Interaction Design Patterns und CSCL-Scripts für Videolernumgebungen

In den letzten Jahren haben Lernvideos im Bereich des informellen und formellen Lernens an Bedeutung gewonnen. Inwieweit Lernende bei der Nutzung von Videos unterstützt werden und Lehrende didaktische Szenarien umsetzen können, hängt jedoch von der eingesetzten Videolernumgebung ab. Es ist Anliegen der vorliegende Arbeit, Prinzipien des User Interface Designs sowie Komponenten und Mechanismen videobasierter Lehr-Lern-Szenarien in Bezug auf Videolernumgebungen zu identifizieren, zu beschreiben und technisch zu realisieren. Das Ziel besteht darin, Gestaltungsprinzipien in Form von Interaction Design Patterns zu erarbeiten und computergestützte videobasierte Lehr-Lern-Szenarien mit Hilfe von CSCL-Scripts durch eine geeignete Spezifikation und Formalisierung zu realisieren. Für die Erarbeitung der Interaction Design Patterns wurden 121 Videolernumgebungen hinsichtlich 50 Kategorien in einer Inhaltsanalyse empirisch untersucht und dokumentiert. Unter Berücksichtigung ähnlicher Patterns aus thematisch verwandten Pattern Languages und den Erfahrungen aus der Implementierung und dem Einsatz von Videolernumgebungen entstanden 45 Interaction Design Patterns für verbreitete Lösungen für wiederkehrende Probleme bei der Gestaltung und Entwicklung von Videolernumgebungen. Diese Patterns wurden auf Pattern Konferenzen diskutiert und im Anschluss evaluiert sowie bei der Konzeption, Entwicklung und Bewertung mehrerer Videolernumgebungen angewendet. Zudem wurde das Software Framework VI-TWO vorgestellt, mit dem sich fast alle Patterns auf einfache Weise in Web-Anwendungen realisieren lassen. Zur Spezifikation videobasierter CSCL-Scripts wurden existierende videobasierte und nicht videobasierte Scripts analysiert. Im Ergebnis unterschieden sich videobasierte CSCL-Scripts von allgemeinen CSCL-Scripts vor allem hinsichtlich der mit dem Video verknüpften oder darin verankerten Aufgaben und Aktivitäten. Videos werden dabei nicht als monolithische Einheiten, sondern als zeitkontinuierliche Medien betrachtet, in denen weitere Informationen zeitgenau verankert und Lernaktivitäten stattfinden können. Außerdem ließen sich drei Typen videobasierter CSCL-Scripts identifizieren: (1) Scripts zur Analyse und Diskussion von Videoinhalten, (2) Peer Annotation Scripts einschließlich dem Peer Assessment und (3) Jigsaw-Scripts, die das problembasierte Lernen mit Hilfe von Videos ermöglichen. Unabhängig davon variiert die Komplexität der Scripts auf drei Stufen: (1) sofern voneinander abgegrenzte zeitliche Phasen von Lernaktivitäten bestehen, (2) wenn darüber hinaus die Teilnehmer innerhalb von Gruppen Aufgaben bearbeiten (intra-group) und (3) falls außerdem Aufgaben auch gruppenübergreifend bearbeitet werden (inter-group). Auf Grundlage der Spezifikation konnte ein Datenmodell und ein Modell für die nutzerseitige Modellierung von Scripts verschiedener Komplexitätsstufen sowie Typen entwickelt und in dem CSCL-System VI-LAB realisiert werden. Diese Arbeit leistet in zweifacher Hinsicht einen Beitrag zur Forschung im Bereich E-Learning. Zum einen beschreiben die Interaction Design Patterns wiederkehrende User Interface Lösungen und stellen somit ein Hilfsmittel für Designer, Software Entwickler und Lehrende bei der Gestaltung und Implementierung von Videolernumgebungen dar. Zum anderen wurden durch die Spezifikation und softwareseitige Umsetzung videobasierter CSCL-Scripts Voraussetzungen geschaffen, die den praktischen Einsatz und die weitere Untersuchung des kollaborativen Lernens mit Videos ermöglichen.:1 Einführung 19 1.1 Motivation 19 1.2 Herausforderungen und Forschungsfragen 20 1.2.1 Interaction Design Patterns 20 1.2.2 Videobasierte CSCL-Scripts 22 1.3 Kapitelübersicht und Forschungsmethoden 25 