Abgeschlossene Projekte

Unsere abgeschlossenen Projekte:

Hier finden Sie unsere bereits abgeschlossenen Projekte; sortiert nach den Jahren, in denen die Projekte endeten:

DAWINCI

Eine Lernplattform für die Aus- und Weiterbildung in der Chemischen Industrie

Auf den ersten Blick sieht man eine Kette von ineinandergreifenden Zahnrädern unterschiedlicher Größe. Bei genauerem Hinsehen fällt auf, dass sich das erste sehr schnell dreht. Von links nach rechts nimmt die Drehzahl rapide ab. Bereits beim dritten großen Zahnrad nimmt man keine Bewegung mehr wahr. Was passiert hier? Das erste Zahnrad dreht sich pro Sekunde einmal. Durch Übersetzung wird das zweite große Zahnrad nach zehn Drehungen des ersten einmal gedreht. Das dritte große Zahnrad wird sich seinerseits nur einmal drehen, wenn sich das große davor 10-mal gedreht hat. Das vierte braucht also 104 sec = 2 h 46 min 40 sec für eine Umrundung. Jedes Zahnrad benötigt somit 10i-1 Sekunden für eine Umdrehung, wobei i die Position des Zahrades ist. Schaut man sich jetzt das letzte Zahnrad an Position 13 an, erfordert eine Umrundung mehr als 32 150 Jahre und es steht daher quasi still.

Dieses anschauliche Beispiel stammt aus dem Lernmodul zum Thema Potenzrechnung aus der Lernreihe zur grundlegenden Mathematik. Es ist neben vielen weiteren im Rahmen des DAWINCI-Projekts entwickelt und umgesetzt worden. Gerade die mathematischen Grundlagen zu kennen und mit ihnen arbeiten zu können ist Voraussetzung für alle chemischen Berufe. Ähnlich verhält es sich mit den Themen allgemeine Chemie, Messtechniken, Präsentation und Kommunikation. Auch hier sind Grundlagenwissen und Fertigkeiten die Basis für jede berufliche Ausbildung. Diese Themen bilden damit einen Querschnitt durch alle Berufsabschlüsse der Chemischen Industrie.

Das Projekt „Durchlässigkeit in der Aus- und Weiterbildung in der Chemischen Industrie“ (kurz DAWINCI) beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Konzepts für kompetenzorientierte Lehre für die Berufe der Chemischen Industrie (Chemikant, Chemie-Laborant, Chemie-Techniker, Industriemeister Chemie und Bachelor Chemie). Dazu werden Lerninhalte unter dem Aspekt der zu erlernenden Kompetenzen aufbereitet. Die Auswahl der Themen traf das Konsortium aus Universität Paderborn (AG Prof. Keil und AG Prof. Schaper) und Ausbildungseinrichtungen der Chemischen Industrie (ChemKom e.V., Creos GmbH, Infracor, Provadis GmbH, Industriepark Wolfgang GmbH) durch die Identifizierung von Grundlagen- bzw. Querschnittsthemen.
Durch das Projekt wurde für die Berufe der Chemischen Industrie examplarisch ein Kompetenzmodell entwickelt. Mit dessen Hilfe wird geprüft, ob sich Lernziele der Lernmodule und Ausbildungsverordnungen gleichermaßen auf Kompetenzen und Kompetenzniveaus nach dem DQR (Deutscher Qualifikationsrahmen) abbilden lassen. Mithilfe eines Editor-Werkzeugs können die einzelnen Lernmodule zu den Themen zusammengestellt werden. Dabei besteht ein Modul aus dem Lerninhalt in Form eines WBT (Web Based Training), Skripten für Ausbilder und Lernende, dem Trainerhandbuch und einer Lernzielbeschreibung mit Kompetenzeinordnung. In der Entwicklung befindet sich derzeit noch ein Werkzeug zur Kompetenzeinordnung für Ausbilder, mit dessen Hilfe berufliche Vorerfahrungen von Auszubildenden, die quer in die Berufsausbildung einsteigen, erfasst werden können. Diese Kompetenzen und die aus den Lernmodulen werden im letzten Schritt in ein E-Portfolio in der Lernplattform erfasst und verwaltet.

Innerhalb des DAWINCI-Projekts fallen die Entwicklung und Betreuung der Lernplattform, die Verwaltung der Lernmodule und die kompetenzbezogene Einordnung in das E-Portfolio in den Aufgabenbereich der Fachgruppe „Kontextuelle Informatik“.

Mechanische Konstruktion zur Illustration der Potenzrechnung

Begriffliche und visuelle Wissensstrukturierung

Möglichkeiten und Grenzen der Kombination begrifflicher und graphischer Wissensorganisation

Unter dem Titel „Möglichkeiten und Grenzen der Kombination begrifflicher und graphischer Wissensorganisation: dynamische Basisontologien und kooperative Semantik“ wurde von Prof. Dr.-Ing. Reinhard Keil (Fachgruppe Informatik und Gesellschaft) sowie von Prof. Dr. Ruth Hagengruber und Prof. Dr. Volker Peckhaus (beide Philosophie, Universität Paderborn) ein Gemeinschaftsprojekt aus Philosophie und Informatik initiiert, um den Austausch zwischen den beiden Fachrichtungen zu erweitern.

Ziel dieses Projekts ist es, informationstechnische Anätze für Lösungsstrategien der Wissensrepräsentation zu erarbeiten und deren Anwendungsrelevanz zu überprüfen. Aus informationstechnologischer Sicht soll dazu eine Grundlegung neuer Ansätze in der Konzeption graphischer User Interfaces geleistet werden, die es erlaubt, Basisontologien und kooperative Semantiken zusammenzuführen und so die Kommunikation und Kooperationsmöglichkeiten in virtuellen Wissensräumen zu verbessern. Gleichzeitig soll aus philosophischer Sicht das Konzept der so genannten Basisontologien ausgearbeitet und auf seine Leistungsfähigkeit geprüft werden. Hierbei spielen auch Ansätze der mereologischen Teil-Ganzes-Relationen eine Rolle. Als Ergebnis dieser interdisziplinären Zusammenarbeit sollen sich kooperationsunterstützende und semi-strukturierte Formen der Wissensorganisation durch Basisontologien erfassen lassen.

Zu Beginn der Projektarbeit wurde ein initialer Workshop unter dem Titel „Handlungsschemata als Grundlage visueller und begrifflicher Strukturierung in der Wissensrepräsentation“ veranstaltet, zu dem einige nationale und mit Barry Smith und Thomas Bittner (beide University of Buffalo, Department of Philosophy) auch zwei internationale Experten eingeladen worden waren. Thematisch bot der Workshop allen Beteiligten ein breites Spektrum aus dem Schnittbereich von Informatik und Philosophie, welches sich von der Anwendung von Ontologien, beispielsweise in Biologie und Medizin, über die Einsatzmöglichkeiten des Semantic Web bis hin zu visuellen und begrifflichen Strukturierungen von Wissensräumen erstreckte. Darüber hinaus war das semantische Positionieren, ein neuer Forschungsbereich der Fachgruppe Informatik und Gesellschaft, ein weiterer Schwerpunkt, der im weiteren Verlauf des Projekts genauer betrachtet werden soll, um eine detaillierte Analyse und Differenzierung von Bedeutungsrepräsentation und -konstitution zu erzielen. Die vielfältigen Möglichkeiten der graphischen Darstellung und ihrer Semantiken sollen so eine einheitliche relationale Struktur erhalten.

