Making Models : vom Selbermachen stofflich-digitaler Artefakte als Modellbildung

In recent years a maker movement that is characterized by linking DIY to digital media has appeared. In this context amateurs create and construct digital physical artefacts themselves, and share documentation of their projects online to learn from each other. Distributing on-going projects to other makers presupposes that essential characteristics of the artefact under construction are documented. This raises the question of how young amateurs can be supported to document their physical digital artefacts. This thesis develops an approach based on model theory to define the making of digital physical artefacts as modelling processes. Starting from a general model definition, corresponding modelling concepts from computer science are taken up, expanded by alternative un-formal approaches from HCI and applied to making. Requirements for modelling software tools are derived and implemented. A content analysis of makers models and the evaluation of the new tools points towards the appropriateness of graphical models and unveils benefits of visual programming code for documentation. They are meaningful and practical model formats to outline un-formal and abstract characteristics comprehensibly. It is proposed to extend visual programming environments into simple documentation tools to relate to young makers construction activities

Modellgestützte Prozessverbesserung: Entwicklung einer wiederverwendungsorientierten Methode zur durchgängigen Unterstützung der Modellerstellung, -transformation und -nutzung im Rahmen der Prozessverbesserung

Die Gestaltung betrieblicher Prozesse stellt heute einen wichtigen Wettbewerbsfaktor dar. Um am Markt erfolgreich agieren zu können, ist es notwendig, die eigenen Prozesse konsequent an den Bedürfnissen der Kunden auszurichten. Methoden der Prozessverbesserung beschreiben, welche Schritte hierfür durchzuführen sind. Modelle stellen dabei ein wesentliches Werkzeug für die Visualisierung der betrieblichen Abläufe dar. Gleichwohl wird in bestehenden Methoden der Prozessverbesserung nur unzureichend auf die systematische Nutzung und Wiederverwendung von Modellen eingegangen. Dadurch klafft eine Lücke zwischen erwartetem und tatsächlichem Nutzen des Modelleinsatzes im Rahmen der Prozessverbesserung. So wird insbesondere die methodische Nutzung und Auswertung von Modellen bisher entweder gar nicht oder lediglich isoliert von der Prozessverbesserung betrachtet. Damit existiert zwar eine Vielzahl an methodischen Puzzleteilen, eine durchgängige Unterstützung der Modellerstellung und -nutzung im Rahmen der Prozessverbesserung kann jedoch nicht erkannt werden. Die vorliegende Arbeit stellt sich diesem methodischen Defizit und beschreibt Schritt für Schritt, wie die Verwendung von Modellen im Rahmen der Prozessverbesserung systematisiert werden kann. Damit soll die Nutzung von Modellen im betrieblichen Alltag forciert und der Aufwand für die Modellierung langfristig reduziert werden

Der Semantic Building Modeler - Ein System zur prozeduralen Erzeugung von 3D-Gebäudemodellen

Computer generated 3d-models of buildings, cities and whole landscapes are constantly gaining importance throughout different fields of application. Starting with obvious domains like computer games or movies there are also lots of other areas, e.g. reconstructions of historic cities both for educational reasons and further research. The most widely used method for producing city models is the „manual“ creation. A 3d artist uses modeling software to design every single component by hand. Especially for city models consisting of hundreds or thousands of buildings this is a very time consuming and thus expensive method. Procedural modeling offers an alternative to this manual approach by using a computer to generate models automatically. The history of procedural modeling algorithms goes back to the 1980s when the first implementations for the automatic texture synthesis were developed and published by Ken Perlin. Other important applications are the generation of plants based on formalisms like L-systems, proposed by Aristid Lindenmayer or particle systems widely used within computer graphics first proposed by William Reeves. Research concerning the applicability of the developed formalisms and techniques led to the creation of systems dedicated to the automatical computation of building and city models. These systems are often differentiated between rule-based and procedural systems. Rule-based systems use formalisms like text replacement systems whereas procedural systems implement every step of the construction process within the program code. The Semantic Building Modeler is a procedural system, which is configured by using user-provided XML-parameters. The semantic meaning of these parameters is fixed through a tight coupling with their usage within the program code. In this point, the semantic of the Semantic Building Modeler differs from other systems on the today’s market. Besides, it facilitates the introduction for novice users making their first experiences with procedural modeling. Concerning the algorithmic aspect the system proposes two new algorithms for the automatic creation and variation of building footprints. These enable the software to create automatically varied building structures. Additionally, the prototype implementation can be seen as an extendable framework. It offers a wide range of algorithms and methods, which can be used for future extensions of the current system. The prototype also contains an implementation of the Weighted-Straight-Skeleton-Algorithm, techniques for the distributed storage of configuration-fragments, the procedural construction of building components like cornice and many more. The prototypical realization of the developed algorithms is a proof-of-concept-implementation. It demonstrates that the usage of semantically based parameters for the procedural creation of complex and visually appealing geometry can go hand-in-hand. This opens the powerful algorithmic construction of building and city models to a big group of users who have no experience neither in the field of programming nor in the manual design of 3d models

