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

KOM - Multimedia Communications Lab
TUD – Technische Universität Darmstadt
© 2014 author(s) of these slides including research results from the KOM research network and TU Darmstadt. Otherwise it is specified at the respective slide 27. Juni 2014
Christoph.Rensing@KOM.tu-darmstadt.de
Lernanwendungen im mobilen Web
Technische Herausforderungen und Lösungen,
vielfältige Potenziale und Grenzen
Dr.-Ing. Christoph Rensing

KOM – Multimedia Communications Lab 2
Begriffsbestimmung mobiles Web
Mobiles Web:
Zugriff auf das WWW mittels eines
Web-Browsers von mobilen
Endgeräten (über drahtlose
Zugangstechnologien)

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

Agenda
13 Jahre Lernanwendungen im mobilen Web
Technische Herausforderungen & Lösungen
Potenziale und Grenzen von Lernanwendungen im mobilen
Web

Voraussetzungen für Lernanwendungen
im mobilen Web
Mobile Endgeräte
 gab es bereits vor 20 Jahren
Motorola MicroTAC International 8700
Web Browser auf mobiler Plattform
 gibt es erst seit 1999
 NOKIA 7110 das erste Mobiltelefon
mit Browser
 WAP – Wireless Accesss Protocol
drahtlose Zugangstechnologien
Quelle: Paul 1953 at en.wikipedia
Quelle: Falense -
http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Falense

WAP spezifische Lernprogramme seit 2001
Getragen von Netzprovidern und
Anbietern von Mobiltelefonen
primär zu Demonstrationszwecken
z.B.
 eBusinesse on the Move (2001)
 INSEAD, Nokia, ICUS
 Entwicklung in 2 Formaten WAP und
Web Format
 Telenor mLearning Wap project
 Introduction to 3G applications
 Quiz
 Ideensammlung
 Ericsson - MLEARNING ON THE WAP
TELEPHONE R520
Quelle für alle Bilder:
http://learning.ericsson.net/mlearning2
/project_one/thebook/chapter4.html

Wissenschaftliche Beschäftigung mit Thema
Mobile Learning
2002 European Workshop on mobile and contextual learning
(mLearn)
 heute: World Conference on mobile and contextual learning
2002 Workshop on Wireless and Mobile Technologies in Education
(WM(U)TE)
 heute: International Conference on Wireless, Mobile and Ubiquitous
Technology in Education
2005 DeLFI CfP
 Wireless und Mobile Learning
…
2011 DeLFI
1. Workshop Mobile Learning auf der DeLFI Quelle: eigenes Bild

Durchbruch durch Smartphones, Tablets und
UMTS
WAP wurde kaum genutzt: Riordan, Brendan, Traxler (2003):
“WAP was not used due to the reluctance of students on financial
grounds“
Durchbruch für mobiles Internet und verstärkte Beschäftigung
mit Lernanwendungen im Mobilen Web
 2007 Apple iPhone
 2007 UMTS Ausbau in Deutschland
 2008 HTC Dream – erstes Android Phone
 2010 Appple iPad

Agenda
Web

Technische Herausforderungen
Interoperabilität der Anwendungen aufgrund Plattformvielfalt
 der mobilen Endgeräte
 der Betriebssysteme für mobile Endgeräte
 der Browser für mobile Endgeräte
Zugriff auf Sensorik der mobilen Endgeräte
Zugriffsgeschwindigkeit / Verfügbarkeit mobiler Netzzugänge

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

HTML5
Auszeichnungssprache für Webseiten
Vorteile
 Anzeige von Video, Audio und dynamischen 2D-
und 3D-Grafiken ohne PlugIns wie Adobe Flash
 Verwaltung und Zugriff auf Geokoordinaten
 Schnittstellen (im Entwurf)
 Auswahl von Medientyp-spezifischen Dateien im
lokalen Speicher des mobilen Endgerätes
 z.B. zur Auswahl eines Fotos zum Upload
 z.B. zur Aufnahme eines Filmes

Realisierung einer mobilen Lernanwendung
mittels HTML 5
Projekt MOLEM (Mobiles Lernen in
der Elektromobilität)
 Unterstützung von
Servicetechnikern während der
Arbeit
 u.a. informeller
Erfahrungsaustausch mittels eines
Frage und Antwortsystems
Quelle: eigenes Bild

