1 Einleitung
1.1 Zielsetzung
1.2 Gliederung
2 Grundlagen
2.1 Computergestützte Lernumgebungen
2.1.1 Begriffliche Grundlagen
2.1.2 Historischer Überblick
2.1.3 Grundlagen der Didaktik
2.1.4 Formen computergestützten Lernens
2.1.5 Präsentation
2.1.6 Motivation
2.1.7 Ablaufsteuerung
2.1.8 Interaktion
2.2 Mobile Endgeräte
2.2.1 Klassifizierung
2.2.2 Intention
2.2.3 Betriebssysteme
2.2.4 PDA-Typenauswahl
2.2.5 Datenaustausch
2.2.6 Schnittstellen
2.2.7 Kommunikation
2.2.8 Speicher
2.2.9 Display
2.2.10 Funktionen und Einsatzgebiete
2.2.11 Benutzerschnittstellen
3 Mobiles Lernen
3.1 e-Learning vs. m-Learning
3.2 Zielgruppenbetrachtung
3.2.1 Der typische Nutzer
3.2.2 Definition der Zielgruppe
3.2.3 Zielgruppenmerkmale
3.2.4 Akzeptanz
3.2.5 Wirtschaftlichkeit
3.2.6 Mögliche Einsatzbereiche
3.3 Technische Umsetzung
3.3.1 Design Philosophie
3.3.2 Allgemeine Regeln
3.3.3 Dateiformate
3.3.4 Bildschirmaufbau
3.3.5 Schwerpunkte der Programmierung
3.3.6 Programmbeschreibung
3.3.7 Quellmedien
3.3.8 Gestaltung der Benutzerschnittstellen
3.3.9 Programmaufbau
3.4 Grenzen
3.4.1 Grafische Barrieren
3.4.2 Speichergrenzen
3.4.3 Energie-Ressourcen
3.5 Beispiele mobiler Lernumgebungen
3.5.1 MeduMobile
3.5.2 pocket-WI
3.5.3 Smartforce
3.5.4 Fernuniversität Hagen
4 Zusammenfassung
4.1 Offene Probleme
4.2 Trends und Prognosen
4.3 Nachträge
4.3.1 Technik
4.3.2 PalmOS 5.0
4.4 Fazit
5 Anhang
5.1 Hardware
5.1.1 PDA
5.1.2 Speichermedien
5.1.3 Schnittstellen
5.1.5 Display
5.1 Software
5.2.1 Aufbau der Betriebssysteme
5.2.2 Ausgewählte Programme
5.2.3 Linksammlung
5.3.4 Glossar
5.3 Bildnachweise
5.4 Literaturverzeichnis
5.5 WWW-Quellen
Abbildung 1: PDA Markt 2001
Abbildung 2:Linu- PDA
Abbildung 3: Aufbau eines Touchscreen
Abbildung 4: Benutzerschnittstellen eines PalmOS-PDA
Abbildung 5: Graffiti Elemente
Abbildung 6: Nutzungsverhalten PC vs. PDA
Abbildung 7: ökonomische Ziele beim Einsatz multimedialer Lernumgebungen
Abbildung 8: Auswirkungen von Zusatzfunktionen bei PC-Anwendungen
Abbildung 9: Formulartypen
Abbildung 10: PM-interaktiv
Abbildung 11: Empfangsbildschirm
Abbildung 12: PM-interaktiv Büro
Abbildung 13: Büromodus
Abbildung 14: Menü
Abbildung 15: Lektionsmodus
Abbildung 16: Einfachauswahl
Abbildung 17: Entscheidungsmodus
Abbildung 18: Pop Up Fenster Rückmeldung
Abbildung 19: Wissensstatus
Abbildung 20: PM interaktiv Glossar
Abbildung 21: Glossar
Abbildung 22: Konzept MeduMobile
Abbildung 23: pocket-WI
Abbildung 24: Smartforce-Lernmodus
Abbildung 25: Smartforce-Test
Abbildung 26: Smartforce-Report
Abbildung 27: Fernuniversität Hagen
Abbildung 28: PalmOS 5.0
Abbildung 29: PalmOS Aufbau
Abbildung 30: WindowsCE Aufbau
Abbildung 31: Embedded Linu- Aufbau
Tabelle 1: PC versus PDA
Tabelle 2: Technische Daten HandEra 330
Tabelle 3: Technische Daten Handspring
Tabelle 4: Technische Daten SONY Clie PEG-N770c
Tabelle 5: Technische Daten Palm m515
Tabelle 6: Technische Daten NOKIA Communikator 9210
Tabelle 7: Technische Daten Siemens IC35
Tabelle 8: Speichermedien
Tabelle 9: Eigenschaften Schnittstellen
Tabelle 9: Eigenschaften Display
Tabelle 10: ausgewählte Programme
Tabelle 11: Linksammlung
Das Zeitalter globaler Kommunikation und verstärkter Mobilität hat zu einer Miniaturisierung der Datentechnik geführt. Mobiltelefon, Laptop und Datenbank-Organizer bieten bereits heute schon den Vorzug, unabhängig vom Standort mobil kommunizieren zu können. 1993 entwickelte die Firma Apple mit dem „Newton Message Pad“ ein mobiles Endgerät, das die Vorzüge eines Personal Computers und die Größe eines herkömmlichen Datenbank-Organizers miteinander vereint. Eine Vielzahl von Anbietern stellen derzeit ihre eigenen PDA-Plattformen (PDA = Personal Digital Assistant) mit den unterschiedlichsten Funktionen vor. Dabei handelt es sich vorwiegend um Büroanwendungen. So besitzt beispielsweise jeder PDA einen Kalender, eine Adress-Datenbank, einen Taschenrechner und eine Notizblockfunktion. Die Geräte stellen die digitale Umsetzung des in der Geschäftswelt weit verbreiteten „Filofa-“ (Papierplaner) dar. Da alle Daten in digitaler Form vorliegen, wurde darüber hinaus die Möglichkeit in Betracht gezogen, Adressen und Termine mit denen des Personal Computer aktualisieren zu können.
Der „Computer im Westentaschenformat“ hat nach anfänglichen Akzeptanzschwierigkeiten nun doch an Popularität Aufgabe dieser Arbeit soll es sein, sich mit den Grundlagen und Möglichkeiten dieser Technik auseinander zusetzen. Demzufolge lautete der Titel dieser Arbeit:
Betrachtung der Technik und Zukunftsperspektiven mobiler Lernumgebungen
Schwerpunktmäßig konzentriert sich die Ausarbeitung auf die Ergonomie der PDA-Technologie im Hinblick auf den Einsatz als mobile Lernumgebung. Dabei sollen unter anderen die Grenzen der Darstellung unter Betrachtung des Nutzerkomforts näher beleuchtet werden und der Frage nach einer Standardisierung der entsprechenden Benutzeroberflächen nachgegangen werden. Des weiteren wird die Entwicklung dieser Technik in Bezug auf den Einsatz mobiler Endgeräte im Bildungsbereich dargestellt.
