Virtuelle Lehr- und Lernumgebungen: Konzeption, didaktisches Design und Bewertung
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2007
|
| Schriftenreihe: | Schriften zur quantitativen Beriebswirtschaftslehre und Wirtschaftsinformatik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXVII, 389 S. Ill., graph. Darst., Kt. |
| ISBN: | 9783832261610 |
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MARC
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis IX
Abbildungsverzeichnis XV
Tabellenverzeichnis XXI
Abkürzungsverzeichnis XXV
1 Einleitung 1
1.1 Problemstellung und Motivation..................... 2
1.2 Ziele der Arbeit.............................. 3
1.3 Wissenschaftliche Einordnung und Fachbezug ............. 3
1.4 Aufbau und Gang der Untersuchung .................. 5
1 Grundlagen 9
2 Grundlagen zur Vermittlung und Erlangung von Wissen 11
2.1 Zeichen, Daten, Information und Wissen................ 11
2.2 Wissenskategorien............................. 14
2.2.1 Differenzierung nach Art und Transfermöglichkeit....... 14
2.2.2 Kategorisierung nach Wissensinhalten.............. 16
2.3 Wissenserwerb als Informationsverarbeitung.............. 17
2.4 Lernen................................... 20
2.5 Lehren................................... 21
2.6 Lerntheorien................................ 23
2.6.1 Behaviorismus........................... 24
2.6.2 Kognitivismus und Konstruktivismus.............. 24
2.6.3 Radikaler und Pragmatischer Konstruktivismus........ 30
2.7 Lehr-/Lernziele.............................. 30
2.8 Rolle des Lehrenden und Lehrfunktionen................ 31
2.9 Merkmale des Lernenden......................... 33
2.9.1 Kognitive Aspekte........................ 33
2.9.2 Emotionale und motivationale Aspekte............. 33
2.9.3 Lernstile - Lernertypen...................... 37
2.10 Lernbarrieren............................... 40
2.11 Lernumgebung .............................. 42
IX
Inhaltsverzeichnis
Lernen mit (elektronischen) Medien 45
3.1 E-Learning................................. 45
3.2 Formen des E-Learning.......................... 46
3.2.1 Klassifikationsschemata von E-Learning-Systemen....... 47
3.2.1.1 Methodische Klassifikation............... 47
3.2.1.2 Funktionale Klassifikation............... 54
3.2.2 Multimedia und Lernen ..................... 55
3.2.3 Multicodierung und Multimodalität............... 58
3.2.3.1 Naive Annahmen.................... 59
3.2.3.2 Wissenschaftliche Untersuchungen .......... 60
3.2.4 Mediengestützte Interaktion................... 62
3.2.5 Mensch-Computer-Kommunikation/Interaktion ........ 64
3.2.6 Interaktivität........................... 68
3.2.7 Design der Benutzerschnittstelle................. 69
3.3 Akzeptanz von E-Learning........................ 72
3.4 Fazit - Anforderungen an virtuelle Lernumgebungen.......... 76
II Vorgehensweisen zur Evaluation und Entwicklung
von virtuellen Lehr- und Lernumgebungen 81
4 Evaluation und Entwicklung 83
4.1 Vorgehensstrategien und -modeile....................83
4.2 Projektphasen...............................86
4.3 Evaluation von virtuellen Lernumgebungen...............87
4.3.1 Allgemeine Ansätze - qualitative und quantitative Evaluation 88
4.3.2 Zur Verbindung von qualitativen und quantitativen Ansätzen . 90
4.3.3 Spezifische Ansätze der Evaluation...............93
4.3.3.1 Kommerzielle vs. Open-Source-Lemumgebungen ... 93
4.3.3.2 Kriterienkataloge....................94
4.3.3.3 Mehrebenenmodell nach Kirkpatrick.........96
4.3.3.4 Integrative Ansätze...................98
4.3.3.5 Drei-Phasen-Ansatz ..................98
4.3.3.6 Paradigma zur Qualitätssicherung im Konstmkti-
onsprozess multimedialer Instruktionssysteme .... 98
4.3.4 Fazit................................101
4.4 Didaktisches Design/Instruktionsdesign.................102
4.5 Gestaltung von Lernmaterial.......................106
4.5.1 Lernmodule............................107
4.5.2 Modellierungsmethoden für webbasierte Applikationen .... 109
4.5.2.1 Hypertext Design Model................109
4.5.2.2 Hypertext Design Model-lite (HDM-lite).......112
4.6 Softwareentwicklung ...........................113
4.6.1 Wiederverwendbarkeit ......................113
4.6.2 Referenzarchitekturen ......................114
4.6.2.1 Webbasierte Applikationen und Dienste.......114
Inhaltsverzeichnis XI
4.6.2.2 Architekturen webbasierter Lernumgebungen .... 121
4.6.3 Vorgehensmodelle der Softwareentwicklung........... 124
4.6.3.1 Vorgehensstrategien, Vorgehensmodelle und Pro-
jektmodelle ....................... 124
4.6.3.2 Wasserfallmodell.................... 126
4.6.3.3 Angepasstes Wasserfallmodell für webbasierte Appli-
kationen ......................... 129
4.6.3.4 V-Modell........................ 129
4.6.3.5 Spiralmodell ......................131
4.7 Kombiniertes Vorgehensmodell......................132
5 Multimediale Lösungsvorschläge für virtuelle Lernmodule im
Rahmen der (quantitativen) BWL-Ausbildung 137
5.1 Operations Research und Management Science in der Lehre......138
5.2 Gestaltungsmöglichkeiten von Lernmodulen ..............140
5.2.1 Kursaufbau............................141
5.2.2 Simulation.............................145
5.2.2.1 Ein Simulationswerkzeug................146
5.2.2.2 Dynamisches Verteilungsapplet............149
5.2.2.3 Verschiedene Einsatzszenarien.............152
5.2.2.4 Anwendungsbeispiel und Ausblick...........154
5.2.3 Meta-Heuristiken.........................160
5.2.3.1 Vermittlung von Grundlagen .............161
5.2.3.2 Lernmodul zum Traveling Salesman Problem .... 162
5.2.3.3 Weitere Gestaltungsmöglichkeiten für Lernmodule . . 168
5.3 Fazit....................................171
III Fallstudien - Gestaltung, Einsatz und Bewertung
von virtuellen Lehr- und Lernumgebungen 175
6 Fallstudie 1 - WebCT 177
6.1 Kurzbeschreibung der Lernplattform WebCT..............177
6.2 Produktbeschreibung...........................178
6.2.1 Kursansicht der Rolle Kursteilnehmer..............178
6.2.2 Kursansicht Designer.......................181
6.3 Konzeption eines Blended Learning-Kurses in WebCT.........184
6.3.1 Didaktik und Umsetzung.....................185
6.4 Evaluations- und Entwicklungsiteration 1................189
6.5 Leithypothesen zu EEI 2 und 3.....................189
6.6 Evaluations- und Entwicklungsiteration 2................190
6.7 Evaluations- und Entwicklungsiteration 3................194
6.7.1 Befragung - Konzeption und Auswertung............195
6.7.2 Ergebnisse.............................196
6.7.3 Logfile-Analyse und Klausur...................210
6.7.4 Ergebnisse.............................211
XII _______________________________ Inhaltsverzeichnis
6.8 Diskussion der Ergebnisse........................218
7 Fallstudie 2 - SMARTFRAME 223
7.1 Konzeption und Didaktik.........................223
7.1.1 SmartBars ...........................226
7.1.2 Systemarchitektur.........................229
7.1.3 Transformation des Lernmaterials................231
7.2 Adaptivität................................233
7.2.1 Konfiguration der Adaptivität..................233
7.2.2 Autorenunterstützung und Visualisierung des Lernmaterials . 236
7.2.3 Synchronized Blended Learning.................239
7.3 Entwicklungsiterationen von SmartFrame..............240
7.3.1 Evaluations- und Entwicklungsiteration 1............241
7.3.2 Evaluations- und Entwicklungsiteration 2............242
7.3.3 Evaluations- und Entwicklungsiteration 3............255
7.3.3.1 Auswahl der Untersuchungsmethode.........255
7.3.3.2 Gestaltung des Zusatzmoduls.............255
7.3.3.3 Deskriptive Datenanalyse - Vorbefragung......258
7.3.3.4 Exkurs - Zusammenhänge zwischen den Items der
Vorbefragung......................262
7.3.3.5 Deskriptive Datenanalyse - Nachbefragung (Bewer-
tung) ..........................266
7.3.3.6 Deskriptive Datenanalyse - Vergleichende Betrach-
tung Vorbefragung (1) und Nachbefragung (Bewer-
tung) (2) ........................268
7.3.3.7 Eingegrenzte Kriterien - Nutzer des Zusatzmoduls . 268
7.3.3.8 Eingegrenzte Kriterien - Nutzer vs. Nicht-Nutzer des
Zusatzmoduls......................273
7.3.3.9 Exkurs - Zusammenhänge zwischen den Items der
Nachbefragung.....................276
7.3.3.10 Diskussion der Ergebnisse...............279
7.3.4 Evaluations- und Entwicklungsiteration 4............280
7.3.4.1 Auswahl der Untersuchungsmethode.........280
7.3.4.2 Perspektive/Erfahrungen des Autors.........282
7.3.4.3 Perspektive des Lernenden...............283
7.4 Diskussion der Ergebnisse........................289
8 Zusammenfassung und Ausblick 291
Literaturverzeichnis 299
Stichwortverzeichnis 317
Inhaltsverzeichnis XIII
Anhang 329
A Evaluation des virtuellen Rechnerpraktikums in WebCT 329
A.l Vorbefragung SS04............................329
A.2 Nachbefragung SS04...........................330
A.3 Fragebogen VRP WS04/05.......................333
