedia Dreamweaver, Adobe GoLive, MS Frontpage,…

Seitenorientierte Systeme 
  • Anreicherung der Seiten mit Interaktionselementen
  • ähnliche Oberfläche wie Microsoft PowerPoint.
  • Inhalte sind strukturiert in Folien und Szenen

Zeit-orientierte/Ablauf-orientierte Systeme
  • Flexibelste Form der Entwicklung von Multimedia-Produkten
  • Möglichkeit der Programmierung mit ActionScript
  • Problem —> Sehr hoher Entwicklungsaufwand
  • Mögliche Lösung —> Templates

 Learning Design Editors
  • Werkzeuge zur Beschreibung von didaktischen Konzepten zur Verbindung mit Lernmaterialen

Autorenwerkzeuge für Aufgaben und Tests
  • Beispiel: Hot Potatoes
  • speziell für interaktive Aufgaben (Multiple Choice, Freie Texteingabe, Lückentext, …)
  • Integration in Lernplattformen


Internet und Web

Was ist das Internet?
—> Ein weltweites System verschiedener Netzwerke, welches den Datenaustausch ermöglicht

  • Grundgedanken
    • Jeder Knotenpunkt musste denselben Status im Netz haben
    • Jeder Knoten hat die Berechtigung Nachrichten zu erzeugen, zu empfangen und zu übertragen
    • Nachrichten werden in Pakete unterteilt
    • Jedes Paket wird mit Absender- und Empfangsadresse versehen

TCP/IP: Paket-basierte Übertragung von Inhalten im Internet



—> Transmission Control Protocol/Internet Protocol 
  • Punkt zu Punkt Kommunikation
  • Client-Server-Modell zur Kommunikation—> Client fordert Dienst an, dieser wird vom Server zur Verfügung gestellt

Transmission Control Protocol:
  • Zerlegen einer Nachricht oder Datei in kleinere Pakete
  • Übertragung über das Internet und von einer TCP-Schicht empfangen und wieder zusammengefügt—>Wiederherstellung der ursprünglichen Nachricht

Internet Protocol:
- Adressierung der Pakete, so dass sie zum richtigen Empfänger gelangen


Wichtige Internet-Applikationen und -Protokolle



Internet vs. Intranet 

  • Internet:

    • Weltweites Netzwerk auf Basis von TCP/IP

  • Intranet:

    • Internes Infotmations- und Kommunikationsnetz z.B. einer Organisation 
    • Internes Informations- und Kommunikationsnetz
    • Verwendet Internet-Technolgien

—> Verbindungsarten

—> Protokolle (http, ftp, etc.)

—> Dienste (Server, WWW)

    • ABER vom Internet abgekoppelt

—> Kein Zugriff auf Ressourcen durch externe Rechner möglich

—> Zusätzliche Sicherung vor Angriffen (z.B. durch eine Firewall)


World Wide Web (WWW)
  • Alle Ressourcen und Dienstleistungen, die im Internet über das Hypertext Transfer Protocol (HTTP) zugreifbar sind
  • Der Erfinder von HTML und der Begründer des World Wide Web des Internets ist Sir Tim Berners-Lee (1990)

—> World-Wide-Web ǂ Internet 


Anforderungen
Standard
Einheitliche Beschreibung von Dokumenten und Hyperlinks 
HTML (Hypertext Markup Language)
  • Text mit Auszeichnungen in Form von Tags
Festlegung eines Protokolls, mit dem Dokumente im Netz angefordert werden können 
http (Hypertext Transfer Protocol)
  • Protokoll zur Übertragung von Daten auf der Anwendungsschicht
  • wird eingesetzt, um Webseiten aus dem World Wide Web in einen Webbrowser zu laden
Beschreibung von WWW- Adressen im Internet 
URL (Uniform Resource Locator)
  • eindeutige Adressierung von Ressourcen im Internet 
  • besteht grob aus: Protokoll - Rechneradresse - Dokumentname
System, das Anforderungen erfüllt
Web-Server
  • spezielle Software auf einem Server, die auf http-Anfrage wartet
  • sendet angefragt Dokument zurück
System, welches das Anzeigen von Hypertext-/Hypermedia- Dokumenten und das Aktivieren von Hyperlinks ermöglicht 
Web-Browser
  • spezielle Software zum Anzeigen von Web-Dokument-Inhalten und zur Navigation im Web
  • Erweiterung der Darstellungsmöglichkeiten mittels sogenannter Plug-Ins


Internet Media Types (Mime Types)

Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME)
  • Ursprünglich entwickelt zur Kennzeichnung von Anhängen in Mails
  • Heute: Kommunikation zwischen Browser und Web Server
Medientypen
  • Text = für Textdateien (z.B. .doc)
  • Image = für Grafikdateien (z.B. .jpeg)
  • Video = für Videodateien (z.B. .mp4)
  • Audio = für Sounddateien (z.B. .mp3)
  • Application = an bestimmtes Programm gebundene Dateien (z.B. .ppt)
  • multipart = für mehrteilige Daten
  • message = für Nachrichten
  • model = für Dateien, die mehrdimensionale Strukturen repräsentieren

