Einleitung



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Nach diesen grundsätzlichen Überlegungen zur Motivation soll nun betrachtet werden, inwieweit diese Anforderungen in hypermedialen Lernumgebungen realisiert werden können.
Zunächst geht in der Regel von jeder neuen Technik eine Faszination aus, die die Neugiermotivation anregt, welche jedoch nicht sehr lange anhält. Sobald man mit dem entsprechenden System vertrauter geworden ist, flacht diese Art der Motivation ab. So konnte bisher auch gezeigt werden, dass die alleinige Anwendung von Multimedia noch nicht motivierend wirkt, zumindest nicht über einen längeren Zeitraum und auch Lernerfolge konnten hierdurch nicht erzielt werden.
Befragt man jedoch die Lernenden, so geben diese in der Regel an, dass ihnen das Lernen mit solch modernen Systemen leichter fällt, doch bei genauerer Betrachtung muss man erkennen, dass dieser Eindruck in erster Linie daher rührt, dass nicht so detailliert gelernt wird. Die Abweichung von subjektivem Lerngefühl und tatsächlichem Lernerfolg ist hier stärker ausgeprägt, als bei konventionellen Lernumgebungen.
Dennoch kann Hypermedia hier einen Beitrag leisten, da es vor allem die Motivatoren Fun, Action, Choice und Challenge anspricht. So wirkt die eigenständige Exploration eines Themas auf viele Lernenden sehr motivierend. Hierbei ist es jedoch wichtig, den Lernenden nicht zu überfordern, es muss der richtige Grad der Interaktion gefunden werden – nach dem Motto: viel hilft nicht immer viel. Eine zu starke Verlinkung wirkt im Gegenteil auf die Lernenden desorientierend und damit frustrierend, was sogar dazu führen kann, dass das gesamte Lernprogramm abgebrochen wird.
Intrinsisch motivierte Lernende können in der Regel besser mit den mit Selbststeuerung verbundenen Aufgaben und Problemen umgehen. Extrinsische Motivation setzt dagegen häufig eine starke didaktische Führung voraus, die bei hypermedialen Lernsystemen nur schwer integriert werden kann, was wiederum zum Abbruch des Lernprogramms führen kann. In diesem Fall könnte eine optionale Führung in Form einer Guided Tour dem Lernenden helfen, ohne dass solche Teilnehmer, die derlei Hilfen nicht benötigen eingeschränkt würden.
Schließlich gilt es auch zu beachten, dass eben nicht alle Lernenden neuen Technologien positiv aufgeschlossen gegenüber stehen. Gelegentlich findet man Ablehnung oder Vermeidung, was vor allem auf eine Angst vor dem neuen Medium zurückgeführt werden kann. Es muss zunächst einmal die Angst vor dem Computer genommen werden, was durchaus ein nicht triviales Problem sein kann.

Curriculare Einbindung

Bei der curricularen Einbindung werden einerseits der Lernort und andererseits die verwendete Lernmethode betrachtet. Letzteres ist selbstverständlich eng mit dem jeweiligen individuellen Lernstil verbunden. Zusätzlich werden noch die unterschiedlichsten Einsatzszenarien einer Hypertext - basierten Lernumgebung betrachtet. Vor allem wird davon ausgegangen dass der Computer in dem System eine explizite didaktische Rolle spielt, er also nicht nur ein reines Werkzeug (zum Beispiel im Zuge der Verwendung zur Textverarbeitung) ist. Zum einen kann der Computer dem Lernenden bei der Aufnahme und dem Verständnis der Informationen helfen, und zum anderen kann er dem Lehrenden bei der Bereitstellung und Aufbereitung von Informationen unterstützen. Dies kann im einfachsten Fall bedeuten, dass der PC als Präsentationshilfe eingesetzt wird, bis hin zu Teleteaching Szenarien, im Rahmen derer, eine komplette Lehreinheit an entfernte Orte übertragen wird. Hinsichtlich der Betreuung der Lernenden wird selbstverständlich erwartet, dass das System sowohl synchrone als auch asynchrone Kommunikationsmittel zur Verfügung stellt. Die Bereitstellung für den Lernenden verlangt, dass das System ihm die benötigten Materialien in einer sinnvollen Weise präsentiert und ihn eventuell auch bei deren Erschließung mit geeigneten Werkzeugen unterstützt. Das Lernen selbst kann dann nahezu an jedem beliebigen Ort erfolgen, zumindest fordert das die Theorie. In der Praxis scheitert diese Idealvorstellung oft an der mangelnden technischen Ausstattung der Lernenden, da nicht verlangt werden kann, dass jeder ein ausreichend leistungsfähiges Notebook sein Eigen nennt.