Im weiteren Verlauf dieses interdisziplinären Dialogs soll im Herbst 2008 eine erste internationale Tagung „Philosophie und Informatik“ ausgerichtet werden, die sich unter anderem auch mit den in der Zwischenzeit gewonnenen Erkenntnissen im Bereich des semantischen Positionierens befassen soll und die damit verbundenen Verbesserungen der Wissensstrukturierung in virtuellen Wissensräumen zum Gegenstand hat.

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

  • Prof. Hagengruber und Prof. Keil während des gemeinsamen Workshops
  • Poster zum Workshop „Philosophie und Informatik“ im April 2007

DISCO

Digitale Infrastruktur für computerunterstütztes kooperatives Lernen

Die Paderborner DISCO ist eine fortgeschrittene Einrichtung, die Lehren und Lernen mit Multimedia an einer Präsenzuniversität unterstützt. Sie umfasst interaktive Hörsäle und Seminarräume, Produktionsstätten für Multimedia-Dokumente sowie Arbeitsplätze, die über Netzwerke, Server und Dienste miteinander verbunden sind. Die DISCO wurde als Kooperationsprojekt von verschiedenen Forschungsgruppen aus mehreren Fachbereichen unter Leitung der Fachgruppe Informatik und Gesellschaft aufgebaut. Sie ist nicht nur Lernmittel sondern vor allem Forschungsgegenstand.

Die wesentlichen Forschungsziele bestehen in der Untersuchung der Alltagstauglichkeit multimedialer Lernumgebungen und der Erprobung neuer Methoden des Lehrens und Lernens. In den interaktiven Hörsälen wird die klassische Vorlesung zum vielfachen Dialog. Vernetzte und zusätzlich mit einer interaktiven Steuerung ausgestattete Arbeitsplätze ermöglichen es Studierenden, eine aktive Rolle einzunehmen, indem sie Sender wie Empfänger, Sprecher wie Zuhörer, Vortragende wie Zuschauer sein können. Es interagieren Menschen miteinander, nicht Menschen mit Maschinen.

Die Paderborner DISCO erhielt einen Ehrenpreis beim MeDiDaPrix 2000 als eines der zehn besten Projekte unter 131 Einreichungen. Dieser mediendidaktische Hochschulpreis ist auf Initiative der Gesellschaft für Medien in der Wissenschaft (GMW) vom österreichischen Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur zum ersten Mal bereit gestellt worden und wird zukünftig gemeinsam mit den entsprechenden Ministerien der Schweiz und Deutschlands vergeben.

Die Erfahrungen und Erkenntnisse bei Aufbau, Nutzung und Administration der Paderborner DISCO sollten einer breiten Hochschulöffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Dazu förderte das BMBF das Vorhaben ISIS: InStallationshandbuch für lernförderliche InfraStrukturen. Das in der HNI-Verlagsschriftenreihe erschienene Handbuch behandelt verschiedene Aspekte wie Mobiliar, Multimedia-Geräte, Präsentationstechnologien, Netzwerke, Client-Server-Architekturen, modulare kooperative Kursentwicklung und Dokumenten-Management, durchgängige Nutzung multimedialer Dokumente in der Hochschullehre aufzubauen.

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Der interaktive Hörsaal

ELCH

E-Learning für Chemieberufe

eLearning gehört trotz vielfacher Rückschläge und Barrieren heute zum Standardrepertoire in der allgemeinen wie auch der beruflichen Bildung. Auf mittlere Sicht ist es unverzichtbar auf eLearning basierende Lernprozesse mit anderen Arbeitsprozessen zu verknüpfen, um insbesondere auch die vielfältigen Formen informellen Lernens zu erschließen. Zwischen dem informellen Lernen und dem strukturierten oder formalisierten Lernen auf der Basis von definierten Curricula und einem durch Kurse organisierten Lernprozess ist das Projekt ELCH angesiedelt.

ELCH steht für »E-Learning für Chemieberufe« und wird von der Weiterbildungs-Stiftung (WBS) der Chemie koordiniert. Im Rahmen einer Branchenlösung soll hierbei die Aus- und Weiterbildung für die naturwissenschaftlichen und technischen Berufe in der chemischen Industrie durch die Bereitstellung ausgewählter multimedialer Lernmodule unterstützt und gefördert werden. Ziel ist dabei insbesondere die Ausbilder zu unterstützen, die die Lehrmodule im Rahmen ihrer betrieblichen Ausbildungstätigkeit nutzen können.

Die Module orientieren sich eng am Bedarf der Unternehmen; ein modularer Aufbau soll die variable Nutzung ermöglichen, sodass Auszubildenden, Ausbildern und den Fachkräften der Zugang zu erprobten, methodisch-didaktisch ausgereiften Lernformen im Bereich eLearning eröffnet wird. Die Lernmodule werden auf der für das Projekt ausgewählten Lernplattform hinterlegt und über ein noch zu schaffendes Internet-Portal zu günstigen Konditionen zugänglich gemacht. Natürlich sind die Module so angelegt, dass sie auch zum Selbststudium geeignet sind.

Das Verbundprojekt, in dem sich u.a. die Degussa AG, die Höchst AG, die Provadis GmbH sowie die Creos GmbH engagieren, wird seit dem 1. Oktober 2006 vom BMBF zunächst begrenzt auf ein Jahr gefördert und von der Arbeitsgruppe Informatik und Gesellschaft wissenschaftlich begleitet.

Aufgrund unserer umfangreichen Erfahrungen insbesondere im Aufbau lernförderlicher Infrastrukturen und der alltagstauglichen Entwicklung Web-basierter Plattformen, soll die wissenschaftliche Begleitung die Zukunftsoffenheit der entwickelten Lösung sicherstellen und zugleich die Projektgruppe mit entsprechenden Kompetenzen in Bezug auf die Gestaltung von Lernumgebungen ausstatten. Dazu wurde in der Anfangsphase des Projekts ein Workshop zur Gestaltung digitaler Medien für die im Projekt beteiligten Entwickler durchgeführt.

Aufgrund der guten Ergebnisse im Projekt ist dieses im Herbst 2006 vom BMBF um ein weiteres Jahr verlängert worden. Ziel der zweiten Förderphase ist neben dem weiteren Ausbau und der Konsolidierung der Lehrmodule die verstärkte Einbeziehung kooperativer Elemente, die zum einen das informelle Lernen fördern sollen, zum anderen eine bessere Einbettung in das jeweilige betriebliche Umfeld und die dort agierenden Partner in der Ausbildung (z.B. Sicherheitsabteilungen, Berufsschulen, Fachverbände etc.) ermöglichen soll. Zum Themenfeld Kooperation und Kommunikation wird auch zu Beginn der zweiten Förderphase wieder ein Workshop für die Entwickler des Projektes durchgeführt.

Das Projekt »E-Learning für Chemieberufe« wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) aus dem Förderprogramm »Neue Medien in der Bildung« finanziell unterstützt. Weiterhin erfolgt in Teilbereichen eine Förderung mit Finanzmitteln des Europäischen Sozialfonds (ESF). Die Betreuung des Vorhabens wird durch den Projektträger des BMBF im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) realisiert.


Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Reinhard Keil

Gefördert durch:

  • Bundesministerium für Bildung und Forschung, Förderprogramm »Neue Medien in der Bildung«
  • Europäischer Sozialfonds

Weitere Informationen:

  • Das ELCH-Portal mit ersten Demo-Modulen
  • Erklärung der Funktionsweise durch Animation und Video
  • Beschreibungen dynamisch illustrieren

Kontextuelles Tagging

Identifikation neuer Unterstützungsfunktionen für die Wissensarbeit

Die heutigen Lern- und Arbeitsprozesse von Menschen verlangen eine weit reichende Unterstützung durch digitale Medien in unterschiedlichen Formen und Nutzungsarten. So steht bei der Wissensarbeit nicht alleine das Lernen und Arbeiten mit Hilfe einer computergestützten Lernumgebung im Vordergrund. Vielmehr sollen auch soziale Strukturen wie kleine Lerngruppen und Teams durch die Lernumgebung hinreichende Unterstützung beim Umgang mit digitalen Medien finden.

Insbesondere im Zuge einer immer weiter fortschreitenden Digitalisierung des Lebens und dem damit verbundenen Anwachsen der Datenbestände gewinnt die Verfügbarkeit von Erschließungsfunktionen an Bedeutung. Dabei ist die Ordnung von Inhalten durch Kategorien, Klassifikationsschemata, Taxonomien oder Ontologien ein bereits weit reichend untersuchtes Forschungsgebiet. Bei näherer Betrachtung aktueller Web-2.0-Entwicklungen und diverser Dienste kann man jedoch einen deutlichen Zuwachs in der Verwendung von Schlagwörtern, den so genannten Tags, zur Strukturierung von verschiedensten Webinhalten feststellen.

Philosophie und Informatik

Das Ende des Jahres 2006 initiierte Gemeinschaftsprojekt „Philosophie und Informatik“ des Fachbereichs Philosophie der Universität Paderborn (Prof. Dr. Ruth Hagengruber und Prof. Dr. Volker Peckhaus) und der Fachgruppe Informatik und Gesellschaft des HNI (Prof. Dr.-Ing. Reinhard Keil) hatte es sich zum Ziel gemacht, informationstechnische Ansätze für Lösungsstrategien der Wissensrepräsentation zu erarbeiten und deren Anwendungsrelevanz zu überprüfen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollten sich anschließend auf das Konzept der virtuellen Wissensräume übertragen lassen, um so Kommunikation und Kooperationsmöglichkeiten in selbigen zu verbessern.

Kontextuelles Tagging

Im Rahmen dieses Gemeinschaftsprojekts wurde in der Fachgruppe von Prof. Keil der Forschungsansatz verfolgt, Tagging in virtuelle Wissensräume zu integrieren, um so die durch die Räume vorgegebene Struktur zur Generierung neuer Tagvorschläge nutzbar zu machen. Das gemeinschaftliche Taggen von Ressourcen zur Kategorisierung hat sich als wertvolle Technik in vielen Online-Communities durchgesetzt. Durch die bereits gegebene Struktur der virtuellen Wissensräume ist es neben der Generierung von Vorschlägen möglich, eine Vererbung von Tags einzuführen, welche die Vergabe von Tags an Objekte für die Benutzer vereinfacht und beschleunigt. Gleichzeitig wird so das Vokabelproblem, d. h. die Verwendung verschiedener Wörter mit gleicher Bedeutung, welches insbesondere bei kleinen Benutzergruppen auftritt, verringert.

Anhand systematisch aufgestellter Nutzungsszenarios aus der universitären Lehre konnten sowohl aus der Sicht der Studierenden als auch der Lehrenden die Praxistauglichkeit untersucht und Mehrwerte für die jeweiligen Benutzergruppen bei der Wissensarbeit in den mit Tags versehenen Wissensräumen identifiziert werden. Gleichzeitig wurden Lösungsansätze skizziert und Designentscheidungen diskutiert, die Probleme und Fragestellungen im Hinblick auf eine Integration in eine bestehenden Wissensraum-Architektur aufgreifen.

Dieses entwickelte Konzept, welches den Namen „kontextuelles Tagging“ trägt, zeigt, dass erst durch die Kombination einer freien Vergabe von Tags durch die Nutzer und der Zuweisung von ergänzenden Tags aus der Umgebung, in der sich die zu taggenden Objekte befinden, eine neue Qualität in der Wissensarbeit entsteht.

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Weitere Informationen:

  • Suchanfrage anhand eines Tags nach Unterlagen über Vorlesungsgrenzen hinweg
  • Vorlesungsszenario mit Tags der Umgebung und von Nutzern hinzugefügten Tags

koPEP

Kooperative Produktentstehungsprozesse

Produktentstehung, im englischsprachigen Forschungsdiskurs als „New Product Development (NPD)“ bezeichnet, umfasst alle Aktivitäten, die nötig sind, um ein Produkt von seiner ersten Idee zum Serienproduktionsstart zu führen. Produktentstehungsprozesse zeichnen sich insbesondere durch eine erhebliche Arbeitsteiligkeit und eine hohe Informations- bzw. Wissensintensität aus. Produktentstehung ist ein dynamischer und sozialer Prozess, da die Interaktionen verschiedener Fachbereiche (Entwicklung, Produktion, Lieferantenmanagement etc.) fortwährend aufeinander abgestimmt werden müssen.

Zur Komplexitätsreduktion in konkreten Produktprojekten werden Produktentstehungsprozess-Modelle (PEP-Modelle) eingesetzt. PEP-Modelle beschreiben was, wann, von wem, mit welchem Ziel und unter welchen (cross-) funktionalen Abhängigkeiten erarbeitet werden muss. PEP-Modelle dienen nicht nur als Instrument der Planung, Steuerung und zum Berichtswesen, sondern auch als intersubjektive Verständigungsbasis zwischen den Akteuren der verschiedenen „Fachbereichswelten“. Um PEP-Modelle basierend auf dem Wissen der Organisation kontinuierlich verbessern zu können und dabei deren Nutzerakzeptanz zu steigern, wird im Rahmen des koPEP-Projektes ein Community basierter Ansatz des Geschäftsprozessmanagements erarbeitet. In einer zwölfmonatigen Entwicklungsphase wurde bei Daimler Trucks eine weltweit vernetzte Community von PEP-Experten etabliert und für deren Unterstützung eine Wikimanagement-Plattform angefertigt.

Diese Plattform besteht aus verschiedenen Web 2.0-Modulen (Wiki, Kontaktplattform, gemeinsamer Dateispeicher etc.), die allesamt prozessorientiert ausgerichtet sind. Entwurf und Programmierung dieser Plattform erfolgten in enger Zusammenarbeit der Fachgruppe Informatik und Gesellschaft mit Daimler Trucks.

Gegenwärtig wird der Ansatz in einer Pilotphase erprobt. Mit den Forschungsergebnissen soll ein Beitrag zur hypothesengeleiteten Technikgestaltung von Wikimanagement-Systemen geleistet werden. Aus dem Projekt sind neben der Plattform für kooperatives Management von Produktentstehungsprozess-Modellen mittels Web 2.0 Technologien bereits mehrere Publikationen hervorgegangen.

Ansprechpartner: Andreas Oberhoff

Projektpartner: Daimler AG

Weitere Informationen: 

Prozessplattform für das Wikimanagement von PEP-Modellen

Locomotion

Low-Cost Multimedia Organisation und Produktion

Das vom BMBF unter dem Thema „eLearning Dienste für die Wissenschaft“ seit Juli 2006 an der Universität Paderborn geförderte Projekt Locomotion wurde im Juli dieses Jahres erfolgreich abgeschlossen. Mit dem Ziel, die universitätsweiten Organisationsstrukturen zu bündeln und die verschiedenen IT-Systeme in eine hochschulweite Infrastruktur zu integrieren, wurde das Projekt durch das Heinz Nixdorf Institut im Teilprojekt Wissensorganisation unterstützt. Unter der Leitung von Prof. Dr. Reinhard Keil aus der Fachgruppe Informatik und Gesellschaft und Dr. Dietmar Haubfleisch, Direktor der Universitätsbibliothek, wurde eine informationstechnische Basis für die Wissensarbeit in der Lehre geschaffen.