Sicherheit im Netz
  • Um Daten zu schützen, sollten Informationen verschlüsselt werden
—> sichere Verbindungen: https
  • ABER: 
  • Sichere Verbindung nur zum Server
  • Schlüssel für Verbindung muss ausgehandelt werden

Cloud
  • Web-Services statt statische Web-Seiten
—> Nutzung von Rechenkapazität, Datenspeicher, Netzwerkkapazitäten 
—> Dropbox, Google Drive, Google Docs beispielsweise


Web-basierte Methoden

Funktionen des Internets 
Das Internet dient im Unterricht nach Weigand (Weth 2002) als,
… Nachschlagewerk
… Quelle für Unterrichtsmaterialien
… Demonstrationsmedium
… Kommunikationsmedium
… Tutor und Lernsystem
… Katalysator für Projektarbeit
… Veröffentlichungsmedium
… Unterrichtsmedium

Phasen-Modell nach Hildenbrand (2000)
  • Sichtung und Vorauswahl von Internetmaterialien durch den Dozenten
  • Eigenständige Internet-Recherche durch Lernende
  • Auswertung und Dokumentation
  • Präsentation der Recherche-Ergebnisse
  • Diskussion der Ergebnisse
  • Erstellung einer Gesamtdokumentation

Suchmaschinen
Verschiedene Suchanfragen 
  • google.de —> sehr umfassend, Einschränkung der Suche auf spezifische Textteile
  • blindekuh.de/frag FINN —> einfach strukturiert für Kinder
  • Google Scholar —> Spezielle Suchmaschine zur Literaturrecherche wissenschaftlicher Dokumente
  • WolframAlpha —>  nicht alle Daten und Dokumente, sondern Verarbeitung von Fakten zu Ergebnissen, sehr komplexe Suchanfragen
  • startpage.com —> sehr sicher, Niederländischer Dienst, keine Speicherung der IP-Adresse

Problem: 
—> Die Qualität von Internetmaterialien ist stark schwankend
Qualität von Wikepedia: 
—> gleichwertig bei Naturwissenschaftlichen Themen zur Encyclopaedia Britannica 
—> Wikipedia ist aber sehr genau und beinhaltet weniger Fehler als der Brockhaus 

WebQuests
  • Methode des projektbasierten Lernens unter Verwendung von Informationsquellen im Internet.
  • Ansatz
  • explorativ Lernwege—> unterstützen selbstorganisiertes und prozessorientiertes Lernen
  • fördern handlungsorientierten Unterricht 
  • eigenständige Konstruktion von Wissen
  • Reale Problemstellungen 
  • Struktur für projektorientiertes Arbeiten
  • Es geht darum, dass Schüler die vorgegebenen Informationen nutzen sollen und nicht nur darum das Problem zu finden
  • vorgegebener Rahmen, feste Struktur
  • Technik zur Unterstützung von Scaffolding
  • regen zur Arbeit in Teams an 
  • von B. Dodge und T. March entwickelt


Struktur von WebQuests 
1. Einführung
—> Motivation
2. Aufgabenstellung
—> Erreichbare Zielsetzung 
3. Ressourcen
—> Mehrheitlich web-basiert, aber auch andere möglich 
4. Arbeitsprozess
—> Scaffolding: Hinweis zur Bearbeitung
5. Bewertung
—> vorher bereitgestellte Kriterien zur Bewertung
—> Typischerweise in Form von Rubrics
6. Fazit und Reflexion
—> Weiterführende Fragestellungen mit der Möglichkeit zur Anwendung des Wissens in anderen Kontexten 

Prinzipien für gute WebQuests
FOCUS-Prinzip (Dodge, 2001)
    • Find great sites.
    • Orchestrate your learners and resources.
    • Challenge your learners to think.
    • Use the medium.
    • Scaffold high expectations.


Internet als Quelle für Unterrichtsmaterialien
  • Internet als Quelle vielfältiger Arbeitsmaterialien
  • Unterstützung für Lehrpersonen (Landesbildungsserver Baden-Württemberg, Deutscher Bildungsserver)
—> Arbeitsblätter, 
—> Klassenarbeiten, 
—> Stundenentwürfe
  • Unterstützung für Schüler (z.B. Student Online, Hausarbeiten.de)
—> Materialien für die Vorbereitung von Referaten,
—> Hausarbeiten.
—> Methodische Unterstützung 

Problem
—> Internet beliebte Quelle für Schüler, Lösungen für Hausaufgaben etc. zu finden
—> komplette Facharbeiten oder Referate sind zu finden

 Lösungsansatz
—> Spezifische Suchmaschine zum Auffinden von Plagiaten
—> z.B. plagscan

Weitere Nutzungsmöglichkeiten 

Internet als Demonstrationsmedium
—> Nutzbar auch bei begrenzten Ressourcen für den Computereinsatz
—> Lehrer steuert Art und Zeitpunktes des Einsatzes

 Internet als Tutor und Lernsystem
—> da das Internet kein Lern- und Instruktionsmedium mit vorstrukturierten Lerninhalte ist
—> ABER: einzelne Hilfen und Kurse im Internet

