Experimentierendes Lernen entwerfen - E-Learning mit Design-based Research Isa Jahnke, Claudius Terkowsky, Christian Burkhardt, Uwe Dirksen, Matthias Heiner, Johannes Wildt, A. Erman Tekkaya Berlin 16.09.2009 GMW

Gliederung PeTEX Fallstudie Forschungs-frage DBR / LOW Erkenntnisse Schluss-folgerungen

Die Fallstudie: PeTEX Platform for e-Learning and Telemetric Experimentation Laufzeit 2 Jahre EU Projekt Projektpartner: Palermo, Stockholm, Dortmund Umformtechnik, … im Maschinenbau (Forming, Joining, Cutting) Ziel: Lernplattform zu entwickeln mit Fokus „Einbindung von Live-Experimenten“ reales Experimentieren in den Laborhallen an drei EU Standorten Internet-medial zu ermöglichen passende didaktische Konzepte für E-Learning-Szenario nutzen/entwerfen

Warum e-Learning scheitern kann… E-Learning ist für Lernende nicht attraktiv genug (Schank, 2002) Zuviel Text, zu wenig Interaktionen, kein „Flow“ (Csikzentmihalyi, 1996) Studierenden schenken dem keine Aufmerksamkeit, da zu langweilig (Prensky, 2001) Idee: Stakeholders/Experten frühzeitig (von Beginn an) in Gestaltungsprozess einbeziehen Jedoch… - Fachexperten betreten oftmals komplexes Neuland - Unterschiedliche Vorerfahrungen mit E-Learning - Differenz / Stark voneinander abweichende Vorstellungen/Praktiken in der Lehre

Forschungsfrage Wie kann ein Gestaltungsprozess (Design „experimentierendes E-Learning“) in einem interdisziplinären Team geplant und umgesetzt werden? Wie können routinierte, tradierte Handlungen und Interaktionen von Lehrenden ‚aufgebrochen‘, aufgedeckt und moderiert werden, so dass E-Learning nicht auf die reine Übertragung von Vorlesungen in technische Lernmanagementsysteme reduziert wird? => Was ist eine geeignete Methode?

Lernen ist sozialer Konstruktionsprozess – Design-/Gestaltungsprozess AUCH „learning is an active process of constructing rather than acquiring knowledge and instruction is a process of supporting that construction rather than communicating knowledge” (Duffy & Cunningham, 1996) Design von E-Learning = soziotechnische Gestaltung eines neuartigen Lehr-/Lernszenarios, welche sich orientiert an Kriterien „Shift from a Teacher‘s Teaching to a Student‘s Learning” Der Kern des soziotechnischen Ansatzes ist eine integrierende Sicht auf soziale Prozesse und Interaktionen im Lehr-/Lern-Szenario und die darin eingebetteten technischen Systeme.

Die Methodologie „Design-Based Research“ (DBR) Analyse/ Reflexion Intervention/ Design (…) Veränderung des Designs (Praxis,…) Datenerhebung/-auswertung Interviews Teilnehmende Beobachtung Befragungen etc Reinmann 2005 Reeves, Herrington & Oliver 2005 Wang & Hannafin, 2005

Die Methode: „Learning-Oriented Walkthrough“, LOW Ursprung : Socio-Technical Walkthrough (STWT) zur integrativen Gestaltung von Organisations- und Software-Entwicklung (Herrmann et al. 2004, Kunau 2006) Methode abgewandelt auf E-Learning Learning-oriented Walkthrough (LOW) unterstützt mehrmalige, iterative DBR-Phasen Qualitative Forschungs- und Entwicklungsmethode Wirksamkeit der gemeinsamen Prozessvisualisierung (STWT) in der Gruppe (im Vergleich zu einer Gruppe ohne STWT) wurde z.B. von Menold (2006) und Carell et al. (2005) nachgewiesen.

LoW – Ziel Ziel: gemeinsam mit beteiligten Lehrenden, Praktikern, Zielgruppe Lerner ein E-Learning-Szenario zu erarbeiten, gemeinsames Verständnis darüber fördern, und Wissen der Experten zum Fach, zur Didaktik , … geeignet aufeinander abstimmen, und einen soziotechnischen Lern-Prototyp zu entwerfen.