A.4 Korrelationstabellen VRP WS04/05 ..................339
B Evaluation SMARTFRAME 347
B.l Screen Recording und Lautes Denken..................347
B.l.l Aufgabenstellung: Lautes Denken................347
B.l.2 Auswertungsbogen Screen Recording und Lautes Denken . . . 348
B.1.3 Leitfadengestütztes Interview zu SmartFrame - Auswer-
tungsbogen ............................352
B.2 Kernkonzepte...............................355
B.2.1 Vorbefragung...........................355
B.2.2 Korrelationstabellen zu der Vorbefragung............358
B.2.3 Evaluation der SMARTFRAME-Konzeption...........363
B.2.4 Nachbefragung..........................370
B.2.5 Korrelationstabellen zu der Nachbefragung...........377
B.3 Feldstudie und Befragung zu SmartFrame..............380
Abbildungsverzeichnis
1.1 Aufbau der Arbeit ............................ 6
2.1 Informationspyramide [vgl. Rehäuser und Krcmar (1996), S. 3] .... 12
2.2 Wissenstreppe [vgl. North (2002), S. 41] ................ 14
2.3 Matrix zum Wissenstransfer [vgl. Nonaka und Takeuchi (1995), S. 62] 16
2.4 Informationsfluss durch das Gedächtnissystem [vgl. Atkinson und
Shiffrin (1968) sowie Edelmann (2000), S. 168 für die dt. Übersetzung] 18
2.5 Dualistische Lerntheorie [Edelmann (2000), S. 280] .......... 22
2.6 Vereinfachte Darstellung lerntheoretischer Unterrichtsparadigmen
[vgl. Schmitz (1998), S. 202].......................24
2.7 Lemzyklus [vgl. Kolb (1984), S. 42]...................28
2.8 Vereinfachte Darstellung der Funktionen von Methoden und Medi-
en bzw. Lernumgebungen gegenüber Lehrenden bzw. Medienentwick-
lern und Lernenden innerhalb verschiedener Lerntheorien [vgl. Issing
(2002), S. 156]...............................29
2.9 Intrinsische und extrinsische Motivation [Edelmann (2000), S. 258] . . 35
2.10 Formel der aktuellen Leistungsmotivation [Edelmann (2000), S. 254] . 36
2.11 Meta-Studie über den Zusammenhang zwischen relevanten Zielgrup-
penmerkmalen und CUL-Aspekten [Euler (1992), S. 64]........40
2.12 Klassifizierung von Wissens- und Lernbarrieren [Schüppel (1997),
S. 122]...................................41
3.1 Arten des computerunterstützten Lernens [Bodendorf (1990), S. 48] . 47
3.2 Prinzip eines Tutoriellen Systems [vgl. Bodendorf (1990), S. 59] ... 49
3.3 Heuristisches Modell zur Softwarebewertung [vgl. Baumgartner
(2002), S. 438]...............................53
3.4 Lerneraktivitäten innerhalb eines bestimmten Lernfeldes [Stiller
(2001), S. 120]...............................58
3.5 Naive Annahmen über die Wirkung von Sinnesmodalitäten und Lern-
aktivitäten [vgl. Weidenmann (2002), S. 48] ..............59
3.6 Erfahrungskegel [vgl. Dale (1969), S. 105]................60
3.7 Unidirektionales Modell der Kommunikation [vgl. Shannon (1948),
S. 380 und Shannon und Weaver (1976), S. 44]............. 62
3.8 Kommunikation mit dem Computer [Intemann (2002), S. 36]..... 66
3.9 Drei-Ebenen-Modell der Kommunikation mit dem Computer [zusam-
mengefasst und modifiziert; vgl. Intemann (2002), S. 61-64]...... 67
XV
XVI_______________________________Abbildungsverzeichnis
3.10 Benutzertypen entsprechend Verhaltens- und Einstellungsakzeptanz
[vgl. Müller-Böling und Müller (1986), S. 28]..............73
3.11 Task-Technology-Fit-Model [vgl. Goodhue (1995), S. 1830] ......74
3.12 Technology-Acceptance-Model 2 [Venkatesh und Davis (2000), S. 197] 75
4.1 Darstellung des Systemlebenszyklus [vgl. Seibt (2001), S. 457] mit
den integrierten Phasen des general system design [vgl. Issing (2002),
S. 157]................................... 86
4.2 Schematische Anordnung der Phasen.................. 87
4.3 Klassifikation von Befragungsmethoden [vgl. Kromrey (2002), S. 377] 91
4.4 Mehrebenemnodell............................ 97
4.5 Paradigma zur Konstruktion und Evaluation multimedialer
Lehr-/Lernumgebungen [vgl. Pricke (2002), S. 456]........... 99
4.6 Arbeitsschritte für den Unterricht als didaktische Strukturierungshilfe
[vgl. Issing (2002), S. 162] ........................102
4.7 Vorgehensmodell - Entwicklung und Produktion multimedialer Lern-
software [vgl. Issing (2002), S. 172] ...................103
4.8 Vorgehensmodell: Systematisches Instruktionsdesign - logische Abfol-
ge der Einzelschritte: Analyse - Entwicklung - Evaluation [vgl. Issing
(2002), S. 158]...............................104
4.9 Komponentenhierarchie für eine HDM-Entität [vgl. Schellhase
(2001), S. 47] ...............................110
4.10 Hyperbasis- und Zugriffsschema schematisch dargestellt [vgl. Prater-
nali und Paolini (1998), S. 424] .....................112
4.11 Beispiele für Cross-Media-Publishing..................118
4.12 n-izer-Architekturbeispiele........................118
4.13 Architektur für Web-Dienste: SOA...................120
4.14 Architektur Integrierter Internet-Lernumgebungen [Ferstl und
Schmitz (2001), S. 20] ..........................121
4.15 LTSA abstraction-implementation layers. Only layer 3 (system com-
ponents) is normative in this Standard [IEEE Learning Technology
Standards Committee (2001), S. 17]...................123
4.16 Schema eines Learning Management Content Systems [vgl. Häfele
(2002), S. 282]...............................123
4.17 Ordnungsschema Vorgehensrnodelle [vgl. Fischer et al. (1998), S. 17] . 126
4.18 Spezialisierung und Konkretisierung von Vorgehensmodellen: Darstel-
lung der verschiedenen Abstraktionsebenen [modifiziert und erwei-
tert; vgl. Biskup und Fischer (1996), S. 5 sowie Pawlowski (2001),
S. 57]....................................127
4.19 Wasserfallmodell mit Rückkopplung und Prototyping [modifiziert und
kombiniert; vgl. Boehm (1981) und Royce (1970)]...........128
4.20 Wasserfallmodell-Ansatz für Web-Applikationen............130
4.21 V-Modell [Fink et al. (2005), S. 187] ..................131
4.22 Spiral-Modell der Softwareentwicklung [vgl. Boehm (1988), S. 64] . . 132
4.23 Kombiniertes Vorgehensmodell......................134
Abbildungsverzeichnis XVII
5.1 VORMS - Übersicht über die Teilprojekte...............140
5.2 Struktur und Zusammensetzung des Lernmaterials aus Lernobjekten . 141
5.3 Struktur von LMML...........................142
5.4 Gestaltung des Lernmaterials ......................146
5.5 Ausschnitt aus dem Kurs Simulation..................147
5.6 Oberfläche des Simulationswerkzeugs SlMTOOL ............147
5.7 Dynamische Darstellung von Verteilungsfunktionen..........150
5.8 Integration in SlMTOOL .........................150
5.9 Modifikation der Parametereinstellungen................151
5.10 Dynamische Darstellung einer Formel..................152
5.11 Aufzeichnung der Modellierung eines Simulationsmodells.......153
5.12 Simtool während der Aufnahme....................154
5.13 Veranschaulichung eines 2-Maschinen-Flow-Shop-Problems......156
5.14 Flow-Shop-Problem [Domschke et al. (1997), S. 394]..........156
5.15 PowerPoint-Präsentation mit integrierten Animationspfaden.....156
5.16 Beispiel für ein interaktives Flow-Shop-Applet [Hochbaum (2006)] . . 157
5.17 Beispiel für ein interaktives Flow-Shop-Applet [Hartmann et al. (2006)] 158
5.18 Möglicher Einsatz von Simtool für ein Flow-Shop-Problem.....160
5.19 TSP - Landkarte.............................163
5.20 TSP - Abstraktion............................164
5.21 TSP - Beispiel für ein NP-schweres Problem..............164
5.22 TSP - Greedy-Algorithmus.......................165
5.23 Selbsttest - Greedy-Algorithmus.....................165
5.24 Local Search - Veranschaulichung....................166
5.25 Local Search - 2-opt-Verfahren .....................167
5.26 Local Search Übungsmöglichkeit....................167
5.27 Branch and Bound............................168
5.28 Branch and Bound - Verzweigung eines Problems...........169
5.29 Branch and Bound - Kostenmatrix für ein 4-Städte-TSP.......170
5.30 PILOT-Methode .............................171
5.31 PILOT-Methode - Beispiel........................172
5.32 Konstruktion einer Lösungsdarstellung - Permutationsvektor.....172
5.33 Konstruktion einer Nachbarschaft....................173
5.34 Durchlaufen des Lösungsraumes.....................173
5.35 MetaVisu - Applet zur Darstellung von Abläufen bei Meta-Heuristikenl73
6.1 Anmeldung an WebCT.......................... 179
6.2 Aufbau der Kursansicht in WebCT mit den Zusatzmenüs des
Designer-Modus.............................. 180
6.3 Navigationsleiste bei WebCT-Kursen.................. 181
6.4 Kommunikationsmöglichkeiten in WebCT - Mail und Forum..... 182
6.5 Übersicht der Optionen für den Designer bei der Kurserstellung . . . 182
6.6 Screenshot VRP............................. 187
6.7 Zeit der Internetnutzung pro Tag.................... 191
6.8 Hauptsächlicher Nutzungsort des Internets............... 191
6.9 E-Leaming-Vorerfahrungen........................ 192
XVIII ______________________Abbildungsverzeichnis
6.10 Wichtigkeit der Unterstützung des herkömmlichen Lernens durch E-
Learning..................................
