E-Learning und E-Teaching

Trends im E-Teaching, Open Course 2012

Themenblöcke

 

1. Mobile Apps

(c) Kigoo-Images / pixelio.de

Mobile Apps sind kleine Anwendungsprogramme, die für Smartphones oder Tablet Computer* angeboten werden und damit eine starke Personalisierung dieser Geräte ermöglichen. Derzeit gibt es allein im App Store bereits fast 600.000 verschiedene Apps, das Auffinden passender Programme wird durch ihre Einordnung in 20 Kategorien erleichtert.

Der große Vorteil der Apps liegt im geringen Preis (oft kostenlos bis 99 Cent) und ihrer kreativen Möglichkeiten der Mitwirkung durch eigene Entwicklungen. Über Online-Anbieter können die Anwendungen gesucht und direkt auf das eigene Gerät herunter geladen werden. Das Sortiment besteht aus Spielen, Stadtplänen, Erweiterung der Kamerafunktion, Bildbearbeitung, Zeitungen, Bücher, Musikvideos, Übersetzungsprogrammen und und und… Je nach Interessen und Bedürfnissen wird eine individuelle und sehr günstige Anpassung des kleinen gut transportierbaren Gerätes ermöglicht.

Wie zu erwarten, fanden diese Medien schnell Zugang in die Universitäten. Und hier werden sie nicht nur auf dem Campus zur Kommunikation über soziale Netzwerke eingesetzt, sondern vermehrt von Dozenten speziell in der Lehre. Apps wie universitätseigene Lagepläne, Informationen zu ausgefallenen Seminaren oder Abfrage von Klausurergebnissen erleichtern die Orientierung in der Universität. Daneben werden zunehmend institutsrelevante Apps von Studierenden und Dozenten entwickelt, die die Ausbildung bereichern und die Lernerfahrung verbessern. Viele Universitäten verwalten heute Portale zum E-Learning. An der Uni Frankfurt wird im Projekt studiumdigitale regelmäßig eine Multimediawerkstatt veranstaltet, in der Freeware-Tools, Open Source-Produkte und neue Technologien für den Einsatz in der Lehre vorgestellt und getestet werden können.

Eine kleine Auswahl von Anwendungen im Bereich tierfreie Lehre soll hier entstehen:

Anatomie

  • Aspects of Anatomy App: Die Universität Warwick in England entwickelte eine App für Medizinstudenten, die über Video und Audio-Beträge Testfragen zur menschlichen Anatomie und Laborinhalten stellt. Demovideo und Download (£4.99 über iTunes)
  • Virtual Frog Dissection Educational App: Emantras Interactive Technologies wurde für die Entwicklung dieser Alternative zur Froschsezierung mit dem ’Mark Twain Ethical Science Award‘ von PeTA ausgezeichnet. Der Clou dieser Anwendung ist die Verwendung des Touchscreens auf dem iPad um die Sezierung ‘per Hand’ durchzuführen. Sie gibt Schülern und Studierenden die Möglichkeit die Anatomie und Morphologie des Frosches zu erlernen und Organe in 3D zu manipulieren – ohne Tiere töten zu müssen. Demovideo und Informationen und Download auf iTunes (4,99$)

Bestimmungsübungen Zoologie und Botanik

  • iKOSMOS – nature App: NABU und der KOSMOS-Verlag bauen beständig ihr interaktives Webportal iKosmos aus, auf das auch über ein App zugriffen werden kann. So können die Bestimmungsschlüssel während Exkursionen direkt in der Natur angewendet und außerdem Fundorte interaktiv eingetragen werden. Unterstützt werden iPhone, iPad, iPod touch, Sprachen Deutsch, Englisch, Download bei iTunes für 7,99€.

Quellen:
Open Course 2012, Mobile Apps
Horizon Report 2012 (PDF-Datei)

* Smartphone: Mobiltelefon mit erweiterten Anwendungsmöglichkeiten neben dem klassischen Telefonieren, wie Internet, Navigation über Satellit, Kamerafunktion, etc.
Tablet Computer: Computer, dessen Bildschirm als Touchpad gestaltet ist und so mit den Fingern oder einem Stift direkt auf dem Display bedient wird.