Spracheingabe
Quelle: eigene Bilder

Anhänge zur Beschreibung von Frage und
Antworten

HTML5 als Format für mobile
Lernanwendungen
Sergio Martin et al. (2011): „… the best approach for these new
frameworks is probably to implement these features and
functionalities based on HTML5 and Javascript, so that new
mobile learning applications built over them will run in any platform
for years, regardless of the device and platform.”
Geoff Stead (2012): “Another increasingly popular approach is to
build the app as a mobile web application that will run on the
user’s mobile browser. … This is possible due to the advanced
capabilities of HTML 5 and CSS 3…. …The big drawback would
be a poorer user experience (the browser is never as interactive
as the native phone), and restricted access to advanced device
capabilities like contacts, storage and sensors.”
Stead, Geoff. "Towards open formats for mobile Learning." 11th World Conference on Mobile and Contextual Learning, Helsinki. 2012.
Sergio Martin, Gabriel Diaz, Inmaculada Plaza, Elena Ruiz, Manuel Castro, Juan Peire, State of the art of frameworks and middleware
for facilitating mobile and ubiquitous learning development, Journal of Systems and Software, Volume 84, Issue 11, November 2011

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

Agenda
Web

Didaktik im Fokus
19
Quellen: MMB Institut

Didaktische Fokussierung in der Wissenschaft
DeLFI 2011 CfP:
 Werkzeuge und Technologien für e-Learning
Werkzeuge für mobiles und allgegenwärtiges e-Learning
 Didaktik des e-Learning und Erfahrungen
mobiles und allgegenwärtiges informelles Lernen
GMW 2013 Themen:
 Welche Rolle spielen z.B. folgende Phänomene in unserem
gegenwärtigen und zukünftigen Hochschulalltag: … mobiles
Lernen, …

Unterstützung verschiedener pädagogische
Paradigmen durch mobile Lernanwendungen
Quelle: Naismith, L.;
Lonsdale, P.; Vavoula,
G. & Sharples, M.
(2004).
Literature Review. In:
Mobile Technologies
and Learning.
Bristol: NESTA
FutureLab.

Beispiel Classroom Response Systeme
ArsNova – System der Technischen Hochschule Mittelhessen
Quelle: eigene Screenshots von ArsNova

Beispiel Drill und Feedback
CaseTrain mobile – Universität Würzburg
Quelle: Jürgen Helmerich – Universität Würzburg

Beispiele - lokationsbasiertes Lernen
Unterstützung von Exkursionen
TU Darmstadt mit Bauingenieuren
Erweiterung um facettierte Suche
nach domänenspezifischen Kriterien
 Konstruktionsprinzip
 Bauzeit
 Architekt
Semantic MediaWiki Extension
Semantic Properties: Semantische Charakterisierung von
 Links zwischen Wiki-Artikeln
 Daten innerhalb eines Wiki-Artikels
Quelle: eigenes Bild

Domänenmodell
„Die Main-Brücke, der sog. Eiserner Steg wurde 1868 nach
einem Entwurf von J.P.W. Schmick erbaut.“
Properties können Typen haben
 Bauzeit Date
 Architekt Page
 (Koordinaten) Geographic coordinate
„Die Main-Brücke, der sog. Eiserner Steg wurde [[Bauzeit::
1868]] nach einem Entwurf von [[Architekt:: J.P.W. Schmick]]
erbaut.“

Lokationsbasierter und facettierter
Zugriff auf Wiki-Seiten
Android-Applikation MediaWiki
Upload
Einstellungen
Bauwerkseiten
Bauwerkseiten
BauwerkseitenWebService
[api.php]
Suchfilter-
konfiguration
Geographische
Karte
Semanti MediaWiki
Domänenmodell
WebService
[Special:Ask]
Semantische
Properties
Werte-
bereiche

Lokationsbasierter und facettierter
Zugriff auf Wiki-Seiten
Android-Applikation MediaWiki
Upload
Einstellungen
Bauwerkseiten
Bauwerkseiten
BauwerkseitenWebService
[api.php]
Suchfilter-
konfiguration
Geographische
Karte
Semanti MediaWiki
Domänenmodell
WebService
[Special:Ask]

