Tangible User Interfaces als kooperationsunterstützendes Medium

This thesis deals with a novel type of computer interfaces that allow users to interact in tangible ways with physical artefacts. It focuses on the observation that such interfaces seem to support cooperative problem solving groups and asks why and how Tangible User Interface designs can support cooperative problem-solving activities.The field of Tangible User Interfaces (TUIs) is moving fast, driven mostly by technology-driven proof of concept development, while reflection and theory are sparse. The thesis starts explaining the scope and different approaches to designing TUIs by presenting examples and clarifying the concept and central characteristics of this class of interface. As mixing physical and digital elements will not automatically result in combining advantages of both worlds , it is necessary to know what exactly these advantages are and how they come to be. A literature survey on positive social effects of tangible media on group interaction is therefore synthesized into main lines of arguments. These arguments connect with central characteristics of TUIs. Two empirical studies deepen the understanding reached so far and take the concepts developed to practical use. First a video of a group doing paper prototyping (understood as a tangible medium) is analysed. The second study consists of comparative evaluation of two variants of a system, one based on a touchscreen and one using a TUI interface. Reflection of the evaluation results in a set of design principles which are successfully used in re-designing the TUI variant. Main contributions of this thesis are:- A clarification of the concept of TUIs and their structure and interaction characteristics.- A a systematic overview of social effects of Tangible User Interfaces that encourage cooperation among users.- A set of design heuristics for supporting these social effects of Tangible User Interfaces- A set of design principles derived from the successful re-design of the PitA-Board

Transformation einer Vorlesung durch E-Learning-Elemente

Die Veranstaltungsform Vorlesung ist vor allem in geistes- und sozialwissenschaftlichen Studienrichtungen umstritten: mangelnde Aktivierung der Studierenden, kaum Dialog und Diskurs, wenig Möglichkeiten zum Feedback. In diesem Beitrag soll an einem Beispiel aus der Lehrpraxis des Studienfachs Pädagogik an der TU Darmstadt gezeigt werden, dass und wie es möglich ist, eine Vorlesung durch Einsatz von E-Learning-Elementen so zu transformieren, dass das aktive und diskursive Arbeiten mit den Vorlesungsinhalten erfolgreich angeregt wird

Moving Algorithm Immersive Technologien und reflexive Räume für be-greifbare Interaktion

Sensual experience and interaction, combined with abstract concepts from informatics, arouse children s curiosity about technical processes. That is the assumption of this dissertation. The concept Moving Algorithm aims to provide guidelines on how technical systems in the field of media education for children can be designed and developed to encourage independent learning. Criteria are given for such digital products. This PhD project contributes to the field of interaction design and children. Moving Algorithm is implemented within the application of Der Schwarm, which allows the examination of algorithmic processes through sensual experience and interaction. Exploration is provided on several levels, as multiple senses as well as cognitive abilities are addressed. A concept allows the organisation of workshops particularly for evaluation purposes. Workshops employing methods from empirical social research have been held and evaluated

Partizipation und Akzeptanz : Synthesebericht 5 ; Ergebnissynthese des SINTEG-Förderprogramms

Wie gelingt die Energiewende? Wie kann ganz Deutschland umweltverträglich, sicher und wirtschaftlich mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien versorgt werden? Diesen Fragen widmete sich das Förderprogramm "Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende (SINTEG)" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Von 2016 bis 2020 wurden in den fünf Modellregionen C/sells, DESIGNETZ, enera, NEW 4.0 und WindNODE Ansätze für die digitale Energiezukunft erprobt, Handlungsempfehlungen identifiziert und Lösungen entwickelt. Gemeinsam mit dem Beratungsunternehmen ifok GmbH führte das Wuppertal Institut die SINTEG-Ergebnisse für das Synthesefeld 5 "Partizipation & Akzeptanz" zusammen und werteten diese aus. Im entsprechenden Synthesebericht 5 wird deutlich, dass für das Gelingen der Energiewende eine möglichst breite Akzeptanz und die Beteiligung der Bevölkerung entscheidend sind. Es wurden spezifische Blaupausen zur Einbindung der Bevölkerung erarbeitet, die Akteur*innen aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft dabei unterstützen, jeweils für sie geeignete Formate zur Beteiligung einzusetzen. Insbesondere richten sich diese Blaupausen an die Kommunalpolitik, lokale Energieversorger, Stadtwerke sowie Expert*innen aus den Beteiligung- und Kommunikationswissenschaften