 

2. Tablet Computing

Viele moderne Geräte, die uns bereits normal erscheinen, gibt es erst seit kürzester Zeit. So auch die sogenannten Tablets, die mit Einführung des iPad vor 2 Jahren auftauchten. Tablets haben im Unterschied zum Tablet-PC (1) keine eigene Tastatur mehr, werden über den berührungsempfindlichen Desktop bedient und sind unterwegs gut einsetzbar. Auch hier finden die schon vorgestellten Mobile Apps breiten und individualisierenden Einsatz.

Einige Vorreiter zeigen, dass iPad-Klassen an Schulen und iPad-Projekte an Hochschulen mit 1:1 Ausstattung der Schüler und Studenten möglich sein können (2). Unter anderem kann die Feldarbeit von Ökologen oder Medizinern im Außeneinsatz von Tablets und ähnlichen Geräten zunehmend profitieren. Die Duke Universität setzt Tablets beispielsweise im Rahmen ihres ‚Global health research project‘ in Entwicklungsländern ein (3). In diesem Zusammenhang sei auch auf Innovationen wie solarbetriebene Tablets zum Einsatz in wenig erschlossenen Gebieten verwiesen (4).

Didaktischer Einsatz von Tablets

Das geringe Gewicht, das große Desktop, die Bedienung per Touchscreen und die gegenüber anderen Geräten geringeren Anschaffungskosten machen Tablets zum idealen Lerngerät zu Hause, im Labor und im Freien (5). Weitere Einsatzmöglichkeiten wie Lehrbücher als eBooks, eingebaute Sensoren, GPS usw. sind zudem in Planung. Folgende Beispiele sollen ihre Verwendung verdeutlichen (6, 7).

Anatomie-Apps für iPads

  • Die University of California Irvine, USA verdeutlicht deren Einsatz mit Video und Detailinformationen auf ihrer Webseite: Logistik von Tablets im Labor

Eine Reihe von Anwendungen wurde für Humanmedizinstudenten entwickelt, zum Einsatz in Anatomiekursen. Unter anderem werden Bilder zu Körperstrukturen, Röntgenbilder, MRI und Sektionsvideos geboten.

Chemie-Apps

  • Die Universität Illinois in Urbana-Champaign verwendet ein Chemielabor-App mit Videos zu Labortechniken, Hintergrundinformtionen für Chemiekurse und Hilfestellung zum Experimentaufbau.

Quellen:

  1. http://wiki.doebe.li/Beat/TabletsSindKeineTabletPCs
  2. http://www.1to1learning.ch/One2One/TabLets
  3. http://campustechnology.com/articles/2010/07/13/duke-u-trying-out-ipads-for-field-research.aspx
  4. http://tabtimes.com/news/education/2011/10/27/zimbabwe-wants-take-solar-powered-ipads-rural-schools
  5. http://opco12.de/tablet-computing/
  6. http://www.mmkh.de/upload/dokumente/2012HorizonReport_German_final.pdf, Seite 16ff.
  7. http://www.pocketanatomy.com/2011/06/21/pocket-body-ipad-in-the-anatomy-lab/

 

3. Spiel basiertes Lernen

Spielend lernen? Beim Lernen spielen? Spielen wird vor allem mit Spaß und Freizeit verbunden. Erste Lerneffekte werden aber bereits durch wenige bis strenge Regelvorschriften, das Verständnis der Spielidee und zunehmend geforderte Geschicklichkeit und Strategiedenken erzielt. Die besten Lernspiele sind jene, bei denen der Nutzer keinen Bruch zwischen Spiel und abverlangtem Wissen bemerkt (1). Moderne Schnitzeljagden mit GPS (Geocaching) oder PC-gestützte Planspiele können Ausbildungsthemen auch offline begreifbar machen.

Verschiedene Forschungsprojekte verknüpfen die Vorteile des Spielens mit den Nachteilen wenig motivierender Lernaspekte. Gute Lernspiele motivieren zur Wiederholung, je nach Ansatz zur Kooperation, zum Einfühlen in andere Rollen und zum Experimentieren. Die Motivation der sogenannten Serious Games besteht hierbei vor allem darin durch Wissenszuwachs und Problemlösungsstrategien bessere Spielergebnisse zu erzielen (2). Eine Studie zeigte, dass Nutzer von sogenannten Multiplayer Online Games (MMOGs) 10-15 Stunden pro Woche mit der Recherche zu Spielthemen verbringen.

