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Here you can see some articles which will be published in the thirteenth issue of eleed.
Articles / Beiträge
  1. Learning Smart in Home

    Developments in the Smart Home sector are increasingly supporting users in their everyday lives and at home. The devices are intelligent, networked and integrated into the environment. With Intelligent Personal Assistants (IPAs), systems have recently made their way into the living room at home. However, the part of formal and informal learning with Intelligent Personal Assistants is not yet exhausted. Yet, IPAs offer an innovative approach to rethink for example classic learning methods with flashcards or partner learning. Are they feasible to support learning at home? IPAs can be used to provide knowledge and can be used for a variety of ways for assessment. This article presents an IPA using the wide-spread Amazon Echo as a realization of a virtual learning partner. Therefore, the prototype combines aspects from the domain of Intelligent Tutoring Systems and the domain of Learning Analytics with the help of a Learning Record Store (xA-PI). The presented prototype was evaluated according to the Technology Acceptance Model. The articles closes with conceivable scenarios how IPAs will be able to adapt the physical environment according to the learning goal.

Project reports / Projektberichte
  1. Literaturanalyse mit Text Mining

    Die Durchführung einer systematischen Literaturrecherche ist eine zentrale Kompetenz wissenschaftlichen Arbeitens und bildet daher einen festen Ausbildungsbestandteil von Bachelor- und Masterstudiengängen. In entsprechenden Lehrveranstaltungen werden Studierende zwar mit den grundlegenden Hilfsmitteln zur Suche und Verwaltung von Literatur vertraut gemacht, allerdings werden die Potenziale textanalytischer Methoden und Anwendungssysteme (Text Mining, Text Analytics) dabei zumeist nicht abgedeckt. Folglich werden Datenkompetenzen, die zur systemgestützten Analyse und Erschließung von Literaturdaten erforderlich sind, nicht hinreichend ausgeprägt. Um diese Kompetenzlücke zu adressieren, ist an der Hochschule Osnabrück eine Lehrveranstaltung konzipiert und projektorientiert umgesetzt worden, die sich insbesondere an Studierende wirtschaftswissenschaftlicher Studiengänge richtet. Dieser Beitrag dokumentiert die fachliche sowie technische Ausgestaltung dieser Veranstaltung und zeigt Potenziale für die künftige Weiterentwicklung auf.

Book descriptions / Buchbeschreibungen
  1. Teaching Naked

    Teaching Naked is a call for shifting mindsets about the way institutions of higher education package and source their product. Using the idea of removing technology from the classroom to the valuable time away from class, José Bowen argues that this redefinition can lead to a more customized educational experience for students, and actually improve their success by affording time in the classroom for maximized face-to-face learning. Constant in the book are pushes for re-examination of how colleges and universities conduct business, suggestions for success, and a generally optimistic can-do approach. Ultimately, an argument for adaptation to the needs of students in the 21st century abounds in this well-crafted book.

  2. Lehre und Digitalisierung

    Digitale Medien und Kommunikation haben die Kernaufgaben und Prozesse an Hochschulen stark verändert, digitales Lehren und Lernen gehören längst zum Hochschulalltag. ‚Lehre‘ und ‚Digitalisierung‘ werden zunehmend – und an nordrhein-westfälischen Hochschulen lebendiger denn je – im Doppelpack diskutiert. Der digitale Wandel führt dabei nicht von sich aus zur Qualitätsverbesserung von Lehre und Studium, sondern verändert vielmehr die Anforderungen und Chancen in der Hochschullehre. Wie sieht eine didaktisch sinnvolle Ausgestaltung von digital gestützten Lehr- und Lernszenarien im Hochschulkontext aus? Welche neuen Kompetenzen sind bei Lehrenden und Studierenden dafür erforderlich? Wie verändern sich Selbstverständlichkeiten und Selbstverständnisse? Diese und viele weitere Fragen gerieten auf der Konferenz „Lehre und Digitalisierung“ am 25. Oktober 2016 an der Fachhochschule Bielefeld in den Blick, einer gemeinsamen Veranstaltung des Netzwerks hdw nrw, des Hochschulforums Digitalisierung und der FH Bielefeld. Zwei Konferenzen gingen in ihr auf: das fünfte Forum Hochschullehre des hdw nrw und die dritte E-Learning-Konferenz der FH Bielefeld. Die Veranstaltung richtete sich an Lehrende, Entscheidungsträger und Mitarbeitende, die mit der Organisation von Lehr- und Lernprozessen an Hochschulen in NRW und darüber hinaus befasst sind.

