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Mobile und spielebasierte Ansätze für Lerntransfer
von kritischen Entscheidungssituationen
Marco Kalz, Roland Klemke, Birgit Schmitz,
Stefaan Ternier, & Marcus Specht
Centre for Learning Sciences and Technologies, Open University of
the Netherlands

marco.kalz@ou.nl
http://twitter.com/mkalz
http://www.marcokalz.de
Kritische Entscheidungssituationen
• Zeitdruck
• Verschiedene Perspektiven & Lösungsansätze
(Wicked problems)
• Systemische Auswirkungen von Handlungen
• Wissen & Kompetenzen & Persönlichkeitsfaktoren

2
Herausforderungen
The most significant problem with education today is the
problem of significance itself. Students – our most
important critics – are struggling to find meaning and
significance in their education.

3
Herausforderungen
• Trennung von Lernkontext und
Anwendungskontext
• Träges Wissen
• Lerntransfer

4
Herausforderungen
Trennung von Lern- und
Anwendungskontext
künstliche Lernkontexte

Keine Einbettung in kulturelle und
soziale Umgebungen

unbedeutende
Lernaktivitäten

Trennung zwischen Theorie & Praxis
5
Träges Wissen
Alfred North Whitehead (1929)
•Knowledge that can be
– recalled when explicitly asked for it
– but not when needed for problem
solving

6
Lerntransfer
“The ability to extend what has been
learned in one context to new contexts”

(Bransford, Brown, & Cocking, 1999, p. 39)
7
Lerntransfer

8
Spannungsfelder
•
•
•
•

Whole-task scenarios vs. part-task scenarios
Low fidelity simulations vs. high fidelity simulations
Augmented reality vs. Augmented virtuality
Immersionsniveau

Milgram & Kishino, 1994

9
Augemented Reality
When I talk about AR, I try to expand the
definition a little bit. Usually, when you talk
to someone about augmented reality, the
first thing that comes to mind is overlaying
3D graphics on a video stream. I think
Robert Rice
though, that it should more properly be any
media that is specific to your location and
the context of what you are doing (or want
to do)…augmenting or enhancing your
specific reality.
10
Serious mobile location-based
simulation game?

Ortsbasierte
Lernszenarien
Spielmuster

Simulation

11
Fallstudie 1: Geiselnahme/UNHCR
• Ausgangssituation: Wunsch nach Innovation für
Training von Mitarbeitern in Krisengebieten
• Hoher Kostendruck durch reale
Trainingsszenarien
• Ziel: Flexible, authentische und mobile Lösung

12
• Rollen:

Fallstudie 1: Setup

– Direktor/Büroleiter
– Sicherheitsbeauftragter
– HR Manager

• Ziele:
– Wiederverwendbare mobile Lernszenarien
– Benachtigungen und ‘in-situ’ Assessment
– Halbautomatisches Management des Szenarios
– Aufzeichnung der Aktivitäten für Debriefing
– Bedachtes Handeln in Stresssituation & effiziente
Kommunikation
13
14
15
Fallstudie 1: Learning/Game Design

16
Fallstudie 1: Zusammenfassung

• Evaluation auf Level 1 nach Kirkpatrick (1994)
Results
Behavior
Learning
Reaction

• Akzeptanz des Lernszenarios hoch, Effekt auf
Wissenserwerb vergleichbar zu klassischem
Training
• Alternatives Trainingsszenario ersetzt zum Teil
klassisches Lernszenario
17
Fallstudie 2: HeartRun
• Ausgangssituation:
– Herzstillstand Todesursache für 350 000 Menschen pro
Jahr in Europa (ERC Statistik)
– Trotz Training nur geringe Bereitschaft zu helfen in realer
Situation & geringe Halbwertszeit des Wissens &
Kompetenzen

• Problem: Große Differenz zwischen
Trainingssituation und Anwendungssituation

18
• Rollen:

Fallstudie 2: Setup

– AED Spieler
– Reanimationsspieler
– Dokumentationsspieler

• Ziele:
– Erhöhung der Halbwertszeit des Wissens
– Erhöhte Bereitschaft zu helfen
– Einstellungsänderung (kurz-/langfristig)
– Aufzeichnung der Aktivitäten für Debriefing
19
HeartRun: Beispiel