Es folgt eine unvollständige Liste von Serious Games, die in den Natur- und Lebenswissenschaften einsetzbar sind, für weitere Tipps und Kommentare sind wir dankbar!

Medizin

  • Emergency Room: Code Red: Simulationsbasiertes Spiel für die Humanmedizin (Hauptstudium), Trailer auf youtube
  • Septris: von der Stanford University entwickeltes mobiles Simulationsspiel zur Sepsis (Blutvergiftung), wobei der Nutzer die Rolle des Arztes übernimmt, der einen kritischen Patienten versorgen muss.

Biologie

  • MicroExplorer3D: von der North Carolina State University zum Verständnis des Aufbaus eines Mikroskops,
  • ImmuneAttack: der Nutzer navigiert ein Nanoschiff durch die Blutgefäße eines Patienten und lernt die Immunabwehr im Menschen kennen (4)
  • You Make Me Sick: Wie lösen Bakterien und Viren Krankheiten aus? Der Nutzer soll Krankheitserreger entwerfen, die Menschen infizieren können (4)
  • PowerUp: Spiel zum Thema Umweltschutz (5)
  • NanoQuest: Nanotechnologie in Physik, Biologie und Chemie (5)
  • WolfQuest: das Leben der Wölfe im National Yellowstone Park, der Nutzer wird zum Wolf (5)
  • Foldit: Puzzlespiel zu Proteinstrukturen, die Software speichert die Spielergebnisse der Nutzer und kann darüber wahrscheinliche Faltstrukturen noch unbekannter Proteine berechnen. Erster Erfolg ist die Entschlüsselung einer für AIDS relevanten Protease (6).
  • McDonalds Video Game: kritisches Spiel zur Fastfood-Ernährung (5)

Quellen:

  1. http://opco12.de/21-april-1-mai-2012-game-based-learning/
  2. http://www.mmkh.de/upload/dokumente/2012HorizonReport_German_final.pdf, Seite 21ff.
  3. Constance Steinkuehler, Mitbegründerin der Initiative Games+Learning+Society, Horizon Report Seite 23
  4. http://www.drnadolny.com/serious-games.html
  5. http://www.onlinecolleges.net/2009/08/17/50-great-sites-for-serious-educational-games/
  6. http://invitrojobs.com/index.php/de/aktuelles-archiv/207-aids-aehnliches-enzym-mittels-computerspiel-entschluesselt.html

 

4. Learning Analytics – Datenauswertung zum Finden der passenden Lernstrategien

Learning Analytics ist die Interpretation von Lerner-spezifischen Daten um den individuellen Lernprozess gezielt zu verbessern (1). Gleichzeitig beinhaltet ist die datengeleitete Evaluation der Lehrmethode, die ein Dozent auswählt, um Themen zu vermitteln und geforderte Lehrziele zu erreichen.

Grundlage sind die wachsenden Datenmengen, die durch online zur Verfügung stehende Kurse und Lernplattformen anfallen. Hierdurch können Besuchszahlen und Verweildauer, Anzahl an Diskussionsbeiträgen, Download von Arbeitsmaterialien usw. erfasst und ausgewertet werden (2). Solche Auswertungen können allerdings auch Aversionen auslösen, die zum einen durch die Kritik am sich auflösenden Datenschutz und zum anderen als empfundene Disqualifizierung von Dozenten entstehen können.

Eine weitere Herausforderung ist schließlich die Verknüpfung der gesammelten Daten mit relevanten Verbesserungen in der Lernstrategie der Studierenden und in der Lehrmethode der Dozenten. Learning Analytics kann somit auch als eine verkürzende Mischform aus Evaluation und Qualitätsentwicklung, Lehr-Lern-Forschung und Anregung zur Lernreflexion verstanden werden (2).