  3. Didaktische E-Learning-Szenarien für die Hochschullehre

    E-Learning ist seit einigen Jahren fester Bestandteil der Hochschullehre. Trotzdem wird das Potenzial von E-Learning an deutschen Hochschulen nicht annähernd ausgeschöpft. Die Nutzung beschränkt sich häufig auf die Distribution von Materialien. Einerseits sind die Hochschulen aufgefordert, sich mit technologischen Innovationen und Entwicklungen zu beschäftigen und in die Lehre zu integrieren. Anderseits fehlt grundlegendes Wissen bei den Lehrenden darüber, in welchen Situationen und in welcher Form E-Learning in der Hochschullehre sinnvoll eingesetzt werden kann. Vor diesem Hintergrund werden in der vorliegenden Arbeit didaktische E-Learning-Szenarien für die Hochschullehre systematisch entwickelt.

  4. ICILS 2018 #Deutschland

    Mit der IEA-Studie ICILS 2018 (International Computer and Information Literacy Study) werden zum zweiten Mal nach 2013 computer- und informationsbezogene Kompetenzen von Achtklässlerinnen und Achtklässlern im internationalen Vergleich gemessen. Die Studie liefert damit ein aktuelles Bild über den Stand der digitalen Bildung in Deutschland. In diesem Band werden zudem erstmals empirisch basiert Aussagen zu Entwicklungen über einen mehrjährigen Zeitraum präsentiert. Ebenfalls erstmalig werden im Rahmen eines internationalen Zusatzmoduls Befunde zum Kompetenzbereich ‚Computational Thinking‘ vorgelegt, der das Lösen von Problemen und den kompetenten Umgang mit algorithmischen Strukturen anspricht. Über die detaillierte Erfassung der Rahmenbedingungen auf Schul-, Lehrer- und Schülerebene sowie aus der Perspektive der Schulleitungen und der IT-Koordinatorinnen und -Koordinatoren ergibt sich ein Gesamtbild über technologische und pädagogische Entwicklungen in Deutschland im internationalen Vergleich. Ergebnisse zu zentralen Hintergrundmerkmalen der Schülerinnen und Schüler sowie zu Schulformunterschieden ergänzen die Befunde. Der Band liefert so Informationen zur (Weiter-)Entwicklung von Schule und Unterricht sowie zur Lehrerprofessionalisierung im Kontext digitaler Transformationsprozesse.

  5. Digitales Lernen in der Grundschule II

    Digitale Medien sind in der Diskussion um „guten“ Unterricht präsenter denn je. Forscher*innen und Praktiker*innen diskutieren das Für und Wider der Einbindung beispielsweise von interaktiven Whiteboards, Smartphones oder digitalen Lernspielen in den Unterricht. Gerade im Elementar- und Primarbereich fragen sich viele Pädagog*innen, wie sie digitale Medien kompetenzfördernd einsetzen können, um kognitiv anregende Lernangebote zu eröffnen. 2019 fand an der TU Chemnitz das 2. interdisziplinäre fachdidaktische Symposium „Lernen digital“ statt, um erneut zu einer fachübergreifenden Diskussion zum Einsatz digitaler Medien in Kita und Grundschule einzuladen. Dieser Sammelband umfasst Beiträge des Symposiums und bietet so einen Überblick über aktuelle Erkenntnisse aus Forschung und Unterrichtspraxis zahlreicher Fachdidaktiken zum digitalen Lernen. Das Buch wendet sich an Forscher*innen und Praktiker*innen in der Aus- und Weiterbildung sowie an Lehrkräfte in Schulen, um den Diskurs zwischen Theorie und Praxis anzuregen.