20
HeartRun: Screendesign

21
Fallstudie 2: Learning/Game Design

22
Fallstudie 2: Zusammenfassung
• Formative Studien zur Evaluation des
Spielprozesses inklusive Neukonzeption
abgeschlossen (Kalz et al., 2013; Schmitz et al.,
2013)
• Derzeit Datensammlung für Evaluation auf Level 2
bzw. 3 nach Kirkpatrick (1994)
Results
Behavior
Learning
Reaction
23
Fallstudie 3: Logistik in Rotterdam

24
Fallstudie 3: Logistik in Rotterdam

25
Betriebsstörungen

26
Fallstudie 3: Setup
• Rollen:
– Mitarbeiter im Control-Tower
– Containerplaner
– Platzplaner
– Salesmitarbeiter
– Ladungsplaner

• Ziele:
– Erhöhung der ‘situational awareness”
– Weniger Unfälle, Optimierung von Prozessen
– Kosteneinsparung/Vermeidung von Mehrkosten
– Aufzeichnung der Aktivitäten für Debriefing
27
Fallstudie 3: 2 Spielversionen

Version 1: Brettspiel
Version 2: Digitale Version
28
Fallstudie 3: Screendesign

29
Fallstudie 3: Learning Design/Game
Design

30
Fallstudie 3: Zusammenfassung
• Derzeit noch Entwicklung und formative Evaluation
des Spieldesign
• Potenzial für Vergleichstudie zwischen Effekten des
Brettspiels vs. digitales Spiel (Level 2 bzw. 3 nach
Kirkpatrick (1994))
Results
Behavior
Learning
Reaction
31
Evaluationsperspektiven

Vavoula & Sharples, 2009

32
Evaluationsperspektiven

Vavoula & Sharples, 2009
33
ARLearn: Mobile Serious Game
Platform
• OpenSource (
https://code.google.com/p/arlearn/)
• Autorenumgebung
• Spiel-Archiv (Repository)
• Portfolio-Ansicht

34
Literatur
Klemke, R., Ternier, S., Kalz, M., Schmitz, B., & Specht, M. (2013, 26-27 September). Multi-stakeholder
decision training games with ARLearn. In D. Milosevic (Ed.), Proceedings of the fourth international
conference on eLearning (eLearning 2013) (pp. 1-9). Belgrade Metropolitan University, Belgrade,
Serbia.
Schmitz, B., Ternier, S., Klemke, R., Kalz, M., & Specht, M. (2013). Designing a mobile learning game to
investigate the impact of role-playing on helping behavior. In D. Hernández-Leo et al. (Eds.), Scaling
up Learning for Sustained Impact. Proceedings of European Conference on Technology Enhanced
Learning (EC-TEL), LNCS 8095 (pp. 357–370). Berlin Heidelberg, Germany: Springer-Verlag.
Kalz, M., Schmitz, B., Biermann, H., Klemke, R., Ternier, S., & Specht, M. (2013). Design of a game-based
pre-hospital resuscitation training for first responders. In A. Holzinger, M. Ziefle, & V. Glavinić (Eds.),
SouthCHI 2013, LNCS 7946 (pp. 363-372). Germany: Springer, Heidelberg.
Ternier, S., Gonsalves, A., Tabuenca, B., de Vries, F., & Specht, M. (2012). Supporting Crisis Simulations
with the ARLearn Toolkit for Mobile Serious Games. In Glahn. C. (Ed.) PfP Consortium Quarterly
Journal. Mobile Learning in Security and Defense Organizations. PfP Consortium. GarmischPartenkirchen, 19-29.
35
Literatur
Gonsalves, A., Ternier, S., De Vries, F., & Specht, M. (2012). Serious games at the UNHCR with ARLearn,
a toolkit for mobile and virtual reality applications. In M. Specht, M. Sharples, & J. Multisilta (Eds.),
Proceedings of 11th World Conference on Mobile and Contextual Learning (mLearn 2012) (pp. 244247). October, 16-18, 2012, Helsinki, Finland. http://ceur-ws.org/Vol-955/
Ternier, S., Klemke, R., Kalz, M., Van Ulzen, P., & Specht, M. (2012). ARLearn: augmented reality meets
augmented virtuality [Special issue]. Journal of Universal Computer Science - Technology for learning
across physical and virtual spaces, 18(15), 2143-2164.

