DIALEKT - Einsatz in der Lehre

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Konzeption zum Einsatz von DIALEKT-Lektionen

Inhaltsverzeichnis

1 EINFÜHRUNG

2 EINSATZMÖGLICHKEITEN
2.1 LEHRSITUATIONEN
2.2 LOKATIONEN

3 TECHNISCHE VORAUSSETZUNGEN
3.1 MULTIMEDIALE ARBEITSPLATZRECHNER
3.2 MULTIMEDIALER HÖRSAAL

4 INSTALLATION UND EINSATZ EINER DIALEKT-LEKTION
4.1 ALLGEMEINES
4.2 BESONDERHEITEN FÜR EINEN MULTIMEDIA-POOL
4.3 BESONDERHEITEN FÜR EINEN MULTIMEDIA-HÖRSAAL

5 RAHMENBEDINGUNGEN EINER DIALEKT-VERANSTALTUNG

1 Einführung

Computergestütztes Lernen hat heute viele Gesichter - DIALEKT ist eines von ihnen. Seit 1994 entwickelt und produziert das DIALEKT-Team an der Freien Universität Berlin digitale, interaktive Lektionen. Diese Lernsoftware ermöglicht es Studenten, selbständig und ggf. auch ohne synchrone Interaktion mit Dozenten zu lernen. DIALEKT setzt auf die intelligente Verbindung von Theorie und Praxis: ausgehend von einem praktischen Fall wird eine als Videoszenen gefilmte Story erstellt. Diese Story bildet den "roten Faden" und gleichzeitig ein wesentliche Navigationshilfe durch die Lehreinheit. Theoretisches Wissen - in Form von Text, Audio, Animation, Simulation und Hypertext - ist in die Story eingebettet und wird durch sie erschlossen. Dieses Konzept hat sich im praktischen Einsatz bewährt. Seit mehreren Jahren werden DIALEKT-Lektionen an verschiedenen bundesdeutschen Universitäten in der Lehre eingesetzt. DIALEKT-Lektionen laufen als 32bit-Anwendungen auf Basis von MS Windows 95 bzw. MS Windows NT 4.0.

2 Einsatzmöglichkeiten

2.1 Lehrsituationen

Der Einsatz von DIALEKT-Lektionen ist in verschiedenen Szenarien möglich. In Abhän- gigkeit von Veranstaltungsart und -ort (s.u.) ergeben sich jeweils unterschiedliche technische und organisatorische Anforderungen. Folgende Einsatzmöglichkeiten sollen hier exemplarisch unterschieden werden:

1) In einem Seminar zum konkreten Thema der Anwendung

a) Kompaktveranstaltung
b) Semesterbegleitende Veranstaltung

2) Im Rahmen einer Übung zu dem Fachgebiet

a) Kompaktveranstaltung
b) Einführung mit anschließendem "Freien Üben"

3) Im Selbststudium

a) In der Universität
b) Zu Hause

Multimediale Lernprogramm werden derzeit hauptsächlich als eine Ergänzung traditioneller Lehrmittel eingesetzt. Auch DIALEKT-Lektionen sind primär als ergänzendes Lehrangebot konzipiert. In einer empirischen Studie über Einsatz und Akzeptanz von DIALEKT- Lektionen wurde dieses bestätigt . Eine vollständige Substitution traditioneller Lehrmittel durch multimediale Lernprogramme findet nicht statt. Der Einsatz von DIALEKT-Lektionen im ausschließlichen Selbststudium entspricht nach den Erkenntnissen der oben genannten Studie nicht den Lernbedürfnissen der Studierenden: diese erwarten beim Lernen mit DIALEKT-Lektionen ein gewisses Maß an Betreuung. Die Betreuung erstreckt sich nicht nur auf Hilfestellung bei der Bedienung oder dem Arbeiten mit der Lektion, sondern wird auch dadurch begründet, daß ein multimediales Lernprogramm nicht alle Facetten eines Themengebietes abdecken kann.