Lernen mit Web 2.0 Technologien

Web 2.0
  • neue Art der Wahrnehmung und Nutzung des Internet
  • Sozialer Effekt: 
    • Read/Write Web —> Jedermann ist Autor
    • Nutzung der „kollektiven Intelligenz“ im Internet (—> Wissen von vielen zusammen)
    • Social Networking
  • Verschiebung/Auflösung von Grenzen (Kerres 2006, Bernhardt, Kirchner 2007)

Verschiebung der Grenzen Verschiebung im Allgemeinen Grenzen im Bildungskontext
User vs. Autor
  • User werden aktive Content-Produzenten
 Lerner vs. Lehrer:
—> Lerner erzeugen Content
lokal vs. entfernt
  • Lokales wird überall im Netz verfügbar und verarbeitbar gemacht
 Zuhause vs. Schule:
—> Lerne wird ubiquitär (allgegenwärtig)
privat vs. öffentlich
  • Privates wird freiwillig im Netz zur Verfügung gestellt
 Lernen vs. prüfen:
—> Lernen wird zur Performanz

E-Learning 2.0

E-Learning 1.x
E-Learning 2.0
Lernplattform als Insel
Lernportal als Tor
Lehrer überführt alle Lernressourcen auf die Insel
Lehrer stellt Wegweiser auf, aggregiert Ressourcen
Lerner nutzt vorgegebene Inhalte und Werkzeuge
Lerner konfiguriert seine persönliche Lern- und Arbeitsumgebung (PLE)

Technologien

Web 2.0-Technologien
    • Technologie zur vereinfachten Erstellung von Web-Inhalten ohne spezielle Werkzeuge und mit geringem Spezialwissen
    • passiver Konsument—> zum aktiven Herausgeber von Informationen

Beispiele
  • Wikis 
= kollaborative Erstellung von Web-Inhalten. 
    • Meist nach Schlagworten strukturiert
    • History-Funktion
    • Discussion Board
  • Funktionen 
    • Community-Building
    • Kontextanker
    • sozio-kognitive Strukturierung
    • gemeinsame externale Repräsentation
    • Feedback und Hilfe
    • ermöglicht durch einfache Web-Formulare die direkte Änderung der Inhalte
    • Verknüpfung von Web-Inhalten durch halb-automatisch eingefügte Hyperlinks
    • Suchfunktion
  • Einsatzmöglichkeiten
    • Sammeln und kollaboratives Ausarbeiten von Fragen
    • Gemeinsames Erstellen von Texten und FAQs
    • Vokabeltrainer
    • Lexika
    • Glossare

  • Weblogs 
= Onlinetagebuch in Form von periodisch ergänzer Webseite
  • Funktionen
    • vereinfachte Erstellung und Einstellung individualisierter Web-Inhalte
    • Postings und Archivierung , 
    • Kommentaren und Links, 
    • RSS Feeds und Feed Reader
    • Blog Rolle (= Sammlung von Links zu anderen Blogs)
    • Verwaltung aller Web-Inhalte über eine Datenbank mithilfe von Content-Management-Werkzeug
  • Anwendungsformen
    • Online-Tagebücher
    • EduBlog: Blogs im Kontext Lehren und Lernen

  • EduBlog
= bewegen sich thematisch im Lehr- / Lernkontext
  • Formen
    • in Form von Blogs: von Lehrern für Lehrer, 
    • zum Thema Weiterbildung, 
    • über Erziehungspolitik, 
    • im Audio-/Video-Format mit Lehrinhalten, 
    • e-Portfolios

  • Social Bookmarking
= Teilen und Annotation von Web-Browser Bookmarks
  • Funktionen
    • Speichern von Bookmarks und Ergänzung um semantische Auszeichnung
    • Suche nach Bookmarks und Tags
    • Sharing von Bookmarks
    • Publikation in RSS Feed
  • Anwendungsmöglichkeiten
    • Bereitstellung themenspezifischer Materialsammlungen, 
    • zur kollaborativen Generierung von Ressourcen (Themen- und Literaturlisten) 
    • und zur Zusammenarbeit über Institutionsgrenzen hinweg

  • Social Networking
= Austausch von Kontaktdaten zur Erreichbarkeit der Gruppenmitglieder mit Hilfe von asynchroner Kommunikation und gemeinsamer Nutzung von Informationen
  • Problem
    • Wie viele und welche Arten von Informationen sollte man Verfügbar machen?

Twitter
= Microblogging mit beschränktem Nachrichtenumfang

  • Anwendungsmöglichkeiten in der Lehre
    • Statusmeldung für Lerngruppen an Dozenten, 
    • Linksammlung zur Recherche,
    • kollaboratives Brainstorming 
    • aktueller Hinweisgeber für künftige Veranstaltungen, 
    • Liveberichterstattungen von Konferenzen, Veranstaltungen, Vorlesungen, 
    • virtueller Notizzettel,
    • zeitnahe Benachrichtigung über aktuelle Ereignisse, Kommentarmöglichkeiten

Podcast 
= Serie von Medienbeiträgen (Episoden), die meistens in einem Newsfeed automatisch bezogen werden können
    • kann auch Radio- und Fernsehsendungen auffassen
    • Kunstwort aus iPod und Broadcasting

Podcasting
= Produktion von Audio. und Videoinhalten und Eren Bereitstellung im Internet
    • Abonnement-Service
    • Audio/Video on Demand