Das Projekt SATIS – für humane Ausbildung drängt auf eine ständige Anregung dieser Analyse. SATIS ist der Meinung, dass viele klassische Lehrmethoden mit Tiereinsatz überholt sind und vor allem durch das beständige Weiterreichen alter Skripte und Praktikumsanweisungen erhalten bleiben. Vergleichsstudien zeigen, dass in zoologischen Praktika durchaus Veränderungen des Lehrplanes erfolgreich sein können. Durch die Nutzung von Alternativen mit dem Ziel des Ersatzes von Tierverbrauch in der Ausbildung werden an einigen Instituten bereits sehr gute Erfahrungen gesammelt. Learning Analytics können dazu beitragen, dass Lehre zeitgemäß bleibt und sich weiter entwickelt. Dazu gehört auch Studierenden der Lebens- und Naturwissenschaften eine Ethik zu vermitteln, die ihrer zukünftigen Verantwortung gerecht ist.

Online-Plattformen, Analyseinstrumente und Tools, die speziell für Learning Analytics entwickelt wurden, finden Sie im Horizon Report ab Seite 26 (3).

Beispiele

  • Medizin. Die Graduate School of Medicine an der University of Wollongong hat Learning Analytics bei der Entwicklung eines neuen Lehrplans mit starkem klinischen Fokus eingesetzt. Durch diesen Ansatz konnten Anhaltspunkte bezüglich des angemessenen Lehrplanumfangs, des Engagements der Studierenden und der Ausbalancierung mit Praktikumsphasen gewonnen werden (3). Siehe auch Artikel-PDF (4)
  • Naturwissenschaften. Collaborative Assessment Platform for Practical Skills (Video, ab Minute 4:40), entwickelt für das Fernstudium in ländlichen Gegenden Indiens, ermöglicht unter anderem Experimente in virtuellen Laboren. Youtube-Video

Quellen

1. Folien http://opco12.de/files/2012/06/Ebner_OPCO_2012.pdf (http://elearning.tugraz.at)
2. http://einbildungsblog.wordpress.com/2012/06/11/42-und-was-war-nochmal-die-frage/
3. http://www.mmkh.de/upload/dokumente/2012HorizonReport_German_final.pdf, Seite 26ff.
4. http://www.leishman-associates.com.au/ascilite2011/downloads/papers/Olmos-full.pdf

 

5. Gesture based computing

Gestik verdeutlicht, was vermittelt werden soll. Einerseits gilt dies für Vorlesungen und Vorträge, in denen das Zeigen auf Tafel bzw. Präsentation oder das verdeutlichende Formen mit den Händen das Verständnis und die Aufmerksamkeit für das Gesprochene verbessern hilft. Andererseits vereinfachen Gesten die Bedienung von Geräten. Touchpad und Touchscreen führen den Nutzer an die Technik heran, Elemente wie Tastatur, Maus und Fernbedienung (2) verschwinden. Durch andere Entwicklungen wird der Nutzer in den Raum deligiert, Geräte erkennen dessen Gesten und projizieren um ihn ein räumliches Bild, in dem direkt agiert werden kann (1). Der Nutzer befindet sich somit erst vor dem Gerät, dann vereinen ihn Berührungen mit dem Anzeigedisplay und schließlich agiert er scheinbar selbst im Bildschirm.

Gestenreichtum in Gespräch und Seminarraum ist anerkanntes Hilfmittel zur Erklärung von Sachverhalten. Kann und sollte auch gestenbasierte Computertechnik in die Lehre integriert werden? Durch die Themen Tablet und Apps wurde bereits indirekt darauf eingegangen. Sehr einleuchtend ist beispielsweise die Einübung einer gestenbasierten Bedienung von Geräten in Operationsräumen, die durch Berührungsfreiheit die Einhaltung von Hygienestandards erleichtert. Mit Hilfe von großflächigen Sensorfeldern (SensFloors), reversibel verformbaren Panels (wie auf Touchscreens erscheinenden 3D-Tastaturen) oder durch Bewegungssensoren auf beliebigen Gegenständen (Touché) (3) könnten zukünftig weitere Felder in der Lehre aufgegriffen werden, wie der Erwerb von speziellen Handfertigkeiten und relevanter Feinmotorik. Oder das sprichwörtliche Begreifen von Oberflächenstrukturen etwa in der Anatomie durch auf Touchscreens erscheinenden und sich wandelnden Erhebungen.