1.3.1 Kapitelübersicht 25 1.3.2 Forschungsmethoden je Kapitel 27 2 Lernen mit Videos 29 2.1 Terminologie, Einsatzfelder und Potentiale von Lernvideos 30 2.1.1 Begriffsbestimmung 30 2.1.2 Einsatzfelder und Szenarien für das Lernen mit Videos 32 2.1.3 Potentiale des Medium Video 34 2.2 Videos im Kontext kognitiver Lerntheorien 36 2.2.1 Theorie der kognitiven Last 36 2.2.2 Kognitive Theorie des Lernens mit Multimedia 38 2.3 Interaktivität audiovisueller Lernmedien 44 2.4 Lernformen 48 2.4.1 Rezeptives Lernen 49 2.4.2 Selbstgesteuertes Lernen 50 2.4.3 Kollaboratives Lernen 52 2.5 Zusammenfassung 56 3 Videolernumgebungen und Hypervideos 59 3.1 Terminologie und Modelle 60 3.1.1 Videolernumgebung 60 3.1.2 Terminologie: Video, Hypervideo und interaktives Video 62 3.1.3 Spezifikationen für Hypervideo-Dokumente 65 3.1.4 Modelle des zeitlichen Layouts 66 3.2 Human Video Interface 69 3.2.1 Gestaltungsraum von Hypervideos 70 3.2.2 Usability-Herausforderungen von Human Video Interfaces 74 3.3 Technische Herausforderungen 76 3.3.1 Download und Cache-Management / Echte Nicht-Linearität 77 3.3.2 Synchronisierung von Video und Annotationen 78 3.3.3 Adressierung und Abruf von Medienfragmenten 78 3.3.4 Deklarative Ansätze der Repräsentation von Multimedia 80 3.4 Produktion und Integration in Lernumgebungen 81 3.4.1 Produktion: Vorgehensweisen und Paradigmen 82 3.4.2 Integration in Lernumgebungen und Zusammenspiel mit Diensten im WWW 85 3.5 Zusammenfassung 87 4 Interaction Design Patterns für Videolernumgebungen 91 4.1 Einführung in Design Patterns 92 4.1.1 Design Patterns 95 4.1.2 Mustersprache 101 4.1.3 Verwandte Ansätze im Interaction Design 104 4.1.4 Verwandte Pattern Languages 106 4.2 Systematische Elaboration von Design Patterns 109 4.2.1 Stand der Forschung bzgldem Pattern Mining 110 4.2.2 Inhaltsanalyse von Videolernumgebungen 112 4.2.3 Analyse und Integration ähnlicher Muster bzwMustersprachen 128 4.2.4 Verfassen sowie Revision und Evaluation der Muster 130 4.2.5 Konstruktion der Pattern Language 135 4.3 Pattern Language für Videolernumgebungen 140 4.3.1 Struktur der Pattern Language 140 4.3.2 Angrenzende Mustersprachen 144 4.3.3 Repräsentation in einer Wissensbasis 145 4.3.4 Anwendungs- und Einsatzszenarien 148 4.3.5 Exemplarische Interaction Design Patterns 151 4.4 Zusammenfassung 168 5 Videobasierte CSCL-Scripts 171 5.1 Einführung 172 5.1.1 Hintergrund zu Scripts und CSCL-Scripts 172 5.1.2 Definition videobasierter CSCL-Scripts 175 5.1.3 Mehrwert und Potentiale 177 5.1.4 Typisierung videobasierter CSCL-Scripts 178 5.2 Spezifikation videobasierter CSCL-Scripts 184 5.2.1 Script-Komponenten 185 5.2.2 Script-Mechanismen 194 5.3 Modellierung von CSCL-Scripts 197 5.3.1 Komplexitätslevel 200 5.3.2 Verwandte Systeme und Ansätze zur Modellierung von Scripts 201 5.3.3 Konzept für eine formale Repräsentation 206 5.3.4 Konzept zur Modellierung im User Interface 209 5.4 Zusammenfassung 212 6 Realisierung von Patterns und Scripts 215 6.1 VI-TWO: JavaScript Framework für interaktive Videos 216 6.1.1 Anforderungen 217 6.1.2 Verwandte Arbeiten 219 6.1.3 Architektur von VI-TWO 222 6.1.4 Videoplayer 224 6.1.5 Videoannotationen 225 6.1.6 Makrointeraktivität in Kollektionen von Videos 229 6.1.7 Autorenwerkzeuge 232 6.2 VI-LAB: CSCL-System für videobasierte CSCL-Scripts 235 6.2.1 Anforderungen 236 6.2.2 Architektur von VI-LAB 238 6.2.3 Modellierung videobasierter CSCL-Scripts 241 6.2.4 Monitoring 244 6.3 Anwendungsbeispiele für VI-TWO und VI-LAB 246 6.3.1 Vi-Wiki 246 6.3.2 IWRM education 247 6.3.3 VI-LAB (Version 1) auf Basis von Wordpress 247 6.3.4 VI-LAB (Version 2) auf Basis von node.js 248 6.3.5 Theresienstadt explained 249 6.4 Zusammenfassung 252 7 Schlussbetrachtung 255 7.1 Beitrag der Arbeit zur Forschung 255 7.2 Kritische Würdigung 256 7.3 Ausblick 25