Personal Learning Environments (PLEs)
= Lernumgebung, die individuell vom Lernenden an seine Anforderungen angepasst werden kann
  • Funktionen (Attwell et. al. 2008)
    • Informationssuche
    • Sammeln/Strukturieren und Bearbeiten/Anpassen von Informationen
    • Reflexion
    • Präsentieren
    • Teilen
    • Networking

Virtuelle Realität und Virtuelle Umgebung

= Echtzeit-Simulation einer interaktiven, künstlichen Realität mit ihren physikalischen Eigenschaften 
  • Ziel 
    • völliges Eintauchen in die virtuelle Welt  (u.U. durch Virtual Reality Technologie). 
    • Teil dieser Welt zu sein und mit ihr interagieren können (Immersion)
    • Man selbst steuert in dieser Welt einen Avatar (=Künstliche Person oder ein grafischer Stellvertreter einer echten Person in der virtuellen Welt)

Avatare
  • Ursprünglich Begriff aus der indischen Mythologie
—> Angenommene Körper eines Gottes bei seinen Wanderungen auf der Erde
  • Im Kontext virtueller Umgebungen
—> Künstliche Person oder ein grafischer Stellvertreter einer echten Person in der virtuellen Welt
—> Ursprung: Neal Stephenson, Snow Crash, 1992


Second Life (SL)

  • Produkt und Service der Firma Linden Labs, USA
  • Virtuelle Umgebungen mittlerweile auch mit Virtual Reality Technologien, wie z.B. Oculus Rift oder HTC live
  • Kostenfreier Browse
  • Miete von Grundstücken kostenpflichtig —> Notwendig zum Bau eigener Modelle und Gebäude 
  • Darüber hinaus eigene Geschäftsmodelle der User 

 Beispiele
    • Modellierung von Gebäuden und Avataren
    • Werbung

Funktionen
    • Steuerung eines 3D-Avatars 
    • Kommunikation mit anderen Personen in Second Life 8durch Chat oder Audio-Streaming)
    • Erstellen eigener 3D-Modelle und Modellierung von eigenen Gebäuden 
    • Erstellung interaktiver Komponenten mit der Skriptsprache Linden Script

Einsatzmöglichkeiten in der Lehre
  1. Lernen durch Animationen und Simulationen (z.B. Segel-Simulation oder Lehrmaterialien zur Physik)
  2. Lernen in virtuellen Konferenzen
  3. Lernen durch Coaching im Rahmen Projektmanagement und Software-Engineering (virtueller Coach, der zu virtuellen Sprechzeiten verfügbar ist)
  4. Lernen durch Teilnahme an Kursen bspw der Volkshochschule Goslar
—> Technologien: Chat, Audio, Folienanzeige, Notecards
  1. Lernen mit “Schome” —> ist vollständig selbstorganisiert durch teilnehmende Kinder und richtet sich an hochbegabte Kinder mithilfe eingeladener Experten für spezielle Themengebiete


Computer-Supported Cooperative Learning (CSCL)

—> Computerunterstütztes kooperatives Lernen, Rechnergestütztes Gruppenlernen
—> Kooperatives Lernen
  • Lernen in einer Gruppe
  • Gruppenmitglieder erarbeiten und erwerben Wissen gemeinsam
—> Informationstechnische Systeme zur Unterstützung der kooperativen Lernprozesse

Konnektivismus
—> neue Theorie für das Lernen im digitalen Zeitalter (George Siemens 2005)
—> Zentrale Idee (Verhagen 2006)
  • Aufgabe von Lernprozesse n ist die Herstellung von Verknüpfungen von Wissen, dass über verschiedenste reale und virtuelle Orte verteilt ist
  • Pflege und Ausbau solcher Verknüpfungen als essentiell notwendige Skills eines Lerners in der technologischen Informationsgesellschaft

Prinzipien des Konnektivismus
  • Lernen und Wissen beruhen auf der Vielfältigkeit von persönlicher Auffassung.
  • Lernen ist der Prozess des Verbindens von spezialisierten Knoten und Informationsquellen
  • Lernen kann in nicht-menschlichen Einrichtungen stattfinden.
  • Die Kapazität, mehr zu wissen, ist wichtiger als das, was man bereits weiß.
  • Das Erhalten und Pflegen von Verbindungen ist unabkömmlich, um kontinuierliches Lernen zu ermöglichen.
  • Die Fähigkeit, Zusammenhänge zwischen Wissensfeldern, Ideen und Konzepten zu erkennen, ist eine Grundvoraussetzung. 
  • Aktualität des Wissens ist das Ziel eines jeden konnektivistischen Lernens.
  • Entscheidungen zu treffen ist ein Lernprozess an sich. Die Auswahl, was zu lernen ist, und die Bedeutung der aufgenommenen Informationen muss aus der Sicht einer sich ständig verändernden Realität gesehen werden. Während es heute eine richtige Antwort gibt, kann sich diese morgen aufgrund von Veränderungen im Informationsklima, welches die Entscheidung beeinflusst, als falsch herausstellen.