2.2 Lokationen

Art und Umfang der inhaltlichen, aber auch der technischen Betreuung werden wesentlich durch den jeweiligen Einsatzort bestimmt. Typischerweise wird Lernsoftware von Studen- ten an drei Lokationen eingesetzt:

zu Hause
in einem PC-Pool mit multimediatauglichen Arbeitsplatzrechnern
in einem multimediatauglichen Hörsaal

Verständlicherweise kann eine Unterstützung für "zu Hause" nur denkbar knapp ausfallen (Empfehlungen, Hinweise). Auf die Besonderheiten von multimediatauglichen PC-Pools und Hörsälen wird weiter unten eingegangen.

3 Technische Voraussetzungen

3.1 Multimediale Arbeitsplatzrechner

Es sind vornehmlich zwei Eigenschaften von multimedialen Programmen, die eine Zusatzausstattung von Standard-PCs erfordern: Video und Audio, bzw. vertonte Animationen. Die in DIALEKT-Lektionen enthalten Videosequenzen sind im MPEG 1-Format codiert. Zum Abspielen von MPEG-Videos ist ein entsprechender MPEG-Decoder erforderlich. Dieser kann ein Hardware- oder ein Softwaredecoder sein. Bei Windows 95/98 bzw. bei Windows NT ist durch ActiveMovie bzw. durch DirectShow bereits ein MPEG- Softwaredecoder enthalten bzw. kostenfrei nachzuinstallieren. Für den Einsatz einer DIALEKT-Lektion sollte ein Arbeitsplatzrechner mit folgender Minimalausstattung konfiguriert sein:

PC, Pentium 166 (oder Äquivalent) mit 32 MB RAM für Win95/98 und mit 64 MB für WinNT
Festplatte (mind. 15 MB frei für die Minimalinstallation)
Grafikkarte (Auflösung mind. 1024x768, 64 K Farben)
Soundkarte
Colormonitor (Auflösung mind. 1024x768, > 64 kHz Horizontalfrequenz)
ggf. CD-ROM-Laufwerk (>= 4-fach Speed)
ggf. Anschluß an ein digitales Netzwerk zum Installieren oder Laden der Medienobjekte
MPEG-Decoder (Hardware oder Software) mit Audiounterstützung
Lautsprecher bzw. Kopfhörer
Maus
Betriebssystem: MS Windows 95 (MS Windows 95b empfohlen) oder MS Windows NT 4.0 (SP3) mit den jeweiligen Multimedia Erweiterungen
MS DirectShow 5.x

Bemerkungen:

Für DIALEKT-Lektionen werden in der Regel auch eigene Schriften verwendet und entsprechend installiert. Für eine optimale Darstellung ist die Einstellung "Große Schriftarten" der Grafikkarte erforderlich.
Bisher wurden noch keine Kompatibilitätstests mit Prozessoren anderer Hersteller als Intel durchgeführt. Sofern diese Prozessoren binärkompatibel sind, sollten jedoch keine Probleme auftreten.
Die Auslagerungsdatei sollte "großzügig" bemessen sein. Der virtuelle Arbeitsspeicher sollte mind. 50 MB betragen. Da unter MS Windows 95 dieser Speicher dynamisch vergeben wird, muß entsprechender Speicherplatz auf der Festplatte bereitgehalten werden.
Bisher wurden noch keine Tests mit MS Windows 98 unternommen, Kompatibilitätsprobleme sind jedoch nicht zu erwarten. ? Neben MPEG 1 benutzt die Laufzeitumgebung von DIALEKT weitere Dateiformate, für die entsprechende Treiber zur Laufzeit zur Verfügung stehen müssen: Wave (Audio), Macromedia Flash (Vektoranimiation), Intel Indeo 5 (Rasteranimationen). Diese Treiber können gleichzeitig mit der Lektion installiert werden.
Alle Hinweise zur Konfiguration gelten vorbehaltlich weiterer technischer Entwicklungen und Fortschritte auf diesem Gebiet.