Visuelle Exploration multidimensionaler Informationsräume: Ein Interface-Baukasten für die Produktsuche

Suchmaschinen bieten Zugang zu großen Datenmengen und viele Möglichkeiten, die Nutzeranfragen zu interpretieren und mit Korrekturen oder Empfehlungen zu unterstützen. Neben diesen technologischen Vorteilen, hat sich am Suchparadigma selbst in den letzten Jahren nicht viel geändert. Die meisten Suchinterfaces bestehen auch heute noch aus den typischen Eingabemasken und linearen Ergebnislisten. Jedoch ist es besonders für Nutzer mit wenig Erfahrung in der aktuellen Suchdomäne oder mit einem sehr unscharfen Informationsbedürfnis schwierig, ihre vagen Vorstellungen in eine spezifische Suchanfrage zu transformieren. Die herkömmlichen eindimensionalen Ergebnislisten bieten oft nur eine einfache Sortierfunktion. Verschiedene Techniken der Informationsvisualisierung bieten jedoch weitaus mehr Möglichkeiten, um multidimensionale Datensätze zu visualisieren und vergleichbar zu machen. Ziel der Arbeit ist es, den Suchprozess am Beispiel der Produktsuche aus der Nutzerperspektive zu analysieren und Anforderungen zu formulieren, welche verschiedene Strategien und Phasen der Suche unterstützen. Die Anwendungsfälle stützen sich dabei vor allem auf komplexere Suchaufgaben mit einem vagen Informationsbedürfnis wie der Planung eines Urlaubs oder dem Finden einer passenden Finanzierungsmöglichkeit. Weiterhin werden verschiedene Techniken der Informationsvisualisierung untersucht, um sowohl die visuelle Exploration und Analyse der multidimensionalen Datenmengen als auch eine schnelle Interpretation und den Vergleich der gefundenen Suchergebnisse zu ermöglichen. Die Betrachtung verschiedener verwandter Arbeiten aus dem kommerziellen und akademischen Bereich führen zu fünf verschiedenen Suchmusterkategorien, die in explorativen Suchszenarien miteinander kombiniert werden können, um den Suchraum einzugrenzen oder aufzufächern. Unter Berücksichtigung der Suchmusterkategorien der schlagwortbasierten Suche, der Ähnlichkeitssuche, der Facettennavigation, der empfehlungsbasierten Suche und des Browsing in strukturierten Inhalten werden verschiedene Lösungsansätze entwickelt, welche die Exploration unterschiedlicher Produktdatenmengen ermöglichen. Basierend auf diesen Fallbeispielen wird ein Baukasten für visuelle Suchinterfaces vorgeschlagen, der vorwärtsgerichtet oder rückwärtsgerichtet im Sinne des Reverse-Engineering angewandt werden kann. Die Bausteine geben einen Gestaltungsraum vor, der den Designer vor allem in der Konzeptionsphase unterstützt. Durch die Kombination verschiedener Bausteine werden der Entwurf neuer Interfacekonzepte und deren Variation ermöglicht. Weiterhin können erprobte Lösungen in Entwurfsmuster überführt werden, welche die Wiederverwendung in ähnlichen Problemkontexten erlauben. Durch das Reverse-Engineering können bekannte Interfaces in einzelne Bestandteile zerlegt und innere Strukturen sowie Zusammenhänge analysiert werden.