GPS in Sports by Reto Wick and Christian Sailer / Esri Schweiz AG
Mit GIS an Exkursionen - Eine Methode des ortsbezogenem mobilen Lernen
1. Mit GIS auf Exkursionen
Eine Methode für Location-based mobile Learning
Geo-Fachwissenschaften Ringvorlesung der UZH und ETHZ
Christian Sailer
Esri Schweiz AG / ETH Zürich IKG
24. November 2014
#geolearning
@csailer80
2. Esri (Environmental Systems Research Institute)
• Pionier in der GIS Entwicklung
• gegründet 1969 durch Jack & Laura Dangermond
• weltweit zweitgrösster privat gehaltener
Softwareanbieter
• 100% Fokus auf GIS-Technologie
• mehr als 80 Distributoren weltweit
• ~ 9‘500 Mitarbeiter weltweit
• mehr als 1 Million Anwender weltweit
5. • Konzept mit GIS auf Exkursionen
• Vom Desktop GIS zum GIS auf
Exkursionen
• Der Begriff «GIS»
• Beispiel Sommercamp
• Erfahrungsberichte
• Begleitende Aufgaben zu «GIS
auf Exkursionen»
• Case Studies über den Einsatz von mobilem GIS
• GLOBE –Swiss
• Data Collection Days
• 1 Mai, MINT-Days
• Geogames
• Ortsbezogene Spiele
• Gamification
• MegaGEOGame am GEOSchoolDay
• Mobile Learning
• Location-based mobile learning
• GISsmox
• OMLETH
• Ausblick 2015 /2016
6. • Konzept mit GIS auf Exkursionen
• Vom Desktop GIS zum GIS auf
Exkursionen
• Der Begriff «GIS»
• Beispiel Sommercamp
• Erfahrungsberichte
• Begleitende Aufgaben zu «GIS
auf Exkursionen»
7. 2014: JAMES - Studie
• 98 Prozent der
Schweizer
Jugendlichen besitzen
ein eigenes Handy,
• 97 Prozent dieser
Handynutzer besitzen
Smartphone.
• http://www.zhaw.ch/fileadmin/user_upload/psychologie/Downloads/Forschung/JAMES/JAMES_2014/Factsheet_JAMES_D_final.pdf
39. GIS
• A geographic information system (GIS) is a computer system designed
to capture, store, manipulate, analyze, manage, and present all types
of geographical data.
Erfassung Verarbeitung Analyse Visualisierung
• GIS – Projekt:
E V A P - Methode
53. Datenverarbeitung
• A) Feldlayer
> Daten symbolisieren nach bestimmtem Thema (evt. mit eigenen Symbolen)
> Masstabbegrenzungen
> PopUps bearbeiten nach eigenem Style
• B) Webkarte
> Weitere Daten hinzufügen, Bookmarks setzen
> Webkarte neu abspeichern (Kurzbeschrieb, Tags)
> Webkarte in Gruppe sharen
• C) Webkarte – Metadaten
> Webkartenbeschreibung verfeinern, Thumbnails, Tags
M
E
V A P
54. Datenanalyse
• Daten nach ihren
Eigenschaften einfärben,
symbolisieren
> Gibt es Muster? (Räumliche
Korrelationen)
• Daten abfragen (Datenfilter)
> Gibt es spezielle
Eigenschaften eines
bestimmten Wertes?
• Daten mit neuen Daten
verschneiden, anreichern,
überlappen,
zusammenführen usw.
> Gibt es Zusammenhänge mit
Daten anderer Quelle oder
anderer Thematik?
M
E
V A P
Summarize Data:
- Aggregate Points
- Summarize Nearby
- Summarize Within
Find Locations:
- Coming soon!
Data Enrichment:
- Enrich Layer
Analyze Patterns:
- Find Hot Spots
Use Proximity:
- Create Buffers
- Create Drive-Time Areas
- Find Nearest
Manage Data:
- Dissolve Boundaries
- Extract Data
- Merge Layers
- Overlay Layers
59. Diskussion / Reflexion
• Diskussion an Präsentation
• Reflexion auf das Projekt
• Projektbericht - Lernjournal
• Evaluation – individuell, anonym
GIS Projekt
60.
61.
62.