3.2 Multimedialer Hörsaal

Für den Einsatz einer DIALEKT-Lektion in einem Hörsaal sollte folgende Ausstattung im Idealfall vorhanden sein:

ein multimedialer Arbeitsplatzrechner (s.o.)
eine Möglichkeit zur Großbildprojektion (z.B. Beamer oder Datenprojektor und Projektionsfläche) mit entsprechenden Interfaces und passenden technischen Spezifikationen zum Anschluß des PCs
eine Möglichkeit zur Audioverstärkung (Lautsprecheranlage) mit entsprechenden Interfaces und passenden technischen Spezifikationen zum Anschluß des PCs
ggf. Mikrofon mit Anschluß an die Audioverstärkung
ggf. Möglichkeit zur Verdunkelung des Hörsaals
ggf. Fernbedienung für die Maus des Arbeitsplatzrechners
ggf. Zeigegerät (z.B. Laserpointer)

Auch die Präsentationstechnik schreitet ständig voran. Inzwischen existieren Datenprojektoren (TFT-, LCD- oder DLP-Technik), die gegenüber Beamern deutliche Vorteile haben: lichtstärker, beweglich, billiger, mobil, geringerer Wartungsaufwand. Diese Datenprojektoren verfügen meist auch über Anschlüsse für analoges Video sowie Möglichkeiten zur Audioverstärkung. Zusammen mit Laptops ergibt sich somit eine mobile, multimediataugliche Gesamtlösung, die erheblich weniger Beschaffungsund Installationsaufwand erfordert.

Meist noch preisgünstiger sind sog. Flatscreens, die ebenfalls direkt an den Bildschirmausgang des PCs angeschlossen werden, meist aber nicht mit Audiounterstützung ausgestattet sind bzw. externe, analoge Videosignale nicht verarbeiten können. Diese Flatscreens benötigen zudem besonders lichtstarke OH-Projektoren, um ein gutes Projektionsbild zu erzeugen. Flatscreens eignen sich für Präsentationen vor Kleingruppen (bis max. 10 Personen).

In jedem Fall ist darauf zu achten, daß die gewählte Projektionslösung die technischen Vorgaben des anzuschließenden PCs erfüllen (z.B. Farbtiefe und Bildschirmauflösung).

4 Installation und Einsatz einer DIALEKT-Lektion

4.1 Allgemeines

Eine DIALEKT-Lektion besteht im wesentlichen auch zwei Komponenten: 1. aus der eigentlichen Laufzeitumgebung (ca. 10-20 MB) und aus 2. den zur Laufzeit dynamisch zu ladenden Medien (Texte, Grafiken, Worksheets, Videos usw.), die in der Regel mehrere hundert MB bis 1 GB Speicherplatz benötigen. Eine Lektion kann lokal von der Festplatte, von CD, über ein LAN und künftig auch vom WWW aus installiert und eingesetzt werden.

Die empfohlene Installationsart hängt von verschiedenen technischen Gegebenheiten ab:

verfügbarer lokaler Festplattenspeicher
Lokale Installationen erhöhen die Unabhängigkeit, benötigen aber relativ viel lokale Kapazitäten und dauern entsprechend lange während der Grundinstallation.
Verfügbarkeit eines lokalen CD-ROM-Laufwerks
Ein lokales CD-ROM-Laufwerk entlastet den lokalen Speicherplatz, ist aber unflexibel bei Änderungen von Medieninhalten.
Zugriff auf (mindestens) einen LAN-Server
Ein LAN-Server ist ökonomischer, erleichtert die zentrale Wartung, belastet aber die zur Verfügung stehende Bandbreite des LAN, da alle Medien dynamisch zur Laufzeit geladen werden.
Zugriff auf (mindestens) einen WWW-Server
Ähnliches gilt für den Einsatz eines WWW-Servers. Als zusätzlicher Vorteil kommt hier weitere Unabhängigkeit hinzu, da über die Nutzung des weit verbreiteten HTTP auch entfernte Server zum Einsatz kommen können.
Netztopologie
Die Netztopologie vor Ort entscheidet ganz wesentlich über die potentiell und die tatsächlich zur Verfügung stehende Bandbreite.