6.11 Begrüßung der Einführung rein virtueller Veranstaltungen ......193
6.12 Wichtige E-Learning-Einsatzmöglichkeiten...............193
6.13 Einschätzung der Wichtigkeit von E-Learning .............197
6.14 Einschätzung der Wichtigkeit von E-Learning-Einsatzmöglichkeiten . 197
6.15 Einschätzung der Steigerung der Lerncjualität und Motivation .... 198
6.16 Zusammenstellung akzeptanzbezogener Items .............1
6.17 Motivation in Abhängigkeit vom Einsatzszenario............200
6.18 Motivation VRP insgesamt .......................200
6.19 Einschätzung der bevorzugten Präsentation und Nutzung der Lern-
inhalte ...................................201
6.20 Einschätzung der bevorzugten Lernform ................201
6.21 Einschätzung von konkreten Unterrichtsformen.............202
6.22 Übersicht Korrelationen EEI 3 .....................209
6.23 Verteilung der Nutzertypen .......................213
6.24 Durchschnittliche Zugriffsanzahl pro themenbezogener Seite .....215
6.25 Veränderung der Ergebnisse nach Einsatz des virtuellen Rechnerprak-
tikums (1).................................216
6.26 Veränderung der Ergebnisse nach Einsatz des virtuellen Rechnerprak-
tikums (2).................................216
6.27 Veränderung der Ergebnisse nach Einsatz des virtuellen Rechnerprak-
tikums (3).................................217
6.28 Zusammenhang zwischen der durchschnittlichen Anzahl der Zugriffe
und der Klausurnote...........................218
6.29 Zusammenhang zwischen Klausurpunkten und dem Nutzertyp . ¦• ¦ 21
7.1 Systemarchitektur von SmartFrame..................225
7.2 Darstellung der SmartBars innerhalb der Lernumgebung......227
7.3 Verwendimg der SmartBars zur Darstellung eines Glossar-Eintrags 228
7.4 Systemarchitektur von SmartFrame..................230
7.5 Konstruktion des Lernmaterials aus Objekten.............232
7.6 Screenshot der Konfigurationsansicht für die Einstellung der didakti-
schen Präferenzen.............................233
7.7 Adaptivität in SmartFrame......................235
7.8 Lernpfad und Abhängigkeit der Objekte im Hypergraph .......237
7.9 Editoren für die Objekte in SmartFrame...............238
7.10 Synchronized Blended Learning am Beispiel des Abgleichs von Prä-
senzveranstaltung mit dem Selbststudium; vgl. Frank et al. (2002)
und Frank et al. (2005)..........................240
7.11 Skizze vom Untersuchungsaufbau des Lauten Denkens mit synchro-
nem Screen Recording..........................243
7.12 Suchverhalten.................... ... . .......246
7.13 Navigationsprobleme...........................246
7.14 Hilfe von außen..............................247
7.15 Zielerreichung...............................248
Abbildungsverzeichnis XIX
7.16 Lösungszeit/Screenrecording.......................248
7.17 Einschätzung der Computerkenntnisse .................249
7.18 Nutzung des Internets ..........................250
7.19 Ort der Internetnutzung.........................250
7.20 Einstellung zur Arbeit mit SmartFrame...............251
7.21 Weiterempfehlung von SmartFrame..................251
7.22 Klausurvorbereitung...........................252
7.23 Farbgestaltung ..............................252
7.24 Übersichtlichkeit der Benutzeroberfläche................253
7.25 Adaptivität von VLU...........................253
7.26 Veränderung der Gestaltung der Kursauswahl.............254
7.27 Veränderungen der Gestaltung der Navigation auf dem Lernpfad . . . 254
7.28 Modul ER Vorlesung...........................257
7.29 Modul MM Vorlesung..........................257
7.30 Modul ERM Video............................258
7.31 Modul MM Video ............................259
7.32 Interaktives Lernangebot zu ERM ...................259
7.33 Items zu E-Learning...........................260
7.34 Items bezogen auf die Gestaltung und Präsentation des Lernmaterials 261
7.35 Items bezogen auf die individueüen Konfigurationsmöglichkeiten . . . 261
7.36 Items bezogen auf die Adaptivität....................262
7.37 Zusammenhänge zwischen den Items der Befragung zu den Erwar-
tungen der Vorlesungsteilnehmer - grafische Darstellung .......265
7.38 Items bezogen auf die Einstellungsakzeptanz des Zusatzmoduls .... 266
7.39 Items zur kognitiven und affektiven Einstellungsakzeptanz der ver-
schieden aufbereiteten Lerninhalte....................267
7.40 Vorher-Nachher-Betrachtung der Items bezogen auf die Vorerfahrung
und Akzeptanz von E-Learning.....................267
7.41 Vorher-Nachher-Betrachtung der Items bezogen auf die Gestaltung
und die Präsentation des Lernmaterials.................268
7.42 Vorher-Nachher-Betrachtung der Items bezogen auf die individuellen
Konfigurationsmöglichkeiten.......................269
7.43 Vorher-Nachher-Betrachtung der Items bezogen auf die Adaptivität . 269
7.44 Items bezogen auf die (kognitive) Einstellungsakzeptanz des Zusatz-
moduls (n2=82)..............................270
7.45 Items zur kognitiven und afFektiven Einstellungsakzeptanz der ver-
schieden aufbereiteten Lerninhalte....................271
7.46 Vorher (nl=125) -Nachher (n2=82) -Betrachtung der Items bezogen
auf die Vorerfahrung und Akzeptanz von E-Learning .........271
7.47 Vorher (nl=125)-Nachher (n2=82)-Betrachtung der Items bezogen
auf die Gestaltung und die Präsentation des Lernmaterials......272
7.48 Vorher (nl=125)-Nachher (n2=82)-Betrachtung der Items bezogen
auf die individuellen Konfigurationsmöglichkeiten...........272
7.49 Vorher (nl=125)-Nachher (n2=82)-Betrachtung der Items bezogen
auf die Adaptivität............................273
Abbildungsverzeichnis
7.50 Items bezogen auf die (kognitive) Einstellungsakzeptanz des Zusatz-
moduls, (n2=82 und n3=51)...................... . 274
7.51 Betrachtung der Items bezogen auf die Gestaltung und die
Präsentation des Lernniaterials, (m2=82 und n3=51) .........274
7.52 Betrachtung der Items bezogen auf die individuellen Konfigurations-
möglichkeiten, (n2=82 und n3=51)...................275
7.53 Betrachtung der Items bezogen auf die Adaptivität, (n2=82 und n3=51)275
7.54 Zusammenhänge zwischen den Items der Vor-und Nachbefragung . 281
7.55 Verschiedene Alternativen von Lernobjekten im Hypergraph.....283
7.56 Bewertung der Items Ausdrucken, virtuelle Vorlesung und virtuelle
Übungen..................................284
7.57 Bewertung der Wichtigkeit von E-Learning...............284
7.58 Bewertung der Items zur Nutzung....................285
7.59 Bewertung der Items Motivation, Verständnis, Abstimmung mit Vor-
lesung, Schwierigkeitsgrad und Wortschatz...............285
7.60 Bewertung der Items zur Gestaltung von SmartFrame .......286
7.61 Bewertung der Items zur Motivation ..................287
7.62 Bewertung der Items Lernqualität, Farbgestaltung, Wichtigkeit von
Alternativen und Gebrauch von Alternativen..............287
7.63 Bewertung der Items zu alternativen Lernobjekten und Adaptivität . 288
8.1 SmartPool ...............................295
8.2 Überblick über die Komponenten für einen SmartPool.......296
B.l Seitliche Navigationsleiste........................349
B.2 Kursauswahlmenü - Variante 1 .....................349
B.3 Kursauswahlmenü - Variante 2.....................349
B.4 Navigationsleiste Lernpfad........................350
B.5 Obere Navigationsleiste..........................350
B.6 Hypergraph (Lernpfad)..........................350
B.7 Forum - obere Navigationsleiste.....................350
B.8 Forum - seitliche Navigationsleiste ...................351
B.9 Forum - Suchfunktion..........................351
B.10 Forum - Beitragsart ...........................351
B.ll Interaktives Lernangebot zur ERM - Aufgabenstellung........363
B.12 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil la: Entitäten und Attribute364
B.13 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil lb: Entitäten und Attribute365
B.14 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil 2a: Beziehungen......366
B.l5 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil 2b: Beziehungen......367
B.16 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil 3a: Kardinalitäten.....368
B.17 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil 3b: Kardinalitäten.....369
Tabellenverzeichnis
2.1 Wissenskategorien [vgl. von Krogh und Venzin (1995), S. 424] .... 15
2.2 Inhaltliche Wissenskategorisierung [vgl. Mandl und Reinmann-
Rothmeier (1998b), S. 459]........................ 16
2.3 Lernzieltaxonomie der kognitiven Lernziele [vgl. Bloom et al. (1976),
S. 217-223] ................................31
2.4 Rolle des Lehrenden [vgl. Pawlowski (2001), S. 34]...........32
2.5 Resultierende Tendenz der aktuellen Leistungsmotivation [vgl. Edel-
mann (2000), S. 253]...........................35
3.1 Überblick: geeignete Auswahl von Medien bzw. Codierungen zur Ver-
