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29. - 30. August, Seehotel, Haltern

Thorsten Hampel

Medien in der Schule - Mobilität bedeutet zeit- und ortsübergreifende Integration!

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Überblick

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mediengestütztes Lernen vor neuen Herausforderungen


Mobilität

..auf dem Weg zu kooperativen Lernformen

Semantisches Strukturieren

zeit- orts

unabhängige Integratio

n

Kontext und Lokalitä

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29. - 30. August, Seehotel, Haltern 3

Vom Batchbetrieb zum webbasierten Informationssystem

• Grobe Entwicklungsstufen der Informatik

• Phase 1: 1930 - 1960 (Anfänge)

- In eine leere Maschine wird ausführbarer Code inklusive Eingabedaten geladen

- Maschine berechnet Ergebnisse

- Gibt die Ergebnisse aus und hält an

- Sichtweise: Maschine als Rechenassistent

• Phase 2: 1960 - 1980

- Programme in höheren Programmiersprachen dienen als Eingabedaten für Übersetzer/Interpreter

- Abarbeitung weitgehend sequentiell

- Betriebssystem ermöglicht Mehrprogrammbetrieb

- Sichtweise: Hierarchie aus logischen, sprachverarbeitenden Maschinen

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Phase 3: Mitte 80er – heute

• Komplexe Softwaresysteme erstrecken sich über eine Vielzahl von Rechnern

• Grundeigenschaften (aus Sicht verteilter Systeme)

- Vielzahl spezialisierter, parallel arbeitender Instanzen (Agenten)

- Kooperation zur Erfüllung komplexen Aufgaben

- Wettbewerb um knappe Ressourcen

- Sichtweise: Gruppe autonomer, „intelligenter“ Instanzen, die untereinander und mit der Außenwelt interagieren

• Netzwerke aller Art sind allgegenwärtig

- Internet als globales Netzwerk mit vielen Teilnetzwerken

- Universitäts- und Forschungsnetzwerke

- Unternehmensnetzwerke

- Mobilfunknetzwerke, …

• Räumliche Distanz zwischen vernetzten Verarbeitungseinheiten spielt i.A. keine Rolle

- Mobilität

- Hochgeschwindigkeitsnetzwerk zwischen Rechenknoten

- Globale, mehrere Kontinente umspannende Netzwerke

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Leitgedanke – Wissen in der Informationsgesellschaft

• Informationsgesellschaft

- bedeutet, dass Wissen zu einer strategisch wichtigen Ressource wird

- bringt immer häufiger verschiedene Wissenskulturen zusammen

- Wissenserwerb ist ein kontinuierlicher Prozess - Lebenslanges Lernen

- erfordert intensive Kommunikationsprozesse zwischen den Beteiligten

• Wissen

- ist kommunikationsabhängig – diskursive Prozesse

- ist perspektivisch und grundsätzlich offen

- wird kontextabhängig konstruiert

- ist mehr und mehr selbstorganisiert

• Gruppen und Gemeinschaften

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Leitidee Kooperativer Wissensorganisation

Kooperative Wissensorganisationneue Formen der Wissensrepräsentation

Innovationspotenziale für Bildung – Forschung – Wirtschaft – interdisziplinäre Durchdringung

Medientechnik kann gemeinsame Ideenfindung, -sammlung und –strukturierung fördern das Kennenlernen fremder Standpunkte und Perspektiven unterstützen zur Generierung einer gemeinsamen Wissensbasis beitragen das Verständnis für die Komplexität und Dynamik des Wissens fördern

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Medien sind ein Strukturelement von Unterricht.

Ihr Wert kann nur im Kontext der gesamten Unterrichtsgestaltung beurteilt werden.

Sie sollten mit ihrem spezifischen Mehrwert die Umsetzung des selbstregulierten und kooperativen Lernens unterstützen.

