Lernanwendungen im mobilen Web – technische Herausforderungen und Lösungen, vielfältige Potenziale und Grenzen

KOM - Multimedia Communications Lab TUD – Technische Universität Darmstadt

© 2014 author(s) of these slides including research results from the KOM research network and TU Darmstadt. Otherwise it is specified at the respective slide 27. Juni 2014

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Lernanwendungen im mobilen Web Technische Herausforderungen und Lösungen,

vielfältige Potenziale und Grenzen

Dr.-Ing. Christoph Rensing

KOM – Multimedia Communications Lab 2

Begriffsbestimmung mobiles Web

Mobiles Web: Zugriff auf das WWW mittels eines Web-Browsers von mobilen Endgeräten (über drahtlose Zugangstechnologien)


Begriffsbestimmung mobiles Web

Mobiles Internet: Zugriff auf verschiedene Internet Dienste (von mobilen Endgeräten) über drahtlose Zugangstechnologien Apps & Nutzung von Notebooks kein Bestandteil des mobilen

Webs


Agenda

13 Jahre Lernanwendungen im mobilen Web

Technische Herausforderungen & Lösungen Potenziale und Grenzen von Lernanwendungen im mobilen

Web


Voraussetzungen für Lernanwendungen im mobilen Web

Mobile Endgeräte gab es bereits vor 20 Jahren

Motorola MicroTAC International 8700

Web Browser auf mobiler Plattform gibt es erst seit 1999 NOKIA 7110 das erste Mobiltelefon mit Browser WAP – Wireless Accesss Protocol

drahtlose Zugangstechnologien

Quelle: Paul 1953 at en.wikipedia

Quelle: Falense - http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Falense


WAP spezifische Lernprogramme seit 2001

Getragen von Netzprovidern und Anbietern von Mobiltelefonen primär zu Demonstrationszwecken z.B. eBusinesse on the Move (2001) INSEAD, Nokia, ICUS Entwicklung in 2 Formaten WAP und

Web Format Telenor mLearning Wap project Introduction to 3G applications Quiz Ideensammlung Ericsson - MLEARNING ON THE WAP

TELEPHONE R520

Quelle für alle Bilder: http://learning.ericsson.net/mlearning2/project_one/thebook/chapter4.html


Wissenschaftliche Beschäftigung mit Thema Mobile Learning

2002 European Workshop on mobile and contextual learning (mLearn) heute: World Conference on mobile and contextual learning

2002 Workshop on Wireless and Mobile Technologies in Education (WM(U)TE) heute: International Conference on Wireless, Mobile and Ubiquitous

Technology in Education 2005 DeLFI CfP Wireless und Mobile Learning

… 2011 DeLFI 1. Workshop Mobile Learning auf der DeLFI

Quelle: eigenes Bild


Durchbruch durch Smartphones, Tablets und UMTS

WAP wurde kaum genutzt: Riordan, Brendan, Traxler (2003): “WAP was not used due to the reluctance of students on financial grounds“

Durchbruch für mobiles Internet und verstärkte Beschäftigung

mit Lernanwendungen im Mobilen Web 2007 Apple iPhone 2007 UMTS Ausbau in Deutschland 2008 HTC Dream – erstes Android Phone 2010 Appple iPad


Agenda



Web


Technische Herausforderungen

Interoperabilität der Anwendungen aufgrund Plattformvielfalt der mobilen Endgeräte der Betriebssysteme für mobile Endgeräte der Browser für mobile Endgeräte

Zugriff auf Sensorik der mobilen Endgeräte Zugriffsgeschwindigkeit / Verfügbarkeit mobiler Netzzugänge


Usability Herausforderungen

Usability Display Größe Segmentierung einer Seiten in mehrer Seiten Abweichende Sortierung von Frameinhalten eingeschränkte Eingabemöglichkeiten eingeschränkte Fenstertechnologien (nur mittels Tabs)


HTML5

Auszeichnungssprache für Webseiten Vorteile Anzeige von Video, Audio und dynamischen 2D-

und 3D-Grafiken ohne PlugIns wie Adobe Flash Verwaltung und Zugriff auf Geokoordinaten Schnittstellen (im Entwurf) Auswahl von Medientyp-spezifischen Dateien im

lokalen Speicher des mobilen Endgerätes z.B. zur Auswahl eines Fotos zum Upload z.B. zur Aufnahme eines Filmes


Realisierung einer mobilen Lernanwendung mittels HTML 5

Projekt MOLEM (Mobiles Lernen in der Elektromobilität) Unterstützung von

Servicetechnikern während der Arbeit u.a. informeller

Erfahrungsaustausch mittels eines Frage und Antwortsystems



Spracheingabe

Quelle: eigene Bilder


Anhänge zur Beschreibung von Frage und Antworten



HTML5 als Format für mobile Lernanwendungen

Sergio Martin et al. (2011): „… the best approach for these new frameworks is probably to implement these features and functionalities based on HTML5 and Javascript, so that new mobile learning applications built over them will run in any platform for years, regardless of the device and platform.”