mittlung bestimmter Informationstypen [vgl. Uden (2002), S. 176] . . 57
3.2 Differenzierung medialer Angebote [vgl. Weidenmann (2002), S. 47] . 59
4.1 Mängel von Kriterienkatalogen [vgl. Tergan (2001), S. 321-334] . ... 96
4.2 Differenzierung der Verwendung von Inhaltsbausteinen........107
6.1 Zusammenhänge zwischen den Items der Befragung..........204
6.2 Tatsächliche Nutzung...........................212
6.3 Nutzertypen abhängig von der Nutzung des virtuellen Lernangebots
in der Präsenzlehre bzw. zum selbstgesteuerten virtuellen Lernen . . .213
6.4 Nutzung durch selbstgesteuertes virtuelles Lernen...........214
6.5 Aufrufhäufigkeit von übungsrelevanten vs. nicht übungsrelevanten
Seiten...................................214
6.6 Verweildauer auf übungsrelevanten vs. nicht-übungsrelevanten Seiten 214
7.1 Alternative Lernobjekte im Zusatzmodul................256
7.2 Zusammenhänge zwischen den Items der Vorbefragung........263
7.3 Zusammenhänge zwischen den Items der Nachbefragung (1) .....277
7.4 Zusammenhänge zwischen den Items der Nachbefragung (2) .....278
A.l Korrelationen mit Wichtigkeit von E-Learning.............339
A.2 Korrelationen mit Motivation: VLU ..................340
A.3 Korrelationen mit Motivation: Vorbereitung ..............340
A.4 Korrelationen mit Motivation: Übungsaufgaben.............341
A.5 Korrelationen mit Motivation: RP insgesamt..............341
A.6 Korrelationen mit Blended Learning...................342
A.7 Korrelationen mit Herkömmliche Form + VLU............342
A.8 Korrelationen mit Herkömmliche Form.................342
XXI
Tabellenverzeichnis
A.9 Korrelationen mit Ausdrucken......................343
A.10 Korrelationen mit Virtuelle Vorlesung .................343
A.ll Korrelationen mit Stunden VLU.....................343
A.12 Korrelationen mit Nutzung Beispiele ..................343
A.13 Korrelationen mit Nutzung Forum....................344
A.14 Korrelationen mit Nutzung Applets...................344
A.15 Korrelationen mit Nutzung Bilder....................344
A. 16 Korrelationen mit Verständnis......................344
A.17 Korrelationen mit Schwierigkeitsgrad..................344
A.18 Korrelationen mit Wortschatz......................345
A.19 Korrelationen mit Außau ........................345
A.20 Korrelationen mit Bedienungsaufwand und Audio...........345
A.21 Korrelationen mit Lernqualität......................345
A.22 Korrelationen mit Audio und Video...................345
B.l Korrelationen mit Geschlecht ......................358
B.2 Korrelationen mit Erfahrung E-Learning................358
B.3 Korrelationen mit E-Learning an Universität..............359
B.4 Korrelationen mit Arbeit. VLU......................359
B.5 Korrelationen mit Zugriff E-Learning..................359
B.6 Korrelationen mit mehrsprachiges Material...............360
B.7 Korrelationen mit Lernen mit Texten..................360
B.8 Korrelationen mit Lernen mit Bildern..................360
B.9 Korrelationen mit Lernen mit interaktiven Animationen........361
B.10 Korrelationen mit Lernen mit Videos..................361
B.ll Korrelationen mit Veranstaltung auf Video...............361
B.12 Korrelationen mit individuelle Einstellungen..............361
B.13 Korrelationen mit individuelle Unterstützung durch VLU.......362
B.14 Korrelationen mit diverse Medientypen.................362
B.15 Korrelationen mit diverse Ausrichtungen................362
B.16 Korrelationen mit diverse Schwierigkeitsgrade.............362
B.17 Korrelationen mit alternative Lernobjekte................363
B.18 Korrelationen mit Auswahl VLU (vollständig), Selbstauswahl + Info
Alternativen................................363
B.19 Korrelationen mit Geschlecht ......................377
B.20 Korrelationen mit Erfahrung E-Learning................377
B.21 Korrelationen mit E-Learning an Universität..............378
B.22 Korrelationen mit Arbeit VLU......................378
B.23 Korrelationen mit Zugriff E-Learning..................379
B.24 Korrelationen mit mehrsprachiges Material...............379
B.25 Korrelationen mit Lernen mit Texten..................379
B.26 Korrelationen mit Lernen mit Bildern..................380
B.27 Korrelationen mit Lernen mit interaktiven Animationen........380
B.28 Korrelationen mit Lernen mit Videos..................381
B.29 Korrelationen mit Veranstaltung auf Video...............381
B.30 Korrelationen mit individuelle Einstellungen..............382
Tabellenverzeichnis XXIII
B.31 Korrelationen mit individuelle Unterstützung durch VLU.......382
B.32 Korrelationen mit diverse Medientypen.................382
B.33 Korrelationen mit diverse Schwierigkeitsgrade, alternative Lernobjekte 383
B.34 Korrelationen mit Auswahl VLU (vollständig), Selbstauswahl + Info
Alternativen................................383
B.35 Korrelationen mit Vorauswahl VLU + Info Alternativen, Lernangebot
genutzt...................................384
B.36 Korrelationen mit Nutzung VLU, Zusatzmodul zur Vorbereitung hilf-
reich ....................................384
B.37 Korrelationen mit Angebot Zusatzmodul sinnvoll, Verwendung VLU
sinnvoll ..................................385
Abkürzungsverzeichnis
AGV Automated Guided Vehicle ............................ 155
ATI Aptitude-Treatment-Interaction ........................ 43
BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung ......... 95
BWL Betriebswirtschaftslehre ................................ 28
CBT Computer-Based-Training .............................. 45
CORBA Common Object Request Broker Architecture .......... 120
CSS Cascading Style Sheets ................................. 145
EDI Electronic Data Interchange ........................... 120
EEI Evaluations- und Entwicklungsiteration ................ 177
ER Entity-Relationship .................................... 112
ERM Entity-Relationship-Modellierung ...................... 255
FET Fisher Exact Test ...................................... 203
GMW Gesellschaft für Medien in der Wissenschaft ............ 95
GUI Graphical User Interface ............................... 70
HDM Hypertext Design Model ............................... 109
HTML Hypertext Markup Language .......................... 47
HTTP Hypertext Transfer Protocol ........................... 115
IFORS International Federation of Operational Research Socie- .„„
ties ....................................................
IKS Informations- und Kommunikationssysteme ............ 84
IKT Informations- und Kommunikationstechnologien........ 46
ITS Intelligente Tutorielle Systeme ......................... 47
Java-RMI Java Remote Method Invocation ....................... 120
XXV
XXVI
_______________________Tabellenverzeichnis
Künstliche Intelligenz .................................. 17
komprimiert ........................................... 203
Learning Content Management Systeme ................ 53
Lightweight Directory Access Protocol ................. 118
Learning Material Markup Language................... 141
Leaming Management Systeme ........................ 52
Learning Object Metadata ............................. 141
Lerntechnologien ....................................... 54
Learning Technology Systems Architecture ............. 122
Learning Technology Standards Committee ............ 122
Mathematics Markup Language ........................ 143
Mathematische Modellierung........................... 255
Model-View-Controller ................................. 119
Nichterfüllung der Bedingungen ........................ 203
nicht signifikant ........................................ 203
Object-oriented Hypertext Design Model............... 109
Operations Research und Management Science ......... 138
Personal Digital Assistant.............................. 48
Portable Document Format ............................ 232
Question and Test Interoperability ..................... 225
Relationship Management Methodology ................ 109
Rechnerpraktikum ..................................... 184
Sharable Content Object Reference Model ............. 48
Service Oriented Architecture .......................... 120
Scalable Vector Graphic ............................... 162
Technology-Acceptance-Model ......................... 74
Traveling Salesman Problem ........................... 162
Task-Technology-Fit-Model ............................ 73
KI
KO
LCMS
LDAP
LMML
LMS
LOM
LT
LTSA
LTSC
MathML
MM
MVC
NB
NS
OHDM
OR/MS
PDA
PDF
QTI
RMM
RP
SCORM
SOA
SVG
TAM
TSP
TTFM
Abkürzungsverzeichnis XXVII
URI Uniform Resource Identifier ............................ 120
VLU Virtuelle Lernumgebung ............................... 44
VOR MS Virtuelles Studienfach Operations Research und Manage- .__
ment Science ..........................................