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Digitale Medien und Unterrichtsentwicklung

Neue Herausforderungen

Medien und guter

Unterrricht

Medienkompetenz

Fach

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pete

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Lern

kom

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Leitidee: selbstreguliertes und kooperatives Lernen

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CSCL computerunterstütztes gemeinsames Lernen

• Lernen funktioniert nicht wie der Nürnberger Trichter

• Wissen wird aktiv konstruiert

• aktive Auseinandersetzung mit Lernmaterialien (Diskussion, Gespräche, Illustrationen)

• Wichtig ist die Kooperation zwischen Lernenden

Giambattista Vico

CSCL-Systeme

Lerntheorien

Rahmenarchitekturen zur Erstellung von CSCL-Werkzeugen

Evaluation des Einsatzes

Kooperationswerkzeuge

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Problemfelder CSCL

• E-Learning erfordert interdisziplinäre Ansätze

Transport sozialer

Präsenz

Transport gegenseitiger Wahrnehmung/

Awareness

Problemfelder CSCL

Gemeinsamer

Wissenshintergrund

Koordination

Kommunikation

Evaluation

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Problemstellung E-Learning in der Hochschule

• verschiedene Kursformen u. –organisationen (rein virtuell, reine Präsenzkurse, gemischt)

• Bologna-Prozess erfordert verbesserte Unterstützung der Studienorganisation und Planung

• „ die eine“ Lernplattform ist keine Lösung! - Verknüpfung aus LMS, Hochschulmanagement, E-Publishing und CSCL notwendig

Schule

Hochschule

Berufliche Aus- und Weiterbildung

Vorlesung Seminar Übung

Verwaltung/Organisation des Studiums - Digitales Studienbuch

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eLearning: Ein alter Hut mit neuer Technik

• Lehren und Lernen als Transport von Wissen bei dem

- die Lehrenden mit Autoren-Tools schreiben und die Lernenden mit Lese-Tools rezipieren wobei

- Rückmeldungen auf formalisierte Antworten reduziert sind (z.B. Multiple Choice) oder über separate Kanäle erfolgen (z. T. ohne Objektpersistenz wie beim Chat).

- Fazit: Kooperatives Schreiben nicht möglich, da eine Neu-Einschreibung erforderlich wäre: indirekte Interaktion.

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Autor Leser

Kanal Träger

Technik

Medium

Organisation

Erzeugen Nutzen

Ent

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Sys

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Mobilität, Systemkonvergenzen 12

1960 1970 1980 1990

1985 NoteCard1987 HyperCard

1990 World Wide Web

19501940

1945 Memex

1960 -1995 Xanadu

1993 Mosaic

1930 Roussels Lesemaschine

2000

1995 Wiki-Webs2000 Wikipedia

1962 -1976 NLS, Stanford

1967/8 Hypertext Editing System and FRESS

1978 Aspen Movie Map

1985 Intermedia

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Everything is deeply intertwingled

• Ted Nelson Literary Machines • By 'hypertext' mean nonsequential writing - text that branches and allows

choice to the reader, best read at an interactive screen. (Definition bereits 1965 (!))• Zentrales Ziel: Globale Editierbarkeit von Dokumenten!

© Ted Nelson Courtesy of Ted Nelson

1960 1970 1980 1990 2000

1960 -1995 Xanadu

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Xanadu - eine Vision über 30 Jahre

• Vereinheitlichtes, sich fortwährend erweiterndes Speicher-Gewebe, dessen Inhalt über verschiedene Speicherstationen in der Welt verteilt ist.