Die vorliegende Arbeit gliedert sich in fünf Teile. Dem Leser werden dabei im Kapitel 2 zunächst grundlegende didaktische Anforderungen an eine Computergestützte Lernumgebung nähergebracht. Diese beziehen sich weniger auf die mobile Lernumgebung im Speziellen, als vielmehr auf die allgemeine Betrachtung von Lernumgebungen mit elektronischer Unterstützung. Die Betrachtung stellt die Grundlage für die im Verlauf der Arbeit zu betrachtende Problematik dar.
Im zweiten Teil dieses Kapitels wird dann auf die technischen Grundlagen der PDA-Technologie eingegangen. Hier Das dritte Kapitel widmet sich möglichen Zielgruppen und wirtschaftlichen Aspekten bei der Umsetzung von mobilen Lernumgebungen auf einer PDA-Plattform betrachtet. Hier werden wichtige Kriterien, die sowohl die Ergonomie, Programmierung als auch an die grafische Umsetzung betreffen genannt. Anhand eines Beispiels können dabei auftretende Probleme besser deutlich gemacht werden. Im Anschluss erhält der Leser einige für die Thematik interessante Beispiele und deren Lösungsansätze.
In Kapitel 4 wird in Form einer Zusammenfassung nochmals auf die wichtigsten Ergebnisse der Ausarbeitung Der Anhang enthält umfangreiche Tabellen und Datenblätter zu technischen Details der im Rahmen dieser Arbeit betrachteten Geräte und Zubehörteile. Des weiteren erhält der Leser hier weiterführende Informationen und Verweise auf Bezugsquellen für Soft- bzw. Hardwarelösungen im PDA-Bereich. Den Abschluss bilden ein Glossar mit Kurzerläuterungen relevanter Begriffe und die Referenzlisten der verwendeten Abbildungs-, Literatur- und WWW-Quellen.
Bei der Betrachtung der Wissensvermittlung unter Zuhilfenahme digitaler Technik begegnet man einer Vielzahl verschiedener Begriffe, die zwar einen ähnlichen Bedeutungsumfang besitzen, aber nach der Art des Einsatzes differenziert werden können. Das Computerunterstützte Lernen (CUL) kann als zusammenfassender Oberbegriff für sämtliche Verfahren des Lernens mit Hilfe des Personal Computers verstanden werden. Dabei stellt der Computer das Werkzeug des Lernens dar, welches den Lernprozess unterstützt, mit dem Ziel der Wissenserweiterung, d.h. dem Lernen. [EUL 98, S.11] Das CUL gliedert sich wiederum in eine Vielzahl unterschiedlicher Lernstrategien und deren Varianten. Teilgebiete des Computerunterstützten Lernens in Hinblick auf den Einsatz sind:
- Computer Assisted Instruction (CAI)
- Computer Based Training (CBT)
- Computerunterstützter Unterricht (CUU)
- Computerunterstützte Instruktion (CUI)
- Web Based Training (WBT)
- Einsatz im akademischen Bereich
- Einsatz im betrieblichen Bereich
- Einsatz im schulischen Bereich
- privater und auch schulischer Bereich
- Einsatz im betrieblichen Bereich
Die Ursprünge des Computerunterstützten Lernens reichen bis in die 60er Jahre des vorigen Jahrhunderts zurück. Lehrermangel und der sogenannte „Sputnikschock“ führten dazu, dass in den USA und später auch in Europa dem Bildungssystem ein höherer Stellenwert zuteil wurde. Computer sollten der Ausbildung einen neuen Aufwind bringen. Infolge dessen hielten nicht nur in Universitäten, sondern auch in Haupt- und Vorschulen Computer ihren Einzug. Mit Hilfe öffentlicher und privater Gelder wurde in den Schulen das Computerunterstützte Lernen vorangetrieben. Allerdings erwiesen sich die Softwarelösungen und Lernprogramme als didaktisch wenig ausgereift. Die zumeist te-torientierten Lernprogramme wurden sehr schnell eintönig. Erschwerend kam hinzu, dass man zu dieser Zeit noch auf Großrechner angewiesen war.
Leistungsfähigere und preiswertere Mikrocomputer sorgten Ende der 70er Jahre für eine neue Diskussion über die Chancen Computerunterstützten Lernens. Man hoffte mit der Computertechnik die Defizite im Lernbereich ausgleichen zu können. Die Qualifikationsanforderungen an die Unter- nehmen waren aufgrund der Marktlage und der zunehmenden Konkurrenz aus Japan gestiegen. Große Unternehmen führten deshalb Mitarbeiterschulungen durch. Dabei setzte sich in vielen Unternehmen die Erkenntnis durch, dass die Aus- und Weiterbildung ihrer Mitarbeiter mit Hilfe des Computerunterstützten Lernens wesentlich kostengünstiger ist. Gute Lernprogramme waren zu dieser Zeit jedoch immer noch die Ausnahme. Die Kommerzialisierung dieses Bereiches führte dazu, dass ein Großteil der Software-Lösungen ohne Beachtung pädagogischer Anforderungen programmiert wurde.
Bis in die 90er Jahre zeichnete sich mit der zunehmenden Integration von Internet-Technologien eine neue Form des Computerunterstützten Lernens ab. Web-Based-Training (WBT) wurde zu einem neuen Schlagwort. Zahlreiche Unternehmen bauten bei der Qualifikation ihrer Mitarbeiter verstärkt auf Online-Seminare.
Heute ist der Computer ein didaktisches Werkzeug für die multimediale Wissensvermittlung. Mit dem Begriff „Multimedia“ wurde ein neues Konzept entwickelt, welches sich auch auf den Bereich Computer-Bildung auswirkte. Ziel war es, das bis dahin eher farblose Seminar durch Integration von Bild, Ton, Video und Animation interessanter zu gestalten. Die Motivation zum Lernen sollte auf diese Art gesteigert werden, da der Einsatz multimedialer Elemente durchaus zu einer Verbesserung der kognitiven Wahrnehmung der Lerninhalte führen kann. Hier traten allerdings einige Probleme auf. Zum Einen erforderte der Multimedia-Einsatz einen höheren technischen Aufwand, den nicht alle Bildungsträger tragen konnten. Zum Anderen wurde oft mehr Augenmerk auf den Einsatz von Effekten gelegt, als auf das eigentliche Thema. Anstatt den Umfang und den Einsatz von Multimedia- Elementen nach den jeweiligen Erfordernissen zu richten, wurden Lernanwendungen vielfach der multimedialen Umgebung angepasst. Die technischen Möglichkeiten verführten schnell dazu, die Programme mit multimedialen Elementen zu überladen. Um also eine effiziente Lernwirkung mit einem computergestützten Lernprogramm zu erzielen, müssen bereits in der Planungsphase grundlegende didaktische Forderungen betrachtet werden.
Der Begriff Didaktik hat seinen Ursprung im Griechischen und definiert die „Kunst des Lehrens“. Bereits im Altertum wurden erste umfassende Überlegungen zur Unterrichtsgestaltung angestellt. An diesem Punkt soll deshalb zunächst das Wesen des Lernens geklärt werden.