Geoff Stead (2012): “Another increasingly popular approach is to

build the app as a mobile web application that will run on the user’s mobile browser. … This is possible due to the advanced capabilities of HTML 5 and CSS 3…. …The big drawback would be a poorer user experience (the browser is never as interactive as the native phone), and restricted access to advanced device capabilities like contacts, storage and sensors.”

Stead, Geoff. "Towards open formats for mobile Learning." 11th World Conference on Mobile and Contextual Learning, Helsinki. 2012.

Sergio Martin, Gabriel Diaz, Inmaculada Plaza, Elena Ruiz, Manuel Castro, Juan Peire, State of the art of frameworks and middleware for facilitating mobile and ubiquitous learning development, Journal of Systems and Software, Volume 84, Issue 11, November 2011


Responsives Webdesign

Im Gegensatz zu mobilen Webseiten wird nur eine Webseite erstellt, die auf Eigenschaften des mobilen Endgeräts “reagiert”: Anordnung angezeigter Elemente Auswahl angezeigter Elemente Nutzung unterschiedlicher Eingabemethoden



Agenda



Web


Didaktik im Fokus

19 Quellen: MMB Institut


Didaktische Fokussierung in der Wissenschaft

DeLFI 2011 CfP: Werkzeuge und Technologien für e-Learning

Werkzeuge für mobiles und allgegenwärtiges e-Learning Didaktik des e-Learning und Erfahrungen

mobiles und allgegenwärtiges informelles Lernen GMW 2013 Themen: Welche Rolle spielen z.B. folgende Phänomene in unserem

gegenwärtigen und zukünftigen Hochschulalltag: … mobiles Lernen, …


Unterstützung verschiedener pädagogische Paradigmen durch mobile Lernanwendungen

Quelle: Naismith, L.; Lonsdale, P.; Vavoula, G. & Sharples, M. (2004). Literature Review. In: Mobile Technologies and Learning. Bristol: NESTA FutureLab.


Beispiel Classroom Response Systeme

ArsNova – System der Technischen Hochschule Mittelhessen

Quelle: eigene Screenshots von ArsNova


Beispiel Drill und Feedback

CaseTrain mobile – Universität Würzburg

Quelle: Jürgen Helmerich – Universität Würzburg


Beispiele - lokationsbasiertes Lernen

Unterstützung von Exkursionen TU Darmstadt mit Bauingenieuren Erweiterung um facettierte Suche nach domänenspezifischen Kriterien Konstruktionsprinzip Bauzeit Architekt

Semantic MediaWiki Extension Semantic Properties: Semantische Charakterisierung von Links zwischen Wiki-Artikeln Daten innerhalb eines Wiki-Artikels



Domänenmodell

„Die Main-Brücke, der sog. Eiserner Steg wurde 1868 nach

einem Entwurf von J.P.W. Schmick erbaut.“ Properties können Typen haben Bauzeit Date Architekt Page (Koordinaten) Geographic coordinate

„Die Main-Brücke, der sog. Eiserner Steg wurde [[Bauzeit:: 1868]] nach einem Entwurf von [[Architekt:: J.P.W. Schmick]] erbaut.“


Lokationsbasierter und facettierter Zugriff auf Wiki-Seiten

Android-Applikation MediaWiki

Upload

Einstellungen Bauwerkseiten

Bauwerkseiten Bauwerkseiten W

eb S

ervi

ce

[api

.php

]

Suchfilter- konfiguration

Geographische Karte

Semanti MediaWiki

Domänenmodell

Web

Ser

vice

[S

peci

al:A

sk]

Semantische Properties

Werte- bereiche



Lokationsbasierter und facettierter Zugriff auf Wiki-Seiten

Android-Applikation MediaWiki

Upload

Einstellungen Bauwerkseiten

Bauwerkseiten Bauwerkseiten W

eb S

ervi

ce

[api

.php

]

Suchfilter- konfiguration

Geographische Karte

Semanti MediaWiki

Domänenmodell

Web

Ser

vice

[S

peci

al:A

sk]


Beispiel Situiertes Lernen

Mobiles Lernen in der Agrarwissenschaft – httc Darmstadt und JLU Gießen Ausgangspunkt Exkursionen zur Lehr- und Forschungsstation