LoW – Elemente Hauptelemente: kollaborative, grafische Modellierung und leitfaden-gestützte Gruppeninterviews Die Antworten auf die Fragen werden grafisch visualisiert !!! Im Walkthrough (etwas gemeinsam durchwandern) wird ein grafisches Modell mit SeeMe (Herrmann 2006) erzeugt, welches durch das Bildlich-machen hilft, die verschiedenen Perspektiven der Beteiligten kenntlich zu machen. Mehrere Fallstudien zur grafischen Modellierung z.B. in: Jahnke, Herrmann und Prilla (2008)

LoW – Ablauf Datenerhebung Video Aufzeichnung der Meetings Mündliches Feedback Gespräche mit TeilnehmerInnen Modellierungsentwürfe und Modell (Artefakt-Analyse) LoW – Ablauf E-Learning- Prototyp Beginn E-Learning- Prototyp Weiterent-wicklung E-Learning- Prototyp Weiterent-wicklung E-Learning-Szenario FERTIG Erhebung, Vorbereitung Gruppendisk. 1 Gruppendisk. 2 Gruppendisk. 6/n … Aktivitäten der Gruppe: Schrittweise, kooperative Entwicklung der grafischen Modelle zum soziotechnischen E-Learning-Prototyp Aktivitäten des Moderators: Ausgewählte Fragen stellen Vorschläge, Kommentare sammeln Grafische Modelle ergänzen, modifizieren Aufmerksamkeit fokussieren Sicherstellen, dass alle TN beteiligt werden Aktivitäten zwischen den Sitzungen: Ästhetische Nachbearbeitung der Modelle UND: Beginn/Entwicklung des realen Prototyps nach Vorgabe des Modells

Wie hängt DBR und LOW zusammen? Analyse/ Reflexion Intervention/ Design (…) DBR Zwischen den Sitzungen: Beginn des Prototypen nach Vorgabe des Modells Einsatz in der Praxis Weiterentwicklung, Veränderung … Gruppendiskussionen (1-n): Modell-Erstellung Evaluation des Praxiseinsatz Modell-Erweiterung/Ergänzung … LOW (mehrmalige Schleifen)

LOW in PeTEX Aktivitäten zwischen den Sitzungen: Zentrale Leitfrage an die TeilnehmerInnen / Gruppendiskussionen mit ca. 15 Pn Welche Aktivitäten werden die künftigen Nutzer (Studierende, Lifelong Learners in Unternehmen) im PeTEX-e-Learning-Szenario durchlaufen? Welche Informationen benötigen sie dafür? Modellierung des e-Learning-Pfades/-Prototyp: Instruktionen zum Wissensgebiet Lernprozesse / Feedback Lernfortschritt Community zur Kommunikation / Erfahrungsaustausch Live-Experimentieren   Aktivitäten zwischen den Sitzungen: Beginn/Entwicklung des realen Prototyps nach Vorgabe des Modells

SeeMe (Notation + Editor) Herrmann, 2006: SeeMe in a Nutshell GO TO SeeME Rolle Hauptsächlich erwartete Rechte und Pflichten von Personen, Teams und Organisationseinheiten  soziale Aspekte ausführen Aktivität Verhalten, das zu Veränderungen führt Wird genutzt verändert Ressourcen und Objekte, die die Aktivitäten unterstützen Entität

Das Modell, „patterns of action“ und „AHA-Effekte“

Fall B Fall C Fall A FALL A) Erst mithilfe der grafischen Modellierung wurde deutlich, was zuvor in den Gesprächen nicht zum Gegenstand der Kommunikation gemacht wurde – möglicherweise weil es den Beteiligten nicht wichtig erschien, oder kein passender Zeitpunkt vorhanden war etc. (Jedoch wichtige Info, denn: es hat relevante Auswirkungen auf die Entwicklung des E-Learning-Szenarios) Fall B) - Während der koll. Modellierungsphase: Künftige Lerner, die Experiment ‚live‘ durchgeführt, beobachtet und gemessen haben, sollten nicht eine Abfrage-Prüfung absolvieren, sondern benötigen qualitative Rückmeldung zum Lernfortschritt - Frage: Wie kann geeignete Rückmeldung aussehen – wenn Lehrende weder 24 Stunden pro Tag noch innerhalb kurzer Reaktionszeiten dafür bereit stehen können??? - Aha-Effekt: Gruppe entwickelte Lerntagebuch/Lernportfolio: „Bloggen individuell (Reflexion anhand entwickelter Kriterien), Feedback im Team“, Blog-Eintrag ist Voraussetzung für Leistungsnachweis; jede/r Lernende hat Pflicht, einen anderen Blog-Eintrag zu reviewen mithilfe Leitfragen). Fall C) - Zu Beginn: Abwartende Haltung der Workshop-/GruppendiskussionsteilnehmerInnen Nach den ersten Minuten: Einige sind aktiver als die anderen / der Modellierer modelliert die Antworten / die aktiveren werden noch aktiver / andere ziehen nach Nach ca. 20 Minuten: Eine Person hat sich stark zurückgehalten, und bisher sich nicht eingebracht, dann platzt es heraus „bei mir ist das alles ganzzzz anders!“