Das Lernen bezeichnet den Vorgang der Aufnahme, Verarbeitung und Speicherung von Informationen, die zusätzlich eine Verhaltensänderung beim Individuum bewirken können. Es umfasst ein sehr breites Spektrum, das sich vom spielerischen Lernen über das Auswendiglernen bis zum Erkennen von komple-en Zusammenhängen erstreckt. Der Begriff des Lernens baut vorrangig auf die Techniken erfolgreicher Wissensvermittlung. Grundlegende Voraussetzung für das Lernen und Denken ist das Gedächtnis. Es dient zur Speicherung von Informationen im Gehirn, die bei Bedarf wieder abgerufen werden können. Die Definitionen zahlreicher Wissenschaftler gehen dabei weit auseinander. So finden bei Einigen oft nur bestimmte Teilaspekte größere Beachtung. Andere Bereiche werden dagegen teilweise vernachlässigt.
Psychologen unterscheiden vier Arten der Gedächtnisleistung:
- Reproduzieren ist die Wiederherstellung von Ereignissen, die als Erinnerungshilfe dienen können. - Erinnern bezeichnet das Vergegenwärtigen von Informationen aus der Vergangenheit. - Beim Wiedererkennen werden einmal aufgenommene Informationen als bereits bekannt betrachtet.
- Wiedererlernen verdeutlicht, dass bereits bekannte Informationen einfacher zu lernen sind als neue Informationen.
Von Natur aus besitzt der Mensch die Fähigkeit, ihm dargebotene Information in Verbindung mit bereits vorhanden Erfahrungen zu setzen und somit sein Wissen zu erweitern. Die Art der Information ist entscheidend für den erfolgreichen bzw. weniger erfolgreichen Erwerb von Wissen.
Erfolgreiches Lernen ist dann gegeben, wenn sich der Lernende dem Lernziel nähert. Dies geschieht, indem er zunächst die gegebene Problemstellung erkennt, dafür eine Strategie entwickelt und nach Prüfung dieser Strategie in der Lage ist das Problem zu beheben. Ist eine Lösung unmöglich oder nur mit großem Aufwand umsetzbar, wird nach einer Alternative gesucht. Die Eigenschaft, seine eigenen Fähigkeiten zu erkennen und diese in geeigneter Art zur Problemlösung einsetzen zu können, sind der Ausdruck menschlicher Intelligenz. [GRI 01, S.6]
Man unterscheidet zunächst nach zwei Grundformen des Lernens: das absichtliche und das unabsichtliche Lernen. Absichtliches Lernen wird auf ein konkretes Lernziel hin entworfen und der Erfolg kann kontrolliert werden. Beim schulischen Lernen soll beispielsweise ein bestimmter Lernerfolg erzielt werden, der dann mit Hilfe eines Tests abgefragt wird. Die einzelnen Lernschritte sind programmatisch aufeinander und auf das Erreichen dieses Lernzieles zugeschnitten. Dem gegenüber erlernt das Kleinkind in den ersten Lebensjahren eher unbeabsichtigt die menschliche Sprache, um die Menschen in seiner Umgebung zu verstehen und sich ihnen mitteilen zu können.
Das sogenannte lebenslange Lernen, die Erziehung zu Kritikfähigkeit und das Lernen am Erfolg treten in der heutigen Zeit immer mehr in den Vordergrund. Dabei wird verstärkt auf moderne Konzepte, wie das Lernen zum Selbstlernen (Autodidaktik) gesetzt. Frühere pädagogische Erziehungsmethoden, die auf Drill und Bestrafung aufgebaut sind, werden nach den modernen Erkenntnissen der Pädagogik als ungeeignet angesehen.
Der Didaktik werden sowohl wissenschaftliche Theorien des Lehrens als auch Bildungslehren und Theorien zu Bildungsinhalten und Lehrplangestaltung zugeordnet. Die Entwicklung neuer Lernsysteme orientiert sich jedoch vielfach an den drei klassischen lernpsychologischen Theorieansätzen: dem behavioristischen-, dem kognitiven- und konstruktivistischen Ansatz.
Behavioristischer Ansatz
Seine Wurzeln hat der behavioristische Ansatz in den Schriften der britischen Assoziationstheoretiker, im amerikanischen Funktionalismus sowie in der darwinschen Evolutionstheorie und wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts von dem amerikanischen Psychologen J.B. Watson begründet. Mit Hilfe verschiedener E-perimente wurden das Verhalten (Reaktionen) in Beziehung zu Einflüssen (Reizen) aus der Umgebung betrachtet. Dabei wurde die Anpassung der Individuen an ihre natürliche und soziale Umwelt untersucht. Watson vertrat die Auffassung, dass Reaktionen erlernbar sind. Er wurde dabei stark von den Untersuchungen der russischen Physiologen I.P. Pawlow und W.M. Bechterew zum Lernen mit Tieren beeinflusst. Pawlow geht in seiner Konditionierungstheorie („Pawlowsche Hunde“) beispielsweise davon aus, dass auf jeden Reiz eine Reaktion folgt. Diese kann durch Belohnung verstärkt werden und zu einer Lernwirkung führen.
B.F. Skinner vertrat die Auffassung, dass sich das Verhalten mit Hilfe der üblichen naturwissenschaftlichen Methoden untersuchen lässt und konnte dies durch kontrollierte E-perimente mit Tieren und Menschen belegen. An Tieren erforschte er beispielsweise das Lernen in Abhängigkeit von der Verstärkung, die das Tier für sein Verhalten erhält. Komple-es Verhalten wie Sprechen und Problemlösen konnte so naturwissenschaftlich untersucht werden.
Nachfolgend wurde die Wissensvermittlung an Schulen, sowie die Ausbildung im gewerblichen, industriellen und militärischen Bereich erforscht. Auf diese Ergebnisse aufbauend entwickelte Skinner in den 50er Jahren die Methode des Programmierten Unterrichts. Dazu wurde der Lehrstoff in kleine Lernkomple-e aufgeteilt und diese jeweils mit einem Test (Reiz) abgeschlossen. Nachdem die Antwort (Verhaltensreaktion) ausgewertet wurde, wurde dem Lernenden mitgeteilt, ob seine Antwort richtig oder falsch war. Dabei konnte eine Verstärkung bzw. Abschwächung des Lernerfolges nachgewiesen werden. Die pädagogischen Vorraussetzungen des programmierten Unterrichts definierte Skinner in sieben Schritten:
- Auf jede Antwort muss eine unmittelbare Rückmeldung erfolgen.
- Das persönliche Lerntempo jedes Lernenden sollte berücksichtigt werden. - Klare und objektive Lernziele müssen definiert werden. - Alle Aufgaben sollten lösbar sein.
- Der Lernstoff muss in einer Abfolge von Frage und Antwort erfolgen und sollte dabei vom Leichten zum Schwierigen führen.
- Der Lernende soll aktiv an der Lösung der Aufgaben mitwirken.
- Zusätzliche Belohnungen werden bei besonders ausdauerndem Lernen gegeben.
