Online-Labs4All. Adaptive Interfaces für

eine globale iLab Cloud

Sparkling Science Kongress „Wissenschaft mit der Gesellschaft“

Wien, 17.11.2014

Agenda

• Was sind Online Labs

• Forschungsziele

• Technischer Kern des Projektes

• Methodologischer Ansatz

• Internationale Verknüpfung

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Was sind Online-Labore

• über das Internet zugängliche virtuelle Labore oder Remote-Labore

• können in Lehre und Forschung eingesetzt werden. Ihr Einsatzgebiet reicht schwerpunktmäßig von den Ingenieurwissenschaften bis zu den Naturwissenschaften

• Didaktik für den Einsatz von Online-Laboren in der Lehre basiert auf der handlungsorientierten Lerntheorie

• Bevorzugte didaktische Methoden sind forschungsgeleitetes kollaboratives und selbstgeleitetes Lernen

• derzeit vor allem im tertiären Bildungsbereich verbreitet, es gibt erste Schritte im sekundären Bildungsbereich bzw. in Museen, s. Projekt Olarex

• Auszug aus: L3T. „L3T 2.0.“ iBooks.

Beispiel für ein Online-Lab

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Forschungsziele von OnlineLabs4All

• Adaptive Interfaces:

Entwicklung von adaptive nachnutzbaren “Plug-Play-Share” Interfaces für globale Integration und Wiederverwendbarkeit in Online Laboren.

• Altersgruppen:

Erforschung altersgerechter Anforderungen für die Integration der Online Labore im Unterricht und Erarbeitung von allgemein gültigen Richtlinien.

• Feedback:

Erkenntnisgewinnung aus Peer-Feedback zum Verbessern der Benutzererfahrung und Steigerung der Auslastung von Online Laboren.

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Technischer Kern des Projektes

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Die iLab Shared Architektur

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Stapel Experimente

In Stapelexperimenten wird die Parameter vor dem Beginn des Experiments spezifiziert

Batched experiments werden in einer Warteschlange (Queue) abgearbeitet, um die Effekkivität des Laborservers zu maximieren

Interaktive Experimente Bei interaktiven Experimenten überwacht und kontrolliert der Nutzer einen oder

mehrere Teile des Experiments während seiner Ausführung Erfordern höhere Bandbreite und gestatten eine direkte Kommunikation zwischen

den clients and den Labor Servern

ISA(2)

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Interactive Services and Service Broker to manage a lab session (scheduling services, storage service, user management)

Lab Server (Execution of experiments) Interactive Lab Clients communicate with Lab Servers via an specific protocol.

Multi-campus case

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Trust relationships are set up between Service Brokers. Brokers act as iLab communication backbone

Clients

iLab Backbone:Service Brokers

Labs

...

Campus 1 Campus 2 Campus 3

Picture from MIT/CECI

The iLab-Europe Network

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http://ilab-Europe.net/iLabServiceBroker

Existing Bokers in the network: UNITBV, Romania Udeusto, Spain CUAS, Austria Uni Genova, Italy Imenau, Germany Makerere University, Uganda

MIT iLabs

iLab AfricaiLab Australia

Villach

Bilbao

Moscow

Brasov

Genoa

Amman

Ilmenau

Makerere University, UgandaOAU, NigeriaOpen University of TanzaniaSciences Palace, TunisiaCoders4Africa Senegal…

Distributed Lab: iLab alliance

Methodologischer Ansatz

• Anforderungsanalyse

• Evaluierung dieser Anforderungen

• Erstellung des Interface Konzeptes und Designs

• Implementierung der Interfaces

• Entwicklung der Laborversuche (Parallel zu interface Entwicklung)

• Anbindung an das globale Netzwerk

• Testen dieser Anbindungen und Einholen von Peer- Feedback.

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Methodologischer Ansatz

• Technologie- und Wissenstransfer

iLab Shared Architecture, LabView, Interfaces

• Peer-Based Learning

SchülerInnen innerhalb der eigenen Schule und schuldübergreifend

• Praktikum

Für SchülerInnen und StudentInnen um Thema wie Online Engineering, iLab Shared Architecture, LabView zu vertiefen

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Organigram

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Online Labore und Open Innovation

• Online Labore sind in der Regel offen zugänglich, meist nach vorheriger Registration

• z.B. Öffentliches Monitoring von Daten, die Lebensqualität bestimmen (Wasser, Luft, Umwelt, Feldversuche usw.) und Test dieser Daten in vergleichbaren Standardexperimenten

• Ideenbörse für neue Labore/Experimente, die gefördert oder gemeinsam realisiert werden

iLAB FH Kärnten

Beispiel einer Laborübung: Spannungsteiler

U

U2R2

R1

I

Aufgabe:• Berechne U2 mit U = 6V für alle R2.• Nutze VISIR um den Schaltkreis

aufzubauen und überprüfe die Korrektheit der Berechnungen

Wähle die Bauteile aus

1) Click on +

2) Click on parts:

1x R 1001x R 4702x R 1k1x R 4.7k1x R 10k1x R 100k

3) The parts appear on the upper left corner

Der Schaltkreis

R1 R2

1) Place parts

2) Choose Wire color

3) Make wires

Stelle Spannung/Strom ein

1) Click

2) Click

3) Turn to change voltage

Miss am Multimeter

1) Click

2) Move to this position

3) Click to startexperiment

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