Oberer Hardthof Zielsetzung Aktivierung der Studierenden Eigenständige Exploration des

Kuhstalls statt nur rezipierende Aufnahme Eigene Erstellung von Informations-

/Lerneinheiten Aufteilung der Gruppe in Kleingruppen besseren Einblick in und direkteren Zugang

zu einzelnen Bereichen des Kuhstalls

Quelle: JLU Gießen – Institut für Tierzucht und Haustiergenetik


Zugriff auf Lerneinheiten

URL der Lerneinheit per QR-Code kodiert Zugriff auf Lerneinheit per Scan des QR-Codes Lerneinheit liegt in Lernplattform vor

Quelle: JLU Gießen Quelle: JLU Gießen


Rückmeldungen & Herausforderungen

Szenario hat den Studierenden persönlich gut gefallen. Szenario hat sie zum größten Teil motiviert. Szenario wurde als lehrreich, inhaltlich sinnvoll und zweckmäßig

eingeschätzt. Würden sie in Zukunft lieber

wieder eine „klassische“ Führung bevorzugen?

UMTS/GSM Empfang sehr schlecht ggf. wegen nebliger feuchter

Wetterlage Arbeiten mit Smartphone schwierig wegen kalten Wetters


Beispiel Kontextbasiertes / Informelles Lernen

MOLEM – TU Darmstadt et al. Dimensionen von (persönlichem) Kontext Wie wird der Kontext bestimmt? Aktuelle Aufgabe Auslesen mittels Diagnosesystem Situation des Mitarbeitern Aktivitätsbestimmung auf Basis von Audio Expertise und Wissen in Wissenskategorien im Lernermodell dokumentiert

Aktuelle Situation (unabhängig von Aufgabe und Wissensbedarf)

Expertise und Wissen

Aktuelle Aufgabe


Nutzung der Kontextinformation

Aktuelle Aufgabe Selektion von Antworten zu ähnlichen Problemen im Frage & Antwortsystem

Aktivität Aktive Weiterleitung von Fragen an verfügbare

Kollegen bzw. von dringenden Fragen an unterbrechbare Kollegen und Auswahl der Kommunikationskanals

hier Präsentationstitel eintragen....

Aktivität Verfügbarkeit Unterbrechbarkeit Reparaturarbeiten in der Werkstatt X Reparaturarbeiten auf der Straße X X Autofahren (nur per Telefon) (nur per Telefon) Besprechung / Auftragsannahme X X Pause


Kontextbestimmung

Aufgabe mittels Auslesen der Fahrzeuginformationen

Aktivität mittels Audio-Snippets und Machine Learning

hier Präsentationstitel eintragen....



Agenda



Web


Datenschutz

Wer hat Zugriff auf Informationen, die mittels der Sensorik der mobilen Endgeräte erfasst werden? Wo werden die Informationen gespeichert? Gebot der Datensparsamkeit

MOLEM Beispiel: Zur Erkennung der aktuellen Aktivität

Audio-Mitschnitte über Mikrofon des Smartphones, Länge: 10 Sekunden, Intervall: alle 60 Sekunden oder 3-5 Minuten

MOLEM Plattform

MOLEM App Unterbrechbarkeit/Verfügbarkeit

(Sensordaten)

(Aktivität)


Benutzerakzeptanz & Usability

Benutzerakzeptanz insbesondere im beruflichen Lernen Fließende Übergänge zwischen Arbeit, Lernen und Freizeit vs.

Work Life Balance Regelmäßige Diskussion mit Arbeitnehmervertretungen

Usability Bildschirmgrößen / Bildschirminhalte teilweise von Tastatur

überblendet wechselnde physikalische Bedingungen

Ergonomie der Eingabegeräte

Quelle: Becker, M.; Prümper, J.: Usability bei mobiler Arbeit – Bild Quelle: spiegel online eine methodische Herausforderung. In Mittelstand-Digital Wissenschaft trifft Praxis 1(1), S. 73-78.


Weitere Aspekte

Mobiler Datenzugriff Insbesondere in Präsenzlehre mit vielen Teilnehmern Toleranz bei Ausfällen

Dynamische Nutzungskontexte häufiger Wechsel zwischen Kontexten Verbindung mobiles Lernen und ortsgebundenes Lernen z.B. im

Klassenraum Medienpraxis / soziale Präsenz verändert sich! verändern sich damit auch die präferierten Lernmethoden? verändert sich damit auch die Lernfähigkeit? befördern wir diese Veränderungen durch Lernanwendungen im

mobilen Web zusätzlich?


Fragen & Kontakt