Kritik 
—> wird nicht allgemein als Lerntheorie akzeptiert 
—> keine Erklärung, wie Lernen funktioniert (Verhagen 2006)
—> nicht grundsätzlich neu und zum großen Teil bei speziellen anderen Lerntheorien abgedeckt

Aspekte Kooperativen Lernens (Maughan, Webb 2001)
—> Gezielte Gruppenbildung 
  • Auswahl der Gruppenmitglieder nach vorgegebenen Kriterien (z.B. Persönlichkeit, Fachwissen, Lerntyp, etc)
    - Häufig in einer Form, die Unterschiede und Perspektiven maximiert
  • Ziel: optimale, soziale Lernkonstellation
—> Kontinuierliche Gruppeninteraktion
  • Regelmäßige Treffen
  • Ziel: enges, soziales Netzwerk
—> Wechselbeziehungen zwischen Gruppenmitgliedern
  • Ziel: Gruppengefühl und Gefühl gemeinsamer Verantwortung für Lernerfolg
—> Individuelle Bewertung
  • Ziel: Vermeidung von „Mitlaufen“
—> Explizite Beachtung der Entwicklung sozialer Kompetenzen
—> Lehrer als Moderator (Instructor as Facilitator)

Kollaboratives Lernen
„A coordinated, synchronous activity that is the result of a continued attempt to construct and maintain a shared conception of a problem.“ (Roschelle, Teasley 1995)

—> gemeinsame Verantwortung für das Endresultat wie auch für den Entwicklungsprozess 
—> Fokus auf gemeinsames Lernen 

Dimensionen des CSCL (nach Wessen, Pfister 2001)

DIMENSIONEN
Ort
lokal vs. verteilt
Zeit
synchron vs. asynchron
Symmetrie
asymmetrisch vs. symmetrisch
Direktivität
angeleitet vs. selbstgesteuert
Dauer
persistent vs. transient
Wissen
individuelles vs. verteiltes Wissen
Gruppengröße
individuell vs. Gruppenlernen

Peer Tutoring 

—> gegenseitiges Unterrichten (von Gleichaltrigen)
—> Uralte, erprobte Lehr-/Lernmethode
—> häufig auch keine echten Experten, sondern Mit-Lernende

„Ein Lernender (Tutor) instruiert einen anderen Lernenden („Tutee“) auf einem Themengebiet, auf dem ersterer ein Experte und der zweite ein Novize ist.“ (Damon, Phelps, 1989)

Vorteile
  • für Tutees: gleiche Effektivität oder effektiver als traditionelle, Lehrerzentrierte Lehr-/Lernformen
  • Lernen akademischer Fähigkeiten
  • Entwicklung sozialer Verhaltensformen und von Klassenraum-Disziplin
  • Verbesserung der Beziehung zwischen Lernenden

Warum funktioniert Peer Tutoring?
—> Geringe Distanz in Autorität und Wissen zwischen Experten und Novizen
—> Fehlende Ansprüche des Experten bzgl. didaktischer Kompetenz
—> Aktivere Rolle des Novizen


Gruppenlernen

Ziele
  • Gegenseitige Unterstützung der Lernenden 
  • Verantwortung soll nicht nur für die eigene Lernleistung bestehen, sondern auch für die der Gruppenmitglieder

Aufgabentypen
  • Unterteilbarkeit der Aufgabe
  • Maximierung vs. Optimierung
  • Verhältnis von Einzelleistung und Gruppenprodukt
    - Additiv (z.B. Brainstorming)
    - Kompensatorisch (z.B. Schätzaufgaben)
    - Disjunktiv (z.B. Denksportaufgaben)
    - Konjunktiv (z.B. gemeinsames Musizieren)
    - Ermessensspielraum der Gruppe
  • Abhängigkeit der Gruppenmitglieder voneinander
    - Kooperation
    - Wettbewerb
    - Mischung (soziales Dilemma)
—> Wettbewerbssituationen sollten vermieden werden, da dies dem Erfolg der Gruppenarbeit im
       Weg steht

Methoden
  • Online-Vorstellungsrunde
  • Freier Chat
  • Puzzle
  • Simulation
  • Rollenspiel
  • Projektarbeit
  • Mind-Mapping
  • …

Vorteile
  • Gewinnung von neuen Sichtweisen und neuen Perspektiven 
  • Profitieren vom Wissen anderer Teilnehmer
  • Entfaltung von weiteren Kompetenzen wie
    - Teamwork
    - Kooperationsfähigkeit
    - Kommunikationsfähigkeit
    - Durchsetzungsfähigkeit
    - Umgang mit Stresssituationen 
  • Arbeit ist Motivierender und Anregender
  • Entfaltung von sozialen Kompetenzen
  • Erweiterung von Rhetorik-Fähigkeiten
  • Steigerung des Motivationsvermögens

Phasen der Gruppenentwicklung
  1. Forming: Orientierung
  2. Storming: Konfrontation und Konflikt
  3. Norming: Konsens, Kooperation und Kompromiss
  4. Performing: Integration von Sach- und sozio-emotionalen Anforderungen

Kommunikationswerkzeuge im CSCL

Email
  • Thematischer Zusammenhang (Threads)
  • Geschlossene Benutzergruppen 

Newsgroups/Foren
  • Allgemeine Fragen (ohne Zugriffsschutz/Vertraulichkeit)
  • Koordination (z.B. Bildung von Gruppen, Terminfindung)
  • bei fachlichen Fragen: Bewusstsein über nicht abgesicherte Korrektheit
  • Soziale Kommunikation soll nicht unterbunden werden