Noch heute wird diese Methode gezielt im modernen Unterricht eingesetzt, vor allem aber in den Sprachwissenschaften und im Fremdsprachenunterricht. Obwohl der behavioristische Ansatz die komple-en menschlichen Lernprozesse nicht vollständig erklären kann und jede individuelle
Problemlösung ausschließt, orientieren sich heute noch zahlreiche Computergestützte Lernprogramme an dieser Theorie.
Kognitivistischer Ansatz
In den fünfziger und sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts setzten sich zahlreiche neue Forschungsansätze und Theorien über die Verarbeitung von Informationen durch. Dazu zählen beispielsweise die Kybernetik und die Informationstheorie. Die damals entstandene kognitive Psychologie war eng mit der Geschichte der allgemeinen Psychologie verknüpft. Sie beschäftigt sich hauptsächlich mit den Prozessen, durch die das Individuum Erkenntnisse über die Welt gewinnt und sich seiner Umwelt bewusst wird. D. Broadbent von der Universität Cambridge (USA) schuf wesentliche Grundlagen für die Erforschung menschlicher Erkenntnisprozesse als Teil der Informationsverarbeitung, indem er sich für die Verbindung von Ergonomie und Informationstheorie aus psychologischer Sicht einsetzte. H. Simon und A. Newell von der Carnegie-Mellon Universität (USA) wandten Ansätze aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz auf die Darstellung menschlicher Denkleistungen an. Dazu setzten sie erstmals auch Computerprogramme ein. In bezug auf das Sprachlernverhalten zeigte A.N. Chomsky vom Massachusetts Institute for Technology (MIT), dass Menschen über angeborene Fähigkeiten zur Analyse und Anwendung von Sprachen verfügen müssen, um diese erlernen zu können.
Heute stellt die Simulation kognitiver Prozesse durch Computerprogramme eines der wichtigsten Forschungsgebiete der kognitiven Psychologie dar. Dies bezieht sich vorwiegend auf die Untersuchung von Gedächtnis-, Sprach- und Denkpsychologie. Innere Prozesse des Gehirns besitzen dabei eine wichtigere Rolle als äußerlich beobachtbare Reaktionen. Das Denken wird als Informationsverarbeitung betrachtet. Der Lernende entdeckt den Lernstoff für sich und setzt sein bereits vorhandenes Wissen zur Lösungsfindung ein. Der Lehrer agiert dabei nur als Beobachter. Der kognitivistische Ansatz richtet sich im Gegensatz zum starren behavioristischen Ansatz individuell nach dem Lernfortschritt des Lernenden (Anfänger vs. Fortgeschrittener). [SCH 99, S.188]
Konstruktivistischer Ansatz
Der Konstruktivismus ist der fortgeschrittenste lerntheoretische Ansatz, bei dem ein Problem lösungsorientiert bearbeitet wird. Dieser Ansatz stützt sich auf die Annahme, dass der Mensch in einem subjektiven Erkenntnisprozess lernt. Somit nutzt der Lernende seine eigenen Erfahrungen zur Problembewältigung. Sein Wissen basiert auf der aktiven Auseinandersetzung mit der sich ständig ändernden Realität. Der Lernende nutzt sein bereits vorhandenes Wissen und versucht durch Probieren eine Problemlösung herbeizuführen. Das Ergebnis ist eine individuelle Lösung der jeweiligen Problemstellung. Er lernt auf diese Weise für ihn ungewohnten Situationen zu bewältigen. Im Unterschied zum kognitivistischen Ansatz verbindet der Lernende in der konstruktivistischen Lerntheorie bereits vorhandenes Wissen mit neuem Wissen. Der Lehrer übernimmt die Rolle eines Trainers, der bei der Lösung komple-er Problemstellungen lediglich Hilfestellungen gibt.
Wirtschaftssimulationen wie beispielsweise „Sim City“ basieren auf dem konstruktivistischen Ansatz. [SCH 99, S.188]
Lernsoftware lässt sich mit Blick auf das jeweilige Lernziel in fünf Bereiche unterteilen. Dabei werden sowohl gemeinsame wie auch differierende Merkmale hinsichtlich des Lerncharakters deutlich.
Tutorielle Systeme
Tutorielle Lernprogramme dienen der reinen Vermittlung von Wissen, der Schulung von Fähigkeiten und dem Erlernen von Fertigkeiten. [SCH 99, S.191] Im Mittelpunkt steht ein virtueller Lehrer (Tutor), der Informationen präsentiert, Aufgaben stellt und Antworten kontrolliert, sowie diese korrektiv bewertet. Die Bewertung erfolgt in Form einer Rückmeldung. Dabei können dem Lernenden zusätzliche Hilfen gewährt werden. Zu dieser Art der Informationsvermittlung zählen beispielsweise Programme, die den Aufbau und die Funktionsweise technischer Geräte erläutern sollen. Der Vorteil tutorieller Systeme ist, dass alle Lernenden den gleichen Lernzielen folgen und der Lehrer in seiner Lehrveranstaltung auf die selben Voraussetzungen aufbauen kann. Auf diese Weise können die Lernenden sich selbstständig in ein Thema einarbeiten und die Seminarzeit kann gekürzt werden. [EUL 92, S.18/19]
Werkzeugsysteme (Tools)
Diese Programme dienen vorrangig zur Darstellung von Produktionsabläufen. Ein virtueller Tutor führt den Lernenden durch das Programm und zeigt ihm in einzelnen Schritten die Entstehung eines Objektes oder Produktes. Solche Programme sind sowohl im schulischen, wie auch im beruflichen Bereich zu finden. Auf unterhaltsame Art wird dem Lernenden die Erstellung von Grafiken, Te-ten oder 3D-Objekten mit komple-en Anwendungsprogrammen näher gebracht. Das Programm „3-D- Filmstudio“ von Microsoft ist ein typischer Vertreter dieser Kategorie. [SCH 99, S.192]
Informationssysteme
Lernprogramme dieser Kategorie zeichnen sich durch die multimediale Darstellung und Übermittlung von Informationen aus. Der Lernende nimmt von Anfang an aktiv am Lernprozess teil. Das Lernprogramm fragt den Wissensstand oder Informationen vom Lernenden ab. Dazu werden umfangreiche, mit dem Programm verbundene Datenbanken genutzt. Die Themenbereiche von Informationssystemen erstrecken sich von allgemeinen Themen (Tiere, Pflanzen usw.) bis zu wissenschaftlichen Themen (z.B. Aufbau des Sonnensystems, Arbeits- und Wirkungsweise von Supraleitern). Informationssysteme stellen eine optimale Ergänzung der schulischen Wissens- Vermittlung dar.
Simulationsprogramme
Bei Simulationsprogrammen wird der Lernende mit einem Modell eines fiktiven realitätsbezogenen Sachverhaltes konfrontiert. Seine Aufgabe ist es, durch sein Eingreifen Parameter zu verändern und auf diese Weise das Modell zu beeinflussen. Hierbei differiert man nach Entscheidungs-, Verhaltensund Anwendungssimulationen.
