Tätigkeitsbasierter Softwareentwurf für interaktive Bildschirmtische mit exemplarischer Anwendung für Krisenstäbe im Katastrophenschutz

Die Forschung hat interaktive Bildschirmtische als vielversprechende Plattform zur Unterstützung der Zusammenarbeit am gleichen Ort identifiziert – eine Vielzahl von Studien belegt ihren Nutzen für die Visualisierung von komplexen Daten und ihre positiven Effekte auf Koordination, Arbeit an gemeinsamen Artefakten und Partizipation aller beteiligten Nutzer. Der Entwurf von Software für die Nutzung der Geräte in konkreten Anwendungsfällen birgt jedoch signifikante Komplexität – die Anforderungen der Anwendungsdomäne, die Erfordernisse effizienter Zusammenarbeit und die spezifischen Fähigkeiten und Grenzen der Geräte müssen in einen kohärenten Gesamtentwurf integriert werden, um Nutzern die bestmögliche Unterstützung zu bieten. Zur Adressierung dieses Problem wird in dieser Arbeit ein Softwareentwurfsprozess entwickelt, der das theoretische Fundament der Tätigkeitstheorie mit der iterativen Methodik der benutzerorientierten Gestaltung kombiniert. Der Ansatz geht über bestehende Arbeiten hinaus, indem er, basierend auf Engeströms Methode der Widerspruchsanalyse, ein Verfahren zur systematischen Ableitung von Anforderungen aus Widersprüchen definiert, welches über ein erweitertes Tätigkeitsmodell die drei Faktoren Zusammenarbeit, Bedienung und Anwendungsdomäne integriert. Der Ansatz kann auch für komplexere Szenarien mit unterschiedlichen Tätigkeiten, die miteinander wechselwirken, eingesetzt werden. Die praktische Anwendbarkeit des Ansatzes wird durch den Entwurf einer Software für interaktive Bildschirmtische gezeigt, welche die gemeinsame Lageanalyse und Planung in Krisenstäben des Katastrophenschutzes unterstützt. Der Katastrophenschutz bietet sich in diesem Kontext als Anwendungsdomäne an, da hier alle zuvor genannten Faktoren im Entwurf der Software zum Tragen kommen: in einem Krisenstab kommen Mitarbeiter unterschiedlicher Organisationen zusammen, um ein gemeinsames Verständnis der Situation zu erreichen und kooperativ Pläne zur Bekämpfung zu entwickeln (Zusammenarbeit); dabei nehmen diese Mitarbeiter unterschiedliche Rollen und Verantwortungen ein, die auch unterschiedliche Informationsbedürfnisse und Planungsmöglichkeiten mit sich bringen (Anwendungsdomäne). Zentrales Artefakt dieser Zusammenarbeit ist eine große Papierkarte, deren digitales Gegenstück auf dem Bildschirmtisch den etablierten Praktiken zur Abbildung der Situation auf dieser Karte Rechnung tragen muss (Bedienung). Im Rahmen des Entwurfs zeigen sich dabei eine Reihe von Interaktionsproblemen, für die neue, leichtgewichtige Lösungen entwickelt werden, die ohne Modifikation der Hardware, d. h. auch mit kommerziell verfügbaren Bildschirmtischen, zum Einsatz kommen können. Dabei handelt es sich u. a. um Techniken zum Einsatz digitaler Anoto-Stifte auf Bildschirmtischen mit optischer Sensorik, zur Benutzererkennung von einzelnen Interaktionen – sowohl für Berührungssteuerung als auch Bedienung mit einem digitalen Stift – und um ein System zur dynamischen Sitzungs- und Zugriffskontrolle. Die Arbeit schließt mit einer umfassenden Benutzerstudie, in welcher 30 Teilnehmer in einem fiktiven Krisenszenario Aufgaben bearbeiten, die entsprechende Arbeitsschritte echter Krisenstäbe des Katastrophenschutzes bei der Behandlung einer solchen Situation widerspiegeln. Verglichen werden dabei die neu entwickelte Software für interaktive Bildschirmtische, ein handelsübliches Geoinformationssystem für Desktop-Computer, und klassische Papierkarten. Die Auswertung zeigt, dass mit der neu entwickelten Software und den in sie integrierten Interaktionstechniken die höchste Effizienz und die beste Benutzererfahrung erreicht werden; die Software bietet zudem eine ebenso hohe Teamarbeitsqualität wie die klassischen Papierkarten. Diese Ergebnisse zeigen, dass der im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Entwurfsprozess in der Lage ist, die Entwicklung von Software für interaktive Bildschirmtische so zu steuern, dass diese eine gemeinsame Bearbeitung von Aufgaben auch in komplexen Anwendungsbereichen effizient unterstützt