Mediendidaktik

Wie können Medien sinnvoll Lehr- und Lernprozesse unterstützen? Die Autoren geben einen kompakten Überblick von den ersten mediendidaktischen Ansätzen bis zu gegenwärtigen Trends des E-Learning und Mobile Learning. Behandelt werden - kontextunabhängig und grundlegend - die Funktionen von Medien sowie die didaktischen Methoden für einen Lernerfolg versprechenden Einsatz von Medien. Der Studientext geht insbesondere auf Potenziale ein, die digitale Medien für Lehr- und Lernprozesse Erwachsener bieten, und orientiert sich dabei an den Bedürfnissen und Fragestellungen der Zielgruppe. Auf Basis aktueller Erkenntnisse der Medienforschung wird das zur Gestaltung medienbasierter Weiterbildungsangebote benötigte Hintergrund- und Handlungswissen vermittelt. Didaktisch aufbereitete zusätzliche Lernmaterialien finden Sie unter Gratisdownload.How may media be used to support the teaching and learning processes in a sensible way? The authors provide a succinct overview from the first media-didactic approaches to the current trends of e-learning and mobile learning. The publication deals with the functions of media irrespective of context and in a basic manner as well as with the didactic methods for the successful use of media to guarantee learning. The study text particularly refers to potentials, which digital media offer for the teaching and learning processes of adults and is thereby orientated to the needs and issues of the target group. On the basis of current insights into media research, the background and action knowledge required for the design of media-based further development provisions are communicated

The learning evironment VideoLearn: Cooperative and self-directed learning using lecture recordings : A Design-based-Research Study