Auch hier kann man die Art der Lernenden wiederum nach verschiedenen Kriterien unterscheiden:



Curriculare Einbindung

 

Rezipierend

Gestaltend

Die Lernenden rezipieren den vom Lehrenden angebotenen Lernstoff, ohne ihn gestaltend verändern zu können.

Die Lernenden sind aufgefordert, aktiv an einem Problem mitzuarbeiten und eine Lösung zu erarbeiten. Die Teilnahme an einem Seminar ist hierfür ein passendes Beispiel.

Individuell

Teamorientiert

Das Thema oder die Aufgabe ist so ausgelegt, dass ein Lernender diese alleine bearbeiten und lösen kann.

Komplexere oder umfangreichere Themen erfordern in der Regel die Mitarbeit mehrerer Lernender, wenn ein zufrieden stellendes Ergebnis erreicht werden soll. Die Kommunikation der jeweils Beteiligten ist von hoher Wichtigkeit, so dass hier entsprechende Kommunikationstechnologien eine besondere Bedeutung haben.
Funktionsorientiert

Funktionsorientiert

 

Hier wird nach der Funktion des Lernsystems unterschieden, je nachdem, ob das System erstmaliges lernen unterstützen, ob es bestehendes Wissen auffrischen, oder ob es als Begleitung zur Bearbeitung eines komplexen Themas dienen soll.

Ähnlich wie mit der Motivation wird auch mit der curricularen Einbindung in der Realität umgegangen, sprich, sie wird nur in Ausnahmefällen berücksichtigt. So werden zwar immer mehr Lehreinrichtungen mit Computern und der erforderlichen Technik ausgerüstet, doch zu einer wirklichen Integration in den Lehrablauf kommt es nur selten. Dies mag unterschiedliche Gründe haben: auf der einen Seite sind die Prüfungsordnungen nicht darauf ausgelegt, solch neue Lehrformen adäquat zu behandeln, auf der anderen Seite mag auch die Angst der Dozenten stehen, dass sie eines Tages überflüssig werden könnten. Diese Angst mag in einigen wenigen Fällen begründet sein. Doch der Regelfall wird sein, dass sich nur die Rolle des Dozenten ändern wird, der einerseits die Kontrolle des Lernfortschritts der Lernenden überwacht und der darüber hinaus für die Bewertung der Leistungen der Lernenden verantwortlich ist. Wie gezeigt wurde, kann diese Aufgabe erst von einem Lernsystem übernommen werden, sobald Bewertungen auf komplexeren Tests als reinen Multiple Choice Verfahren beruhen.

Bei der curricularen Einbindung können vier verschiedene Ebenen unterschieden werden, je nachdem, wie umfangreich das Lernsystem ist, und was es ersetzen oder ergänzen soll:



Ebenen der curricularen Einbindung

 

 

Einbindung in den Lehrplan des Studiengangs

In diesem Fall soll das Lernsystem einen kompletten Studienabschnitt ersetzen, es wird also ein in sich abgeschlossener Kurs in Form einer Lerneinheit aufbereitet.
Dies kann jedoch aufgrund der oben beschriebenen Probleme bisher nur sehr selten umgesetzt werden.
Im Zuge der Schaffung virtueller Universitäten wird sich dies jedoch vermutlich ändern.

Einbindung in eine Lehrveranstaltung

Hier wäre es denkbar einen Kurs anzubieten, er nur wenige Präsenzveranstaltungen beinhaltet, während der Hauptteil virtuell stattfindet, ähnlich diesem Seminar. Während der Präsenzveranstaltungen werden entweder Probleme besprochen und oder Aufgaben verteilt, die die Lernenden dann allein oder als Team bearbeiten.
Auch denkbar wäre eine Simulation in der die Anwendung von gelernten Methoden erprobt werden könnte.
Wie dieses Seminar, zeigt kann diese Form der Mischung aus konventioneller Veranstaltung und virtuellem Lernsystem durchaus auch in Universitäten angewendet werden.

Einbindung in eine Veranstaltungsstunde

Eine wirkliche Einbindung einer computerunterstützten Einheit in eine Veranstaltungsstunde ist in Universitäten oft mit Schwierigkeiten verbunden, da die erforderliche Infrastruktur nicht zur Verfügung gestellt werden kann. Vor allem bei großen Vorlesungen kann dies nicht realisiert werden, wohl aber bei kleinen speziellen Seminaren.
Denkbar ist dieses Szenario, indem die Lernenden anhand bestimmter Simulationen oder Animationen komplexere Sachverhalte visualisieren und dadurch besser verstehen können.