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

Semiotik der digitalen Medienkunst

Kunstformen, die sich digitaler Technologien bedienen bzw. diese kritisch reflektieren, gewinnen zunehmend an Popularität und haben sich bedingt durch die rasche technologische Entwicklung in den letzten Jahren stark verändert. Innovative künstlerische Konzepte gehen in Richtung multimodaler Gestaltung und einer Öffnung des Kunstwerks gegenüber dem Publikum und seiner Umgebung. Für die Beschäftigung mit diesen komplex gestalteten digitalen Kunstformen wird in der vorliegenden Arbeit ein Modell zur Kunstbetrachtung entwickelt, das sich auf soziologische Aspekte der Werkinterpretation konzentriert und damit ein alternatives Konzept zu einer rein formal-ästhetischen Kunstbetrachtung anbietet. Sein Beitrag soll eine Betrachtung von Kunst und Kultur als Kommunikation sein, die einerseits den Austausch zwischen KünstlerIn, Kunstwerk, Publikum und Umgebung in ihren Fokus legt und andererseits diesen Austausch anhand der Beschreibung konkreter semiotischer Ressourcen, die in digitalen Kunstwerken zur Kommunikation verwendet werden, nachvollziehbar macht. Die Basis für dieses Modell bildet die Semiotik und eine funktionale Sichtweise, die in einer multimodalen Theorie miteinander verbunden wird. Diese Multimodale Theorie, die sich aus der Systemisch Funktionalen Linguistik entwickelt hat, wendet ihr soziologisches Konzept und ihre funktionalen Kategorien auf die Beschreibung einzelner und den Zusammenhang verschiedener Zeichensysteme (Sprache, Bild, Sound, Gestik, Mimik, dreidimensionale Räume, etc.) in unterschiedlichen Genres, wie z.B. Alltagstexten, Wissenschaftsdiskursen und Kunst an. Die meisten multimodalen Analysen beschäftigen sich bisher mit der Kombination von nur zwei verschiedenen Zeichensystemen (Modi) in einem Werk. In der vorliegenden Arbeit wird durch die Anwendung auf den Bereich der digitalen Medienkunst das multimodale Modell hinsichtlich einer Kombination mehrerer Modi erweitert. Diese Arbeit liefert somit einerseits einen Beitrag zur Erweiterung der multimodalen Theorie im Bereich der Linguistik und Semiotik und andererseits einen Beitrag zur Kunst- und Medientheorie. Mit dem hier entworfenen Modell werden in dieser Arbeit ausgewählte Gestaltungsprinzipien der digitalen Medienkunst eingehend betrachtet, die in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewinnen. Dies sind Themenbereich wie Transformation, Modifikation und Übertragung, die Auflösung physischer Grenzen durch virtuelle Räume, die „Sichtbarmachung des Unsichtbaren“ und die Telepräsenz, kohärente oder wenig kohärente Strukturen der Gestaltung sowie neue Publikumsperspektiven, die sich durch die Einbeziehung digitaler Technologien ergeben.Art-forms, which use digital technologies for production and design and which reflect these technologies critically, are becoming increasingly popular. Caused by technological development, art production and design has changed considerably during the last years. Nowadays digital artworks are generated multimodally and integrate the visitor and the environment as represented and interactive participants into their work. In order to explore the meaning making potential of these artworks, I develop a systemic functional framework of analysis. This framework combines a sociological and a formal approach and offers an alternative perspective to enrich our knowledge and perception when engaging with art. It enables researchers to relate art and culture with communicative events and to analyse the interaction and exchange going on between artist, artwork, visitor and environment by describing semiotic resources that are used to generate digital artworks. The developed framework is a multimodal approach, based on semiotics and functional theory, which applies a sociological concept and functional categories to the analysis of multimodal texts. This multimodal approach enables researchers to explain how different semiotic systems or modes (language, image, sound, body language, facial expression and three-dimensional spaces, etc.) are related to each other in different genres such as every day language, scientific texts and art to realise meanings. Hitherto multimodal analysis has basically focused on the combination and relation of only two modes in a text (i.e. language and image). By analysing artworks that are generated of verbal, visual and acoustic modes of communication as well as physical objects in three-dimensional space the multimodal approach is extended in this thesis. Thus this work will contribute to multimodal research and art and media theory. With this framework of analysis major principles of design in digital art, that have become significant within the last years, can be explained. Principles that are addressed in this thesis are: transformation, modification and translation from one mode into another, virtual environments and telepresence, creating new visitor perspectives and interactive concepts as well as cohesion in digital art