VP Versuchspersonen ...................................... 36
VPN Virtual Private Network ............................... 45
VRP Virtuelles Rechnerpraktikum ........................... 184
VWL Volkswirtschaftslehre .................................. 191
WBT Web-Based-Training ................................... 45
WYSIWYG What You See Is What You Get ....................... 184
XML Extensible Markup Language .......................... 47
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis IX
Abbildungsverzeichnis XV
Tabellenverzeichnis XXI
Abkürzungsverzeichnis XXV
1 Einleitung 1
1.1 Problemstellung und Motivation. 2
1.2 Ziele der Arbeit. 3
1.3 Wissenschaftliche Einordnung und Fachbezug . 3
1.4 Aufbau und Gang der Untersuchung . 5
1 Grundlagen 9
2 Grundlagen zur Vermittlung und Erlangung von Wissen 11
2.1 Zeichen, Daten, Information und Wissen. 11
2.2 Wissenskategorien. 14
2.2.1 Differenzierung nach Art und Transfermöglichkeit. 14
2.2.2 Kategorisierung nach Wissensinhalten. 16
2.3 Wissenserwerb als Informationsverarbeitung. 17
2.4 Lernen. 20
2.5 Lehren. 21
2.6 Lerntheorien. 23
2.6.1 Behaviorismus. 24
2.6.2 Kognitivismus und Konstruktivismus. 24
2.6.3 Radikaler und Pragmatischer Konstruktivismus. 30
2.7 Lehr-/Lernziele. 30
2.8 Rolle des Lehrenden und Lehrfunktionen. 31
2.9 Merkmale des Lernenden. 33
2.9.1 Kognitive Aspekte. 33
2.9.2 Emotionale und motivationale Aspekte. 33
2.9.3 Lernstile - Lernertypen. 37
2.10 Lernbarrieren. 40
2.11 Lernumgebung . 42
IX
Inhaltsverzeichnis
Lernen mit (elektronischen) Medien 45
3.1 E-Learning. 45
3.2 Formen des E-Learning. 46
3.2.1 Klassifikationsschemata von E-Learning-Systemen. 47
3.2.1.1 Methodische Klassifikation. 47
3.2.1.2 Funktionale Klassifikation. 54
3.2.2 Multimedia und Lernen . 55
3.2.3 Multicodierung und Multimodalität. 58
3.2.3.1 Naive Annahmen. 59
3.2.3.2 Wissenschaftliche Untersuchungen . 60
3.2.4 Mediengestützte Interaktion. 62
3.2.5 Mensch-Computer-Kommunikation/Interaktion . 64
3.2.6 Interaktivität. 68
3.2.7 Design der Benutzerschnittstelle. 69
3.3 Akzeptanz von E-Learning. 72
3.4 Fazit - Anforderungen an virtuelle Lernumgebungen. 76
II Vorgehensweisen zur Evaluation und Entwicklung
von virtuellen Lehr- und Lernumgebungen 81
4 Evaluation und Entwicklung 83
4.1 Vorgehensstrategien und -modeile.83
4.2 Projektphasen.86
4.3 Evaluation von virtuellen Lernumgebungen.87
4.3.1 Allgemeine Ansätze - qualitative und quantitative Evaluation 88
4.3.2 Zur Verbindung von qualitativen und quantitativen Ansätzen . 90
4.3.3 Spezifische Ansätze der Evaluation.93
4.3.3.1 Kommerzielle vs. Open-Source-Lemumgebungen . 93
4.3.3.2 Kriterienkataloge.94
4.3.3.3 Mehrebenenmodell nach Kirkpatrick.96
4.3.3.4 Integrative Ansätze.98
4.3.3.5 Drei-Phasen-Ansatz .98
4.3.3.6 Paradigma zur Qualitätssicherung im Konstmkti-
onsprozess multimedialer Instruktionssysteme . 98
4.3.4 Fazit.101
4.4 Didaktisches Design/Instruktionsdesign.102
4.5 Gestaltung von Lernmaterial.106
4.5.1 Lernmodule.107
4.5.2 Modellierungsmethoden für webbasierte Applikationen . 109
4.5.2.1 Hypertext Design Model.109
4.5.2.2 Hypertext Design Model-lite (HDM-lite).112
4.6 Softwareentwicklung .113
4.6.1 Wiederverwendbarkeit .113
4.6.2 Referenzarchitekturen .114
4.6.2.1 Webbasierte Applikationen und Dienste.114
Inhaltsverzeichnis XI
4.6.2.2 Architekturen webbasierter Lernumgebungen . 121
4.6.3 Vorgehensmodelle der Softwareentwicklung. 124
4.6.3.1 Vorgehensstrategien, Vorgehensmodelle und Pro-
jektmodelle . 124
4.6.3.2 Wasserfallmodell. 126
4.6.3.3 Angepasstes Wasserfallmodell für webbasierte Appli-
kationen . 129
4.6.3.4 V-Modell. 129
4.6.3.5 Spiralmodell .131
4.7 Kombiniertes Vorgehensmodell.132
5 Multimediale Lösungsvorschläge für virtuelle Lernmodule im
Rahmen der (quantitativen) BWL-Ausbildung 137
5.1 Operations Research und Management Science in der Lehre.138
5.2 Gestaltungsmöglichkeiten von Lernmodulen .140
5.2.1 Kursaufbau.141
5.2.2 Simulation.145
5.2.2.1 Ein Simulationswerkzeug.146
5.2.2.2 Dynamisches Verteilungsapplet.149
5.2.2.3 Verschiedene Einsatzszenarien.152
5.2.2.4 Anwendungsbeispiel und Ausblick.154
5.2.3 Meta-Heuristiken.160
5.2.3.1 Vermittlung von Grundlagen .161
5.2.3.2 Lernmodul zum Traveling Salesman Problem . 162
5.2.3.3 Weitere Gestaltungsmöglichkeiten für Lernmodule . . 168
5.3 Fazit.171
III Fallstudien - Gestaltung, Einsatz und Bewertung
von virtuellen Lehr- und Lernumgebungen 175
6 Fallstudie 1 - WebCT 177
6.1 Kurzbeschreibung der Lernplattform WebCT.177
6.2 Produktbeschreibung.178
6.2.1 Kursansicht der Rolle Kursteilnehmer.178
6.2.2 Kursansicht Designer.181
6.3 Konzeption eines Blended Learning-Kurses in WebCT.184
6.3.1 Didaktik und Umsetzung.185
6.4 Evaluations- und Entwicklungsiteration 1.189
6.5 Leithypothesen zu EEI 2 und 3.189
6.6 Evaluations- und Entwicklungsiteration 2.190
6.7 Evaluations- und Entwicklungsiteration 3.194
6.7.1 Befragung - Konzeption und Auswertung.195
6.7.2 Ergebnisse.196
6.7.3 Logfile-Analyse und Klausur.210
6.7.4 Ergebnisse.211
XII _ Inhaltsverzeichnis
6.8 Diskussion der Ergebnisse.218
7 Fallstudie 2 - SMARTFRAME 223
7.1 Konzeption und Didaktik.223
7.1.1 SmartBars .226
7.1.2 Systemarchitektur.229
7.1.3 Transformation des Lernmaterials.231
7.2 Adaptivität.233
7.2.1 Konfiguration der Adaptivität.233
7.2.2 Autorenunterstützung und Visualisierung des Lernmaterials . 236
7.2.3 Synchronized Blended Learning.239
7.3 Entwicklungsiterationen von SmartFrame.240
7.3.1 Evaluations- und Entwicklungsiteration 1.241
7.3.2 Evaluations- und Entwicklungsiteration 2.242
7.3.3 Evaluations- und Entwicklungsiteration 3.255
7.3.3.1 Auswahl der Untersuchungsmethode.255
7.3.3.2 Gestaltung des Zusatzmoduls.255
7.3.3.3 Deskriptive Datenanalyse - Vorbefragung.258
7.3.3.4 Exkurs - Zusammenhänge zwischen den Items der
Vorbefragung.262
7.3.3.5 Deskriptive Datenanalyse - Nachbefragung (Bewer-
tung) .266
7.3.3.6 Deskriptive Datenanalyse - Vergleichende Betrach-
tung Vorbefragung (1) und Nachbefragung (Bewer-
tung) (2) .268
7.3.3.7 Eingegrenzte Kriterien - Nutzer des Zusatzmoduls . 268
7.3.3.8 Eingegrenzte Kriterien - Nutzer vs. Nicht-Nutzer des
Zusatzmoduls.273
7.3.3.9 Exkurs - Zusammenhänge zwischen den Items der
Nachbefragung.276
7.3.3.10 Diskussion der Ergebnisse.279
7.3.4 Evaluations- und Entwicklungsiteration 4.280
7.3.4.1 Auswahl der Untersuchungsmethode.280
7.3.4.2 Perspektive/Erfahrungen des Autors.282
7.3.4.3 Perspektive des Lernenden.283
7.4 Diskussion der Ergebnisse.289
8 Zusammenfassung und Ausblick 291
Literaturverzeichnis 299
Stichwortverzeichnis 317
Inhaltsverzeichnis XIII
Anhang 329
A Evaluation des virtuellen Rechnerpraktikums in WebCT 329
A.l Vorbefragung SS04.329
A.2 Nachbefragung SS04.330
A.3 Fragebogen VRP WS04/05.333
A.4 Korrelationstabellen VRP WS04/05 .339
B Evaluation SMARTFRAME 347
B.l Screen Recording und Lautes Denken.347
B.l.l Aufgabenstellung: Lautes Denken.347
B.l.2 Auswertungsbogen Screen Recording und Lautes Denken . . . 348
B.1.3 Leitfadengestütztes Interview zu SmartFrame - Auswer-