Tagungsband der Beiträge 2020 als pdf

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Auf zu neuen Ufern! E-Learning heute und morgen

Die Autorinnen und Autoren dieses Bandes präsentieren verschiedenste Ansätze, E- Learning erfolgreich in der Hochschule zu etablieren, zeigen aber zugleich auch Hindernisse und Herausforderungen, mit denen die Akteure in diesem Kontext konfrontiert werden. Es werden Strategien vorgestellt, die es ermöglichen Synergien zwischen Einzelprojekten herzustellen und damit zu einem Potential der gesamten Hochschule oder sogar eines Hochschulverbundes heranwachsen zu lassen. (DIPF/Orig.

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

Clio-Guide. Ein Handbuch zu digitalen Ressourcen für die Geschichtswissenschaften

Im Frühjahr 2016 erschien erstmals das Handbuch zu digitalen Ressourcen für die Geschichtswissenschaft. Nur zwei Jahre später erscheint nun eine zweite, erweiterte und aktualisierte Auflage des Handbuchs. In der Einführung zur ersten Auflage war bereits darauf hingewiesen worden, dass es einige thematische Lücken gab – ein Umstand, der unvermeidlich war, angesichts der thematischen Breite des Handbuchs – in der PDF-Version umfasst es immerhin 1.109 Seiten. Zudem ist das Feld der digitalen Geschichtswissenschaft schnelllebig und durch rasche Veränderungs- und Entwicklungsprozesse gekennzeichnet. Die Tatsache, dass die Guides intensiv genutzt werden, hat die HerausgeberInnen motiviert, eine zweite Auflage früher als ursprünglich geplant zu publizieren und damit zumindest einige der inhaltlichen Lücken zu füllen. So hat etwa Rüdiger Hohls für den Teil A „Digitale Arbeitsformen und Techniken“ einen Guide Digital Humanities und digitale Geschichtswissenschaften verfasst, der grundlegend in ein Thema einführt, das zum Kontext aller Clio-Guides gehört. Mit dem Guide Zeitungen von Astrid Blome wird in Teil B „Sammlungen“ ein für Neuzeit- und Zeithistoriker zentraler Quellentypus behandelt und die derzeit verfügbaren digitalen Zugriffs- und Nutzungsoptionen umfassend vorstellt. Der Guide Niederlande, Belgien und Luxemburg, eine Gemeinschaftsarbeit von Ilona Riek, Markus Wegewitz, Christine Gundermann, Bernhard Liemann und Esther Helena Arens, füllt im Teil D „Regionen“ unter den Ländern Westeuropas eine Lücke und ergänzt die bereits vorliegenden Guides. Das in der Einführung zur ersten Auflage angesprochene Fehlen eines Guides zur Jüdischen Geschichte konnte mit der zweiten Auflage ebenfalls behoben werden. Anna Menny, Miriam Rürup und Björn Siegel haben einen umfassenden Guide Jüdische Geschichte im deutschsprachigen Raum verfasst. Mit dem Guide Nationalsozialismus und Holocaust von Laura Busse und Oliver Gaida liegt ein Guide zu einem für die deutsche Zeitgeschichte zentralen Thema vor. Dies gilt in gleicher Weise für den Guide DDR von Henrik Bispinck. Sämtliche schon vorliegenden Guides der ersten Auflage wurden in die zweite Auflage übernommen. Für eine umfassendere konzeptionelle Überarbeitung bestand hier kein Anlass; es wurden in einigen Fällen formale Korrekturen durchgeführt sowie nicht mehr gültige URLs aktualisiert und Verweise auf nicht mehr existierende Ressourcen gelöscht. Allen Autorinnen und Autoren sei für Ihre Arbeit herzlich gedankt; insbesondere denjenigen, die sich der Mühe unterzogen haben, einen neuen Guide für diese zweite Auflage zu verfassen. Dies ist nicht selbstverständlich. Wir hoffen auf eine intensive Rezeption aller Clio-Guides als Lohn für Ihre Mühe. Die HerausgeberInnen. Berlin, Göttingen und Potsdam im Mai 201