Foundations and applications of human-machine-interaction

Der vorliegende Tagungsband zur 10. Berliner Werkstatt Mensch-Maschine-Systeme gibt einen Einblick in die aktuelle Forschung im Bereich der Mensch-Maschine- Interaktion. Einen besonderen Fokus stellt das Wechselspiel von Grundlagenforschung und anwendungsbezogener Forschung dar, was sich im breiten Themenspektrum widerspiegelt, welches von theoretischen und methodischen Betrachtungen bis hin zu anwendungsnahen Fragestellungen reicht. Dabei finden Inhalte aus allen Phasen des Forschungsprozesses Beachtung, sodass auch im Rahmen der 10. Berliner Werkstatt MMS wieder sowohl neue Untersuchungskonzepte als auch abschließende Befunde diskutiert werden. Zentrale Themengebiete sind u. a. Fahrer-Fahrzeug-Interaktion, Assistenzsysteme, User Experience, Usability, Ubiquitous Computing, Mixed & Virtual Reality, Robotics & Automation, Wahrnehmungsspezifika sowie Psychophysiologie und Beanspruchung in der Mensch-Maschine-Interaktion.The proceedings of the 10th Berlin Workshop Human-Machine-Systems provide an insight into the current research in the field of human-machine-interaction. The main focus lies on the interplay between basic and applied research, which is reflected in the wide range of subjects: from theoretical and methodological issues to application oriented considerations. Again all stages of the research process are represented in the contributions of the 10th Berlin Workshop HMS. This means new research concepts as well as final results are subject of this volume. Central topics include driver-vehicleinteraction, assistance systems, user experience, usability, ubiquitous computing, mixed and virtual reality, robotics & automation, perception specifics, as well as psychophysiology and workload in human-machine-interaction

Neue Erzählformen in dynamischen Bildtechnologien - Formprobleme zwischen Populärkommunikation und autonomer Kunst

Jeder Fortschritt, jede Neuerung größeren Ausmaßes in verschiedenen Medien provoziert nach einer kurzen Phase spielerischen Experiments eine erneute Konsolidierung wie deren ästhetische Reflexion: Diese Dualität kennen wir spätestens seit den Tagen industrieller Kommunikation als eine Trennung zwischen Massenkommunikation und Kunst. Dies lässt sich gleichermaßen bei der Entwicklung des zentralperspektivischen Bildes, der frühen Fotografie oder ganz besonders der Kinematografie beobachten. Nach einer ersten Phase des Kinos der Attraktionen entwickelte sich eine neue und einzigartige Formensprache des Classical Style als konventionalisierte Gestaltungsregel des Films, die zugleich und teilweise in scharfer Opposition verschiedene Gegenbewegungen auslöste oder als deren explizite Reflexion durch individuelle künstlerische Formensprachen überformt wurde. Aktuell stehen wir vor einer ähnlichen Situation, der Erfindung und Verbreitung dreidimensionaler dynamischer Techniken mit Datenbrille und anderen Technologien, die neue Formen der Virtual Production und damit des Erzählens ermöglichen - sogenanntes 'spatial' oder 'environmental storytelling'. Der Band widmet sich diesem neuen Erzählen auf drei Ebenen: Raumbild und -ton (Film), Bewegung im Raum (Computerspiel und VR) und Raum als Kontext (AR)

Mensch-Computer-Interface: Zur Geschichte und Zukunft der Computerbedienung

Die gegenwärtige Interface-Krise bei digitalen Medien nehmen Informatiker und Informatikhistoriker in diesem Band zum Anlass für eine Langzeitbilanz der Mensch-Computer-Interaktion. Sie legen sowohl Gesamtüberblicke der Entwicklung aus technik- und geistesgeschichtlicher Sicht vor als auch spezielle Studien zur Bedienproblematik einzelner Epochen. Dadurch entsteht ein großer Bogen von den Bedienschnittstellen der frühen Mainframe-Welt über die interaktiven PC-Interfaces bis zu den neuesten Entwicklungen des Wearable Computing und der proaktiven Ambient Intelligence. Die historisch-genetischen Analysen münden in theoretische Betrachtungen und kritische Rückblicke auf die Forschung zu Mensch-Computer-Interfaces sowie Ausblicke auf die Zukunft