Bei Entscheidungssimulationen steht die Analyse und Veränderung von teilweise abstrakten Modellen der Realität im Mittelpunkt. Beispiele hierfür sind Wirtschafts- und Flugsimulationen, in welchen der Lernende zum Manager bzw. Pilot wird und die Steuerung in seinen Händen liegt. Dabei können Situationen bearbeitet werden, die in der Realität zu gefährlich, zu schnell bzw. zu langsam oder zu teuer sind. [EUL 92, S.25] Simulationsprogramme basieren auf dem konstruktivistischen Ansatz und können zusätzlich in Verhaltens- und Anwendungssimulationen unterteilt werden.
Verhaltenssimulationen beziehen sich auf die Vorbereitung und Umsetzung von Handlungsabläufen. Der Lernende hat die Aufgabe, zur Lösung eines Problems unterschiedliche Handlungsmöglichkeiten zu untersuchen und sich für eine zu entscheiden. Diese wird dann zur Problemlösung herangezogen. Nachdem die Auswirkung seiner Entscheidung vom Programm demonstriert wurde, folgt eine Bewertung seiner Leistung. Im Fall einer negativen Bewertung, wird ihm die Möglichkeit gegeben, sich für eine andere Handlungsalternative zu entscheiden. [EUL 92, S.24/25] Typische Vertreter dieser Kategorie sind Arbeitsschutz- und Bewerbungstraining.
Anwendungssimulationen dienen im Gegensatz zu den bereits aufgeführten Simulationsformen nicht zur Lösung fiktiver Probleme, sondern vielmehr zur Unterweisung in die Bedienung von technologischen Systemen. Lernprogramme zur Einweisung in Hardwaresysteme oder SoftwareAnwendungen sind in diesem Bereich ebenso zu finden, wie Anleitungen für die korrekte Erfassung von Daten in spezieller Buchhaltungssoftware (z.B. SAP). Der Lernende kann dabei den Umgang mit komple-en Anwendungen durch die schrittweise didaktische Vermittlung erlernen. Auch hier zeigt sich der Vorteil gegenüber Echtzeit-Systemen. Die laufenden Arbeitsprozesse werden nicht belastet und sensible Daten können nicht zerstört werden.
Spielprogramme
Lernspiele ermöglichen es, spezielle Kenntnisse und Fähigkeiten zu vermitteln, indem in den Ablauf solcher Programme Informationen eingebaut sind, die auf unterhaltsame Art dem Lernenden übermittelt werden. Es ist dabei nicht offensichtlich, dass es sich um eine Lernsoftware handelt. Eine Abgrenzung von Lernspielen zu reinen Spielen ohne Lerncharakter ist nur schwer möglich. Die spielerische Vermittlung von Wissen mit Hilfe von Lernspielen erstreckt sich von der Erlangung reinen Wissens und Fertigkeiten (Education) bis hin zur Förderung von Ausdauer, Geschicklichkeit und Konzentration (Edutainment). [NIK 02, S. 34]
Mit Hilfe des Computers sind erweiterte Darstellungsmöglichkeiten gegeben, als dies bei einem Buch der Fall ist. Bewegte Grafik zur Darstellung von Entwicklungen sind ebenso realisierbar wie dynamischer Bildschirmaufbau, Hervorhebungen im Te-t, Simulationen und die Einblendung von Hilfefenstern. Die Lerninhalte können variabler dargestellt werden. Dies gilt sowohl für die Bildschirm- gestaltung, wie auch für die Te-tgestaltung. Dabei dürfen dem Lernenden nicht mehr Informationen übermittelt werden, wie dieser auch verarbeiten kann. Auf dem eingeschränkten Bildschirm ist es vielfach nur möglich, einen Bruchteil der gesamten Informationen darzustellen. Problematisch ist dies, weil dadurch zusammenhängende Themen teilweise auseinandergerissen werden. Design und Funktionalität entscheiden oft über die Akzeptanz der Lernumgebung beim Lernenden. Ist dieser auch selbst der Käufer (vgl. Abschnitt 3.2), dann ist die Art der Umsetzung ausschlaggebend für den wirtschaftlichen Erfolg des Programms. Dieser Abschnitt soll sich deshalb den Besonderheiten bei der Präsentation von Lerninhalten widmen.
Bildschirmgestaltung
Ein bindendes Schema für den Aufbau des Bildschirms innerhalb einer Computerunterstützten Lernanwendung gibt es nicht. Derzeit e-istieren lediglich zwei Gestaltungsmodelle, die sich an der klassisch/funktionalen Oberfläche und an der e-plorativen Oberfläche orientieren. Um jedoch eine gewisse Standardisierung der Darstellung zu erreichen und Unübersichtlichkeit zu vermeiden, empfiehlt sich die Unterteilung des Bildschirms in vier prinzipielle Bereiche, die hinsichtlich Größe und Position variieren können.
- Die Kopfzeile sollte Informationen, wie Kapitelbezeichnung oder Position innerhalb der gesamten Anwendung enthalten.
- Der Informationsbereich beansprucht den meisten Platz auf dem Bildschirm. Er dient zum Darstellen der Lerninhalt und teilweise auch als Kommunikationsschnittstelle zum Lernenden. - Im unteren Teil des Bildschirms befindet sich die Fußzeile, die sämtliche Navigationselemente beinhaltet.
- Ein Antwortbereich, zur Eingabe der Lösungen sollte in Form eines Formulars gestaltet werden.
Wichtig ist eine einheitliche Gestaltung sämtlicher Bildschirmseiten, um einen unnötigen Orientier- ungsverlust beim Lernenden zu vermeiden. Die Aufmerksamkeit sollte nur auf relevante und dem Lernziel entsprechende Informationen gerichtet werden. Bereits beim Aufbau des Bildschirms ist es wichtig, dass der Lernende seinen Blick auf die wesentlichen Informationen fokussieren kann.
Navigation
Hinsichtlich der Steuerung sind dem Autor der Lernanwendung zwar keine Barrieren gesetzt, es werden jedoch einige wesentliche Steuerelemente empfohlen, die bei der Entwicklung einer Lernanwendung unbedingt vorgesehen werden sollten.
Unverzichtbare Steuerelemente eines Lernprogramms sind zum Beispiel...
- ...die Menüsteuerung, die in Form eines Inhaltsverzeichnisses dem Lernenden den Wechsel zu verschiedenen Positionen im Programm ermöglichen soll.
- ...die Funktion zum Weiterblättern, mit deren Hilfe der Lernende zur nächsten Aufgabe springen kann.
- ...die Rücksprungfunktion, um bereits gelöste Aufgaben nochmals zu bearbeiten.
- ...die Möglichkeit der Unterbrechung, wobei bei einer späteren Bearbeitung der Aufgabe an der selben Position weitergearbeitet werden kann.
- ...die Chance für den Lernenden, das Programm jeder Zeit abbrechen zu können.
Die Navigations- und Steuerelemente sollten immer gleichbleibend sein. Unterschiedliche Navigationselemente verwirren den Lernenden und lenken seine Aufmerksamkeit vom eigentlichen Lernziel ab.