• Stationen (öffentliche Speicher und Zugangsknoten)

© Ted Nelson Courtesy of Ted Nelson

1960 1970 1980 1990 2000

Private

Dokumente

Öffentliche

Dokumente

Öffentliche

Verweise

Private

Verweise

1960 -1995 Xanadu

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Einschreibung mit funktional getrennter Rückmeldung

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Autorenkomponente

(z.B. Redaktionssystem)

Leserkomponente

(z.B. Browser)

LeserAutor

Indirekte Interaktion

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Einschreibung mit funktional getrennter Rückmeldung

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Autorenkomponente

(z.B. Redaktionssystem)

Leserkomponente

(z.B. Browser)

LeserAutor

Indirekte Interaktion

DisparateInteraktion(Keine [ob-jektbezoge-ne] Kommunikation)

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Dokumentenfluss bei e-Learning(Server- und Lehrzentriert)

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Modul 1

Autor 1

Erstellung

Modul n

Autor n

Herausgeber

Übernahme

Kurs

Zusammen-stellung

Trainer

Selektion

Conferencing

Whiteboard

E-Mail

Chat

Foren

Kalender

Kurseinheit

Student 1 Student n

Selektion

BearbeiteKurseinheit 1

BearbeiteKurseinheit n

Bearbeitung

Publikation

Lernkontrolle

~ 90% des so genannten „eLearning“ beruht auch heute noch auf digitalen Einschreibtechnologien

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~ 90% des so genannten “eLearning” beruht auch heute auf digitalen Einschreibtechnologien

e-Learning heute:

• Organisation: Publikationseinbahnstraße

• Lehren und Lernen: Distribution statischer Dokumente

• Training / Übung: Einfache Tests (multiple choice)

• Kommunikation: Chat, Forum, mailing-Listen

• Präsentation: (html, ppt, pdf, …)

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Wir waren schon mal weiter …

Metaplan-Technik:

• Verteilt erstellen

• gemeinsam

- anordnen

- bewerten

- gruppieren

- entfernen

- auszeichnen

- umrahmen

- hervorheben,

- etc.

• …und danach?

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Bewertungsebenen: Ebenen Aufwand-Nutzen

Primäre Medienfunktionen: Grundfunktionen zur physischen Bearbeitung von Zeichen, die anwendungsbezogen komponiert werden müssen (z. B. Erzeugen, Arrangieren, Löschen, Übertragen, Speichern, Verknüpfen, Auszeichnen, …).

Sekundären Medienfunktionen: Technische Operationen, die abhängig vom Inhalt und/oder inhaltsbezogenem Nutzungsverhalten sind, z. B. erzwungene Schrittfolgen oder gezielte Verhaltensrückmeldungen (alle Formen programmierter Unterweisung, CBT, WBT, etc.)

Tertiäre Medienfunktionen: Mechanismen „lernender“ Systeme, die geistige Prozesse modellieren und aufgrund der Analyse des Nutzungsverhaltens ihr Präsentations- und Interaktionsverhalten ändern.

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Bewertungsebenen: Ebenen Aufwand-Nutzen

Primäre Medienfunktionen: Grundfunktionen zur physischen Bearbeitung von Zeichen, die anwendungsbezogen komponiert werden müssen (z. B. Erzeugen, Arrangieren, Löschen, Übertragen, Speichern, Verknüpfen, Auszeichnen, …).

Sekundären Medienfunktionen: Technische Operationen, die abhängig vom Inhalt und/oder inhaltsbezogenem Nutzungsverhalten sind, z. B. erzwungene Schrittfolgen oder gezielte Verhaltensrückmeldungen (alle Formen programmierter Unterweisung, CBT, WBT, etc.)

Tertiäre Medienfunktionen: Mechanismen „lernender“ Systeme, die geistige Prozesse modellieren und aufgrund der Analyse des Nutzungsverhaltens ihr Präsentations- und Interaktionsverhalten ändern.

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Die Vision: Aktive Typographie

• Dokumente und Applikationen stellen ein typographisches Gefängnis für digitaleObjekte dar.

• Standardformate erlauben uns partiell auszubrechen.

• Direkte Inter-aktivität über manipulierbare und auswertbare Objekte kann das Potenzial entfalten.

• Ziel ist es, semantischeInteroperabilität zu erreichen).