In dieser Arbeit wird ein Lernszenario entwickelt, welches das Medium Vorlesungsaufzeichnung (VAZ) in den Mittelpunkt des Lehr-/Lerngeschehens stellt. Dieses Lernszenario wird als VideoLern bezeichnet. Mit VideoLern soll drei praktischen Problemstellungen der Lehrveranstaltungsform Vorlesung mit Übung begegnet werden: Der mangelnden Interaktion zwischen Lehrenden und Studierenden, der ebenso mangelnden Auseinandersetzung mit den Lerninhalten seitens der Studierenden sowie der Schaffung von Freiräumen für das selbstgesteuerte und kooperative Lernen. Der Fokus wird hierbei auf Lehrveranstaltungen in den Ingenieurswissenschaften gelegt. Hierfür liefert diese Arbeit zwei zentrale Ergebnisse: 1. Es werden konkrete Handlungsanleitungen erarbeitet, wie Lehrende VideoLern in ihrer Lehre nutzbringend einsetzen können. 2. Es wird die Frage beantwortet, ob mit VideoLern den drei skizzierten Problemen der Vorlesung mit Übung begegnet werden kann. Für die wissenschaftlich fundierte Entwicklung des Lernszenarios wird der Design-Based-Research-Ansatz aufgegriffen. Da der DBR-Ansatz sehr offen ist, bietet er zwar eine gute methodologische Leitlinie, eine konkrete Vorgehensweise für die Forschungsarbeit liefert er jedoch nicht. Im Rahmen dieser Arbeit wird deshalb ein entsprechender Design-Prozess ergründet und durchgeführt. Die für die Entwicklung des Lernszenarios notwendigen Studien stützen sich entsprechend des DBR-Ansatzes auf eine explorative Vorgehensweise sowie formative Evaluation. Das Lerngeschehen wird hierfür umfangreich erfasst. Neben der Videoaufzeichnung des Lerngeschehens werden u.a. Selbstauskünfte der Probanden zu ihrem motivationalen Befinden sowie die Lernleistungen erhoben. Die Auswertung erfolgt anschließend sowohl mit quantitativen als auch qualitativen Verfahren. Mittels einer Triangulation werden die Ergebnisse gegenseitig abgesichert.This thesis deals with a learning scenario covering the lecture recording as a focal point of teaching and learning. This learning scenario is called ‘VideoLern’. VideoLern is intended to meet three central problems of the course type lecture plus practice: the lacking interaction between teacher and student, the lacking examination of the learning content as well as the poor provision of enough room for self-determined and cooperative learning. The scenario has been examined in the engineering sciences. The thesis delivers two main results: 1. Specific guidelines were extracted, describing how teachers can implement VideoLern usefully in their courses. 2. The survey examines whether the three mentioned problems of a lecture plus practice can be solved with VideoLern. In order to reach a scientifically profound development of the learning scenario, the Design-based Research (DBR) approach was applied. Since the DBR approach is open to changes, it offers a good methodological guideline, however not a detailed procedure for the research work itself. The search for and carrying out of a suitable designing process is therefore also part of this work. The development of the learning scenario is based on an explorative process, corresponding to the nature of the DBR approach, as well as a formative evaluation. The learning events were captured in a full scale. Not only were the test persons videotaped, but also interviewed about their motivational determination and learning performance. The data was evaluated with both, quantitative as well as qualitative approaches. The results were validated through triangulation

teaching, assessment, learning

Die Auftaktveranstaltung der neuen Konferenzreihe uni.digital fand am 4. und 5. April 2019 an der Freien Universität Berlin statt. In Vorträgen von Expertinnen und Experten, in Workshops und in einer Podiumsdiskussion beschäftigten wir uns ausführlich mit drei aktuellen Themen in der digital gestützten Hochschulbildung: Data Literacy, Akademische Integrität und Qualitätsförderung durch digitale Lehre. Mit Aufgreifen des Themas Data Literacy gehen die Hochschulen seit einiger Zeit der Frage nach, wie die Fähigkeit vermittelt werden kann, planvoll mit Daten umzugehen, sie bewusst einzusetzen und zu hinterfragen. Entsprechende Konzepte werden aktuell aufgestellt und in einer Vielzahl von verschiedenen Modellen projektbasiert erprobt und analysiert. Die Pflege Akademischer Integrität, das wurde in den Vorträgen besonders deutlich, sollte durch ein abgestimmtes Maßnahmenbündel gefördert werden. Dazu gehören die Kompetenzentwicklung bei den Studierenden, ein durchgängiges Qualitätsmanagement und vielleicht auch der Einsatz unterstützender Software. Wie digitale Elemente die Qualität der Lehre fördern können, wird seit vielen Jahren in der E-Learning-Community erörtert. Eine flächendeckende Verankerung des E-Learning kann vielerorts noch nicht konstatiert werden. Ein auch weiterhin starkes Engagement in diesem Kontext scheint erforderlich

Virtuelle Organisation und Neue Medien 2009. Workshop GeNeMe \u2709, Gemeinschaften in Neuen Medien. TU Dresden, 01./02.10.2009

Die Tagungsreihe „GeNeMe - Gemeinschaften in Neuen Medien“ findet in diesem Jahr zum zwölften Mal mit einer Vielzahl interessanter Beiträge aus folgenden Themengebieten statt: Konzepte, Modelle (Geschäfts-, Betriebs-, Architektur-Modelle); Technologien und Methoden für Virtuelle Gemeinschaften und Virtuelle Organisationen; Soziale Gemeinschaften in Neuen Medien; Wirtschaftliche Aspekte Virtueller Gemeinschaften und Virtuelle Organisationen; Wissensmanagement in Virtuellen Organisationen, virtuelles Lehren und Lernen; Anwendungen und Praxisbeispiele von GeNeMe. (DIPF/Orig.