Das im Rahmen des Locomotion-Projekts entwickelte System zum ko-aktiven Lernen und Arbeiten koaLA (http://koala.uni-paderborn.de) wurde bereits während der Projektlaufzeit in den Produktivbetrieb überführt und wird mittlerweile in rund einem Drittel der Veranstaltungen zur elektronischen Unterstützung der Lehre eingesetzt. Zur Zeit wird koaLA von mehr als 12.000 Hochschulangehörigen genutzt, so hat sich neben den Kursen, die von der Hochschule angeboten werden, eine Vielzahl von selbst organisierten Gruppen gebildet.

Durch die Anbindung an die Modul- und Prüfungsverwaltungssysteme der Universität übernehmen Dozenten ihre dort eingerichteten Veranstaltungen sowie die verbindlichen Anmeldungen von Studenten in das Wissensmanagementsystem und stellen dort zur Durchführung ihrer Veranstaltungen Lehrmaterialien und Kommunikationsmittel wie Foren, Weblogs und Wikis zur Verfügung. Aus dem Katalog der Universitätsbibliothek werden elektronische Seminarapparate und Literaturquellen mit Kursen verknüpft, um einfachen Zugang zu Literaturlisten zur Verfügung zu stellen. So werden im Rahmen von Veranstaltungen, aber auch in privaten oder öffentlichen Interessensgruppen Ideen ausgetauscht und Wissen diskutiert und vertieft.

Neben vielen Funktionen, die die Durchführung einer Veranstaltung auf organisatorischer Ebene unterstützen und die Mitarbeiter von Alltagsaufgaben wie der Pflege von E-Mail-Listen oder Dokumentmanagementsystemen entlasten, stehen mittlerweile unterschiedliche Lernszenarien zur Verfügung. Über das semantische Positionieren mit einem speziellen Zugang über die Medi@rena und Diskursstrukturierungswerkzeugen wie der Pyramidendiskussion schreitet der Einsatz innovativer webgestützter Lernszenarien an der Universität Paderborn weiter fort.

Das koaLA-System nutzt das Konzept der virtuellen Wissensräume zur Darstellung seiner Elemente wie Kurse, Gruppen, Lektionen, Übungsgruppen, Weblogs, RSS-Feeds u. v. m. KoaLA baut auf dem open-sTeam-System auf, das seit vielen Jahren in verschiedenen Ausprägungen von unterschiedlichen Bildungsträgern in der Region und in vielen weiteren Projekten erfolgreich eingesetzt wird.

Das koaLA-System wird federführend durch die Fachgruppe Informatik und Gesellschaft erweitert und um weitere Einsatzmöglichkeiten ergänzt. Die Ergebnisse aus dem Teilprojekt Wissensorganisation wurden in der Universitätsbibliothek sowie dem Heinz Nixdorf Institut in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Informations- und Medientechnologien verstetigt und die Verfügbarkeit über das Jahr 2009 hinaus sichergestellt, so stehen die Ergebnisse des Projekts auch nach Projektabschluss allen Hochschulangehörigen zur Verfügung.

Neben dem erfolgreichen Einsatz an der Universität Paderborn wird koaLA seit Oktober 2008 in einem Pilotbetrieb an der Katholischen Hochschule Nordrhein-Westfalen in Paderborn eingesetzt.

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Gefördert durch:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
FKZ: 01 PI 05013

Weitere Informationen:

  • Lehrmaterialien können im Rahmen von Lektionen für Kursteilnehmer bereitgestellt werden
  • Das koaLA-System bietet verschiedene Kommunikationsmöglichkeiten wie beispielsweise Weblogs
  • Prof. Dr. Reinhard Keil präsentiert die Ergebnisse des Teilprojektes Wissensorganisation im Rahmen des Abschlussworkshops

mistel

Systemkonvergenz in Bildung, Forschung und Wissenschaft

In den letzten Jahren haben sich eine Reihe von Schlüsseltechnologien als wesentlich für die informationstechnische Entwicklung in allen Bereichen der Forschung, Bildung und Wirtschaft erwiesen. Ziel des DFG-Projektes „mistel“ ist die Verschmelzung von Systemen zur Erstellung und Organisation von Lehrmaterialien mit Lernumgebungen zur kooperativen Wissensorganisation und digitalen Dokumenten- und Publikationsservern.

Eine Vielzahl bestehender Ansätze werden in der Praxis isoliert eingesetzt. Durch die Etablierung dynamischer Services mit der Technologie der Web Services und Referenzimplementierungen in opensTeam, ELM (Essen Learning Model – Universität Essen) und miless (Dokumentenserver der Universitätsbibliothek Duisburg-Essen) wird die Verzahnung verschiedener Schlüsseltechnologien vorangetrieben und kooperative wissenschaftliche Arbeits- und Lernprozesse unterstützt. Dadurch ist es z.B. gelungen innerhalb des opensTeam Systems auf Datenbestände von ELM und miless zuzugreifen.

Gleichzeitig können diese Daten innerhalb von Wissensräumen angeordnet und in Beziehung gesetzt werden. Insbesondere durch einen transparenten Zugriff auf digitale Bibliotheken gelingt eine elegante Integration. Auch das Planungssystem spielt eine wichtige Rolle. Hier können Vorlesungen verwaltet werden und Lernmaterialien zugeordnet werden. Auf Basis etablierter Standards (SCORM, LOM, Dublin Core) werden Metadaten zu den Lerneinheiten festgelegt. Die Abwicklung der Vorlesungen erfolgt in der Lernumgebung durch ein Importieren von Lerneinheiten. Die digitale Bibliothek dient in diesem Kontext zur Archivierung der Daten.

Zu den wichtigen Forschungsfragen des Projektes zählt die Erforschung der Granularität der einzelnen Services. Bei der Zusammenführung der Systeme wird kein neues monolithisches System erzeugt, sondern eine lose Koppelung der einzelnen Systeme vorgenommen. Eine Austauschbarkeit der einzelnen Systeme ist unter der Vorraussetzung gegeben, dass das neue System die spezifizierten Schnittstellen implementiert und zu der entsprechenden Systemklasse gehört.

Resultat dieser Integration verschiedener Server ist ein föderiertes System mit offenen Schnittstellen. Die Referenzimplementierungen erfolgen ausschließlich auf Basis von Open-Source Produkten, die wiederum als solche zur Verfügung gestellt wird.

Gefördert durch:
Deutsche Forschungsgesellschaft (DFG)

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Mistel-Architektur

MObiDig

Manipulierbare Objekte in digitalen Systemen

MObiDig ist eine vom BMBF im Auftrag des VDI/VDE geförderte Studie im Bereich „Innovations- und Technikanalysen“, die vom 01.10.2004 bis 15.10.2005 durchgeführt wurde. In der Studie wurden Potenziale und Risiken von Digitaltechnologien am Beispiel der computerunterstützten Fahrzeugtechnologie erhoben.