Chats
  • synchrone Diskussion in kleinen Lerngruppen
  • bei größeren Gruppen Moderation (Rederecht) nötig
  • Emoticons, Benutzerbilder, etc

Video/Audio-Konferenzen 
  • Video selten (z.B. Prüfung), Audio kann effizienter sein als Chat
  • Private and Public Workspaces
  • Identität der Teilnehmer
  • Location of Actions

Kooperationswerkzeuge für Kleingruppen

Gruppengröße 2-10 Teilnehmer

Notwendiges Element: Awareness
  • Zustand eines Teilnehmers: z.B. aktueller Beitrag verfügbar, hat Rederecht
  • Kontext eines Teilnehmers: Umgebungsspezifische Aktivitäten und Eigenschaften, z.B. Rolle
  • Status von gemeinsam genutzten Objekten: z.B. neue Version
  • Gruppenaktivitäten: z.B. Übertritt in neue Phase
  • Einzelaktivitäten: z.B. Verschieben einer Datei

Gemeinsame Datenablage
  • gemeinsame Objektverwaltung, Status-Anzeige
  • Management der Zugriffsrechte

Kooperative Editoren
  • gleichzeitige Bearbeitung eines Objekts durch verschiedene Benutzer
  • Vermeidung einfacher Sperr-Mechanismen, Feingranularität
  • Konfliktauflösung bei konkurrierenden Aktivitäten

Application Sharing
  • Kooperatives Arbeiten mit eigentlich für individuelle Nutzer konzipierten Werkzeugen
  • Explizite Kontrollübergabe

Asynchrone, verteilte Schnittstellen: Different Place, Different Time 

E-Mail
  • Weit verbreitetes Werkzeug zur Kommunikation und Zusammenarbeit
  • Wenig strukturiertes Informationsmittel
  • häufig Informationsflut
  • Werkzeuge
    - Filter
    - Archive
    - Mailing Lists
    - Diskussionsgruppen
  • Typischerweise in erster Linie Text, aber zunehmend anderer strukturierter Objekte
    - Grafiken
    - Sounds
    - Animationen
    - Videos
USENET Newsgroups
  • Hierarchische Struktur 
  • jede Gruppe fokussiert auf ein Themengebiet
  • Nutzung vergleichbar eines zeitlich geordneten Postings in einem Bulletin Board
  • User lesen und beantworten interessierende Nachrichten
  • Offen für alle
Mailing-Listen
  • Abonnement von unregelmäßigen/regelmäßigen E-Mail-Nachrichten
  • ggf. moderiert (die meisten nicht moderierten Gruppen überleben nicht)
  • Nutzung typischerweise über einen Mail Reflektor
  • Durchsuchbares Archiv alter Nachrichten auf dem Server
Wikis
Formen:
  • selbstgesteuerte / offene Wikis
    - offenes Lernsetting
    - kollaborative Arbeitsformen werden häufig genutzt
  • fremdgesteuerte / geschlossene Wikis
    - formales Lernsettig
    - tendenziell seltenere Nutzung kollaborativer Arbeitsformen
Eigenschaften:
  • Verschiedene Rezeptionsmöglichkeiten
    - Suche nach Artikeln
  • Eigene Gestaltungsmöglichkeiten für Benutzer
    - Neuanlagen und Veränderung von Artikeln
    - Diskussion von Artikeln
    - Einfügen von Verlinkungen zwischen Artikeln
  • Kompetenzerwerb durch Nutzung von Wikis
    - Schulung der Diskussions- und Verhandlungskultur
    - Permanenter Austausch- und Aushandlungsprozess eigener Ideen durch gemeinsames
      Schreiben

Synchrone, verteilte Schnittstellen: Different Place, Same Time

Application Sharing: Synchrone, verteilte Anwendungen
  • Gemeinsames Editieren von Dokumenten in Gruppen
  • Verteilte Bildschirme zur Kundenunterstützung und Training
  • Distance Learning
  • Telemedizin 
Werkzeuge:
  • Chat
  • MUDD
  • Instant Messaging
  • Texting (SMS)
  • Smartphones
Probleme:
  • Auf- und Abbau der Verbindung langwierig
  • Hintergrundgeräusche wirken sehr störend
  • Turn-taking: Wer spricht?
  • Beleuchtung
  • Herstellung von Augenkontakt
  • kleine Darstellungsfläche für Gesprächspartner
  • potentielle Störung der Privatsphäre
Herausforderung:
  • Techniken für Turn-taking
  • Document Sharing

Face-to-Face Interfaces: Same Place, Same Time

—> Audience Response Units
Vorteile:
  • Erhöhte Aufmerksamkeit
  • Reflexion
  • Verbesserte Retention
  • Anonymes Feedback
  • Assessment mit sofortigem Feedback
  • Datensammlung zu Analysezwecken

—> weitere innovative Anwendungen
  • File Sharing
  • Shared Workspace
  • Group Activities
  • Collaboration und Liveboard
  • Interactive Whiteboards
  • Notification Systems