Dissertations / Dissertationen
  1. IT-Architektur für die digitale Hochschule

    Digitale Technologien sind Katalysatoren um bestehende Prozesse effizienter zu gestalten, erlauben an Hochschulen gänzlich neue Möglichkeiten in Lehre, Forschung und Verwaltung und verändern unsere Gesellschaft tiefgreifend. Diese Arbeit leistet einen Beitrag dazu, die IT-Architektur der Domäne Hochschule im Kontext der Digitalisierung idealtypisch weiterzuentwickeln. Basierend auf den Rahmenbedingungen und Bedarfen an deutschen Hochschulen werden aktuelle Herausforderungen abgeleitet und anhand der Fallstudie Technische Universität München (TUM) untersucht. In einem umfassenden Ansatz werden hierbei neben dem Schwerpunkt Campus Management auch die Themenfelder IT-Strategie, IT-Governance, Digitalisierung der Lehre, IT-Sicherheit, Datenschutz, IT-Support und die geplante Fortentwicklung anhand der TUM Agenda IT betrachtet. Die Analysen zum an der TUM unter dem Namen TUMonline maßgeschneidert weiterentwickelten Campus-Management-System CAMPUSonline der Technischen Universität Graz beinhalten den Funktionsumfang, das Berechtigungsmodell, die Systemlandschaft und die organisatorische Einbettung. Der hohe Integrationsgrad des so entstandenen Systems TUMonline wird anhand der Vielzahl der angebundenen Quell- und Zielsysteme deutlich und dient anderen Hochschulen als Benchmark. Die bedarfsorientierte Weiterentwicklung wird durch regelmäßige qualitative und quantitative Evaluationen, Regelkreise und eine entsprechende Governancestruktur sichergestellt. Exemplarisch wird eine Studierendenbefragung mit 6.261 Teilnehmenden detailliert ausgewertet. Aufbauend auf den Erkenntnissen der Fallstudie und den Bedarfen und Herausforderungen an deutschen Hochschulen wird eine zukunftsweisende IT-Architektur für die digitale Hochschule vorgestellt.

  2. Entwicklung einer innovativen Autorenumgebung für die universitäre Fernlehre

    1999 wurde die europäische Hochschulreform im namensgebenden italienischen Bologna mit dem Teilziel unterzeichnet, eine bessere Vergleichbarkeit von Qualifikationen (von Studienabschlüssen, aber auch Modulen) im europäischen Raum zu erreichen. Statt die Vergleichbarkeit zwischen Hochschulen zu erhöhen und die Mobilität zu fördern, hat sich die Situation seit Inkrafttreten von Bologna jedoch eher verschärft, insbesondere aufgrund der bis heute fehlenden Normung bei der Beschreibung von Qualifikationen und der deutlichen Zunahme an neuen Studiengängen und eingeschriebenen Studierenden. Nach näherer Betrachtung der Probleme, denen Hochschulen seit Bologna ausgesetzt sind, und insbesondere nach dem genaueren Beleuchten der Infrastruktur von Hochschulen wurden weitere Problembereiche aufgedeckt, aus denen sich zusammen mit den Problemen der mangelhaften Vergleichbarkeit von Qualifikationen die Forschungsziele (FZe) der Arbeit ableiteten. Erstes Forschungsziel (FZ1) war dabei die Bereitstellung eines Modells, das eine hochschulübergreifende Vergleichbarkeit der Qualifikationen von Studiengängen, Modulen und Kursen (SMKen) ermöglicht. FZ2 war die Bereitstellung einfacher und komfortabler Autorenwerkzeuge (AWe) für die Erstellung qualifikationsbasierter Kurse und FZ3 die