63. • Konzept mit GIS auf Exkursionen
• Vom Desktop GIS zum GIS auf
Exkursionen
• Der Begriff «GIS»
• Beispiel Sommercamp
• Erfahrungsberichte
• Begleitende Aufgaben zu «GIS
auf Exkursionen»
• Case Studies über den Einsatz von mobilem GIS
• GLOBE –Swiss
• Data Collection Days
• 1 Mai, MINT-Days
• Geogames
• Ortsbezogene Spiele
• Gamification
• MegaGEOGame am GEOSchoolDay
• Mobile Learning
• Location-based mobile learning
• GISsmox
• OMLETH
• Ausblick 2015 /2016
64. • Case Studies über den Einsatz von mobilem GIS
• GLOBE –Swiss
• Data Collection Days
• 1 Mai, MINT-Days
• Geogames
• Ortsbezogene Spiele
• Gamification
• MegaGEOGame am GEOSchoolDay
• Mobile Learning
• Location-based mobile learning
• GISsmox
• OMLETH
• Ausblick 2015 /2016
66. GLOBAL LEARNING AND OBSERVATIONS
TO BENEFIT THE ENVIRONMENT
EIN INTERNATIONALES BILDUNGSPROGRAMM
IM BEREICH ERDSYSTEMWISSENSCHAFTEN
www.globe-swiss.ch
67. Prinzipien
• Schülerinnen und Schüler erheben Umweltdaten
• Naturwissenschaftliche Methoden sind standardisiert
• Klare methodische Anleitungen
• Wissenschaftspropädeutischer Ansatz: «How to be a scientist»
• Dateneingabe in zentrale Datenbank (international oder national, je nach
Thema)
• Arbeiten mit den Daten: Analyse, Visualisierung in WebGIS, Vergleich
eigener Resultate mit Datensätzen anderer Schulen oder aus der
Forschung
• Austausch im GLOBE Netzwerk (national-global)
• Dialog Bildung-Wissenschaft und Citizen Science
75. Gamification
• Seriöse (evtl. langweilige) Aufgaben mit
Spielelementen anreichern
>Motivationssteigerung
> «Games with a purpose»
• Beispiele
• Image Tagging
• ESP Game (2004),
später Google Image Labeler
• DNA-Design
• eteRNA http://eterna.cmu.edu/web/
• Oen-Phylo http://phylo.cs.mcgill.ca/
• KORT
• VGI-Game um Attributdaten zu erstellen und prüfen
für OSM-Daten http://www.kort.ch/
http://www.pythia.ugent.be/http://37.media.tumblr.com/tumblr_m9gol0MVOD1rt8lhlo4_1280.gif spoj/files/esp_game.png
80. Mobile Learning
• E-Learning
• GITTA
• Geographic Information Technology Training Alliance
• Open Educational Resources, http://gitta.info/website/en/html/index.html
• Distant Learning
• ETH Zürich: Moodle
• Universität Zürich: OLAT
• Angebote im Trend
• Online Kurse von der grossen Unis (wie MIT, Stanford): MOOCs, POOCs
• Open University - OpenLearn
• http://www.open.ac.uk/ The Open University
• ITunes U
• https://www.apple.com/chde/education/ipad/itunes-u/
• Youtube EDU
• https://www.youtube.com/channel/UC3yA8nDwraeOfnYfBWun83g, 21 Mio. views
http://de.slideshare.net/R3beccaF/innovative-pedagogy-at-scale
81. Mobile Learning II
• Neue Lernmethoden / Begriffe nach R. Fergusson, The Open University
• Networked learning
• Seamless learning
• Personal inquiry learning
• Crowd learning
• Geo-learning
• Maker learning
• Citizen inquiry
• Rhizomatic learning
http://de.slideshare.net/R3beccaF/innovative-pedagogy-at-scale
83. GISsmox-Projekt
Feldexperimente mit mobiler GIS-Unterstützung
• Monika Niederhuber - Daniel Trüssel – Urs Brändle (ETH Zürich, Prof. Forstliches Ingenieurwesen)
• Idee:
• Integrierte Exkursionen (IntEx) mit GIS gestützten Feldexperimenten aktiver (& attraktiver) zu
gestalten
• Einsatz mobiler Endgeräte & ArcGIS Online & Collector App
• Ziele:
• Intensivere Auseinandersetzung mit räumlichen Objekten, Phänomenen oder Strukturen
durch „Crowd Sampling“ & unmittelbare Auswertung
• „Spielerischer“ Umgang mit räumlichen Informationen (kein Anspruch auf hochgenaue,
präzise Daten – kein wissenschaftliches Experiment !!!)