36
Vielen Dank für ihre
Aufmerksamkeit!
Dr. Marco Kalz
Associate Professor
Centre for Learning Sciences
and Technologies (CELSTEC)
Open University of the
Netherlands
http://celstec.org
http://www.ou.nl
marco.kalz@ou.nl
http://www.linkedin.com/in/mkalz
http://twitter.com/mkalz

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Mobile und spielebasierte Ansätze für Lerntransfer von kritischen Entscheidungssituationen

  • 1. Mobile und spielebasierte Ansätze für Lerntransfer von kritischen Entscheidungssituationen Marco Kalz, Roland Klemke, Birgit Schmitz, Stefaan Ternier, & Marcus Specht Centre for Learning Sciences and Technologies, Open University of the Netherlands marco.kalz@ou.nl http://twitter.com/mkalz http://www.marcokalz.de
  • 2. Kritische Entscheidungssituationen • Zeitdruck • Verschiedene Perspektiven & Lösungsansätze (Wicked problems) • Systemische Auswirkungen von Handlungen • Wissen & Kompetenzen & Persönlichkeitsfaktoren 2
  • 3. Herausforderungen The most significant problem with education today is the problem of significance itself. Students – our most important critics – are struggling to find meaning and significance in their education. 3
  • 4. Herausforderungen • Trennung von Lernkontext und Anwendungskontext • Träges Wissen • Lerntransfer 4
  • 5. Herausforderungen Trennung von Lern- und Anwendungskontext künstliche Lernkontexte Keine Einbettung in kulturelle und soziale Umgebungen unbedeutende Lernaktivitäten Trennung zwischen Theorie & Praxis 5
  • 6. Träges Wissen Alfred North Whitehead (1929) •Knowledge that can be – recalled when explicitly asked for it – but not when needed for problem solving 6
  • 7. Lerntransfer “The ability to extend what has been learned in one context to new contexts” (Bransford, Brown, & Cocking, 1999, p. 39) 7
  • 9. Spannungsfelder • • • • Whole-task scenarios vs. part-task scenarios Low fidelity simulations vs. high fidelity simulations Augmented reality vs. Augmented virtuality Immersionsniveau Milgram & Kishino, 1994 9
  • 10. Augemented Reality When I talk about AR, I try to expand the definition a little bit. Usually, when you talk to someone about augmented reality, the first thing that comes to mind is overlaying 3D graphics on a video stream. I think Robert Rice though, that it should more properly be any media that is specific to your location and the context of what you are doing (or want to do)…augmenting or enhancing your specific reality. 10
  • 11. Serious mobile location-based simulation game? Ortsbasierte Lernszenarien Spielmuster Simulation 11
  • 12. Fallstudie 1: Geiselnahme/UNHCR • Ausgangssituation: Wunsch nach Innovation für Training von Mitarbeitern in Krisengebieten • Hoher Kostendruck durch reale Trainingsszenarien • Ziel: Flexible, authentische und mobile Lösung 12
  • 13. • Rollen: Fallstudie 1: Setup – Direktor/Büroleiter – Sicherheitsbeauftragter – HR Manager • Ziele: – Wiederverwendbare mobile Lernszenarien – Benachtigungen und ‘in-situ’ Assessment – Halbautomatisches Management des Szenarios – Aufzeichnung der Aktivitäten für Debriefing – Bedachtes Handeln in Stresssituation & effiziente Kommunikation 13
  • 14. 14
  • 15. 15
  • 17. Fallstudie 1: Zusammenfassung • Evaluation auf Level 1 nach Kirkpatrick (1994) Results Behavior Learning Reaction • Akzeptanz des Lernszenarios hoch, Effekt auf Wissenserwerb vergleichbar zu klassischem Training • Alternatives Trainingsszenario ersetzt zum Teil klassisches Lernszenario 17
  • 18. Fallstudie 2: HeartRun • Ausgangssituation: – Herzstillstand Todesursache für 350 000 Menschen pro Jahr in Europa (ERC Statistik) – Trotz Training nur geringe Bereitschaft zu helfen in realer Situation & geringe Halbwertszeit des Wissens & Kompetenzen • Problem: Große Differenz zwischen Trainingssituation und Anwendungssituation 18