Digitale Prozessoren spielen im Automobil eine zunehmend entscheidende Rolle. Die Handhabung und Manipulation digitaler Objekte, die man bislang nur vom heimischen Computer kannte, hält jetzt auch im Automobil Einzug. Betrachtet man heute bereits eingeführte Innovationen wie Fahrerassistenz- und Navigationssysteme einerseits und Probleme mit der Verlässlichkeit digitaler Systeme andererseits, dann stellt sich die Frage, ob das Auto evtl. sogar zu einem fahrenden PC mutieren wird.

Ziel dieser Studie war es den Stand der Kunst speziell in Bezug auf die Manipulation digitaler Objekte in Automobilen zu analysieren und insbesondere vor dem Hintergrund von Erfahrungen aus dem Bereich Software-Ergonomie und Datenschutz Potenziale und Risiken abzuschätzen. Da eine solche Betrachtung bislang in keiner der uns zur Verfügung stehenden Studien angestellt worden ist, galt es zunächst einen geeigneten begrifflichen Rahmen zu entwickeln. Dazu haben wir begriffliche Differenzierungen vorgenommen und jeweils die Kombination der Manipulation mechanischer und elektronischer Systeme vermittels analoger und digitaler Schnittstellen analysiert und systematisch aufbereitet. Um Potenziale und Risiken abzuschätzen, wurden dann über verschiedene Nutzungskontexte, die mit Hilfe von Rollen alltagstypische Zugriffs- und Manipulationsmöglichkeiten charakterisieren, Probleme und Möglichkeiten aufgezeigt. Dieses innovative Rollenkonzept dient dazu den „Lebenszyklus“ digitaler Daten, idealerweise über den gesamten Nutzungszeitraum eines Fahrzeugs, zu ermitteln. Es basiert auf der Einordnung von Aufgaben und Rechten eines Benutzers in/an einem Automobil oder im Kontext der Nutzungsumgebung des Automobils.

Aufgrund dieser Untersuchungen lässt sich feststellen, dass ein großes Innovationspotenzial im Bereich der automatisierten Unterstützung der Fahr- und Steuerprozesse liegt, wenn dabei gewährleistet bleibt, dass die Fahrer jeweils die Kontrolle über alle Phasen dieser Prozesse haben. Große Potenziale könnten sich jedoch auch im Bereich der Umgebungssysteme ergeben (Unfall-, Diebstahl-, Verkehrsplanungs- und Steuerungssysteme etc.) wenn sichergestellt werden kann, dass Zugriffsbeschränkungen existieren, die die Erstellung von Fahr- und Fahrerprofilen verhindern oder erschweren bzw. rechtlich einwandfreie Regelungen in Bezug auf den Datenschutz getroffen sind. Ein großes Wirtschaftlichkeitspotenzial liegt weiterhin in der Standardisierung von Schnittstellen und Systemkomponenten, da nur so ein offener und herstellerunabhängiger Wettbewerb im Bereich der Zulieferer und der Wartungsdienste gewährleistet werden kann. Trotz der zunehmenden Mediatisierung des Autos durch die Manipulation digitaler Daten wird es das Automobil als digitalen PC nicht geben, wohl aber die Nutzung der PC-Technologie durch Mitfahrer.

Gefördert durch:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
FKZ: 16|1531

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Einschätzungen von Technologien und Machbarkeit

Semantisches Positionieren

Definition neuer visueller Lernszenarien

Wissen ist zu einer Ressource geworden. Wir leben in einer Wissensgesellschaft, bieten Wissensservices an und führen Wissensarbeit durch. Wissensarbeit findet heute meist auf digitalen Dokumenten statt, aber gedruckte Medien behalten ebenfalls ihre Berechtigung als bevorzugte Lesequelle für den Neuerwerb von Informationen, die in Wissen transferiert oder mit schon existierendem Wissen verlinkt werden können. Dieselben Grundprozesse werden auch in Lehr- und Lernszenarios durchlaufen. Das Teilen von Wissen, welches hier stattfindet, wird vom Lehrer geleitet und durch Vorlesungen, Übungen und Dokumente unterstützt. Diese können die Form von Präsentationsfolien oder übriger Literatur haben, aber auch von studentischen Hausarbeiten, Essays oder gar Klausuren. Somit verstehen wir Lehr- und Lernprozesse als Wissensarbeit.

In diesem Sinn ist der Schreibtisch der klassische Ort, an dem Wissensarbeit verrichtet wird. Hier werden Wissensbestände abgelegt, in Beziehung gesetzt, editiert oder erzeugt. Die Tischoberfläche wird genutzt, um die Dokumente einem persönlichen Ordnungsprozess folgend auszubreiten. Was für andere wie ein Chaos wirken mag, ist für den Ersteller eine strukturierte Arbeitsumgebung, die mentale und physische Beziehungen einschließt. Dokumentenarrangements unterstützen uns dabei, Resultate aus dem komplexen Netz von Vermutungen und Bewertungen, die schon im Gehirn vorformuliert sind, zu gewinnen. Ihre Position kann zum Beispiel die Signifikanz für den momentanen Arbeitsprozess oder den Grad ihrer Erschließung bezüglich eines spezifischen Kriteriums darstellen. Das Wissen, welches in Arrangements steckt, kann nur schwerlich vermittelt werden. Sollte eine dritte Person den Schreibtisch „aufräumen“, ist die private Strukturierung verloren und die Produktivität des Erzeugers erlahmt.

Dokumente in virtuellen Räumen können in gleicher Weise arrangiert werden, aber sie können auch kooperativ von verteilten Orten genutzt werden. Effiziente Kommunikation und ein Verständnis des Arbeitsprozesses sind für erfolgreiche Ergebnisse nötig. Das versteckte Wissen, das sich in der Position eines Dokuments ausdrückt, sichtbar zu machen, ist das Ziel von Semantischem Positionieren. Somit wird es möglich, ein Dokument in Bezug auf seine Position in mehreren Kontexten, die Aspekte seines Inhalts grafisch visualisieren, zu bewerten. Ein einfaches Beispiel ist eine Menge von Dokumenten, die vor einem Farbverlauf zwischen zwei extremen Meinungen platziert werden. Ist ein Objekt näher an Meinung A, kann man annehmen, dass sein Inhalt eher diese Meinung unterstützt. Innerhalb des Forschungsfeldes ist eines der Ziele, grundsätzliche Arten der grafischen Darstellung von Beziehungen durch Position zu finden und zu unterscheiden. Im letzten Jahr haben wir ein entsprechendes Framework aufgestellt, das vier grundsätzliche Typen von Arrangements unterscheidet und beschreibt, wie Mark-Ups und Kombinationen der Arrangements genutzt werden können, um weitere Informationsdimensionen abzubilden.

Noch interessanter ist es darüber nachzudenken, wie die Position eines Dokuments (in Beziehung zu anderen oder vor einem Kontext) vom Computer ausgewertet werden kann, um bestimmte Resultate zu erreichen. In einem einjährigen von uns betreuten Projekt hat eine studentische Projektgruppe so zum Beispiel einen Weg entwickelt, wie Tags grafisch durch Platzierung von Dokumenten in drei unserer Grundarrangementtypen (Topologien, Mereologien und Kombinatoriken) zugewiesen werden können. Weitere Forschung geht in Richtung von responsiven Szenarios, in denen beispielsweise durch das Ziehen eines Dokuments von einer Box in eine andere dieses mit bestimmten Voreinstellungen publiziert wird. Semantisches Positionieren erlaubt die einfache Definition interessanter und komplexer grafischer Lernszenarien.