Postgraduale Bildung mit digitalen Medien. Fallbeispiele aus den sächsischen Hochschulen

Die sächsischen Hochschulen stehen vor der Herausforderung, qualitativ hochwertige und wirtschaftlich tragfähige Weiterbildungsangebote zu konzipieren, um ihre Profilbildung zu unterstützen, neue Zielgruppen zu erreichen und zusätzliche Erlösquellen zu erschließen. Hohe Erwartungen werden dabei an die Einführung von mediengestützten Bildungsformaten geknüpft. Der gezielte Einsatz von digitalen Medien soll es Weiterbildungsakteuren an den Hochschulen erleichtern, nachfrageorientierte Bildungsangebote zu entwickeln und auf dem Markt zu etablieren. Dieser Sammelband untersucht den Einsatz digitaler Medien in der postgradualen Weiterbildung aus verschiedenen Perspektiven. Vorgestellt werden analytische Arbeiten zum Medieneinsatz in der Weiterbildung sowie Fallbeispiele aus dem sächsischen Hochschulraum. Die Beiträge basieren zum Teil auf dem durch den Europäischen Sozialfonds finanzierten Projekt )Qualitätssicherung und Qualitätsmanagement in der postgradualen Weiterbildung( (Q2P) und vermitteln ein differenziertes Bild von den Förderschwerpunkten und Entwicklungsperspektiven der mediengestützten Weiterbildung im Freistaat Sachsen. (DIPF/Orig.

Feedbackmaschinen

Wie erleben wir Interaktion? Wie kommen die Bewegungen unserer Hand an der Maus und die bewegten symbolischen Darstellungen auf einem Bildschirm zusammen, um als einheitliche Handlung erlebt zu werden: etwas anklicken? Und wie bekommt dieses Etwas seine Gestalt? Ausgehend von dieser Frage entwickelt die Arbeit einen neuen Blick auf das Interagieren, der sich wesentlich auf den Feedbackbegriff und die Kybernetik stützt. Dazu wird einerseits die Geschichte der Kybernetik als Vorgeschichte des interaktiven Rechnens selbst rekonstruiert, andererseits wird kybernetisches Denken für ein Verstehen von Interaktion reaktiviert. Unter Bezugnahme auf die akademische Human-Computer Interaction, sowie Technik- und Wissenschaftsgeschichte, Medienwissenschaften und Semiotik, aber auch auf empirische Psychologie und künstlerische Praxis, entsteht so ein Verständnis von Interaktion, das als Kritik an kognitionswissenschaftlichen Theorien der Interaktion, sowie auch am Vorwurf einer Konditionierung durch Interaktion zu verstehen ist, wie ihn Medienkunst oder Medienwissenschaften formulieren. Zugleich funktioniert dieses Verständnis als Ergänzung zu Theorien „direkter Manipulation“ oder „greifbarer Schnittstellen“, als Einbeziehung post-kognitivistischer Positionen wie „Embodiment“ und „Enactivism“ in den Interaktionsdiskurs, und schließlich als mögliche Antwort auf die Frage, wie körperliche Aktivität und Wahrnehmung beim Interagieren zusammenkommen, um dabei die Gegenstände der Interaktion erst zu erzeugen. Interaktion, so das Fazit der Arbeit, erzeugt Schnittstellen.How do we experience interaction? How is moving our hand on a computer mouse and looking at moving symbolic representations on a computer screen perceived as one coherent action: clicking on something? How is the Gestalt of this something constituted? Starting from this question, a novel understanding of interaction is developed that focuses on the notion of feedback and on cybernetics. To this end, the history of cybernetics is reconstructed as a history of interactive computing while cybernetic thought is reactivated as a tool for understanding interaction. Drawing on human-computer interaction (HCI), science and technology studies, media studies, semiotics, empirical psychology and artistic practice, this understanding of interaction can be seen as a critique of cognitivist theories of interaction and of the idea that interaction constitutes a form of conditioning, as put forward by media art and media studies. At the same time, it aims at complementing theories of direct manipulation and tangible interaction, incorporating post-cognitivist theories such as “embodiment” and “enaction” into the HCI discourse. Ultimately, it offers an answer to the question how interaction fuses bodily activity and perception into one experience, which in turn creates the very objects of interaction. Interaction, it is concluded, creates interfaces