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H = !!

pi log pi

TXT,

RTF

LaTeX,

PDF

AAC,

AIFFPDF,

TIFF

MathML,

TXT, etc.

Info

Calc

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Ausblick: Neue Formen der Integration von interaktiven Diensten und Werkzeugen in Wissensräume ...

Stichwort E-Science: Virtuelle Labore, Interaktive Objekte – E-Kreide, Computeralgebrasysteme und Visualisierungen als Teil kollaborativer Prozesse, insb. E-Learning

Kollaboration in der Erstellung und Nutzung von Visualisierungen, der Computeralgebra etc. Wissensraum als konzeptuelles und technisches Integrationsinstrument

Beispiel: Integration von Echtzeitvisualisierungen, Animationen, Filmen etc. in CSCW/L-Systeme (in Zusammenarbeit mit Prof. Domik, Computergrafik)

Using a Shared Whiteboard for Cooperative Visualization. In: Proceedings of HCI International 2005, Las Vegas, Nevada, USA, Juli 2005, veröffentlicht online

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Medienbrüche:indirekte Interaktion

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Kanal Träger

Technik

Medium

Organisation

Kanal Träger

Technik

Medium

Organisation

Autor Leser

SchreibenLesen

SchreibenLesen

Analoge Medien haben klar abgegrenzte Kanäle zum Senden und Empfangen. Die daraus resultierenden Medienbrüche könnten bei digitalen Medien prinzipiell vermieden werden.

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Zentrale Lösungsmetapher und medientheoretische Grundlagen

• Wissenskonstruktion in virtuellen Wissensräumen - persistente Räume (Areale), Gänge (Verbindungen), Materialien – Dokumente

• Unterstützung v. Präsenzphasen und Fernlernphasen: Blended Learning - Verknüpfung synchroner und asynchroner Kommunikationsformen

• Mechanismen der Selbstorganisation

• Diskursive Elemente

• Kompetenzentwicklung

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Kooperative Bearbeitung mit durchgängiger Verfügbarkeit

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Lernort

verteilt

Wissens-

management

kontinuierlich

Der virtuelle Wissensraum

als gemeinsame Lernstatt

im Netz.

Synchrone und asynchrone

Bearbeitung von Objekten

nach dem Prinzip der

Selbstadministration.

Nicht Zeit- und Ortsunabhängig, sondern zeit- und ortsübergreifende Integration!

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Offene Wissensorganisations- und Diensteinfrastrukturen

• Rapid E-Kollaboration Integration and Development

• Integration von CSCW/L-Systemen, webbasierten Lösungen auf Open Source Basis

• Bewertung und Analyse existierender Systeme

• Exploration neuer Designpatterns von CSCW/L-Systemen

• Selbstorganisierte und mobile Nutzer- und Gruppenstrukturen, Räume, Container, Dokumente

• Open Source Community, seit 1997 - in einer ganzen Reihe nationaler wie internationaler Nutzungskontexte (Schule, Hochschule) aktiv

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Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg

Institut für Psychologie IIOlaf Köller

Wann fördert Unterricht die (intrinsische) Motivation, wann hemmt er sie?

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Überblick

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Mobilität



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Grafisch-semantische Strukturen in der Wissensorganisation

• grafisch semantische Strukturen sind wichtige Bausteine der Wissensorganisation und des E-Learnings

• sie sind Grundlagen jeder Fachdidaktik!