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Derzeit umgesetzte Arrangement-Typen im Medi@rena Composer.

sTeam - Strukturieren von Informationen im Team

Entwicklung und Erweiterung von Community Plattformen auf Basis von virtuellen Wissensräumen

Teamarbeit ist Wissensarbeit und umfasst alle Aspekte von der Recherche und gemeinsamen Bearbeitung bis zur Weitergabe und Publikation. Dabei kommen unterschiedlichste Techniken zum Einsatz, die je nach Aufgabe und Team passgenau konfigurierbar sein müssen. Hier erweist sich die Basisarchitektur zur Umsetzung virtueller Wissensräume „open-sTeam“ als ideale Grundlage; nicht mehr eine einzelne Plattform steht im Vordergrund der Betrachtung, sondern ein erweiterbares Ensemble von Funktionen und Raumkonfigurationen, das wir als sTeamware bezeichnen. Wie vielfältig die damit verbundenen Anwendungen sind, sollen die nachfolgend skizzierten Beispiele verdeutlichen.

In Paderborn nutzen neben der Informatik mehrere Fachgruppen aus der Fakultät Maschinenbau intensiv open-sTeam für die interne Zusammenarbeit und den Wissensaustausch und teilweise auch für Ihre Webpräsenz. Dabei werden klassische Formen der asynchronen Kommunikation, wie Foren und Chat mit moderner Wiki-Technologie gekoppelt und beispielsweise zur Versuchsdokumentation im Rahmen eines Praktikums eingesetzt. In der Hochschuldidaktik und den Medienwissenschaften werden erweiterte didaktische Szenarien zur Diskursstrukturierung, wie Pyramidendiskussionen oder Thesen-Kritik-Replik Verfahren mit elektronischer Unterstützung auf Basis von open-sTeam in der Lehre eingesetzt.

Das Decision Support & Operations Research Lab der Wirtschaftsinformatik in Paderborn betreibt seit über zwei Jahren eigene Server und hat das Lernmanagementsystem OpenSMT in Zusammenarbeit mit einer ganzen Reihe von Hochschulen auf open-sTeam-Technologie portiert. Im letzten Jahr entwickelte das DS&OR Research Lab in Zusammenarbeit mit NXP Semiconductors (vormals Philips Semiconductors) in Hamburg eine Projektmanagementsoftware, die speziell die Fähigkeit unterschiedliche Zugangsstrukturen zu erzeugen und anderen zugänglich zu machen nutzt, um die Zusammenarbeit stärker zu unterstützen.

Im Rahmen des Projektes Locomotion wurde auf OpenSMT aufsetzend eine moderne Community Plattform geschaffen die aktuelle Web2.0 Technologien nutzt und diese im Rahmen der eLearning Unterstützung integriert zur Verfügung stellt. Seit dem Wintersemester 2006 wird diese Plattform für Ko-Aktives Lernen und Arbeiten (koala) vom Zentrum für Informations- und Medientechnologien der Universität Paderborn betrieben und steht den Angehörigen der Hochschule zur Verfügung. Und dies nicht nur in speziellen Lehr-Lernszenarien, sondern auch wenn es darum geht, Wissen verteilt und über einen längeren Zeitraum hinweg systematisch aufzubereiten. In Zusammenarbeit mit der Forschungsgemeinschaft “Sifa-Langzeitstudie“ wurde bspw.  eine Community-Plattform für den Austausch zwischen Sicherheitsfachkräften in ganz Deutschland entwickelt und wird jetzt seit gut einem Jahr von der Universität in Dresden betrieben.
 
Das RFID-Support Center als Gemeinschaftsinitiative von Forschungsinstituten aus Nordrhein-Westfalen betreibt eine gemeinschaftlich entwickelte, speziell auf die Bedürfnisse der Initiative zugeschnittene webgestützte Plattform. Hier dient open-sTeam zur Selbstverwaltung von Arbeitskreisen zu unterschiedlichen Themen, denen die einzelnen Teilnehmer jeweils frei zugeordnet werden können.

Aufgrund dieser vielfältigen Anforderungen wurden die Erweiterbarkeit und Konfigurierbarkeit von open-sTeam grundlegend verbessert. So lassen sich zusätzliche Module wie ein Chat-Applet, Kalender, Quota-System, Erweiterungen der Suchfunktionalität, erweiterte Wiki-Funktionalitäten, erweiterte didaktische Szenarien wie Pyramidendiskussion, These-Kritik-Replik-Verfahren, Software zur Ablaufplanung (Routenplan) und viele weitere Komponenten bis hin zur kompletten Community Plattform zur Laufzeit auf dem Server installieren und stehen damit allen Anwendern zur Verfügung. Da die vorgestellten Community-Plattformen auf dem open-sTeam Server aufsetzen sind diese Servererweiterungen auch für die genannten Plattformen nutzbar. So lassen sich verschiedenartige Kern-Features von Online-Communities umsetzen und in verschiedenen Einsatzkontexten nutzen.

In der wachsenden Anzahl von Webapplikationen, die open-sTeam als Rahmenarchitektur und Grundlage für die Entwicklung kollaborativer Systeme nutzen zeigt sich, das der Ansatz, virtuelle Wissensräume zur Unterstützung ausgefeilter Prozesse der kooperativen Zusammenarbeit von WWW-basiertem Webcontentmanagement bis hin zu ausgereiften Community-Plattformen mit unterschiedlicher Ausrichtung Früchte trägt. Damit sind viele der Entwicklungen, die heute unter dem Stichwort Web 2.0 diskutiert werden, bereits in einer integrierten Architektur verfügbar.

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Weitere Informationen:

  • Community-Plattform für das RFID Support Center
  • Kollaboratives Projektmanagement für NXP Semiconductors in Hamburg
  • Kooperationsplattform für den Austausch zwischen Sicherheitsfachkräften aus ganz Deutschland

Unified Collaboration

Arbeiten mit virtuellen Wissensräumen

In vielen Bereichen wissenschaftlicher Forschung spielen die Erzeugung, Analyse und Präsentation von Bewegtbild eine entscheidende Rolle. Allerdings stellt die geringe Auflösung klassischer Videokomponenten Forschende vor erhebliche Herausforderungen. Entweder nehmen sie eine geringere Auflösung in Kauf, die zwangsläufig mit einem Qualitätsverlust in Bezug auf die Auswertungsmöglichkeiten verbunden ist. Oder sie müssen auf teure Speziallösungen ausweichen, die aber spezielles Wissen zur Nutzung erfordern und nicht durchgängig in verschiedenen Settings zur Verfügung stehen. Medienbrüche beim Übergang vom Labor zur Standardhardware am Arbeitsplatz sind vorprogrammiert und bringen sowohl Einschränkungen hinsichtlich der Bearbeitbarkeit als auch hinsichtlich der Präsentation und Verbreitung mit sich.

Eine zu geringe Auflösung ist für viele Forschungsfragestellungen höchst problematisch. Beispielsweise erfordert die Analyse von Videoaufzeichnungen im sozialen Bereich (z.B. bei Lehr-/Lernsettings) die Möglichkeit, auch in Überblicksbildern, auf denen mehrere Personen aufgezeichnet sind, noch Ausschnitte zu analysieren, die die Feinheiten mimischer Ausdrucksstile einzelner Personen genügend detailliert wiedergeben. Ähnlich hohe Anforderungen werden auch gestellt, wenn z.B. aufwändige 3-D Visualisierungen von Fahrsimulatoren aufgezeichnet werden sollen. Auch hier kommt es darauf an, Lichtverhältnisse und andere Umgebungsbedingungen detailliert genug aufzeichnen zu können.