The Online Tutoring Language Game -In Support of Knowledge Sharing in Online Learning Communities -

Das Sprachspiel des Online-Tutorings - Zur Unterstützung von Wissenskommunikation in lernenden Online-Gemeinschaften - Eine Analyse im Kontext beruflicher Weiterbildung – Die Dissertation beschäftigt sich mit der Unterstützung der Wissenskommunikation und –konstruktion in Online-Gruppen durch Online-Tutoring. Dabei werden die kommunikativen Handlungen der Online-Lernenden und –Tutoren als ein Sprachspiel betrachtet, als schriftsprachliche Handlungen in der Interaktion. Der Begriff des Sprachspiels ist ein heuristischer Begriff, der von Ludwig Wittgenstein in sprach-philosophischer Auseinandersetzung eingeführt wurde. Wittgenstein hat sich in seinen "Philosophischen Untersuchungen" mit der Alltagssprache und ihrer Vieldeutigkeit beschäftigt. Danach ist der Sinn der Wörter abhängig vom Kontext, in dem sie Verwendung finden. Im Begriff des Sprachspiels bringt er diese Kontextabhängigkeit zum Ausdruck. Die Bedeutung eines Wortes liegt demnach nicht in dem Wort selbst und auch nicht in dem Gegenstand, den das Wort benennt, sondern einzig und allein in seiner Praxis. Das Sprachspiel ist Sprachpraxis, der Gebrauch der Sprache Ausdruck von Sinn. Handlung und Sprache im kooperativen Online-Lernen zu untersuchen, liegt nahe, wenn an die Stelle linearer Wissensvermittlung der wechselseitige Austausch zwischen Lernenden und Lernhelfern tritt und damit das Interesse an unterstützenden als auch hemmenden Faktoren einhergeht. Im Vergleich zur Entwicklung von Technologien und Werkzeugen für die Online-Kooperation ist die Erforschung der Frage nach Möglichkeiten und förderlichen Bedingungen, Wissenskommunikation und -konstruktion in lernenden Online-Gemeinschaften durch Online-Tutoring zu unterstützen, mit weniger Anstrengungen verfolgt und konkretisiert worden. Hier setzt die vorliegende Arbeit an. Sie untersucht, wie Online-Tutoren in asynchronen Kommunikationsumgebungen (Diskussionsforen) durch Sprachspielzüge die Wissenskommunikation in Online-Gruppen unterstützen. Die zentrale Fragestellung richtet sich darauf, wie Online-Tutoren zur Entwicklung kognitiver Präsenz in der Online-Gruppe beitragen können. Kognitive Präsenz ist ein Begriff, der dem Konzept des kritischen Denkens nahe ist.The Online Tutoring Language Game- In Support of Knowledge Sharing in Online Learning Communities - An Analysis in the Context of Advanced Professional Training – The thesis concerns the written language approaches of online tutors in providing support for problem-based task processing through online groups. It considers the process of negotiation, apportionment and creation of meaning in online groups and the support thereof through online tutoring from a language game perspective. The term language game is a heuristic term introduced to philosophical language discourse by Ludwig Wittgenstein and which is suited to the analysis of communicative approaches. The thesis understands learning to mean an active process of knowledge sharing and construction in a group’s written language computer-moderated discourse initiated through the processing of situation- and case-specific tasks. Online tutoring is understood to be a specific form of linguistically-communicated reality comprising didactic approaches based on language games in the context of computer-moderated, text-based communication. It is from this perspective that the thesis addresses the capacity to initiate, participate in and actively contribute to the online tutoring language game with the goal of interaction via socially shared knowledge. The thesis concentrates on the language game tactics used by online tutors to contribute to knowledge sharing and construction in online groups. The study identifies and describes the contexts and interactions between cognitive and interactive activity in online groups and the language game tactics of the online tutors. The focus is on the ethnography of the language game in the respective online groups through the description a) of participation processes and cognitive presence, b) of the typical forms of language use in online tutorial support and c) of event points in online tutorial approaches to the promotion of online cooperation. To this end a plural method approach was adopted which integrates the different processes of social research: open, non-participative observation of the communicative interactions, individual interviews in Chat and Face-to-Face, qualitative content analysis and interaction analyses of selected sequences. The qualitative-subjective dimensions of the learners and the online tutors expressed in evaluations and perceptions were surveyed by means of qualita-tive interviews. Case analyses provided differentiated insights into the shifts of language game tactics and the patterns of interaction in the online groups. The results of the thesis are presented as a system of categories for the online tutors’ language game tactics and their tone styles, as well as for the online learners’ interactive and cognitive tactics. The results of the case study confirm research results on the marginal development of cognitive presence in online groups and indicate the need for support from knowledge sharing and construction processes. A number of causes of superficial learning in online groups can be derived from the results, including inadequate interactive support through the online tutors’ language approaches. Recommendations for the configuration of the online tutoring language game are provided on the basis of the theoretical and empirical results. A review of the analysis is carried out in the context of a critical reflection on the research process and its results, including a discussion of their aptitude for generalisation