Erkenntnisse Methode LOW unterstützt TN, die angeregt werden, implizites Wissen zu explizieren ForscherInnen , die eine direkte Rückmeldung zum soziotechnischen E-Learning- Szenario erhalten (hilft das Design zu erweitern) Kommunikation über bestimmte E-Learning-Aspekte (z.B. Experiment-Einbindung, Verzahnung mit Lehr- und Lern-Prozessen, Design sozialer Prozesse, etc.) bestehende Vorstellungen, auch voneinander abweichende Denk- und Sichtweisen zu verdeutlichen und in das Modell zu integrieren Vermeidung der puren Reduzierung von Vorlesungen auf technische Lernmanagementsysteme; sondern „Lernprozess als sozialen Prozess designen“

Probleme / Herausforderungen LOW Methode benötigt kontinuierliche Treffen (Rhythmus; nicht zu kurze nicht zu weite Zeitabstände) Mögliche Verzerrungen während der Modellierung: Auf einen Beitrag nicht eingehen („Gut, das berücksichtigen wir später“) Angemessenheit der Modellierung nicht durch Rückfrage überprüfen Zu früh abrechen: Nur eine Sichtweise zu einem Aspekt (etwa Werkzeugnutzung) erheben Modellierte Darstellung eines Beitrages löschen oder überschreiben Gemeinsames Erarbeiten am Modell => Modellierer muss es mit dem Team abstimmen, sollte die Story nicht alleine zu Ende modellieren

Fazit: Neue „prozess-reflektierende Methoden“ ! Exemplarisch gezeigt, wie DBR mit der PROZESS-orientierten Methode LOW umgesetzt werden kann wie ein neues E-Learning-Szenario mit Beteiligten im interdisziplinären Team – Fach-Experten, DidaktikerInnen, Lernende und IT-Experten – gemeinsam entwickelt, analysiert und peu-a-peu verbessert werden kann. Ausgangsfrage war: ob die Methode es im Sinne eines Design-Generating Research Ansatzes leisten kann, routinierte bzw. tradierte Handlungen von Lehrenden ‚aufzubrechen‘. => Ja, wir haben erste empirische Hinweise hierfür geliefert, jedoch muss dies in weiterer Forschung untersucht werden

Danksagungen / Academic Partners Prof. Dr.-Ing. A. Erman Tekkaya (Verbundkoordination) Dr.-Ing Uwe Dirksen Christian Burkhardt Jun.-Prof. Dr. Isa Jahnke Prof. Dr. Dr. hc. Johannes Wildt Claudius Terkowsky Matthias Heiner Department of Mechanical Technology, Production and Management Engineering Prof. Livan Fratini Prof. Ernesto lo Valvo Ing. Roberto Licari Prof. Mihai Nicolescu Ass. Prof. Per Johansson Royal Institute of Technology, Sweden, Department of Production Engineering

Weitere Partner Faurecia Autositze GmbH, Germany University of Applied Science Osnabrück, Germany Laboratory for chassis suspension technology Verein Deutscher Ingenieure e.V. VDI, Germany Fontana Pietro S.p.A., Italy Ordine degli Ingegneri della Provincia die Palermo, Italy Professional Association of Engineers Swedish Welding Association, Sweden Swedish Association of Mechanical Engineers, Sweden

Kontakt Infos zu PeTEX: www.adam-europe.eu Prof. Dr. Isa Jahnke The PeTEX project (142270-LLP-1-2008-1-DE-LEONARDO-LMP) has been funded with support from the European Commission. This publication reflects the views only of the author, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be made of the information contained therein. Prof. Dr. Isa Jahnke Juniorprofessorin Technische Universität Dortmund Hochschuldidaktisches Zentrum (HDZ) Email: isa.jahnke@tu-dortmund.de Website: http://www.isa-jahnke.de