Neben der Auflösung und Bereitstellung von hoch auflösendem Video stellt die Frage nach adäquaten computergestützten kooperativen Forschungsprozessen ein weiteres Forschungsfeld dar, das erschlossen werden soll. So sollen Videoströme in die alltägliche Arbeitsumgebung von Forschenden integriert werden. Da Forschungsaktivitäten vielfältig mit kooperativen und kommunikativen Prozessen verwoben sind, reicht es nicht aus, isolierte Aufzeichnungs-, Speicher- und Abspielsysteme zu installieren. Vielmehr geht es darum, Videosequenzen zugänglich zu machen und sie verteilt zu bearbeiten. Dazu sind virtuelle Arbeitsräume erforderlich, die es gestatten, Videoströme abzuspielen, sie zu annotieren, alternative Szenenfolgen zu erstellen (z.B. von einer Visualisierung mit unterschiedlichen Parametern) und diese vergleichend gegenüberzustellen.

Eine entscheidende Frage ist dabei, wie jeweils Videosequenzen unabhängig von ihrer Quelle mit anderen Daten so verknüpft werden können, dass die entstehenden Aggregate über einen langen Zeitraum verteilt bearbeitet werden können. Remote-Usability-Studien, die multimediale Evaluation von Unterricht, die kooperative Steuerung von Visualisierungsprozessen sowie die Diskursstrukturierung videobasierter Inhalte sind beispielhafte Szenarien aus dem HNI-Alltag und Einsatzbereiche mit jeweils unterschiedlichen Anforderungen und verschiedenen Forschungsfragestellungen.

Zur Unterstützung dieser „Unified Collaboration“ wurde eine Ausstattung beschafft, die die notwendige Grundlage für diese unterschiedlichen Forschungsaspekte bereitstellt. Aufbauend auf einem leistungsfähigen Serverkonzept werden alle Dienste auf verschiedene Server verteilt und über einen gemeinsamen Kommunikationsserver zur Verfügung gestellt. Neben den bereits integrierten Medien wie Audio-Chat und Whiteboardfunktion liegt eine wesentliche Erweiterung in der Integration von hochauflösenden Videoströmen.

Für jeden Mediendienst (Videokonferenz, VoIP, Recording, Streaming etc.) stehen spezielle Einheiten zur Verfügung, die ihre Arbeit im Verbund selbstständig und anwendungsunabhängig ausführen. Die Mediendienste belasten somit die vorhandenen Server nicht und werden durch die Hardwareunterstützung normgerecht auch Standardanwendungen wie z.B. Instant Messaging mit Videounterstützung zur Verfügung gestellt. Auf der anderen Seite sind die Server durch eine softwaremäßige Lastverteilung (Xgrid) auch später problemlos skalierbar an wachsende Anforderungen bezüglich der Rechen- und Speicherkapazität anpassbar.

Ansprechpartner: Michael Utermöhle

Weitere Informationen:

  • Geräte- und ortsunabhängige Bereitstellung von Diensten in hoher Qualität
  • Konfiguration der Kooperationsumgebung

Xin Neng Yuan - 新能源

Neue Energie

Der globale Klimawandel findet unzweideutig statt, wie das Intergovernmental Panel on Climate Change betont. Darüber hinaus wird die weltweite Energieversorgung stetig instabiler. Der Energiebedarf Chinas wächst mit der gleichen Geschwindigkeit wie seine Wirtschaft und das mit Kohle als Energiequelle Nummer eins. Die Verbrennung dieses Rohstoffs ist einer der Hauptauslöser des anthropogenen Klimawandels, was China schon im Jahr 2010 zum weltgrößten Produzenten von Treibhausgasen machen könnte. Die Europäische Union möchte eine nachhaltige Entwicklung forcieren und die eigenen Treibhausgasemissionen um 20 % bis zum Jahr 2020 reduzieren und sogar um 30 %, wenn andere Staaten wie China bereit sind, diesem Schritt zu folgen.

Vor diesem Hintergrund entwickeln die Universitäten München, Paderborn und Qingdao ein Online-Seminar, um bei den zukünftigen Entscheidungsträgern Chinas die Herausforderungen des Klimawandels zu verankern und die Potenziale erneuerbarer Energien und von Energieeffizienzmaßnahmen aufzuzeigen und ihnen darüber hinaus Europa näher zu bringen. Kernelement dieses Seminars wird ein Internet-basiertes Planspiel zur europäischen Energie- und Klimapolitik sein. Das Planspiel wird von deutsch-, englisch- und chinesischsprachigen Online-Tutoren angeleitet und gibt die Möglichkeit, als Europa-Politiker mit über die Energie- und Klimapolitik der EU zu entscheiden.

Mit Unterstützung des Internationalen Büros des Bundesministeriums für Bildung und Forschung wurden im Oktober 2007 in Kooperation mit der Qingdao University of Science and Technology zwei Pilotseminare mit 60 Studenten der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät und der Chinesisch-Deutschen-Technischen-Fakultät in Qingdao durchgeführt. Dabei wurden Ansatz und Methodik des Seminars getestet und über eine tiefergehende Implementierung gesprochen. Nach einer generellen Einführung in das Thema Klimawandel und erneuerbare Energien wurde im Anschluss die Simulationsmethodik von Studenten selbst getestet und im Rahmen ihrer Rolle in intensiven Diskussionsrunden der eigene Standpunkt erörtert. Daniel Büse stellte im Anschluss die Lernplattform vor, die Basis für den zweiten Teil des Seminars ist. An die Präsenzseminare vor Ort werden die weiteren Phasen in einem onlinegestützten Planspiel durchgeführt. Die Studenten werden im Rahmen ihrer Rolle ihre Strategie verfeinern und ihre Position, z. B. als Ratsmitglied der EU, gegenüber den anderen Parteien verteidigen müssen. Im Dialog entsteht so im Rahmen dieses Planspiels eine eigene Richtlinie. Die technische Unterstützung wird vom Heinz Nixdorf Institut bereitgestellt.

In Zusammenarbeit mit der Friedrich-Ebert-Stiftung wurde in Shanghai ein Projektworkshop mit mehreren Professoren von insgesamt sechs Universitäten durchgeführt. Dabei wurden Ansatz und Plattform des Seminars vorgestellt und mögliche Implementierungen des Seminars diskutiert. Darüber hinaus wurde in Gesprächen mit dem Chinesisch-Deutschen Hochschul-Kolleg und dem Umweltinstitut der Vereinten Nationen an der Tongji Universität über die weitere Kooperation im Rahmen des Projekts gesprochen. So soll auch den Studenten der Tongji Universität in Shanghai in Zukunft die Möglichkeit geboten werden, durch die Beteiligung am Planspiel und das Vertreten einer Rolle in der EU das Thema erneuerbare Energien sowie die europäische Entscheidungsstruktur im Dialog kennen zu lernen.