tungsbogen .352
B.2 Kernkonzepte.355
B.2.1 Vorbefragung.355
B.2.2 Korrelationstabellen zu der Vorbefragung.358
B.2.3 Evaluation der SMARTFRAME-Konzeption.363
B.2.4 Nachbefragung.370
B.2.5 Korrelationstabellen zu der Nachbefragung.377
B.3 Feldstudie und Befragung zu SmartFrame.380
Abbildungsverzeichnis
1.1 Aufbau der Arbeit . 6
2.1 Informationspyramide [vgl. Rehäuser und Krcmar (1996), S. 3] . 12
2.2 Wissenstreppe [vgl. North (2002), S. 41] . 14
2.3 Matrix zum Wissenstransfer [vgl. Nonaka und Takeuchi (1995), S. 62] 16
2.4 Informationsfluss durch das Gedächtnissystem [vgl. Atkinson und
Shiffrin (1968) sowie Edelmann (2000), S. 168 für die dt. Übersetzung] 18
2.5 Dualistische Lerntheorie [Edelmann (2000), S. 280] . 22
2.6 Vereinfachte Darstellung lerntheoretischer Unterrichtsparadigmen
[vgl. Schmitz (1998), S. 202].24
2.7 Lemzyklus [vgl. Kolb (1984), S. 42].28
2.8 Vereinfachte Darstellung der Funktionen von Methoden und Medi-
en bzw. Lernumgebungen gegenüber Lehrenden bzw. Medienentwick-
lern und Lernenden innerhalb verschiedener Lerntheorien [vgl. Issing
(2002), S. 156].29
2.9 Intrinsische und extrinsische Motivation [Edelmann (2000), S. 258] . . 35
2.10 Formel der aktuellen Leistungsmotivation [Edelmann (2000), S. 254] . 36
2.11 Meta-Studie über den Zusammenhang zwischen relevanten Zielgrup-
penmerkmalen und CUL-Aspekten [Euler (1992), S. 64].40
2.12 Klassifizierung von Wissens- und Lernbarrieren [Schüppel (1997),
S. 122].41
3.1 Arten des computerunterstützten Lernens [Bodendorf (1990), S. 48] . 47
3.2 Prinzip eines Tutoriellen Systems [vgl. Bodendorf (1990), S. 59] . 49
3.3 Heuristisches Modell zur Softwarebewertung [vgl. Baumgartner
(2002), S. 438].53
3.4 Lerneraktivitäten innerhalb eines bestimmten Lernfeldes [Stiller
(2001), S. 120].58
3.5 Naive Annahmen über die Wirkung von Sinnesmodalitäten und Lern-
aktivitäten [vgl. Weidenmann (2002), S. 48] .59
3.6 Erfahrungskegel [vgl. Dale (1969), S. 105].60
3.7 Unidirektionales Modell der Kommunikation [vgl. Shannon (1948),
S. 380 und Shannon und Weaver (1976), S. 44]. 62
3.8 Kommunikation mit dem Computer [Intemann (2002), S. 36]. 66
3.9 Drei-Ebenen-Modell der Kommunikation mit dem Computer [zusam-
mengefasst und modifiziert; vgl. Intemann (2002), S. 61-64]. 67
XV
XVI_Abbildungsverzeichnis
3.10 Benutzertypen entsprechend Verhaltens- und Einstellungsakzeptanz
[vgl. Müller-Böling und Müller (1986), S. 28].73
3.11 Task-Technology-Fit-Model [vgl. Goodhue (1995), S. 1830] .74
3.12 Technology-Acceptance-Model 2 [Venkatesh und Davis (2000), S. 197] 75
4.1 Darstellung des Systemlebenszyklus [vgl. Seibt (2001), S. 457] mit
den integrierten Phasen des general system design [vgl. Issing (2002),
S. 157]. 86
4.2 Schematische Anordnung der Phasen. 87
4.3 Klassifikation von Befragungsmethoden [vgl. Kromrey (2002), S. 377] 91
4.4 Mehrebenemnodell. 97
4.5 Paradigma zur Konstruktion und Evaluation multimedialer
Lehr-/Lernumgebungen [vgl. Pricke (2002), S. 456]. 99
4.6 Arbeitsschritte für den Unterricht als didaktische Strukturierungshilfe
[vgl. Issing (2002), S. 162] .102
4.7 Vorgehensmodell - Entwicklung und Produktion multimedialer Lern-
software [vgl. Issing (2002), S. 172] .103
4.8 Vorgehensmodell: Systematisches Instruktionsdesign - logische Abfol-
ge der Einzelschritte: Analyse - Entwicklung - Evaluation [vgl. Issing
(2002), S. 158].104
4.9 Komponentenhierarchie für eine HDM-Entität [vgl. Schellhase
(2001), S. 47] .110
4.10 Hyperbasis- und Zugriffsschema schematisch dargestellt [vgl. Prater-
nali und Paolini (1998), S. 424] .112
4.11 Beispiele für Cross-Media-Publishing.118
4.12 n-izer-Architekturbeispiele.118
4.13 Architektur für Web-Dienste: SOA.120
4.14 Architektur Integrierter Internet-Lernumgebungen [Ferstl und
Schmitz (2001), S. 20] .121
4.15 LTSA abstraction-implementation layers. Only layer 3 (system com-
ponents) is normative in this Standard [IEEE Learning Technology
Standards Committee (2001), S. 17].123
4.16 Schema eines Learning Management Content Systems [vgl. Häfele
(2002), S. 282].123
4.17 Ordnungsschema Vorgehensrnodelle [vgl. Fischer et al. (1998), S. 17] . 126
4.18 Spezialisierung und Konkretisierung von Vorgehensmodellen: Darstel-
lung der verschiedenen Abstraktionsebenen [modifiziert und erwei-
tert; vgl. Biskup und Fischer (1996), S. 5 sowie Pawlowski (2001),
S. 57].127
4.19 Wasserfallmodell mit Rückkopplung und Prototyping [modifiziert und
kombiniert; vgl. Boehm (1981) und Royce (1970)].128
4.20 Wasserfallmodell-Ansatz für Web-Applikationen.130
4.21 V-Modell [Fink et al. (2005), S. 187] .131
4.22 Spiral-Modell der Softwareentwicklung [vgl. Boehm (1988), S. 64] . . 132
4.23 Kombiniertes Vorgehensmodell.134
Abbildungsverzeichnis XVII
5.1 VORMS - Übersicht über die Teilprojekte.140
5.2 Struktur und Zusammensetzung des Lernmaterials aus Lernobjekten . 141
5.3 Struktur von LMML.142
5.4 Gestaltung des Lernmaterials .146
5.5 Ausschnitt aus dem Kurs Simulation.147
5.6 Oberfläche des Simulationswerkzeugs SlMTOOL .147
5.7 Dynamische Darstellung von Verteilungsfunktionen.150
5.8 Integration in SlMTOOL .150
5.9 Modifikation der Parametereinstellungen.151
5.10 Dynamische Darstellung einer Formel.152
5.11 Aufzeichnung der Modellierung eines Simulationsmodells.153
5.12 Simtool während der Aufnahme.154
5.13 Veranschaulichung eines 2-Maschinen-Flow-Shop-Problems.156
5.14 Flow-Shop-Problem [Domschke et al. (1997), S. 394].156
5.15 PowerPoint-Präsentation mit integrierten Animationspfaden.156
5.16 Beispiel für ein interaktives Flow-Shop-Applet [Hochbaum (2006)] . . 157
5.17 Beispiel für ein interaktives Flow-Shop-Applet [Hartmann et al. (2006)] 158
5.18 Möglicher Einsatz von Simtool für ein Flow-Shop-Problem.160
5.19 TSP - Landkarte.163
5.20 TSP - Abstraktion.164
5.21 TSP - Beispiel für ein NP-schweres Problem.164
5.22 TSP - Greedy-Algorithmus.165
5.23 Selbsttest - Greedy-Algorithmus.165
5.24 Local Search - Veranschaulichung.166
5.25 Local Search - 2-opt-Verfahren .167
5.26 Local Search Übungsmöglichkeit.167
5.27 Branch and Bound.168
5.28 Branch and Bound - Verzweigung eines Problems.169
5.29 Branch and Bound - Kostenmatrix für ein 4-Städte-TSP.170
5.30 PILOT-Methode .171
5.31 PILOT-Methode - Beispiel.172
5.32 Konstruktion einer Lösungsdarstellung - Permutationsvektor.172
5.33 Konstruktion einer Nachbarschaft.173
5.34 Durchlaufen des Lösungsraumes.173
5.35 MetaVisu - Applet zur Darstellung von Abläufen bei Meta-Heuristikenl73
6.1 Anmeldung an WebCT. 179
6.2 Aufbau der Kursansicht in WebCT mit den Zusatzmenüs des
Designer-Modus. 180
6.3 Navigationsleiste bei WebCT-Kursen. 181
6.4 Kommunikationsmöglichkeiten in WebCT - Mail und Forum. 182
6.5 Übersicht der Optionen für den Designer bei der Kurserstellung . . . 182
6.6 Screenshot VRP. 187
6.7 Zeit der Internetnutzung pro Tag. 191
6.8 Hauptsächlicher Nutzungsort des Internets. 191
6.9 E-Leaming-Vorerfahrungen. 192
XVIII _Abbildungsverzeichnis
6.10 Wichtigkeit der Unterstützung des herkömmlichen Lernens durch E-
Learning.