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Problemdarstellung und Zielsetzung 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Interdisziplinäre Grundlagenbetrachtung 2.1 Informationssuche 2.1.1 Informationsbedürfnis 2.1.2 Modelle der Informationssuche 2.1.3 Suchstrategien 2.2 Informationsvisualisierung 2.2.1 Visualisierungsprozess 2.2.2 Datenstrukturen 2.2.3 Visuelle Strukturen 2.2.4 Visualisierungstechniken 2.2.5 Interaktionstechniken 2.3 Entwurfsproblematik in der Mensch-Computer-Interaktion 2.3.1 Entwurfsprozess 2.3.2 Entwurfsmuster und -prinzipien 2.3.3 Baukastensysteme 2.3.4 Semiotik 2.4 Zusammenfassung 3 Suchmuster im Kontext der Produktsuche 3.1 Schlüsselwortsuche 3.1.1 Kommerzielle Anwendungen 3.1.2 Akademische Arbeiten 3.2 Ähnlichkeitssuche 3.2.1 Kommerzielle Anwendungen 3.2.2 Akademische Arbeiten 3.3 Facettennavigation 3.3.1 Kommerzielle Anwendungen 3.3.2 Akademische Arbeiten 3.4 Empfehlungsbasierte Suche 3.4.1 Kommerzielle Anwendungen 3.4.2 Akademische Arbeiten 3.5 Browsing in strukturierten Inhalten 3.5.1 Kommerzielle Anwendungen 3.5.2 Akademische Arbeiten 3.6 Zusammenfassung 4 Motivbasierte Suche 4.1 Nutzerbefragung 4.2 Aspekte der motivbasierten Suche 4.2.1 Exploration 4.2.2 Recherche 4.2.3 Evaluation 4.3 Zusammenfassung 5 Schlagwortbasierte Suche 5.1 Datengrundlage 5.1.1 Klassifikationsschema 5.1.2 Datenanalyse 5.2 DelViz 5.2.1 Konzept für die Explorative Suche 5.2.2 Analysekonzept 5.2.3 Browsing-Konzept 5.2.4 Prototyp 5.3 TagCircus 5.4 Facettice 5.5 Zusammenfassung 6 Ähnlichkeitssuche 6.1 Glyphdarstellungen 6.1.1 Many-to-One-Mapping 6.1.2 One-to-One-Mapping 6.2 Nutzerstudien 6.2.1 Evaluation von Differenzglyphen 6.2.2 Evaluation von Star-Plots und Flower-Glyphen 6.3 Ähnlichkeitssuche mittels Glyphen 6.3.1 Beispielbasierte Suche 6.3.2 Exploration multidimensionaler Datenmengen 6.4 Zusammenfassung 7 Facettennavigation 7.1 Datengrundlage 7.2 Basiskonzept 7.2.1 Interaktion mit den Achsen 7.2.2 Facettenfilter 7.2.3 Ergebnisliste 7.2.4 Suchhistorie 7.3 Parallele Koordinaten 7.3.1 Vergleich 7.3.2 Unscharfer Filter 7.4 Parallel Sets 7.5 Prototyp 7.6 Nutzerstudie 7.6.1 Methodik 7.6.2 Ergebnisse 7.6.3 Diskussion 7.7 Adaption des Konzepts 7.8 Zusammenfassung 8 Empfehlungsbasierte Suche 8.1 Get Inspired 8.1.1 Datengrundlage 8.1.2 Konzeption 8.1.3 Prototyp 8.1.4 Nutzerstudie 8.2 Motbasi 8.2.1 Prototyp 8.2.2 Nutzertest 8.3 Movie-Recommender 8.4 Findr 8.5 Zusammenfassung 9 Baukasten für visuelle Suchinterfaces 9.1 Bausteine 9.2 Baumuster 9.3 Baumusterpläne 9.3.1 Verbindungselemente 9.3.2 Referenzbausteine 9.4 Semiotische Aspekte des Baukastens 9.5 Anwendungsszenarien 9.5.1 Mustererstellung zur Wiederverwendbarkeit 9.5.2 Variantenerzeugung 9.5.3 Inspiration im Entwurfsprozess 9.5.4 Design- und Lehrmethodik 9.6 Zusammenfassung 10 Zusammenfassung 10.1 Zusammenfassung der Kapitel 10.2 Diskussion 10.3 Ausblick Anhang Glossar Abkürzungsverzeichnis Literatur Eigene Veröffentlichungen Betreute studentische Arbeiten Forschungsprojekte Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Verzeichnis der Code-Beispiel

Konzipierung und Implementierung einer Online-Hilfe für ein virtuelles Konferenzsystem im Rahmen des von der Europäischen Kommission geförderten Projektes "Invite EU"