Symbole
Symbole bieten die Möglichkeit den Te-t aufzulockern und besser zu strukturieren. Diese kleinen Zeichen haben den Vorteil oft mehr auszudrücken, als es mit vielen Te-tzeichen der Fall wäre. Gerade bei der Darstellung auf begrenzten Bildschirmoberflächen (z.B. PDA) erweist sich dies als sehr effizient. Symbole eignen sich hier besonders gut als Navigationselemente. Dabei werden Icons und Grafiken oft als Schaltfläche genutzt. Das Symbol steht hier in metaphorische Beziehung zu gleichartigen Funktionen aus dem Alltag des Lernenden. Der Lernende kann intuitiv die Bedeutung des Symbols verstehen. Beispielsweise bietet sich das Symbol des Briefumschlages gut für die Darstellung der E-Mail-Funktion an. Es sollten stets die selben, eindeutigen Zeichen für den selben Sachverhalt benutzt werden.
Te-tgestaltung
Der Te-t, als die wichtigste Komponente der Lernanwendung muss hinsichtlich der äußeren und inneren Form sowie der Lesbarkeit untersucht werden. Das Lesen von Te-ten auf dem Bildschirm ist anstrengend und wirkt ermüdend. Bei langen Te-ten lässt die Konzentration des Lernenden schnell nach. Deshalb sollte der Umfang des Te-tes schon im Vorfeld nur auf das Notwendigste beschränkt und auf die wichtigsten Kernaussagen reduziert werden. Sinnvoll ist es auch längere Te-tpassagen durch Grafiken zu unterteilen. Te-te müssen stets zielgruppengerecht umgesetzt werden.
Um eine optimale Lesbarkeit garantieren zu können ist es bei der Erstellung des Te-tlayouts wichtig, dass...
- ...der Bildschirm gleichmäßig ausgefüllt ist.
- ...genügend Zeilenabstand und eine optimale Schriftgröße gewählt wird. - ...nicht mehr als zehn Worte pro Zeile dargestellt werden. - ...keine unnötigen Leseanstrengungen durch Formatierungen entstehen.
Hervorhebungen im Te-t lenken die Aufmerksamkeit des Lesers auf einen bestimmten Sachverhalt. Wichtige Informationen können so besser kenntlich gemacht werden. Allerdings wird der Lernende dabei im Lesefluss unterbrochen. Deshalb ist es ratsam, sich im gesamten Lernprogramm für eine Art der Hervorhebung zu entscheiden und diese sparsam einzusetzen. Anspruchsvolle Te-te kann der Lernende aber nur dann verarbeiten, wenn...
- ...sie in Orthographie, Interpunktion und Grammatik einwandfrei sind. - ...sie hinsichtlich der Satzlänge kurz und einfach formuliert sind. - ...Fachbegriffe vor deren Verwendung erklärt wurden.
- ...Insiderbegriffe durch allgemein verständliche Bezeichnungen ersetzt werden. - ...die Art der Umgangssprache auf die jeweilige Zielgruppe angepasst wird.
Festzuhalten bleibt, dass ein kurzgefasster und auf das Wichtigste beschränkter Te-t zu einem wesentlich höheren Verständnis führt.
Visualisierung mit Hilfe von Bildern
Bilder bewirken eine Auflockerung des starren Te-tbildes. Sie dienen zur Darstellung abstrakter Zusammenhänge, wobei sie Zeige-, Situierungs- und Konstruktionsfunktionen erfüllen sollen. [vgl. GRI 02, S.36] Mit Hilfe von Bildern werden dem Lernenden spezielle Lerninhalte besser verdeutlicht. Innerhalb der Lernanwendung besitzen Bilder die Funktion der:
- Information - Abbild der Realität
- Illustration - Bild als Metapher zur Beschreibung abstrakter Sachverhalte
- Strukturierung - Zusammenfassung komple-er Zusammenhänge
- Motivation - ästhetische Darstellung der Realität
Bilder stehen immer im engen Zusammenhang zum Te-t. So kann der Te-t auf bestimmte Bilder verweisen und umgekehrt können Bilder zur Ergänzung des Te-tes beitragen. Im Gegensatz zu verbalen Informationen sind Bildinformationen weniger strukturiert. Bei der Bilderkennung steht vielmehr die Erfassung von räumlichen Dimensionen und deren Tiefenwirkung im Vordergrund. Die äußere Erscheinung des Bildes ist dabei entscheidend. Im Rahmen der Bildwirkungsforschung wird hier der Begriff des „primal sketch“ für die Stellen mit der größten Helligkeitsänderung im Bild (Kanten) gebraucht. An diesen Stellen kann sich der Betrachter orientieren. Für weitere Ausführungen zu dieser Thematik wird auf die Ausarbeitung von Issing/Mickasch verwiesen. [MIK 86]
Um Bilder nicht nur auf die Illustrationsfunktion zu reduzieren, sollte primär der Informationsgehalt geprüft werden. Wie auch bei online-Learning-Systemen kommen bei CBT-Programmen Bilder in komprimierter Form zum Einsatz. Die gebräuchlichsten Formate sind das JPEG- und das GIF-Format. Sie weisen derzeit bei der Datenreduktion die besten Kompressionsergebnisse auf.
Video und Animation
Bewegte Bilder, wie Animationen und Videos ermöglichen die Darstellung von Funktionsabläufen im Zeitraffer und können deren Wirkungsweise recht gut verdeutlichen. Allerdings ist ihr Einsatz in Lernprogrammen nur dann sinnvoll, wenn sie didaktische Funktionen erfüllen. Da Video-Sequenzen sehr speicherintensiv sind, ist deren sparsame Anwendung angebracht. Lange Ladezeiten führen oft zur Unterbrechung des Leseflusses und damit zur Demotivation des Lernenden. Um dem entgegenzuwirken, werden zur Datenreduktion moderne Streaming-Technologien (z.B. RealVideo) eingesetzt.
Farbgebung
Da im Rahmen dieser Arbeit auch PDA mit Farbdisplay betrachtet werden, muss hier auch die Farbgestaltung einer Lernumgebung in die Diskussion einbezogen werden. Wenn Farben optimal und überlegt eingesetzt werden, können sie eine positive Wirkung auf den Lernenden ausüben, sein Interesse wecken und damit die Motivation zum Lernen steigern. Die richtige Farbauswahl dient der:
- Gliederung und Strukturierung
- Steigerung der Aufmerksamkeit
- Hervorhebung wichtiger Sachverhalte - Orientierung innerhalb des Programms
Zum professionellen Einsatz von Farben und der Wirkungsweise einzelner Farbtypen wird auf Weichel verwiesen. [WEI 02, S.25]
Der Lernerfolg ist neben Begabung und Intelligenz in jedem Fall wesentlich von der Motivation des Lernenden und seiner Lernbereitschaft abhängig. Eine Betrachtung der Möglichkeiten und Chancen beim Einsatz Computerunterstützter Lernumgebungen muss sich an den möglichen Lernmotiven orientieren. Hinsichtlich der Lernbereitschaft differenziert man nach Lernenden, die eher sachlich und nach Lernenden die eher emotional-sozial lernen. Während das nüchtern sachliche Herangehen auf äußeren Druck (z.B. Termindruck) zum Lernen beruht und kaum Raum für nebensächliche Rand- informationen lässt, lernen emotional-sozial geprägte Lernende oft aus Spaß und Neugier am Medium Computer. Sie sehen einen Genuss in der Arbeit am Computer. Vielfach wird dabei das Wissen in spielerischer und e-perimenteller Form aufgenommen. Allerdings kann dieses anfängliche Interesse schnell einem Desinteresse weichen, sobald der Neuigkeitseffekt schwindet.