6.11 Begrüßung der Einführung rein virtueller Veranstaltungen .193
6.12 Wichtige E-Learning-Einsatzmöglichkeiten.193
6.13 Einschätzung der Wichtigkeit von E-Learning .197
6.14 Einschätzung der Wichtigkeit von E-Learning-Einsatzmöglichkeiten . 197
6.15 Einschätzung der Steigerung der Lerncjualität und Motivation . 198
6.16 Zusammenstellung akzeptanzbezogener Items .1"
6.17 Motivation in Abhängigkeit vom Einsatzszenario.200
6.18 Motivation VRP insgesamt .200
6.19 Einschätzung der bevorzugten Präsentation und Nutzung der Lern-
inhalte .201
6.20 Einschätzung der bevorzugten Lernform .201
6.21 Einschätzung von konkreten Unterrichtsformen.202
6.22 Übersicht Korrelationen EEI 3 .209
6.23 Verteilung der Nutzertypen .213
6.24 Durchschnittliche Zugriffsanzahl pro themenbezogener Seite .215
6.25 Veränderung der Ergebnisse nach Einsatz des virtuellen Rechnerprak-
tikums (1).216
6.26 Veränderung der Ergebnisse nach Einsatz des virtuellen Rechnerprak-
tikums (2).216
6.27 Veränderung der Ergebnisse nach Einsatz des virtuellen Rechnerprak-
tikums (3).217
6.28 Zusammenhang zwischen der durchschnittlichen Anzahl der Zugriffe
und der Klausurnote.218
6.29 Zusammenhang zwischen Klausurpunkten und dem Nutzertyp . ¦• ¦ 21"
7.1 Systemarchitektur von SmartFrame.225
7.2 Darstellung der SmartBars innerhalb der Lernumgebung.227
7.3 Verwendimg der SmartBars zur Darstellung eines Glossar-Eintrags 228
7.4 Systemarchitektur von SmartFrame.230
7.5 Konstruktion des Lernmaterials aus Objekten.232
7.6 Screenshot der Konfigurationsansicht für die Einstellung der didakti-
schen Präferenzen.233
7.7 Adaptivität in SmartFrame.235
7.8 Lernpfad und Abhängigkeit der Objekte im Hypergraph .237
7.9 Editoren für die Objekte in SmartFrame.238
7.10 Synchronized Blended Learning am Beispiel des Abgleichs von Prä-
senzveranstaltung mit dem Selbststudium; vgl. Frank et al. (2002)
und Frank et al. (2005).240
7.11 Skizze vom Untersuchungsaufbau des Lauten Denkens mit synchro-
nem Screen Recording.243
7.12 Suchverhalten.'.'.'.246
7.13 Navigationsprobleme.246
7.14 Hilfe von außen.247
7.15 Zielerreichung.248
Abbildungsverzeichnis XIX
7.16 Lösungszeit/Screenrecording.248
7.17 Einschätzung der Computerkenntnisse .249
7.18 Nutzung des Internets .250
7.19 Ort der Internetnutzung.250
7.20 Einstellung zur Arbeit mit SmartFrame.251
7.21 Weiterempfehlung von SmartFrame.251
7.22 Klausurvorbereitung.252
7.23 Farbgestaltung .252
7.24 Übersichtlichkeit der Benutzeroberfläche.253
7.25 Adaptivität von VLU.253
7.26 Veränderung der Gestaltung der Kursauswahl.254
7.27 Veränderungen der Gestaltung der Navigation auf dem Lernpfad . . . 254
7.28 Modul ER Vorlesung.257
7.29 Modul MM Vorlesung.257
7.30 Modul ERM Video.258
7.31 Modul MM Video .259
7.32 Interaktives Lernangebot zu ERM .259
7.33 Items zu E-Learning.260
7.34 Items bezogen auf die Gestaltung und Präsentation des Lernmaterials 261
7.35 Items bezogen auf die individueüen Konfigurationsmöglichkeiten . . . 261
7.36 Items bezogen auf die Adaptivität.262
7.37 Zusammenhänge zwischen den Items der Befragung zu den Erwar-
tungen der Vorlesungsteilnehmer - grafische Darstellung .265
7.38 Items bezogen auf die Einstellungsakzeptanz des Zusatzmoduls . 266
7.39 Items zur kognitiven und affektiven Einstellungsakzeptanz der ver-
schieden aufbereiteten Lerninhalte.267
7.40 Vorher-Nachher-Betrachtung der Items bezogen auf die Vorerfahrung
und Akzeptanz von E-Learning.267
7.41 Vorher-Nachher-Betrachtung der Items bezogen auf die Gestaltung
und die Präsentation des Lernmaterials.268
7.42 Vorher-Nachher-Betrachtung der Items bezogen auf die individuellen
Konfigurationsmöglichkeiten.269
7.43 Vorher-Nachher-Betrachtung der Items bezogen auf die Adaptivität . 269
7.44 Items bezogen auf die (kognitive) Einstellungsakzeptanz des Zusatz-
moduls (n2=82).270
7.45 Items zur kognitiven und afFektiven Einstellungsakzeptanz der ver-
schieden aufbereiteten Lerninhalte.271
7.46 Vorher (nl=125) -Nachher (n2=82) -Betrachtung der Items bezogen
auf die Vorerfahrung und Akzeptanz von E-Learning .271
7.47 Vorher (nl=125)-Nachher (n2=82)-Betrachtung der Items bezogen
auf die Gestaltung und die Präsentation des Lernmaterials.272
7.48 Vorher (nl=125)-Nachher (n2=82)-Betrachtung der Items bezogen
auf die individuellen Konfigurationsmöglichkeiten.272
7.49 Vorher (nl=125)-Nachher (n2=82)-Betrachtung der Items bezogen
auf die Adaptivität.273
Abbildungsverzeichnis
7.50 Items bezogen auf die (kognitive) Einstellungsakzeptanz des Zusatz-
moduls, (n2=82 und n3=51). . 274
7.51 Betrachtung der Items bezogen auf die Gestaltung und die
Präsentation des Lernniaterials, (m2=82 und n3=51) .274
7.52 Betrachtung der Items bezogen auf die individuellen Konfigurations-
möglichkeiten, (n2=82 und n3=51).275
7.53 Betrachtung der Items bezogen auf die Adaptivität, (n2=82 und n3=51)275
7.54 Zusammenhänge zwischen den Items der Vor-und Nachbefragung . 281
7.55 Verschiedene Alternativen von Lernobjekten im Hypergraph.283
7.56 Bewertung der Items Ausdrucken, virtuelle Vorlesung und virtuelle
Übungen.284
7.57 Bewertung der Wichtigkeit von E-Learning.284
7.58 Bewertung der Items zur Nutzung.285
7.59 Bewertung der Items Motivation, Verständnis, Abstimmung mit Vor-
lesung, Schwierigkeitsgrad und Wortschatz.285
7.60 Bewertung der Items zur Gestaltung von SmartFrame .286
7.61 Bewertung der Items zur Motivation .287
7.62 Bewertung der Items Lernqualität, Farbgestaltung, Wichtigkeit von
Alternativen und Gebrauch von Alternativen.287
7.63 Bewertung der Items zu alternativen Lernobjekten und Adaptivität . 288
8.1 SmartPool .295
8.2 Überblick über die Komponenten für einen SmartPool.296
B.l Seitliche Navigationsleiste.349
B.2 Kursauswahlmenü - Variante 1 .349
B.3 Kursauswahlmenü - Variante 2.349
B.4 Navigationsleiste Lernpfad.350
B.5 Obere Navigationsleiste.350
B.6 Hypergraph (Lernpfad).350
B.7 Forum - obere Navigationsleiste.350
B.8 Forum - seitliche Navigationsleiste .351
B.9 Forum - Suchfunktion.351
B.10 Forum - Beitragsart .351
B.ll Interaktives Lernangebot zur ERM - Aufgabenstellung.363
B.12 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil la: Entitäten und Attribute364
B.13 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil lb: Entitäten und Attribute365
B.14 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil 2a: Beziehungen.366
B.l5 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil 2b: Beziehungen.367
B.16 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil 3a: Kardinalitäten.368
B.17 Interaktives Lernangebot zur ERM - Teil 3b: Kardinalitäten.369
Tabellenverzeichnis
2.1 Wissenskategorien [vgl. von Krogh und Venzin (1995), S. 424] . 15
2.2 Inhaltliche Wissenskategorisierung [vgl. Mandl und Reinmann-
Rothmeier (1998b), S. 459]. 16
2.3 Lernzieltaxonomie der kognitiven Lernziele [vgl. Bloom et al. (1976),
S. 217-223] .31