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Konzipierung und Einführung einer Online-Hilfe für ein virtuelles Konferenzsystem, das im Rahmen des von der Europäischen Kommission geförderten Projektes "Invite" beim Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation im Bereich Softwaretechnik entwickelt wird. Der erste Teil der Arbeit untersucht die theoretischen Aspekte der Online- Dokumentation und Online-Hilfe. Nach der Erstellung eines Projektplanes, in dem die Informationsplanung, die Spezifizierung der Inhalte, die Implementierung, die Produktion und die Evaluation dokumentiert werden, folgt im letzten Teil ein Ausblick mit den neuen Aspekten, die sich durch die Arbeit ergeben haben. Der praktische Teil der Arbeit, die Erstellung der Online-Hilfe, wurde beim Fraunhofer Institut durchgeführt und liegt der Arbeit auf CD-ROM bei

Wissens- und Technologietransfer in öffentlichen Forschungseinrichtungen

Der Artikel analysiert die Strukturen und Prozesse des Transfers von Wissen und Technologie in deutschen Forschungseinrichtungen und findet Ansatzpunkte für eine Intensivierung der Transfertätigkeit in der Wissenschaft.Deutschland, Wissenstransfer, Technologietransfer, Forschungsinstitut, Finanzierung

Praxisbericht: Bildung, Digitalisierung und Nachhaltigkeit - zum Potential der Arbeitslehre für die allgemeine Lehrkräftebildung

Bildung in der digitalen Welt geht weit über den Einsatz digitaler Techno-logien zur fachdidaktischen Unterstützung des Unterrichts hinaus. Der Auftrag der Schule die Schülerschaft zu einer aktiven und verantwortlichen Teilhabe am Leben zu befähigen, bedeutet auch sie angemessen auf die zentralen gesellschaftlichen Prozesse und Veränderungen vorzube-reiten. Der Digitale Wandel spielt dabei eine ebenso einschneidende Rolle wie die Klimakrise und die Möglichkeiten einer nachhaltigen Entwicklung. In einem Online-Seminar an der Technischen Universität Berlin wurde der Frage nachgegangen, wie Bildung für Nachhaltige Entwicklung (BNE) und Digitale Bildung in projektorientierter Lehre miteinander verschränkt werden können. Dabei sollten Berührungsängste mit digitalen Technologien abgebaut, Potentiale für den didakti-schen Mehrwert aufgezeigt und Anregungen für die allgemeine Bildung identifiziert werden. Schlüsselwörter: Digitale Lehrkräftebildung, Design Thinking, Digitale Technologien, BNEEducation in the digital world goes far beyond the use of digital technologies to pro-vide didactic support for teaching. The school's mission to enable learners to actively and respon-sibly participate in their life also means to prepare them appropriately for the central social pro-cesses and changes. The digital change plays just as decisive a role as the climate crisis and the possibilities of sustainable development. In an online seminar at the Technical University Berlin, the question of how Education for Sustainable Development (ESD) and digital education can be linked in project-oriented teaching was investigated. The goals of the seminar were to reduce res-ervations concerning digital technologies, show potentials for didactic added value and provide stimuli for including digital technologies in general education. Keywords: digital teacher education, design thinking, digital technologies, ES