Die Architektur von DIALEKT-Lektionen lassen fast beliebige Kombinationen der Installation und auch des Einsatzes zu. Vorstellbar ist z.B. der kombinierte Einsatz von lokalen CD-ROM-Laufwerken (zum Abrufen der netzbelastenden, kontinuierlichen Medien) und eines zentralen Servers zur Ablage des "Rests".

Die aktuell in DIALEKT-Lektionen verwendeten Videos benötigen pro Nutzer eine Bandbreite von ca. 1,8 MB/s. Beim Einsatz eines WWW-Servers erhöht sich damit - durch den zusätzlichen Protokolloverhead des TCP/IP - die erforderliche Bandbreite auf ca. 2,5 bis 3 MB/s pro Nutzer.

Es ist geplant, alle kontinuierlichen Medienformate "streamingfähig" zu machen und entsprechende Funktionen in die digitalen Lektionen zu integrieren. Auf diese Weise könnten Bandbreitenprobleme während der Laufzeit vermindert werden.

4.2 Besonderheiten für einen Multimedia-Pool

Die nachfolgend aufgeführten Besonderheiten beim Einsatz digitaler Lektionen in Computerpools sind Erfahrungswerte. Diese Erfahrungswerte können auf die räumliche und technische Ausstattung Einfluß nehmen. Letztendlich hängt die Ausstattung stark von den lokalen Gegebenheiten und konkreten Vorstellungen des jeweiligen Lehrbetriebs ab.

Gruppenarbeit:
Die digitalen Lektionen werden - abhängig vom Thema und der aktuellen Aufgabenstellung - auch in Gruppenarbeit erschlossen, d.h. mehrere Studenten sitzen vor wenigen Rechnern und diskutieren Inhalte und Lösungsansätze. Im Idealfall sollten die Räumlichkeiten diesem Umstand Rechnung tragen. Der Einsatz herkömmlicher Lehrmittel wie Tafel, Whiteboard und OH-Projektor und auch eine digitale Projektionsmöglichkeit für einen Dozenten ergänzen die Austattung in einem Pool sinnvoll.

Lautstärke:
Nicht unterschätzt werden sollten die Effekte, die durch die in den Lektionen verwendeten Tonmedien verursacht werden. Bei eng bestückten PC-Pools führen diese häufig zur gegenseitigen Geräuschbelästigung. Gruppendiskussionen verstärken diese Probleme. Bei Gruppenarbeit kann Technik (z.B. Kopfhörer) nur bedingt helfen. Im Idealfall sollten die Räumlichkeiten diesem Umstand Rechnung tragen.

Installation:
Aufgrund des großen Bedarfs an Speicherplatz der digitalen Lektionen muß mit entsprechend langen Installationszeiten gerechnet werden, sofern eine überwiegend lokale Installation angestrebt wird. Dies kann insbesondere bei der Vorbereitung auf einen Kurs wichtig werden. Für die Zeit der Installation können die Geräte zudem nicht genutzt werden.

Performance:
Performanceprobleme können auftreten, wenn Netzinstallationen bevorzugt werden und eine kritische Zahl von Nutzern über das Netzwerk auf zentrale Ressourcen zugreifen will. Der Zeitpunkt dieses Staus im Netzwerk hängt wesentlich von den zur Verfügung stehenden Kapazitäten (Server, Bandbreite im Netzwerk pro Nutzer) ab. Der Einsatz von CD-ROMs kann hier Abhilfe schaffen.