—> Elektronische Seminar-/Klassenräume
  • Ziel: Aktives, selbstgesteuertes Lernen
  • neue, offene Lehr-/ Lernformen (Projekte, Praktika, Gruppenarbeit, WebQuests)
  • Unterstützung mittels
    - Lernumgebungen
    - Internet
    - Spezieller Software (Programmierumgebungen, Präsentationssoftware, Mind Mapping Tools, 
       Statistischer Auswertungssoftware, etc.)
    - Simulationen 

Konnektivistische Lehrmethoden: MOOCs

—> Massive Open Online Courses

Werkzeuge:
  • Forendiskussionen in Moodle-Plattform
  • Blogeinträge
  • Second Life
  • Onlinetreffen im Virtual Classroom

Mobile Learning („M-Learning“)

Definition (Traxler 2009):
  • „…mobile learning is not about „mobile“ as previously understood, or about „learning“ as previously understood, but part of a new mobile conception of society.“
  • „Learning that used to be delivered „just-in-case“, dan now be delivered „just-in-time, just enough, and just-for-me.“

—> Einsatz mobiler Endgeräte beim Lernen
—> Fortsetzung des E-Learning
—> im Gegensatz zu E-Learning wird nicht nur zeitliche, sondern auch örtliche Flexibilität geboten
—> Techniken des M-Learning sind so ausgerichtet, dass Menschen diese zu Leerzeiten nutzen
       können

Aktivitäten im Mobile Learning


Aspekte des M-Learning —> Vorteile (Frehmuth et al., 2002; Kynäslahti, 2003)

ASPEKTE
ERKLÄRUNG
Effizienz
es werden Möglichkeiten geschaffen, an Orten zu lernen, die keinen Bezug zum Lerninhalt haben, aber dennoch genutzt werden können, wie beispielsweise in Zügen, oder Bahnen
Personal Sphere
Lernen findet in der persönlichen Umgebung des Nutzers statt
Verbindung
die Kommunikation und Interaktion zwischen Dozenten und Studenten kann intensiviert werden, aber auch die Gruppenarbeit unter Studenten flexibler gestaltet werden
Kontextsensitivität
ermöglicht die Erfassung und Auswertung von Umgebungsinformationen —> bspw im Labor oder Museum —> die Forderungen des situierten Lernens können besser erfüllt werden

—> mit steigender Leistungsfähigkeit und verbesserter Usability von Mobile Devices prinzipiell immer ähnlichere Formen des E-Learning auch auf mobilen Endgeräten möglich

FRAME-Modell (Koole 2009)



—> Grundlagen ähnlich zu Modellen und Theorien in der Sozialwissenschaft
—> Stärkere Betonung der Rolle der Technologie
—> Technologie (Mobiles Endgerät) als aktive Komponente mit gleicher Bedeutung

Herausforderungen
Unterschiedlichkeit von Devices
  • Klassische Handys
  • Personal Digital Assistants (PDAs)
  • Smartphones
  • Tablets
  • Notebooks 
  • Laptops

Bandbreitenbegrenzungen
  • geringe Download- und Upload-Geschwindigkeiten
  • Begrenzter Zugrifft aus das Internet 

Einschränkungen in der Darstellungsqualität
  • Kleine Bildschirme
  • Gerne Auslosung
  • Gerne Farbauflösung und -genauigkeit
  • Geringer Kontrast
  • ggf. eingeschränkte Möglichkeiten zur Audioausgabe bzw. Probleme durch Geräuschkulisse im Nutzungskontext

Eingeschränkte Möglichkeiten zur Interaktion
  • Texteingabe in der Regel schwierig
    - spezielle Tastatur
    - Stift mit Handschriftenerkennung
    - Stift mit virtuellem Keyboard
    - Touch mit virtuellem Keyboard
  • Interaktion mit den Händen im mobilen Kontext ggf. gar nicht möglich

Begrenzte Ressourcen
  • Begrenzter lokaler Speicher
  • Begrenzte Rechengeschwindigkeit

Responsive Design
  • Web Design, das versucht die bestmögliche Usability herzustellen

Vorteile
—> weitestgehende Ort- und Zeitunabhängigkeit
—> Nutzung des eigenen, vertrauten Device mit den auf die Person zugeschnittenen Services

Beispiele
—> iPad Klassen in der Schule 
—> Seamless Learning
—> ETH EduAPP 
—> M-Learning in der Produktion (bspw. Glas Produktion)

E-Learning

Szenarien
Anreicherung —> Online Begleitung in der Präsenzlehre



Integration —> Online Phasen unterstützen die Selbstlernphasen, schaffen Kommunikationsanlässe zwischen Teilnehmenden und unterstützen Gruppenprozesse
Virtualisierung —> Vorrangig die Online Phasen
Konzeption und Entwicklung von Lehr-/Lernangeboten



Didaktisches Design

Learning Design, Instruktionsdesign, ID

—> Systematische Planung, Entwicklung und Evaluation von Lernumgebungen und Lernmaterialien



—> es gibt verschiedene Modelle auf der Grundlage der Ideen des Instruktionsdesigns



Prozessmodelle


Modell
Inhalt
ADDIE (Branson, et al., 1975)
—> ist die Basis der meisten anderen Modelle