Bereitstellung qualifikationsbasierter AWe für die einfache und komfortable Erstellung von Studiengängen. Bei FZ2 und FZ3 sollte neben der Unterstützung aus Produzentensicht auch die Konsumentensicht konzeptionell mit angedacht und auch prototypisch in Ansätzen mit realisiert werden, insbesondere um SMKe von Konsumenten auch belegen und ausführen lassen zu können. Als Zielsystem für die AWe für Kurse wurde die Lernplattform (engl. Learning Management System, LMS) Moodle gewählt. Im Rahmen von FZ1 wurde mit dem qualifikationsbasierten Lernmodell (engl. Qualification Based Learning Model, QBLM) ein Modell konzipiert, das auf bereits existierenden Modellen aufbaut und die Vergleichbarkeit von Qualifikationen ermöglicht. Zur Erreichung von FZ2 wurde das Wissensmanagement-Ökosystemportal (engl. Knowledge Management Ecosystem Portal, KM-EP) als geeignetste Plattform identifiziert, insbesondere da es bereits einfache und komfortable AWe für Kurse bot und sich aufgrund des modularen Aufbaus gut für die Bewältigung offener Herausforderungen im Rahmen von FZ2 und FZ3 eignete. Zur Erreichung von FZ2 wurden mit dem Kompetenzmanager und dem Kompetenzprofilmanager zwei Werkzeuge konzipiert und entwickelt, die einen softwaregestützten Einsatz von Qualifikationen gemäß dem QBLM an Hochschulen überhaupt erst ermöglichen. Eine weitere verbliebene Herausforderung bei FZ2 war, die Erweiterung existierender AWe für Kurse des KM-EP um die Möglichkeit diese mit Lernzielen sowie Zugangsvoraussetzungen in Form von Kompetenzprofilen versehen zu können. Im Rahmen von FZ3 konnten keine geeigneten AWe für Studiengänge identifiziert werden, weshalb diese von Grund auf neu konzipiert und entwickelt wurden. Für Konsumenten wurden im Rahmen von FZ2 und FZ3 Werkzeuge entwickelt, um sich als Studierender zu registrieren, sich in Studiengänge einzuschreiben, Kurse zu wählen und den eigenen Lernfortschritt einsehen zu können. Die AWe für SMKe wurden nach der Entwicklung in einer initialen Evaluation im Rahmen eines Cognitive Walkthrough untersucht, wobei bei allen AWen Fehler und Verbesserungsvorschläge identifiziert wurden, die anschließend behoben bzw. umgesetzt wurden und so zu fehlerbereinigten und optimierten Werkzeugen führten. Die AWe für Kurse wurden anschließend in einer abschließenden, vergleichenden Evaluation den AWen von Moodle gegenübergestellt, um die Frage zu klären, ob die Werkzeuge des KM-EP fu��������������������r Kurse tatsächlich eine einfachere und komfortablere Möglichkeit bieten, qualifikationsbasierte Kurse zu erstellen, als herkömmliche AWe. Ergebnis war, dass mit den KM-EP-AWen für Kurse die Abarbeitung deutlich schneller vonstattenging und als einfacher und komfortabler beurteilt wurde, wenngleich noch Verbesserungspotential besteht. Im Rahmen der Arbeit wurde die in FZ1 angestrebte Vergleichbarkeit von Qualifikationen durch das QBLM ermöglicht, ferner lassen die in FZ2 und FZ3 bereitgestellten AWe den softwaregestützten Einsatz von Qualifikationen ebenso zu wie die einfache und komfortable Erstellung qualifikationsbasierter SMKe. Damit wurde die Grundlage geschaffen, um die Vergleichbarkeit von Qualifikationen hochschulübergreifend und auch EU-weit zu adressieren.