Stabilität:
Die Erfahrung zeigt, daß auch die neuesten Betriebssysteme als Plattform für multimediale Applikationen nicht optimal geeignet sind. Dieser Umstand resultiert häufig in mangelnde Systemstabilität insbesondere beim Einsatz kontinuierlicher Medien. Hinzu kommt die Tatsache, daß Nutzer oft per Internet unkontrolliert Software auf den Arbeitsplatzrechnern installieren, welche die Systemstabilität weiter gefährden. Es wird dringend empfohlen, Möglichkeiten zu nutzen, mit denen zuverlässig die Stabilität der Kerninstallation überprüft bzw. leicht eine Kerninstallation des Betriebssystems wiederhergestellt werden kann.

4.3 Besonderheiten für einen Multimedia-Hörsaal

Installation/Performance:
Für den Präsentationsrechner in einem multimediatauglichen Hörsaal ist eine lokale Installation vorzuziehen. Es ist besonders für Präsensveranstaltungen kritisch, wenn geringe Bandbreiten im Netzwerk die Reaktionszeiten des Systems stark beeinträchtigen.

5 Rahmenbedingungen einer DIALEKT-Veranstaltung

Wesentliche Elemente einer erfolgreichen Veranstaltung, die eine DIALEKT-Lektion einsetzt, sind eine qualifizierte Programmeinführung und die kontinuierliche Betreuung der Kursteilnehmer. Die Vertrautheit der Lehrkräfte mit dem eingesetzten Lernprogramm ist von großer Bedeutung. Sie ist Voraussetzung, um adäquate Aufgabenstellungen formulieren zu können und um eine qualifizierte Einführung in das Programm zu leisten. Gleichzeitig müssen die Lehrkräfte in der Lage sein, den Studierenden Hilfestellungen bei der Bearbeitung dieser Aufgaben zu geben.

Die jeweiligen Lehrkräfte sind i.A. die ersten Ansprechpartner für die Studierenden bei Fragen oder Problemen. Können diese Fragen nur unbefriedigend geklärt werden, dann sinkt die Motivation der Studierenden. Besonders vor dem Hintergrund der bisherigen Evaluationsergebnisse zu Akzeptanz und Motivation beim Einsatz multimedialer Systeme, die einen gewissen Unterstützungsbedarf der Nutzer multimedialer Lernsysteme dokumentieren, sind die Lektionskenntnisse der Lehrkräfte von großer Bedeutung. Der Einsatz multimedialer Lernprogrammen in Kursen durch Lehrkräfte, die mit dem Programm nicht in ausreichendem Maße vertraut sind, ist daher nicht empfehlenswert.

Zusätzliche Informationsquellen

Die Bereitstellung zusätzlicher Informationen in gedruckter Form zum Lernprogramm und seinen Inhalten entspricht der Maxime, daß multimediale Lernprogramme als Ergänzung traditioneller Lehrmittel eingesetzt werden. Durch die unterschiedlichen Informationsquellen wird ein Mix an Lehrmitteln geschaffen, der den Bedürfnissen der Studierenden gerecht wird. Das zusätzliche Angebot vor- und nachbereitender Materialien bietet zum einen die Möglichkeit, die Lernanwendung bereits mit Vorwissen zu betreten. Zum anderen gibt es die Sicherheit, auch nach Verlassen der Anwendung noch weitere, inhaltlich abgestimmte Informationen zur Verfügung zu haben.

Bedienungshinweise:
Für eine Grundeinführung in die Bedienung der jeweiligen Lektion sollte eine entsprechende Dokumentation zur Verfügung stehen. Die bisherigen Erfahrungen zeigen, daß die Studenten relativ schnell mit dem intuitiven Lektionskonzept zurecht kommen.

Lektionsskripte:
Grundsätzlich enthält jede DIALEKT-Lektion schriftliches Skriptmaterial, das den Studenten zur Nachbereitung zur Verfügung steht. Gesamtskript: Erfahrungsgemäß kann es sinnvoll, ein durch die Dozenten aufbereitetes Gesamtskript der Veranstaltung den Studenten anzubieten.

WWW-Informationen:
Zu jeder Veranstaltung könnte eine entsprechende Webpräsens aktuelle Informationen bereit halten.

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