84. Einsatzszenarien (FS 2014)
Windstärke
Windrichtung Moortiefe
ETH Zürich – Prof. Forstliches Ingenieurwesen – Projekt GISsmox
Brutstätten
Tigermücke
Neophyt
Akebia quinta
Tiefe Humusschicht
85. Beispiel
Thema der Exkursion:
Erneuerbare Energien: Potential, Chancen, Gefahren, Effizienz
Erneuerbare Energien und die Schweiz
Windenergie
Biogasanlage
ETH Zürich – Prof. Forstliches Ingenieurwesen – Projekt GISsmox
klassisch:
Vorträge &
Besichtigungen
GISsmox-Einsatz I:
Augmented Reality
86. Beispiel
GISsmox-Einsatz II:
Ziel: Phänomen „Wind“ greifbar machen
Wie variabel ist der Wind in Bodennähe?
Ist die Windgeschwindigkeit in 3m Höhe bereits messbar
stärker als bei 1m?
Folgt der Wind dem Terrain?
Aufgabenstellung:
Messung der Windgeschwindigkeit in 1m und 3m Höhe
Bestimmung der Windrichtung in 1m und 3m Höhe
ETH Zürich – Prof. Forstliches Ingenieurwesen – Projekt GISsmox
87. OMLETH
Ortsbezogenes mobiles Lernen
an der ETH
• Christian Sailer, Peter Kiefer, Martin Raubal (ETH Zürich, Prof. für Geoinformation Engineering)
• Idee:
• Bestehenden Lernmanagementsystem mit Geokomponenten (GIS-Plattform) räumlich verorten
• Einsatz für diverse Disziplinen durch intuitiver Schnittstelle zum Erstellen von Lektionen durch den
Dozenten und der einfachen app-basierten Nutzung orts- und zeitunabhängig durch die Studenten
• Ziele:
• Intensivere Auseinandersetzung mit räumlichen Objekten, Phänomenen oder Strukturen durch dem
Lernen vor Ort
• Neue Lernmethoden dank der omnipräsenten Lokalisierung der Teilnehmenden (GeoTagging,
GeoChatts, GeoCollaboration, etc.)
88. System Architektur von OMLETH
Dozentenschnittstelle
ist eine Webseite und besteht aus zwei
Komponenten:demMapping-Tool (Skizzieren
des Ortsbezuges der Lernelemente) und dem
Content-Tool (Learning Managment Systems
(LMS) wie Moodle, Google Apps etc.)
Nutzerfreundlichkeit dank
intuitivem und schlankem
GUI
Skalierbarkeit dank der
Cloudplattform (PaaS)
Didaktische Erweiterbarkeit
dank modulartigem Aufbau
der Lernmethoden
Studentenschnittstelle
ist eine mobile Webseite (HTML5) mit
interaktiver Karte als Navigationsgrundlage,
welche durch die Geolokalisierung
(Geolocation API) den Studenten selbstständig
durch ein Lernmodul führt.