  • 19. • Rollen: Fallstudie 2: Setup – AED Spieler – Reanimationsspieler – Dokumentationsspieler • Ziele: – Erhöhung der Halbwertszeit des Wissens – Erhöhte Bereitschaft zu helfen – Einstellungsänderung (kurz-/langfristig) – Aufzeichnung der Aktivitäten für Debriefing 19
  • 23. Fallstudie 2: Zusammenfassung • Formative Studien zur Evaluation des Spielprozesses inklusive Neukonzeption abgeschlossen (Kalz et al., 2013; Schmitz et al., 2013) • Derzeit Datensammlung für Evaluation auf Level 2 bzw. 3 nach Kirkpatrick (1994) Results Behavior Learning Reaction 23
  • 24. Fallstudie 3: Logistik in Rotterdam 24
  • 25. Fallstudie 3: Logistik in Rotterdam 25
  • 27. Fallstudie 3: Setup • Rollen: – Mitarbeiter im Control-Tower – Containerplaner – Platzplaner – Salesmitarbeiter – Ladungsplaner • Ziele: – Erhöhung der ‘situational awareness” – Weniger Unfälle, Optimierung von Prozessen – Kosteneinsparung/Vermeidung von Mehrkosten – Aufzeichnung der Aktivitäten für Debriefing 27
  • 28. Fallstudie 3: 2 Spielversionen Version 1: Brettspiel Version 2: Digitale Version 28
  • 30. Fallstudie 3: Learning Design/Game Design 30
  • 31. Fallstudie 3: Zusammenfassung • Derzeit noch Entwicklung und formative Evaluation des Spieldesign • Potenzial für Vergleichstudie zwischen Effekten des Brettspiels vs. digitales Spiel (Level 2 bzw. 3 nach Kirkpatrick (1994)) Results Behavior Learning Reaction 31
  • 34. ARLearn: Mobile Serious Game Platform • OpenSource ( https://code.google.com/p/arlearn/) • Autorenumgebung • Spiel-Archiv (Repository) • Portfolio-Ansicht 34
  • 35. Literatur Klemke, R., Ternier, S., Kalz, M., Schmitz, B., & Specht, M. (2013, 26-27 September). Multi-stakeholder decision training games with ARLearn. In D. Milosevic (Ed.), Proceedings of the fourth international conference on eLearning (eLearning 2013) (pp. 1-9). Belgrade Metropolitan University, Belgrade, Serbia. Schmitz, B., Ternier, S., Klemke, R., Kalz, M., & Specht, M. (2013). Designing a mobile learning game to investigate the impact of role-playing on helping behavior. In D. Hernández-Leo et al. (Eds.), Scaling up Learning for Sustained Impact. Proceedings of European Conference on Technology Enhanced Learning (EC-TEL), LNCS 8095 (pp. 357–370). Berlin Heidelberg, Germany: Springer-Verlag. Kalz, M., Schmitz, B., Biermann, H., Klemke, R., Ternier, S., & Specht, M. (2013). Design of a game-based pre-hospital resuscitation training for first responders. In A. Holzinger, M. Ziefle, & V. Glavinić (Eds.), SouthCHI 2013, LNCS 7946 (pp. 363-372). Germany: Springer, Heidelberg. Ternier, S., Gonsalves, A., Tabuenca, B., de Vries, F., & Specht, M. (2012). Supporting Crisis Simulations with the ARLearn Toolkit for Mobile Serious Games. In Glahn. C. (Ed.) PfP Consortium Quarterly Journal. Mobile Learning in Security and Defense Organizations. PfP Consortium. GarmischPartenkirchen, 19-29. 35
  • 36. Literatur Gonsalves, A., Ternier, S., De Vries, F., & Specht, M. (2012). Serious games at the UNHCR with ARLearn, a toolkit for mobile and virtual reality applications. In M. Specht, M. Sharples, & J. Multisilta (Eds.), Proceedings of 11th World Conference on Mobile and Contextual Learning (mLearn 2012) (pp. 244247). October, 16-18, 2012, Helsinki, Finland. http://ceur-ws.org/Vol-955/ Ternier, S., Klemke, R., Kalz, M., Van Ulzen, P., & Specht, M. (2012). ARLearn: augmented reality meets augmented virtuality [Special issue]. Journal of Universal Computer Science - Technology for learning across physical and virtual spaces, 18(15), 2143-2164. 36
  • 37. Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Dr. Marco Kalz Associate Professor Centre for Learning Sciences and Technologies (CELSTEC) Open University of the Netherlands http://celstec.org http://www.ou.nl marco.kalz@ou.nl http://www.linkedin.com/in/mkalz http://twitter.com/mkalz 37