Die Integration des Lernenden in anonyme Lernumgebungen kann zur Vernachlässigung seiner Sozialkontakte und damit zur Demotivierung führen. Unpassende und unbefriedigende Dialoge wirken sich gleichfalls negativ auf seine Lernbereitschaft aus. Multimediale Elemente können hier als Ergänzung zur reinen Te-tdarstellung einen Motivationszuwachs bewirken. (vgl. Abschnitt 2.1.5) Von den verschiedenen multimedialen Elementen gehen wiederum unterschiedliche Wirkungen aus, die deren Einsatz nur in bestimmten Situationen rechtfertigen.
Die Art der Selbststeuerung durch den Lernenden innerhalb einer Lernanwendung entscheidet stark über deren Qualität. Eine gut Selbststeuerung kann nach Euler [EUL 98, S.160] durch das Einfügen folgender Funktionen erreicht werden:
- Menü - der Lernende kann über ein Menü unterschiedliche Programm- punkte erreichen
- Zurück - die zuvor bearbeitete Aufgabe kann nochmals angesteuert werden
- Weiter - die nächste linear verknüpfte Aufgabe ist leicht erreichbar
- Abbruch - der Lernende kann jederzeit die Anwendung abbrechen
- Unterbrechung - der Lernende kann das Programm beliebig unterbrechen und bei Neustart an der gleichen Position weiterarbeiten
All diese Funktionen sind auch bei einem modularen Aufbau des Lernprogramms einsetzbar. Dabei können einzelne Lerneinheiten unabhängig voneinander bearbeitet werden und ein Einfügen neuer Lerneinheiten in die Lernanwendung ist weniger problematisch. Das in dieser Arbeit besprochene Beispielprogramm (vgl. Abschnitt 3.4.7) ist ebenfalls nach dieser modularen Struktur aufgebaut. Um dem Lernenden aber eine bessere Orientierung innerhalb komple-er Lernumgebungen zu garantieren ist eine feste Ablaufstruktur nötig. Diese besteht aus den Komponenten:
- Einführung
- Wissensvermittlung - Aufgabenstellung - Antwort
- Rückmeldung - Schluss
Eine speziellere Unterteilung der einzelnen Komponenten ist im Einzelfall möglich und vom genauen Aufbau der Lernanwendung abhängig.
Die interaktive Erarbeitung von Lerninhalten in Computerunterstützten Lernumgebungen basiert auf dem Prinzip der menschlichen Interaktion. Sie kann als ein wechselseitiger Austausch von Informationen zwischen mehreren Personen bzw. Kommunikationspartnern betrachtet werden. In diesem Fall stellt das Lernprogramm einen der Kommunikationspartner dar. Das Lernprogramm stellt eine Frage an den Lernenden und dieser muss eine Antwort zurückgeben. Nachfolgend wird diese Antwort analysiert und in Form einer Rückmeldung bewertet. Bei Bedarf können dem Lernenden zusätzliche Hilfestellungen angeboten werden.
Fragestellung
Fragen sind ein geeignetes Mittel zur Lernerfolgskontrolle. Sie dienen der Übung oder der Anwendung des erworbenen Wissens. Die erfolgreiche Bewältigung einer Aufgabe wird den Lernenden zur Lösung weiterer Aufgaben motivieren. Der Autor des Lernprogramms kann durch den richtigen Einsatz der Fragen den Lernweg des Lernenden steuern.
Die Art der Fragestellung entscheidet über die Art der Antwortmöglichkeiten. Man differenziert nach offenen und geschlossenen Fragen. Bei offenen Fragen kann der Lernende eigenständig antworten. Ziel ist die sinngemäße Bewältigung der Problemstellung. Die Folge ist eine Vielzahl von Antwortmöglichkeiten. Durch eine Begrenzung der Eingabemöglichkeiten, z.B. durch die ma-imale Anzahl von Zeichen kann der Umfang möglicher Antworten einschränkt werden. Bei der Kontrolle können die Antworten des Lernenden mit den vom Programmierer festgelegten zulässigen Synonymantworten verglichen werden. Beispiele für offene Fragen sind Lückente-te, Freite-te, Silbenrätsel und Korrekturaufgaben.
Geschlossene Fragen müssen vom Lernenden e-akt beantwortet werden. Multiple Choice Aufgaben und Reihenfolgebestimmungen sind typisch für diesen Fragetyp. Die Antwortanalyse ist in diesem Fall wesentlich einfacher, da die Antwort mit der vom Autor vorgegebenen Musterlösung auf E-aktheit überprüft werden kann. [EUL 98, S.128ff]
Rückmeldung
Zentrales didaktisches Merkmal ist die Rückmeldung. Sie stellt die Reaktion des Lernprogramms auf alle Aktionen des Lernenden dar. Dabei werden richtige Antworten einer positiven Bewertung und falsche Antworten einer negativen Bewertung unterzogen. Die negativen Bewertungen sollen auf jeden Fall zu einer Fehleranalyse führen und den Lernenden zu einem Überdenken seiner Antwort bewegen. Es werden korrektive und globale Rückmeldungen unterschieden.
Korrektive Rückmeldungen zeigen dem Lernenden die Art des Fehlers auf. Ihm kann dabei der richtige Weg zur Lösung der Frage gewiesen werden. Allerdings ist diese Art der Rückmeldung sehr aufwendig umsetzbar und benötigt mehr Ressourcen, als es bei einer globalen Rückmeldung der Fall ist. Positiv wird dagegen der didaktische Nutzen korrektiver Rückmeldungen eingeschätzt. Formatfehler, teilkorrekte oder falsche Antworten können dabei besser unterschieden werden.
Im Gegensatz dazu geben globale Rückmeldungen nur ein „Richtig“ oder „Falsch“ wieder. In diesem Fall wird vom Lernenden erwartet, dass dieser mit Hilfe der Fehlermeldung allein in der Lage ist, seine Antwort zu überdenken und den Weg zur Lösung selbst findet. Dies ist allerdings nur dann möglich, wenn er mit dem Inhalt der Aufgabe vertraut ist. Bei einer unzureichenden Vertrautheit mit dem Inhalt kann dem Lernenden mit einer globalen Rückmeldung nicht weiter geholfen werden.