89. Lernpläne in der Schweiz
Learning in Schools
Forms of Teaching and Learning
Frontalunterricht
Postenlauf
Werkstattunterricht
Projektunterricht / Freiwahlarbeit
Wochenplanunterricht
Wochenziele
Unterricht mit Fallstudien / Interdisziplinärer
Unterricht
Leittextgesteuerter Unterricht
Ausserschulisches Erfahrungslernen
Hausaufgaben
Der Schulweg als Erfahrungs- und Lernweg
PH Zürich: http://www.phzh.ch/Documents/phzh.ch/Medienbildung/Dokumente/Methodik-Didaktik_Lehr-Lernformen.pdf
Leitfaden des Kanton Schwyz http://www.sz.ch/documents/Erweiterte_Lehr-_und_Lernformen.pdf
Learning in Higher Education
Forms of Teaching and Learning
Kontaktstudium: Vorlesungen, Seminare mit Bearbeitung von Fallbeispielen und Kurzübungen in Einzel- und Gruppenarbeit
Diskussions- und Austauschrunden
Studienreise zu Unternehmen und Institutionen mit erfolgreichen BIM-Anwendungen und einem führenden Forschungsinstitut
Geführtes Selbststudium: Projektarbeit anhand selbst gewählter Anwendungsfälle aus der Praxis der Teilnehmenden
Freies Selbststudium: Aufarbeitung von Literatur, Seminarbeiträge, Projektarbeit
Blended Learning (E-Learning)
Multimedia Learning (GITTA)
FHNW: http://www.fhnw.ch/technik/weiterbildung/mas/db/cas-potentiale-und-strategien/lehr-und-lernformen
ETHZ: http://www.educ.ethz.ch/mint/kal/index_EN
HSLU: http://www.hslu.ch/download/s/interact/BlendedLearning.pdf
GITTA: http://gitta.info/website/en/html/unit_association.html
Social Type
Einzelarbeit
Partnerarbeit / Kleingruppen
Gruppenpuzzle
Expertenausbildung
Schneeballsystem
Ablösemodell
Einführung in Gruppen
Kompetenzen in der eigenen Klasse nutzen
90. Lernmanagmentsystem der ETH
{ ETH – Moodle }
• Viele Möglichkeiten an Lernmethoden
• EduApp
• Keine ortsbezogenen Activities
• Keine GIS-Intergration
• Nur traditionelle Lernmethoden
Activity board in the Moodle of ETH Zurich
91. Forschungsansätze zu #geoLearning
{ Current methods }
• Frontalunterricht
• Information (Text, Bild, Video)
• Frage/Antwort Aufgaben
• Single-, Multiple-Choice
• Werkstatt
• Zustandsvergleiche auf Karten
• vertical bar or spyglass lens
• Geo - Spiele
• ..
{ New methods }
• Data Collection / Crowdsourcing
• Crowdlearning / Collaboration / Social Media
Integration
• GeoChat
• Spatial cognition / POI Finding
• Augment reality / Virtual reality (Wikitude)
• Guided Eye Tracking
• ..
95. Events 2015 /2016
• Juni 2015 Geo - Olympiade an der KS Solothurn
-> Qualifikation für Olympia 2016 in China
• 14. – 20. Juni 2015 Sommercamp im Jurapark Aargau
• 07. – 12. September 2015 GIS-Camp im Schweizer Nationalpark
RH:
Natur
Die Umwelt kennen und schätzen lernen
Ökologische Zusammenhänge erkennen
Park kennen lernen
GIS/GPS-Technik
Mit Geodaten umgehen lernen
Unterschied reale und digitale Umwelt
GIS-Technologie anwenden
GPS-Technologie nutzen
Fun
Schönes Wetter
Wandern und Tiere beobachten
Freizeit / Sport
RH: Was wolltest du herausfinden?
Benutzername:schoolgis_gisday
E-Mail:c.sailer@esri.ch
Vorname:GIS
Nachname:Day
Pwd: gisday2013
Frage: toyota
CSA: Klick Huftierherdenbild
CSA: Ums auf den Punkt zu bringen… das Format Sommercamp ist eine Success Story!
CSA: Klick Gruppenfotos
Wie bei Meret schon angetönt, ist aus dem Modell Sommercamp dieses Jahr ein Lehrercamp abgeleitet worden und fürs 2014 arbeiten wir mit bei der Planung eines Studententreffens für eine Woche.
Warum nicht auch ein Esrikundencamp?
RH: Ja Christian. Und was sind eigentlich deine Beweggründe, warum du so diese Camps organisierst?
CSA: Wir machen dies, weil es der Plausch ist und zwar für alle Beteiligten (in Evaluation der SuS kommt oft das Fazit «die beste Woche der Gymizeit raus»). Kurz: Das Sommercamp ist jedes Jahr das Highlight für mich, die beste Esri-Woche im Jahr.
Und Ruedi? Was reizt dich an diesem «Format»?
RH:
Auftrag SNP
Technik: Die SuS nutzen modernste Technologie, GPS, Apps, diverse Applikationen, Messmethoden, Präsentationstechniken
Mehrwerte für die GIS-Community: hochmotivierter Nachwuchs für die CH-GIS-Community
Vielen Dank und ………..