Einbindung in den Arbeitsprozess

Diese Art der Einbindung macht vor allem in der Arbeitswelt Sinn, wenn es darum geht, eine neue Software einzuführen. Der Lernende greift hier nur dann auf das Lernsystem zu, wenn er dessen Hilfe benötigt.
Auch in der universitären Ausbildung kann das Konzept zumindest bei der Prüfungsvorbereitung oder bei der Bearbeitung komplexer Systeme verwendet werden, es erfordert jedoch eine sehr starke individuelle Betreuung durch den Dozenten, da die an das System gestellten Fragen vermutlich eher komplexerer Natur sein werden.

Unter der curricularen Einbindung wird auch der Lernort verstanden, doch gibt es hier noch keine so große Auswahl oder Unterscheidungskriterien, da der Lernort noch häufig technisch determiniert ist. Da man von den Lernenden nicht verlangen kann, dass jeder ein ausreichend leistungsfähiges Notebook besitzt, beschränkt sich das Lernen auf speziell dafür eingerichtete Räume in der Universität, also PC-Pools oder entsprechend ausgerüstete Seminarräume. Bibliotheken verfügen zwar schon über eine entsprechende Infrastruktur, doch wird es hier kaum möglich sein, einen kompletten Kurs oder gar eine Gruppenarbeit abzuhalten.
Wird versucht, bestimmte Computerübungen in eine größere Veranstaltung einzubetten, so kommt es häufig zu dem Problem, dass nicht genügend PC-Arbeitsplätze zur Verfügung stehen, oder aber die Arbeitszeit an diesen limitiert werden muss, was einer freien Zeiteinteilung seitens der Lernenden sehr im Weg steht. Diese Probleme können jedoch mit der Zeit immer besser gelöst werden da mittlerweile eigentlich fast alle Studenten einen leistungsfähigen PC an ihrem Heimarbeitsplatz haben. Bei anderen Ausbildungseinrichtungen (Schule, Abendkurse) mag das jedoch noch ganz anders aussehen.
Neben den schon erwähnten Problemen gibt es noch einige andere, die nicht verschwiegen werden dürfen. Neben dem Widerstand bestehender Strukturen, die um ihre Existenz bangen, steht hier häufig die Angst der Lernenden vor zu starker Überwachung durch den Dozenten bzw. die Angst, den Kontakt zu ihm und zu den Mitlernenden in dieser Lernumgebung zu verlieren. Zu diesem Zweck wäre es natürlich wünschenswert, in das Lernsystem entsprechende Kommuikationswerkzeuge einzubauen, die einerseits eine Gruppenarbeit ermöglichen, sofern diese gewünscht ist, und die gleichfalls den Kontakt zum Dozenten, und damit die Betreuung bei speziellen Problemen, ermöglicht.