  3. Flexible Distributed R&D Data Management Supporting Social Network-Based Knowledge, Content, and Software Asset Integration Management in Collaborative and Co-Creative R&D and Innovation

    Aufgrund des globalen Wirtschaftswachstums und der sich schnell verändernden Geschäftswelt heutzutage, sind kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) viel stärker von neuen Forschungs- und Entwicklungs- (F&E) Ideen, Entdeckungen und Innovationen, sowie von den Rückmeldungen und Anforderungen der Verbraucher abhängig. Darüber hinaus müssen KMUs die Entdeckung neuer F&E-Ergebnisse beschleunigen und diese in innovative Produktentwicklungen einschließlich der technischen Umsetzung einfließen lassen, um neue Produkte auf den Markt zu bringen und wettbewerbsfähig zu bleiben. Andererseits sind die F&E-Organisationen daran interessiert, ihre innovativen Prototypen marktfähig zu machen und die Markteinführung der daraus resultierenden innovativen Produkte zu unterstützen (Technology-Push). Außerdem sind die Verbraucher (Konsumenten) häufig an neuen Innovationen und Entwicklungen interessiert; sie können Feedback und Anforderungen für weitere Innovationen liefern (Market-Pull). Deshalb sind diese Akteure, d.h. F&E-Organisationen, KMUs und Verbraucher, ständig an kollaborativen und ko-kreativen Innovationsprozessen beteiligt. Der Erfolg und die Beschleunigung der F&E-Innovationsprozesse hängen zunehmend vom Einsatz erweiterter Informations- und Wissensressourcen sowie computergestützter kollaborativer und ko-kreativer Technologien ab. Darüber hinaus gewinnen heutzutage das Web und das Internet, insbesondere die Sozialen Netzwerke und Groupware-Plattformen (SNPs & GWPs) große Bedeutung sowohl bei der Unterstützung von Wissenschaftlern und Forschern in ihrer Zusammenarbeit sowie in der Verwaltung und dem Austausch ihres Wissens als auch bei der Benachrichtigung ihrer Communities über Forschungsergebnisse. Dabei dienen SNPs & GWPs als Wissensressourcen für die Communities. Das führt zur Beschleunigung der Durchführung von Forschung und Innovation. Andererseits sind die Forschungsdaten und das zugehörige Wissen zunehmend über das Internet und die sozialen Netzwerke verbreitet und verteilt, was zu erheblichem Bedarf an flexibler F&E-Datenintegrationsverwaltung in so einer kollaborativen und ko-kreativen Innovationsumgebung führt. Das Ziel der vorliegenden Dissertation ist, F&E-Organisationen, KMUs und Verbraucher bei der Verwaltung und Beschleunigung ihrer kollaborativen und ko-kreativen Innovationsprozesse zu unterstützen. Dies geschieht durch den Aufbau eines digitalen Knowledge Management Ecosystem Portals (KM-EP), das SNPs und GWPs integriert und als zentraler Zugangspunkt zu den netzwerkbasierten Wissens-, Inhalts- und Software-Assets dient. In der vorliegenden Arbeit wird das RAGE-Projekt als anschauliches Innovationsanwendungsbeispiel verwendet. Das Ziel des RAGE-Projektes ist die angewandte Spiele- (engl., Applied Gaming, AG) Industrie dabei zu unterstützen, ihre Fragmentierung zu überwinden, um eine kritische Masse im globalen Wettbewerb zu erreichen. Dabei soll die Zusammenarbeit verschiedener innovativer Akteure über Organisationsgrenzen hinaus innerhalb des kollaborativen und ko-kreativen AG-Ökosystems gefördert werden. Hierfür wird eine KM-EP-Anwendung entwickelt und online zur Verfügung gestellt. In diesem Portal sollen sich AG-Forscher, -Entwickler, -Unternehmen und andere Interessengruppen zusammenschließen und Materialien, Assets sowie Wissen zum Thema angewandte Spiele finden und austauschen können. Im Rahmen dieser Dissertation werden die oben beschriebenen Probleme adressiert und näher betrachtet. Zum einen werden die Grundlagenforschungsaktivitäten in den Bereichen Soziale Netzwerke und Groupware-Plattformen, verteilte Informationssysteme, computergestützte kollaborative und ko-kreative Arbeit, Wissensmanagement und Wissensmanagementsysteme, Innovations- und Geschäftsprozesse, Informationsgewinnung, Datenzugriff und -sicherheit sowie digitale Ökosysteme recherchiert, analysiert, diskutiert und darauf aufbauend Forschungslücken identifiziert. Darauf aufbauend werden weiterhin anschließend die offenen Herausforderungen abgeleitet und in geeignete Konzepte und Modelle umgesetzt, um die Zusammenarbeit der Akteure und die Beschleunigung der kollaborativen und ko-kreativen Innovationsprozesse über Organisationsgrenzen hinaus zu unterstützen. Die in dieser Dissertation entwickelten Konzepte und Modelle werden schließlich durch die Entwicklung geeigneter Prototypen für die bidirektionale Integration ausgewählter SNPs und GWPs in das RAGE KM-EP umgesetzt und hinsichtlich ihrer Nutzbarkeit und Nützlichkeit erprobt und bewertet.

  4. Cognitive Spacetime

    The raise of so-called artificial intelligence has made people believe that computers may some day be congenial with human beings. In the past computers were regarded as effective but soulless and unintelligent assistants to free humans from routine tasks. Computers were supposed to perform time-consuming but mechanical calculations. Today's computers are universal machines that can execute an almost unlimited variety of software. The increase of processing speed allows us to implement complex software which does not seem to have much in common with past computing machinery. In the field of education this awakened the desire to build algorithms which didactically support learners or even emulate human-like tutors. However, despite the apparent complexity of today's software, algorithms are step-by-step procedures which in their core are purely mechanical. So before introducing just another approach for technology-enhanced learning let me reconsider a seemingly naive but fundamental question. Given the nature of how computers work on the machine-level, can we emulate human-like tutors with computers? I believe that we can not because human beings are in possession of abilities which can not be implemented with algorithms due to their mechanical kernel and the formal systems on which algorithms are built. However, there exists a concept with which we can implement a mutual human-machine interaction that enables computers to at least adapt themselves to a learner. The result of this is what we call "adaptive systems". In this work, I present a method based on spatio-temporal data structures and algorithms which enable us to build technically simple but artificially intelligent self-adapting systems. Such systems can be utilized for technology enhanced learning but also for other fields related to human-machine interaction.