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Projektpartner:

  • Oliver Lah, Center for Applied Policy Research, Universität München
  • Prof. Dr. rer. nat. Thorsten Hampel, Department of Knowledge and Business Engineering, Universität Wien
  • Xu Li Xun, Educational Affair office, Qingdao University of Science and Technology
  • Prof. Dr. Fengting Li, Vizedirektor des UNEP Institutes mit Dolmetscherin, Katja Meyer, Friedrich Ebert Stiftung, Oliver Lah, Universität München und Daniel Büse vom Heinz Nixdorf Institut (v.l.n.r.) vor dem UNEP Institut der Tongji Universität in Shanghai
  • Das Online-Planspiel bietet viele Informationen über den Klimawandel

Erwägungsmethoden online

Netzgestützte Diskussionen in virtuellen Wissensräumen

Der kooperative Umgang mit Wissensvielfalt ist zu einer entscheidenden Herausforderung für die Wissensgesellschaft geworden. Leider spiegelt sich dies in bestehenden didaktischen Szenarien und Lernumgebungen kaum wider. So ist es beispielsweise mit den üblichen Lernplattformen und Mechanismen Web-basierten Lernens nicht möglich, Dokumente im Verlauf des Lehr-/Lernprozesses flexibel zu arrangieren und miteinander in Beziehung zu setzen, sodass Abhängigkeiten zwischen den Dokumenten diskursstrukturierend genutzt und entsprechend auch visualisiert werden können. Dies ist aber ein wesentliches Moment bei der didaktischen Umsetzung erwägungsorientierter Ansätze.

Lernplattformen basieren auf einem Publikationsmodell (Autor → Leser, Sender → Empfänger) und orientieren entsprechend auf die Erstellung (Autorensysteme) und Publizierung (Lernmanagementsysteme) von Lernmaterialien und bieten dementsprechend keine adäquaten kooperationsunterstützenden Funktionen an. Da, wo Möglichkeiten einer flexiblen Diskursunterstützung vorhanden sind, mangelt es meist an der notwendigen Persistenz, die es gestattet, Dokumente und ihre Beziehungsstrukturen sowohl flexibel ändern zu können (kooperatives Schreiben) als auch den jeweils aktuellen Zustand über mehrere Sitzungen hinweg erhalten zu können.

Genau dieses Defizit sollte durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen dem Forschungsbereich Erwägungskultur (Dr. Bettina Blanck) und dem Fachgebiet Informatik und Gesellschaft näher untersucht und konstruktiv behoben werden. Dazu wurden zum einen bestimmte Diskursstrukturierungsverfahren wie z. B. Pyramidendiskussionen oder das „Thesen-Kritik-Replik“-Verfahren auf der Basis virtueller Wissensräume umgesetzt und im Rahmen von Präsenzveranstaltungen, aber auch verteilten universitätsübergreifenden Seminaren erprobt und evaluiert. Dazu stellten sowohl die Fakultät EIM (Elektrotechnik Informatik Mathematik) als auch die Fakultät KW (Kulturwissenschaften) gleichermaßen Mittel für ein Starthilfe-Projekt zur Verfügung.

Im Rahmen dieses Projekts wurde zunächst die Pyramidendiskussion umgesetzt und in einem Präsenz- und einem verteilten Seminar in Zusammenarbeit mit Dr. Christiane Schmidt von der Universität Hildesheim erfolgreich erprobt. Dabei wurden sowohl diverse Implementierungsschwächen erkannt als auch – teilweise aufgrund dieser Schwächen – eine neue Variante der Methode entwickelt, die „Kommentierungspartnerschaft“ genannt wurde. Mit Hilfe von Kommentierungspartnerschaften lassen sich z. B. Partnerschaften zwischen Expertinnen bzw. Experten und Laien oder die Unterstützung von Diskussionsprozessen durch Reflexionsbegleitungen arrangieren.

Die Ergebnisse des Projekts wurden bei mehreren Gelegenheiten einer sehr interessierten Fachöffentlichkeit im Rahmen von lokalen Veranstaltungen (Tag der Hochschuldidaktik), landesweiten Workshops (Münster) und auf internationalen Tagungen präsentiert (Dresden, Rostock).

Schließlich wurde aus dem Starthilfe-Projekt heraus ein Tandem-Projekt bei der VW Stiftung konzipiert und von Dr. Dipl.-Päd. Thorsten Bührmann (KW) und Dr. Dipl.-Ing. Olaf Nowaczyk (EIM) unter dem Titel: „Erwägungskultur in der Informationsgesellschaft (ErwIn): Neue Wege eines medial gestützten kooperativen Umgangs mit Wissensvielfalt in Lern- und Entscheidungsprozessen“ eingereicht. Die Entscheidung über die Förderung steht noch aus. Unabhängig davon werden derzeit die jeweiligen Verfahren konsolidiert und zugehörige technische und didaktische Handreichungen erarbeitet.

 

Ansprechpartner: Dr. Bettina Blanck

Erwägungsmethoden online

Explorationen

Hochgradig interaktive Lernanwendungen

Das Explorationen-Projekt befasste sich mit einer neuen Form von interaktiven Lehrmaterialien, die es den Studierenden ermöglichen eigene Konstruktionen zu erstellen, um diese dann von der Lernanwendung simulieren bzw. auswerten zu lassen. Je nach zu behandelnder Problemstellung visualisiert die Lernanwendung die Berechnungsergebnisse als Graphen, Animationen oder zeigt analytische Berechnungswege auf. Zweck der Anwendungen ist, den Lernenden weitere Erkenntnisse über die durch ihre Konstruktion dargestellte Fragestellung und somit über das behandelte Themengebiet zu vermitteln.

Explorationen erlauben die Erstellung von eigenen Konstruktionen auf dem Bildschirm, deren mathematische Beschreibung und Berechnung von dem Programm durchgeführt wird. Diese Fähigkeit ist neu in Lernanwendungen und wurde erstmalig umgesetzt. Je nach zu behandelnder Problemstellung visualisiert die Lernanwendung die Berechnungsergebnisse in Form von Graphen oder Animationen und zeigt analytische Berechnungswege auf. Den Lernenden präsentiert sich ein sinnlich wahrnehmbares Handlungsfeld, das neben der freien Konstruktion zusätzliche, fachlich bedingte Rückmeldungen gibt. Es findet jedoch keine Festlegung einer bestimmten Vorgehensweise oder eines vorgezeichneten Lernweges statt, wodurch die Nutzung in verschiedenen Einsatzkontexten gewährleistet bleibt.

In Kooperation mit dem Laboratorium für Technische Mechanik der Universität Paderborn wurde eine Explorationen-Reihe zu Themen aus den Gebieten Statik, Festigkeitslehre und Dynamik entwickelt. Ein Beispiel aus der Dynamik ist in der Abbildung mit der Exploration Pipe dargestellt. In Pipe wird die geführte Bewegung von Massen in reibungsbehafteten Röhrensystemen behandelt. In der Exploration Swingx können Studierende Feder-Masse-Dämpfer-Systeme selbst konstruieren und die Zusammenhänge sowohl als Bewegungsabläufe durch Simulation und direkte Animation in der Konstruktionsskizze als auch auf der Ebene der analytischen Beschreibung des Systems erforschen. Die Abbildung zeigt die von der Exploration erstellte Herleitung der aus dem Konstruktionsplan gewonnenen Bewegungsgleichung.

Die hier gezeigte gekoppelte Präsentation verschiedener Darstellungsweisen eines Sachverhaltes im Wahrnehmungsfeld des Benutzers wird von uns als Mehrebenenrepräsentanz bezeichnet. Die Mehrebenenrepräsentanz, in Kombination mit der Möglichkeit, Veränderungen an der Anordnung der Bauelemente und ihrer Verknüpfung zueinander vorzunehmen, soll helfen, die im System herrschenden Zusammenhänge zu verdeutlichen. Aufgabe der Exploration ist es, sowohl die numerischen und die analytischen Modelle der Konstruktionen automatisiert aufzustellen als auch die verschiedenen Formen der Visualisierung zueinander synchron zu halten.

Ansprechpartner: Carmen Buschmeyer

Gefördert durch:
Universitätsverbund MultiMedia NRW

Exploration Pipe (geführte Bewegung)