Animationssoftware

In einer Lerneinheit werden oft Animationen zur Veranschaulichung von bestimmten Zusammenhängen verwendet in, welche der Benutzer eventuell selbst aktiv eingreifen kann. Animationen im klassischen Sinne stellen die Zeichentrickfilme dar, wo jedes Bild einzeln gezeichnet werden muss, um anschliessend bei deren Aneinanderreihung den Eindruck einer Bewegung zu erwecken. Schwierig bei der Erstellung solcher Filme war die Bewegungen möglichst kontinuierlich zu machen, dass heisst von Bild zu Bild sollte sich die Figur im gleichen Verhältnis verändern. Animationsprogramme sollen nun einen Grossteil dieser Arbeit dem Animator abnehmen. Im Idealfall sollte der Software nur ein Anfangs- und ein Endbild übergeben werden welche dann die Bilder dazwischen daraus berechnet. Natürlich kann das für komplexere Animationen nicht funktionieren, woher sollte das Programm auch wissen, wie genau der Animator die Zwischenschritte der Form-, Farb- oder Positionsveränderung wünscht. Die meisten Animationsprogramme wirken dem Problem entgegen, indem sogenannte Keyframes definiert werden, also Schlüsselbilder, die dem Programm helfen sollen, die richtigen Transformationen vorzunehmen. Heutige gute Animationsprogramme stellen Farbübergänge, Formveränderungen, Positionsveränderungen (Translation, Rotation), eventuell 3D Animationsfähigkeit, sowie Skalierungsmöglichkeit zur Verfügung. Aber welche Tools eignen sich nun am Besten um Animationen und interaktive Animationen zu erstellen? Zuerst sei gesagt, dass die 3D Fähigkeiten der meisten Animationsprogramme ziemlich eingeschränkt sind und man dafür besser ein Produkt wie 3ds max (3D StudioMax) von Descreet [1] verwendet. Dort können die Modelle erstellt, berechnet und anschliessend, sofern unterstützt, in die Animationsprogramme importiert und dort abgespielt werden. Eine Echtzeitberechnung von 3D Objekten, damit ist gemeint, dass die Animation nur Positionsdaten, Form, Oberflächenstruktur u.s.w. des Objektes enthält und je nach Positionierung und Drehung durch den User, die Schatten, Farben und sichtbaren Teile in Echtzeit berechnet werden, ist nur selten direkt im Animationsformat integriert.
Die Grundlage jedes Animationsprogramms ist die Vektorgrafik. Erst diese ermöglicht es platzsparend und ohne viel Rechenaufwand Animationen zu erstellen. Aus diesem Grund sei anschliessend kurz der Unterschied von Vektor- und Pixelgrafik erklärt.
Nach der Begriffserklärung wird das zur Zeit beliebteste Dateiformat .SWF (ShockWave Format), initiiert von Macromedia und .SVG (Scalable Vector Graphics), ursprünglich initiiert von Adobe, miteinander verglichen sowie ein kurzer Blick auf die Fähigkeiten derzeitiger Programme zum Schreiben dieser Dateiformate geworfen.

Die Vektorgraphik



Die Vektorgrafik beruht auf der Möglichkeit, geometrische Objekte durch mathematische Formeln zu beschreiben und so nur einen Bruchteil des Speicherplatzes einer Pixelgrafik zu benötigen. Die Objekte werden dann zu Laufzeit durch die mathematischen Formeln berechnet, während bei der Pixelgrafik ein bereits fertiges Bild aus einer Datei gelesen werden muss. Das Beschreiben von Objekten durch Formeln hat den Vorteil, dass diese auch bei Änderung der Größe, Position und Achsenlage dieselben bleiben, nur die Parameter ändern sich. Für ein Rechteck würde das z.B. heissen, dass die Koordinaten der vier Ecken und der Farbwert des Rechteckes abgespeichert würde. Bei einer verlangten Verdopplung der Grösse des Rechteckes durch den User, kann die neue Lage der Ecken aus den alten berechnet werden und anschliessend mit Hilfe der neuen Lage der Ecken auch alle Pixel dazwischen. Daraus folgt also, dass eine Vektorgrafik beim Skalieren keine im Original nicht vorhandenen Pixel generieren muss (interpolieren), sondern diese exakt definiert sind durch die mathematischen Formeln. D.h. eine Vektorgrafik ist weitgehend unabhängig von der Auflösung und sieht auch bei kleineren oder grösseren Auflösungen als der unter welcher sie erstellt wurde, gut aus. Ein Vergleich zwischen dem Ansatz der Vektorgrafik und der Pixelgrafik liefert im Überblick folgende wichtige Unterschiede:

Unterschiede Vektorgrafik und Pixelgrafik

 

 

Vektorgrafik

Pixelgrafik

Zeichenobjekte

Angabe der geometrischen Eckwerte (Bspl. Kreis: Radius und Mittelpunkt, Rechteck: Koordinaten der Ecken)

Definiert durch die Angabe von Pixel

Darstellung

Objektaussehen wird durch geometrische Eckwerte berechnet (aus den 4 Eckpunkten eines Rechtecks können alle Pixel dazwischen berechnet werden.

Auslesen der Farbwerte für jedes Pixel.

Platzbedarf

Platzsparend, da für eine beliebige geometrische Ausdehnung immer gleich viele Bytes nötig sind (4 Eckpunkte + Farbinformation) >> Skalierbar ohne Qualitätsverlust!

Je grösser das Bild, desto grösser die zu speichernde Datenmenge. Bei Skalierung müssen nicht-vorhandene Pixel generiert (interpoliert) werden >> Qualitätsverlust!

Animation

Animationen durch Transformationen via mathematische Formeln.

Animationen nur durch Einzelbildbearbeitung (Trickfilm).

Realismus

Nicht für fotorealistische Bilder geeignet.

Speziell für fotorealistische Bilder geeignet.

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