• Ziel: Integration von Unterstützungssystemen in Prozesse der Wissenskonstruktion

• Forschungsfragen:

- Unterstützung von Prozessen derErstellung

- Didaktik der Einbettung in die Lehre - Evaluation

- Architekturen

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Semantische Strukturierung von Wissen - Anfänge 1995

• Übersichtsgrafiken - Sitemaps

• Navigation über Clickable Maps

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Semantisches kooperatives Strukturieren von Wissen: 1997

• Synchrones Strukturieren von Dokumenten und “Zuständigkeiten”

• Anordnen von Dokumente auf einer grafischen Arbeitsfläche

• Integration in das Grazer HyperG - später Hyperwave-System

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Wissensstrukturierung in Gruppen - Ziele

• Nutzung und Ausbau neuer Möglichkeiten des Social Web, Semantic Web

• Medienbruch-freies, webgestütztes semantisches Strukturieren

• Ziele:

- Räumliche Strukturierung von Wissen durchgängig ermöglichen

- Autorenzentrierung von Wissenskarten auflösen

- Kooperatives Strukturieren als zentrales Element der Wissensorganisation in Gruppen!

Wissensvisualisierungstypen(nach Keil)

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Einbettung semantischen Strukturierens in Lern- und Arbeitsprozesse: Jour Fixe-Konzept

• Systematische Erforschung neuer Formen der Wissensorganisation (semantische Karten, kollaboratives Schreiben etc.) als Teil der Aus- und Weiterbildung

• Blended Learning-Konzepte

• Methodik seit 3 Jahren durchgängig angepasst und in der Praxis evaluiert (Nutzung bislang in ca. 20 Veranstaltungen)

Jour Fixe – We Are Structuring Knowledge Collaborative - Structuring of Semantic Spaces as a Didactic Concept and New Form of Cooperative Knowledge Organization. In: E-Learn 2003, AACE Press, 2003, 225–232.

Vorlesung und Übung - Moderation des Lernprozesses durch die Lehrenden

Diskussion von Wissensstrukturen

Präsentation von Zwischenergebnissen

Abschlusspräsentationen und Prüfungen

Jour Fixe

Jour Fixe

Jour Fixe

Strukturieren von Wissen in der GruppeGestalten eigenständiger thematischer Bereiche zur Vorlesung

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Semantisches Positionieren: Aussagen grafisch treffen

Der Zeittunnel

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Wissensorganisation durch semantisches Positionieren

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Überblick

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Mobilität



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Mobilität im mediengestützten Lernen?

• Mobile Geräte sind fester Bestandteil des täglichen Lebens – jedoch bislang kaum in Gruppenprozesse integriert - webbasierte Clients – Statusquo der meisten „mobilen“ CSCW/L-Systeme

• Zumeist nur wenig Arrangierbarkeit und Strukturierbarkeit durch die Nutzer – Reduktion auf das Abrufen von Informationen

• Spontane Vernetzung bislang kaum ausgestaltet

• Ziele: verschiedene Technologien bewerten (spontane Vernetzung, Peer-to-Peer-Kommunikation) und diese für kollab. Prozesse nutzbar machen

• Bewertung neuer Phänomene der Mobilität aus medienperspektivischer Sicht

• Integration von mobilen Systemen und „klassischen“ Server-zentrierten Systemen

Semantische Räume – Von der Navigation zur kooperativen Wissensstrukturierung. In: Keil-Slawik, R., Selke, H., Szwillus, G. (Hrsg.), Mensch & Computer 2004, Allgegenwärtige Interaktion. München:

Oldenbourg Verlag, 2004, 221–230.

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Lokalität, Kontext von Kooperation

• Einbeziehung von Kontext der Kollaboration und/oder Lokalität in den Kooperationsprozess - Beispiel Gruppenbildung entlang des natürlichen räumlichen Kontext

• Lokalitäts-Awareness als Bestandteil von Lernsystemen

• Technische Realisierungsformen (Zielrichtung - kostengünstig, alltagstauglich: WLAN, Bluetooth, (GPS)

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Digitale Medien und Unterrichtsentwicklung

Neue Herausforderungen

Medien und guter

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semantisches

Strukturieren

Mobili

tät - Loka

lität -

Konte

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Orts -

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Vielen Dank!

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Vielen Dank!



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Vielen Dank!

Prof. Dr. Thorsten HampelUniversität [email protected]

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