Nutzerzentrierte Gestaltung für Menschen mit kognitiver Beeinträchtigung

Ein grosser Bevölkerungsanteil lebt mit einer kognitiven Beeinträchtigung. Die betroffenen Personen begegnen aufgrund ihrer funktionalen Einschränkungen bei der Nutzung von Informationstechnologien Herausforderungen, die sie gegebenenfalls an der gesellschaftlichen Partizipation hindern. Eine Berücksichtigung dieser Nutzergruppe bei der Technologiegestaltung und -entwicklung ist deshalb zwingend notwendig, findet jedoch in der Praxis kaum statt. Etablierte Methoden der nutzerzentrierten Gestaltung zielen auf Menschen mit durchschnittlichen Eigenschaften ab. Einige Studien und Projekte wurden bereits durchgeführt, jedoch fehlt es an einem strukturierten Überblick sowie an Ansätzen, wie die nutzerzentrierte Gestaltung für Menschen mit kognitiver Beeinträchtigung eingesetzt und adaptiert werden kann. Die Ergebnisse der Analyse der Projekte und Studien des Fachbereichs sind ernüchternd. Zwar ziehen einige Studien Menschen mit kognitiver Beeinträchtigung explizit in den Designprozess mit ein, doch wird kaum über das Vorgehen oder nötige Anpassungen reflektiert. Durch die Vielfalt der Menschen mit kognitiver Beeinträchtigung können zwar einige Empfehlungen für die Einbeziehung formuliert werden, diese zu generalisieren und auf andere Projekte zu übertragen, stellt jedoch eine Herausforderung dar. Daher wird ein standardisiertes Framework für das Teilen von Erkenntnissen aus durchgeführten Projekten gefordert. Es müssen geeignete Methoden gefunden werden, wenn kognitiv beeinträchtige Menschen miteinbezogen werden sollen – insbesondere dann, wenn zusätzlich weitere Nutzergruppen mit abweichender Beeinträchtigung involviert sind. Die Problematik hängt jedoch nicht nur von der Forschung ab und so bleibt in Zukunft die Übertragung der Erkenntnisse in die Praxis eine der grössten Herausforderungen

Konstruktivistisch orientierte Vermittlung von Human Computer Interaction

In unserer heutigen dynamischen Welt wird es beim Lehren und Lernen von neuen Wissensinhalten immer notwendiger, sich von den älteren Lehr- und Lerntheorien zu lösen und sich neuen, moderneren, aber auch risikoreicheren Theorien wie dem Konstruktivismus zuzuwenden. Die Wissensvermittlung sollte nicht mehr als reine Transaktion von Inhalten angesehen werden, sondern sollte sich im Idealfall an den Kenntnissen und Interessen der einzelnen Lernenden orientieren. Durch den Einsatz von didaktischen Mitteln, die auf den konstruktivistischen Lehr- und Lerntheorien beruhen, ist es für Lernende einfacher, die übermittelten Inhalte in ihr bestehendes Wissen zu gliedern und in späterer Folge darauf aufzubauen. Dabei soll sich der Lernvorgang selbst als ein aktiver Prozess gestalten. In dieser Arbeit wird ein didaktisches Modell, aufbauend auf den konstruktivistischen Lehr- und Lerntheorien, vorgestellt, welches der Vermittlung von Inhalten zur Thematik „Human Computer Interaction“ im Rahmen einer Lehrveranstaltung mit Übungscharakter dienen soll. Dabei steht nicht die reine Informationsvermittlung im Vordergrund, sondern eher die Einbettung der Inhalte in bestehende Erlebnisse, um diese in späterer Folge individuell anwenden zu können. Es wird ein großer Augenmerk darauf gelegt, dass die Lernenden sich das Wissen selbst anhand von Experimenten bzw. Projektarbeiten selbst konstruieren und in einem sozialen Umfeld darüber Diskurse halten können. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher zu jeden Themengebieten zahlreiche Beispiele, sowie Aufgaben, Übungen und Denkanstöße präsentiert, anhand deren die Teilnehmer sich die Wissensinhalte aktiv verinnerlichen.In todays dynamic environment teaching and learning new knowledge may include shaking off outdated learning theories. Instead, dedicating oneself to recent and modern - yet possible risky - learning theories like the constructivism may be the right call. The knowledge transfer should not be considered literally as a process of transfer. Ideally, teaching knowledge should orientate itself to existing knowlegde and interests of every single scholar. Applying didactic methods based upon the theory of constructivism alleviates the integration of new knowledge in existing patterns of every learner. Therefore it is easier to recall and use that knowledge in later occasions. The process of learning itself should be considered as an active part of the knowledgte transfer. In this master thesis a didactic paradigm based upon the learning theory of constructivism will be introduced to teach the subject of human computer interaction within a course. As already mentioned embedding new knowledge in existing patterns in favor of using that knowledge individually is the main focus of this course. Learners should focus on creating their own knowledge by experimenting with the main topics and working together on a project thesis. Furthermore the social aspects of learning like discussing a topic is another important aspect. Every single topic introduced in this thesis will include ist own examples, exercies as well as challenges and thought provoking impulses that will be presented to future learners