Festzuhalten bleibt, dass korrektive Rückmeldungen für Lernende mit niedrigem Verständnis für Informationsverarbeitung und geringer Inhaltsvertrautheit besser geeignet sind. Lernende mit hohen informationstechnischen Verständnis, denen der Inhalt der Thematik vertraut ist benötigen hingegen nur globale Rückmeldungen.
In jedem Fall müssen Rückmeldungen kurz und abwechslungsreich gestaltet werden und sich an der jeweiligen Zielgruppe orientieren. Gleichlautende und unpassende Rückmeldungen führen schnell zur Ablehnung des Lernprogramms. Auf unrelevante Fehler (z.B. Rechtschreibfehler) kann bei der Antwortanalyse weniger Gewicht gelegt werden. Hauptaugenmerk sollte vielmehr die Erreichung des eigentlichen Lernziels sein. Deshalb kann zwar auf derartige Fehler hingewiesen werden, die Lösung sollte jedoch am Inhalt der Aufgabe gemessen werden. [EUL 98, S. 140ff]
Hilfestellung
Oft ist es dem Lernenden nicht möglich, den Lösungsweg einer Aufgabestellung zu finden. Bei Verständnisproblemen benötigt er Unterstützung. Da ein Lehrer im Rahmen einer e-Learning- Veranstaltung nur bedingt verfügbar ist, muss vom Lernprogramm eine zusätzliche Hilfemöglichkeit vorgesehen werden. Computergestützte Lernumgebungen bieten die Möglichkeit zur Darstellung von separaten Hilfefenstern. Die Hilfe kann somit bei Bedarf jederzeit abgerufen werden. Ob und in welchem Umfang Hilfestellungen in das Lernprogramm integriert sind ist von der jeweiligen Zielgruppe abhängig.
Bei der Gestaltung der Hilfestellung unterscheidet man nach direkter Anleitung oder nach offenen Hinweisen. Dabei werden Hilfen in Form von Anleitungen bei Lernenden mit eher geringer Lernaktivität bevorzugt. Hinweise können dagegen für Lernende mit höheren Lernfähigkeiten ausreichend sein. Sinnvoll ist zudem der Verweis auf Hilfen außerhalb des Lernprogramms.
An dieser Stelle sollen die technischen Voraussetzungen für den Einsatz eines PDA als Mobile Lernumgebung eingehender beleuchtet werden.
Um mobile Endgeräte begrifflich besser zuordnen zu können, müssen diesen zunächst konkrete Eigenschaften zugewiesen werden. Als Endgerät bezeichnet man ein elektronisches Gerät mit:
- direkter Benutzerschnittstelle
- Rechenfähigkeit
- Speicherfähigkeit
- Kommunikationsfähigkeit
Darüber hinaus muss ein mobiles Endgerät portabel einsetzbar, also mobil sein. Der Begriff PDA wird in der heutigen Pra-is unterschiedlich verwendet und bezeichnet vielfach ein kleines portables batteriebetriebenes tragbares Datenverarbeitungsgerät. Zum Einen fallen unter diese Bezeichnung sogenannte Handheld-Computer. Andererseits werden auch Mobiltelefone oder Datenbank-Organizer dieser Kategorie zugeordnet. Typische mobile Endgeräte unter der allgemeinen Bezeichnung PDA sind zum Beispiel:
- Notebook - portabler Computer
- Handheld-Device - miniaturisierter portabler Computer mit Organizerfunktion
- Mobiltelefon - Telefon nach GSM-Standard
- SmartPhone - Kombination aus Mobiltelefon und Handheld-Gerät
- GPS-Device - Gerät zur Standortbestimmung über Satellitenortung
- CB-Funk-Device - Endgerät für Kommunikation über CB-Standard
Die in dieser Arbeit verwendete Bezeichnung des PDA soll sich lediglich auf einen digitalen Kommunikationsassistenten der Handheld-Kategorie beziehen. Dieser PDA, als Form der mobilen Computer, stellt eine kleinere, leichtere und preiswertere Alternative zum Notebook dar. Er besitzt einen Terminkalender, Alarmfunktionen, eine Adressdatenbank und ein Telefonverzeichnis. Ein berührungsempfindlicher Bildschirm (Touchscreen) dient dabei als Benutzerschnittstelle. Tendenziell werden PDA-Geräte in Verbindung mit einem Mobiltelefon zum Abrufen von e-Mail, elektronischer Zeitungen und zur Internet-Nutzung benutzt. Allerdings spielen die telekommunikativen Eigenschaften in dieser Arbeit eine untergeordnete Rolle.
Die Firma Apple entwickelte 1993 das „Newton Message Pad“. Dabei handelte es sich um ein mobiles Endgerät, das die Vorzüge eines Personal Computers und die Größe einer herkömmlichen Datenbank miteinander vereint. Die Intention dieser Entwicklung war, ein digitales Hilfsmittel zu schaffen, dass den Papierplaner („Filofa-") ersetzen sollte. Bis dahin hatten kleine Datenbank-Organizer diese Funktion übernommen. Allerdings zeigte sich schnell deren Unvollkommenheit. Daten, die unterwegs benötigt wurden, mussten mühsam per Hand auf einer winzigen Tastatur in die Datenbank des Organizer eingegeben werden. Eine Möglichkeit zum Datenabgleich (Synchronisation, Abschnitt
Kritisiert wurde zudem, dass die einzeilige Darstellung die Übersichtlichkeit erheblich erschwerte. Deshalb wurde von Apple bei der Entwicklung des „Message Pad“ viel Gewicht auf die Ergonomie der Benutzerschnittstelle gelegt. Eine bessere grafische Darstellung rückte ebenfalls in den Vordergrund der Überlegungen. Es galt also ein Gerät zu schaffen, dass...
- ...auf leichte Art die alltäglichen Termine verwalten kann.
- ...Daten mit denen des heimischen bzw. firmeneigenen Computer aktualisieren kann. - ...eine leicht zu handhabende Benutzerführung hat.
- ...kostengünstig und handlich ist.
Ein Betriebssystem (OS = Operating System) ist eine Software, die zur Steuerung der Zuweisung und Nutzung von Hardwareressourcen wie Speicher, CPU-Zeit (CPU = Central Processing Unit), Fest- plattenplatz und Peripheriegeräten dient. Es stellt die Steuerstelle zwischen Anwendung und Maschine dar.
Um effektiv arbeiten zu können, ist das Betriebssystem auf verschiedene in der Hardware implementierte Ausführungsmodi und Timer angewiesen. Ohne diese entsprechenden Hardware- Voraussetzungen kann also kein Betriebssystem e-istieren. Bereits nach dem Booten übernimmt das Betriebssystem die alleinige Kontrolle über die Hardware. Das OS ist zusätzlich für die Verwaltung und Durchsetzung von Rechten auf der Basis von Kontrolleinheiten zuständig. Zu diesem Zweck werden Benutzer (User) festgelegt und in Benutzergruppen zusammengefasst. Nachfolgend können an die einzelnen User oder Benutzergruppen Rechte vergeben werden. Die Kontrolle über das Betriebssystem obliegt zumeist dem Administrator, der mit der Vergabe der Benutzerrechte betraut ist.
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