2.4 Rolle des Lehrenden [vgl. Pawlowski (2001), S. 34].32
2.5 Resultierende Tendenz der aktuellen Leistungsmotivation [vgl. Edel-
mann (2000), S. 253].35
3.1 Überblick: geeignete Auswahl von Medien bzw. Codierungen zur Ver-
mittlung bestimmter Informationstypen [vgl. Uden (2002), S. 176] . . 57
3.2 Differenzierung medialer Angebote [vgl. Weidenmann (2002), S. 47] . 59
4.1 Mängel von Kriterienkatalogen [vgl. Tergan (2001), S. 321-334] . . 96
4.2 Differenzierung der Verwendung von Inhaltsbausteinen.107
6.1 Zusammenhänge zwischen den Items der Befragung.204
6.2 Tatsächliche Nutzung.212
6.3 Nutzertypen abhängig von der Nutzung des virtuellen Lernangebots
in der Präsenzlehre bzw. zum selbstgesteuerten virtuellen Lernen . . .213
6.4 Nutzung durch selbstgesteuertes virtuelles Lernen.214
6.5 Aufrufhäufigkeit von übungsrelevanten vs. nicht übungsrelevanten
Seiten.214
6.6 Verweildauer auf übungsrelevanten vs. nicht-übungsrelevanten Seiten 214
7.1 Alternative Lernobjekte im Zusatzmodul.256
7.2 Zusammenhänge zwischen den Items der Vorbefragung.263
7.3 Zusammenhänge zwischen den Items der Nachbefragung (1) .277
7.4 Zusammenhänge zwischen den Items der Nachbefragung (2) .278
A.l Korrelationen mit Wichtigkeit von E-Learning.339
A.2 Korrelationen mit Motivation: VLU .340
A.3 Korrelationen mit Motivation: Vorbereitung .340
A.4 Korrelationen mit Motivation: Übungsaufgaben.341
A.5 Korrelationen mit Motivation: RP insgesamt.341
A.6 Korrelationen mit Blended Learning.342
A.7 Korrelationen mit Herkömmliche Form + VLU.342
A.8 Korrelationen mit Herkömmliche Form.342
XXI
Tabellenverzeichnis
A.9 Korrelationen mit Ausdrucken.343
A.10 Korrelationen mit Virtuelle Vorlesung .343
A.ll Korrelationen mit Stunden VLU.343
A.12 Korrelationen mit Nutzung Beispiele .343
A.13 Korrelationen mit Nutzung Forum.344
A.14 Korrelationen mit Nutzung Applets.344
A.15 Korrelationen mit Nutzung Bilder.344
A. 16 Korrelationen mit Verständnis.344
A.17 Korrelationen mit Schwierigkeitsgrad.344
A.18 Korrelationen mit Wortschatz.345
A.19 Korrelationen mit Außau .345
A.20 Korrelationen mit Bedienungsaufwand und Audio.345
A.21 Korrelationen mit Lernqualität.345
A.22 Korrelationen mit Audio und Video.345
B.l Korrelationen mit Geschlecht .358
B.2 Korrelationen mit Erfahrung E-Learning.358
B.3 Korrelationen mit E-Learning an Universität.359
B.4 Korrelationen mit Arbeit. VLU.359
B.5 Korrelationen mit Zugriff E-Learning.359
B.6 Korrelationen mit mehrsprachiges Material.360
B.7 Korrelationen mit Lernen mit Texten.360
B.8 Korrelationen mit Lernen mit Bildern.360
B.9 Korrelationen mit Lernen mit interaktiven Animationen.361
B.10 Korrelationen mit Lernen mit Videos.361
B.ll Korrelationen mit Veranstaltung auf Video.361
B.12 Korrelationen mit individuelle Einstellungen.361
B.13 Korrelationen mit individuelle Unterstützung durch VLU.362
B.14 Korrelationen mit diverse Medientypen.362
B.15 Korrelationen mit diverse Ausrichtungen.362
B.16 Korrelationen mit diverse Schwierigkeitsgrade.362
B.17 Korrelationen mit alternative Lernobjekte.363
B.18 Korrelationen mit Auswahl VLU (vollständig), Selbstauswahl + Info
Alternativen.363
B.19 Korrelationen mit Geschlecht .377
B.20 Korrelationen mit Erfahrung E-Learning.377
B.21 Korrelationen mit E-Learning an Universität.378
B.22 Korrelationen mit Arbeit VLU.378
B.23 Korrelationen mit Zugriff E-Learning.379
B.24 Korrelationen mit mehrsprachiges Material.379
B.25 Korrelationen mit Lernen mit Texten.379
B.26 Korrelationen mit Lernen mit Bildern.380
B.27 Korrelationen mit Lernen mit interaktiven Animationen.380
B.28 Korrelationen mit Lernen mit Videos.381
B.29 Korrelationen mit Veranstaltung auf Video.381
B.30 Korrelationen mit individuelle Einstellungen.382
Tabellenverzeichnis XXIII
B.31 Korrelationen mit individuelle Unterstützung durch VLU.382
B.32 Korrelationen mit diverse Medientypen.382
B.33 Korrelationen mit diverse Schwierigkeitsgrade, alternative Lernobjekte 383
B.34 Korrelationen mit Auswahl VLU (vollständig), Selbstauswahl + Info
Alternativen.383
B.35 Korrelationen mit Vorauswahl VLU + Info Alternativen, Lernangebot
genutzt.384
B.36 Korrelationen mit Nutzung VLU, Zusatzmodul zur Vorbereitung hilf-
reich .384
B.37 Korrelationen mit Angebot Zusatzmodul sinnvoll, Verwendung VLU
sinnvoll .385
Abkürzungsverzeichnis
AGV Automated Guided Vehicle . 155
ATI Aptitude-Treatment-Interaction . 43
BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung . 95
BWL Betriebswirtschaftslehre . 28
CBT Computer-Based-Training . 45
CORBA Common Object Request Broker Architecture . 120
CSS Cascading Style Sheets . 145
EDI Electronic Data Interchange . 120
EEI Evaluations- und Entwicklungsiteration . 177
ER Entity-Relationship . 112
ERM Entity-Relationship-Modellierung . 255
FET Fisher Exact Test . 203
GMW Gesellschaft für Medien in der Wissenschaft . 95
GUI Graphical User Interface . 70
HDM Hypertext Design Model . 109
HTML Hypertext Markup Language . 47
HTTP Hypertext Transfer Protocol . 115
IFORS International Federation of Operational Research Socie- .„„
ties .
IKS Informations- und Kommunikationssysteme . 84
IKT Informations- und Kommunikationstechnologien. 46
ITS Intelligente Tutorielle Systeme . 47
Java-RMI Java Remote Method Invocation . 120
XXV
XXVI
_Tabellenverzeichnis
Künstliche Intelligenz . 17
komprimiert . 203
Learning Content Management Systeme . 53
Lightweight Directory Access Protocol . 118
Learning Material Markup Language. 141
Leaming Management Systeme . 52
Learning Object Metadata . 141
Lerntechnologien . 54
Learning Technology Systems Architecture . 122
Learning Technology Standards Committee . 122
Mathematics Markup Language . 143
Mathematische Modellierung. 255
Model-View-Controller . 119
Nichterfüllung der Bedingungen . 203
nicht signifikant . 203
Object-oriented Hypertext Design Model. 109
Operations Research und Management Science . 138
Personal Digital Assistant. 48
Portable Document Format . 232
Question and Test Interoperability . 225
Relationship Management Methodology . 109
Rechnerpraktikum . 184
Sharable Content Object Reference Model . 48
Service Oriented Architecture . 120
Scalable Vector Graphic . 162
Technology-Acceptance-Model . 74
Traveling Salesman Problem . 162
Task-Technology-Fit-Model . 73
KI
KO
LCMS
LDAP
LMML
LMS
LOM
LT
LTSA
LTSC
MathML
MM
MVC
NB
NS
OHDM
OR/MS
PDA
PDF
QTI
RMM
RP
SCORM
SOA
SVG
TAM
TSP
TTFM
Abkürzungsverzeichnis XXVII
URI Uniform Resource Identifier . 120
VLU Virtuelle Lernumgebung . 44
VOR MS Virtuelles Studienfach Operations Research und Manage- ._
ment Science .
VP Versuchspersonen . 36
VPN Virtual Private Network . 45
VRP Virtuelles Rechnerpraktikum . 184
VWL Volkswirtschaftslehre . 191
WBT Web-Based-Training . 45
WYSIWYG What You See Is What You Get . 184
XML Extensible Markup Language . 47 |
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