—> 5 Schritte:
  1. Analysis = Analyse der Zielgruppe, Lernziele, etc.
  2. Design = unter Beachtung der allg. Zielsetzung: Didaktisches Format, Sozialformen, etc.
  3. Development = Drehbucherstellung, Medienproduktion, etc.
  4. Implementation = Installation (beim Kunden), Aufbringung des Lernangebots
  5. Evaluation = Ziel: Qualitätssicherung (didaktisches Design, Technologie, Usability,etc.), formativ vs summativ
Systematic Design (Dick & Carey, 1978)
  1. Bestimmen der Lehrziele (Instructional Goal(s))
  2. Voraussetzungen untersuchen und festlegen
  3. Lerner und Umgebungen analysieren 
  4. Bestimmen der Kriterien für Lernerfolg
  5. Entwickle
Prozessmodell (PAS-1032-1) (DIN Standard 2004)
—> Referenzmodell für Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung 
—> Planung, Entwicklung, Durchführung und Evaluation von Bildungsprozessen und Bildungsangeboten 
—> keine Festlegung der Vorgehensweise oder Reihenfolge einzelner Prozessschritte

  • Anforderungsermittlung
  • Rahmenbedingungen
  • Konzeption
  • Produktion
  • Einführung
  • Durchführung
  • Evaluation
ROME (Hambach, Martens, 2008)
ROME = Rostocker Vorgehensmodell für E-Learning 

—> 6 Schritte mit jeweils mindestens 4 Teilschritten:

  1. Analysis
  2. Overall concept
  3. Detailed concepts
  4. Production
  5. Introduction
  6. Teaching/Learning

 Produktion

Content Produktion




Interaktivität von Lehrmaterialien
nach Haack 1995:

—> Je höher das Interaktivitätsgrad, desto größer auch der Entwicklungsaufwand


nach Jechle 2001:

Didaktische Funktionen interaktiver Elemente (in Lernprogrammen)

ELEMENT
BEISPIEL
Ergonomie
  • Änderung von Darstellungsattributen (wie die Lautstärke)
Navigation
  • Auswahlen von Blättern, Hyperlinks, etc.
Lernweg planen und verwalten
  • Guided Tour = eine bestimmte Lernwegempfehlung auswählen
  • History-Funktion = Liste der bisher bearbeiteten Inhalte ansehen
  • Suchfunktion = nach Lerninhalten suchen
  • Lesezeichen = Lerninhalte mit individuellen Markierungen versehen
  • Lernweg/Bearbeitungsstand speichern und dort später wieder einsteigen (Resume-Funktion)
Lernaktivitäten unterstützen
  • Übungsaufgaben 
  • Hilfen und ergänzende Informationen 
  • Glossar
  • Anfertigen von Notizen und Grafiken 
Nutzung und Transfer
  • Exportieren von Text-, Bild-, Audio- und Videodaten
  • Selbstständiges Verknüpfen von Daten durch Links
  • Hinzufügen eigener Texte oder Grafiken
  • Anlegen und Ausdrucken von Notizen
  • Ausdrucken von Zusammenfassungen und Checklisten

Storyboard
—> Ursprünglich aus dem (Trick-)Film 
  • zeichnerische Version eines Drehbuchs, oder eine Visualisierung eines Konzeptes oder einer Idee
  • Skizzenfolge einer (Multimedia-) Produktion oder einer Filmsequenz in der Planungsphase aufzeigt
  • beschreibt ein Vorgehen genau und detailliert
  • stellt Zusammenhänge zwischen Ereignissen und Aktionen dar

Storytelling und Szenario-basiertes Design
Grundelemente:
  • Setting —> Ausgangspunkt für die in der Story beschriebene Episode
  • Akteure, Agenten —> Handelnde Personen
  • Ziele der Akteure —> mindestens ein Ziel, und ein „Defining Goal“, also ein grundlegendes Ziel
  • Handlung —> die Aktionen und Ereignisse

Scribbles
—> Skizze, die eine Szene oder einen Gegenstand grob darstellt = Vorstufe zum Layout
—> einfach und übersichtlich
—> auf das Wesentliche reduziert
—> für gute Scribbles reicht Bleistift und Papier, und Farben für Graphiken und Bilder

FAZIT
In dem Seminar „Lehren und Lernen mit computergestützten Medien“ wurde uns ein Einblick auf ein sehr breit gefächertes Themengebiet gewährt. Von psychologischen Grundlagen, über WebQuests bis hin zum Web2.0 war sehr vieles dabei, wobei der Fokus auf das technische, das im Modul IT2 eine Grundlage bildet, nie verloren ging. Selber durften wir Praxisanwendungen zu den Themen WebQuests, WebGeos und auch VR ausüben, welche die Unterrichtsthemen noch einmal vertieften. 

Zusammenfassend kann ich sagen, dass LLCM mir sehr viel Freude bereitet hat, da meine Motivation durch die gut durchdachten, didaktischen Gestaltungsmethoden gefördert und angeregt wurde und durch die praxisbezogenen Lehreinheiten, die auf beide Dozenten zurückzuführen ist, sehr abwechslungsreich und vielseitig war. 




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