1994 durch Al Gore initiiert
in 112 Ländern, an 25’000 Schulen und mit 17’000 registrierten Lehrpersonen
seit 1998 in der Schweiz aktiv, seit 2009 als Verein
in der Schweiz 150 registrierte Schulen, 400 registrierte Lehrpersonen und Nutzung des Angebots durch viele nicht registrierte Lehrpersonen
Nationales Netzwerk im Bereich Bildung, Forschung und Wissenschaft (PHs, Unis, ETH, Akademien, Schulen)
PPP: Finanziert durch BAFU, weitere Ämter, Stiftungen und Industrie
Ziele des GLOBE Programms
Beitrag zum besseren Verständnis der Zusammenhänge im System Erde
Verbesserung der Leistung von Schülerinnen und Schülern im Bereich Erdsystemwissenschaften (Earth System Science) im Rahmen der Lehrpläne und mit Schwerpunkt forschungsorientiertes Arbeiten
Förderung des Bewusstseins und der Handlungsmöglichkeiten des Einzelnen zu Gunsten unserer Umwelt
Förderung einer nächsten Generation global orientierter Forscherinnen und Forscher
Lernziele Schülerinnen und Schüler
Den Lebensraum Bach und Fluss mit seinen Bewohnern kennenlernen
Mit einfachen Methoden den Zustand des Lebensraumes Bach und Fluss beurteilen
ICT einsetzen für Datenanalyse, für Publikation der Daten und für Vergleich mit anderen Klassen
Fächerübergreifende Zugänge kennenlernen (Biodiversität, Hydrologie, Chemie) und Einbindung relevanter Themen wie Revitalisierungen, Naturgefahren, Wasserqualität usw.
Einsatzgebiete ortsbezogener Spiele
Sammeln räumlicher Daten
Ortsbezogenes mobiles Lernen
Studien zur Raumkognition
Raumplanung
Herausforderungen
VGI-Datenqualität
Kritische Masse an Spielern
Motivation aufrecht erhalten
Kosten der Spielevents
Automatische Relokalisierung von Spielkonzepten
Semantik der Orte
KI-Gegner
Der Begriff M-Learning (manchmal auch mLearning geschrieben) ist nicht eindeutig definiert, ist aber abgeleitet von dem Begriff des E-Learning. Unter M-Learning wird allgemein das Lernen mit portablen ubiquitären Medien bzw. mobilen Medien überall und zu jeder Zeit verstanden.
Anbieter interaktiver Lernmedien
https://moodle-app2.let.ethz.ch
http://www.liip.ch/de/what/products/e-learning
http://www.lernetz.ch/
Tablets im Unterricht
iPad im Geografie-Unterricht auf Stufe Sek II
Zum neuen Jahr eine kleine Zwischenbilanz der iPad-Nutzung im Gg-Unterricht der Klasse 3NW (Kanti Olten) – in Form von 7 subjektiven Thesen:
DANIEL.FUHRIMANN on 2. JANUAR 2014
http://www.my-pad.ch/2014/01/02/ipad-im-geografie-unterricht-auf-stufe-sek-ii/
App Esri – ideal für Outdoor-GIS
Das iPad ist DAS ideale Werkzeug, um draussen zu arbeiten (notfalls mit Regenhülle;-)
DANIEL.FUHRIMANN on 2. JANUAR 2014
http://www.my-pad.ch/2014/01/02/app-esri-ideal-fur-outdoor-gis/
daniel.fuhrimann@kantiolten.ch
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RH: Und nun zurück zu den Platzhirschen… Was ziehst du für ein Fazit der letzten 5 Jahre Christian?
CSA:
Diese Sommercamps machten aus den Teilnehmenden kleine Forscherinnen und Forscher. Sie lernten Erhebungs-Methoden, GIS-Tool u.v.m. kennen. Diese Erfahrungen ergaben ihnen viele neue Perspektiven, ebenso forderte die überdurchnittliche Arbeitsintensität ihre Tribute.
Blicken wir nun in die Zukunft, was diese Sommercamps bei den Teilnehmerinnen und Teilnehmer für Effekte hatten,
Nimmt mich am Beispiel von Lorenz wunder;
Was du aus dem Camp an Erfahrung mitgenommen hast und wie und wo du diese Skills nun einsetzen kannst.
Und du Valerie? Stehst kur vor der Matur? Was machst du gerade? Was planst du zu studieren / arbeiten?