Beispiel Situiertes Lernen
Mobiles Lernen in der Agrarwissenschaft –
httc Darmstadt und JLU Gießen
Ausgangspunkt
 Exkursionen zur Lehr- und Forschungsstation
Oberer Hardthof
Zielsetzung
 Aktivierung der Studierenden
 Eigenständige Exploration des
Kuhstalls statt nur rezipierende Aufnahme
 Eigene Erstellung von Informations-
/Lerneinheiten
 Aufteilung der Gruppe in Kleingruppen
 besseren Einblick in und direkteren Zugang
zu einzelnen Bereichen des Kuhstalls
Quelle: JLU Gießen –
Institut für Tierzucht und Haustiergenetik

Zugriff auf Lerneinheiten
 URL der Lerneinheit per QR-Code kodiert
 Zugriff auf Lerneinheit per Scan des QR-Codes
 Lerneinheit liegt in Lernplattform vor
Quelle: JLU Gießen Quelle: JLU Gießen

Rückmeldungen & Herausforderungen
 Szenario hat den Studierenden persönlich gut gefallen.
 Szenario hat sie zum größten Teil motiviert.
 Szenario wurde als lehrreich, inhaltlich sinnvoll und zweckmäßig
eingeschätzt.
Würden sie in Zukunft lieber
wieder eine „klassische“
Führung bevorzugen?
 UMTS/GSM Empfang sehr schlecht ggf. wegen nebliger feuchter
Wetterlage
 Arbeiten mit Smartphone schwierig wegen kalten Wetters

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

Nutzung der Kontextinformation
Aktuelle Aufgabe  Selektion von Antworten zu ähnlichen
Problemen im Frage & Antwortsystem
Aktivität  Aktive Weiterleitung von Fragen an verfügbare
Kollegen bzw. von dringenden Fragen an unterbrechbare
Kollegen und Auswahl der Kommunikationskanals
hier Präsentationstitel eintragen....
Aktivität Verfügbarkeit Unterbrechbarkeit
Reparaturarbeiten in der Werkstatt X 
Reparaturarbeiten auf der Straße X X
Autofahren (nur per Telefon)  (nur per Telefon)
Besprechung / Auftragsannahme X X
Pause  

Kontextbestimmung
Aufgabe mittels Auslesen
der Fahrzeuginformationen
Aktivität mittels Audio-Snippets
und Machine Learning
hier Präsentationstitel eintragen....

Agenda
Web

Datenschutz
Wer hat Zugriff auf Informationen, die mittels der Sensorik der
mobilen Endgeräte erfasst werden? Wo werden die
Informationen gespeichert?
 Gebot der Datensparsamkeit
MOLEM Beispiel:
 Zur Erkennung der aktuellen Aktivität
Audio-Mitschnitte über Mikrofon des Smartphones,
Länge: 10 Sekunden, Intervall: alle 60 Sekunden
oder 3-5 Minuten

MOLEM
Plattform
MOLEM App
Unterbrechbarkeit/Verfügbarkeit
(Sensordaten)
(Aktivität)

Benutzerakzeptanz & Usability
Benutzerakzeptanz
 insbesondere im beruflichen Lernen
 Fließende Übergänge zwischen Arbeit, Lernen und Freizeit vs.
Work Life Balance
 Regelmäßige Diskussion mit Arbeitnehmervertretungen
Usability
 Bildschirmgrößen / Bildschirminhalte teilweise von Tastatur
überblendet
 wechselnde physikalische Bedingungen
Ergonomie der Eingabegeräte

Quelle: Becker, M.; Prümper, J.: Usability bei mobiler Arbeit – Bild Quelle: spiegel online
eine methodische Herausforderung.
In Mittelstand-Digital Wissenschaft trifft Praxis 1(1), S. 73-78.

Weitere Aspekte
Mobiler Datenzugriff
 Insbesondere in Präsenzlehre mit vielen Teilnehmern
 Toleranz bei Ausfällen
Dynamische Nutzungskontexte
 häufiger Wechsel zwischen Kontexten
 Verbindung mobiles Lernen und ortsgebundenes Lernen z.B. im
Klassenraum
Medienpraxis / soziale Präsenz verändert sich!
 verändern sich damit auch die präferierten Lernmethoden?
 verändert sich damit auch die Lernfähigkeit?
 befördern wir diese Veränderungen durch Lernanwendungen im
mobilen Web zusätzlich?


Fragen & Kontakt

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