„It’s not the technology itself, but what the technology enables.” (Bernadette Brooks)

Beispiele (4, 5)

  • Anatomie: Virtual Autopsy Table, mit Video: Schwedische Forscher haben ein überdimensionales Touchscreen entwickelt. Auf den Multitouch-Tisch werden detaillierte Computertomographien übertragen, die durch Gesten eine virtuelle Autopsie ermöglichen. Norrköping Visualization Center und Center for Medical Image Science and Visualization.
  • Anatomie: Brainlab Digital Lightbox, zum Video: Der Multi-Touchscreen erlaubt Ärzten und Chirurgen die Betrachtung und Manipulation von MRI-, CT-, Röntgen- und anderen Aufnahmen.
  • Chirurgie: Wii-basierte Anwendungen für Mediziner, die nach Auswertung einer Studie entwickelt wurden, in der Vergleichsgruppen nach Wii-Spielen, die präzise Handbewegungen erfordern,  in der Fingerfertigkeit 48% besser abschnitten
  • Physiologie und Anatomie: Anatomy Application (zum Video): Im Mathewson-IGT Knowledge Center der University of Nevada in Reno werden gestenbasierte Anwendungen eingesetzt, um Anatomie und Physiologie zu lehren.
  • Diagnostik: Das virtuelle Kind(zum Video). Auf einem Multitouch-Tisch wird ein anderthalbjährige Kind gezeigt, an dem Diagnosen zu verschiedenen, auch seltenen Krankheiten gestellt werden können. Das Projekt ist weltweit einmalig und kann in der Aus- und Fortbildung umgesetzt werden.
  • Diagnostik: Der virtuelle Patient kommt an der Universität Heidelberg zum Einsatz. Vom Baby mit Atemnot bis zum Jugendlichen, der an Bluthochdruck leidet, können Untersuchungen und Behandlungen trainiert werden. Das Projekt wurde vom EU-Program eVIP unterstützt.

Quellen

1. http://www.faz.net/aktuell/technik-motor/gestensteuerung-fass-mich-nicht-an-11788730.html
2. http://www.faz.net/themenarchiv/technik-motor/consumer-electronics-show/ces-gestensteuerung-fuer-fernseher-von-lg-11599900.html
3. http://www.wissenschafftwerte.ch/blog/gestensteuerung-wo-man-hinsieht/, mit anschaulichen Videos
4. Horizon Report 2012, http://www.mmkh.de/upload/dokumente/2012HorizonReport_German_final.pdf, Seite 31
5. Horizon Report 2010, http://wp.nmc.org/horizon2010/chapters/gesture-based-computing/

 

6. Internet of Things

Begrifflich verbirgt sich hinter dem ‚Internet of Things‘ (IoT) eine digitale Welt, in der Geräte untereinander kommunizieren, um verschiedene Lebensbereiche zu verknüpfen und zu beschleunigen. Umgesetzt wird dies mithilfe des schon heute gängigen RFID-Systems, d.h. Funketiketten, die von Internet gekoppelten Lesestationen erkannt werden können.

Markanteste Vision ist ein Kühlschrank, der selbständig abgelaufene oder ausgehende Lebensmittel nachbestellt. Mediator zwischen Mensch, Ding und Internet soll vor allem das Smartphone werden. Anschaulich und kritisch zeigen Clips wie „Das Internet der Dinge – Ein Screencast“ (1) Potentiale und Gefahren einer digitalen Gesellschaft. Kurz genannt seien hier der Datenschutz sowie auch die zunehmende Abhängigkeit von Energie und Technologie in gleichzeitiger Abkehr von Naturverständnis und Zwischenmenschlichkeit. Ethische Aspekte dieser ’nächsten Stufe der Internetrevolution‘ werden auch auf EU-Ebene diskutiert (2). Denn, die schon heute in verschiedensten Produkten angebrachten RFID-Chips, enthalten eine weltweit einmalige Nummer, die sich berührungslos erfassen und speichern lässt.

Beispiele (3, 4)

Quellen

  1. Youtube-Videos: ‚Das Internet der Dinge – Ein Screencast‘ sowie ‚DIGIsellschaft 22 – Internet der Dinge‘
  2. http://www.heise.de/newsticker/meldung/Neue-EU-Konsultation-zum-Internet-der-Dinge-1520257.html
  3. http://www.mmkh.de/upload/dokumente/2012HorizonReport_German_final.pdf (S. 26ff)
  4. http://opco12.de/2-13-juli-2012-interent-of-things/

Autor: Astrid Schmidt

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