Softwarearchitektur für die interaktive Simulation mobiler Arbeitsmaschinen in virtuellen Umgebungen

Die numerische Simulation ist ein unverzichtbares Werkzeug bei der Produktentwicklung geworden. Bereits in den frühen Phasen von Studien und Konzepten können unterschiedliche Lösungsansätze für eine Aufgabenstellung bewertet werden. In diesem Zusammenhang wird von virtuellen Prototypen gesprochen. Bei der Simulation mobiler Arbeitsmaschinen erfordert das die Einbindung des Bedieners. Die technologische Leistungsfähigkeit wird wesentlich durch die Interaktion zwischen Bediener und Maschine geprägt. Die Beschreibung des Bedieners durch mathematische Modelle ist bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht mit belastbaren Resultaten erfolgt. Die Entwicklungen im Bereich der Simulationstechnologie und der Computergrafik ermöglichen die Durchführung interaktiver Simulationen in komplexen virtuellen Welten. Damit lässt sich der Bediener direkt in die Simulation einbinden und es können zusätzliche Potenziale, wie z. B. bei der Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion erschlossen werden. Durch die interaktive Simulation in Virtual-Reality-Systemen werden neue Anforderungen an die Simulationssoftware gestellt. Zur Interaktion mit dem Bediener müssen die Eingaben aus den Bedienelementen in Echtzeit verarbeitet und audiovisuelle Ausgaben generiert werden. Dabei sind neben den mathematisch-physikalischen Aspekten der Simulation auch Problemfelder wie Synchronisation, Kommunikation, Bussysteme und Computergrafik zu behandeln. Die Anpassung des Simulationssystems an unterschiedliche Aufgabenstellungen erfordert ein flexibel konfigurierbares Softwaresystem. Als Lösung dieser Aufgabenstellung wird eine Softwarearchitektur vorgestellt, welche die unterschiedlichen Problemfelder durch klar voneinander abgegrenzte Komponenten mit entsprechenden Schnittstellen behandelt. Das entstandene Softwaresystem ist flexibel und erweiterbar. Die Simulationsaufgabe wird durch die Konfiguration des Komponentensystems spezifiziert. Die entstehenden Konfigurationsdateien bilden die Anwendungslogik ab und stellen daher einen der wesentlichen Kostenfaktoren bei der Realisierung interaktiver Simulationen dar. Zur Erhöhung der Wiederverwendbarkeit bestehender Konfigurationsfragmente wird ein kompositionsbasierter Ansatz auf der Basis von Skriptsprachen gewählt.Numerical simulation has evolved into an indispensable tool in modern product development. Even in the early design phases of studies and concepts several different approaches for one individual task can be evaluated. In this context the term virtual prototypes can be used. For effective simulation of mobile construction site machinery incorporation of the operator\'s influence is required. The technological performance of the machinery is essentially influenced by the interaction between the operator and the machine. Currently, there are no known mathematical models describing the operator\'s behaviour, which give substantiated results. The latest developments in computing technology and computer graphics facilitate interactive simulations in complex virtual worlds. This allows not only the operator to be linked to the simulation but also the investigation of additional research areas such as human-machine-interaction. The application of interactive simulation in virtual reality systems places new demands on the simulation software. Due to the interaction not only input signals from the instruments have to be processed but also audio and visual output has to be generated in real time. In addition to the mathematical and physical aspects of simulation, problems in the areas of synchronisation, communication, bus systems and computer graphics also have to be solved. The adaption of the simulation system to new tasks requires a flexible and highly configurable software system. As a response to these demands, a software architecture is presented which partitions the various problems into finite components with corresponding interfaces. The partitioning results in a flexible and extendable software system. The simulation task is specified by the configuration of the component system. The resulting configuration files reflect the application logic and therefore represent one of the main cost factors in the realisation of the interactive simulations. A composition-based approach is chosen as it raises the level of reuse of existing configuration fragments. This approach is based on scripting languages