iot in education by designing smart learning environments
TRANSCRIPT
IOT IN EDUCATION BY DESIGNING A SMART LEARNING
ENVIRONMENT
2016
Sirkka Freigang
SPEAKER@bpb: Bundeszentrale für politische BildungHackathon: Selbstbestimmt leben in der vernetzten Gesellschaft26. und 27. November 2016, Berlin
Stationen
#1 meine Person
#2 IoT und Bildung
#3 Smart Learning Environments
#4 Soziotechnische Perspektive
#5 Heraus-forderungen
Stationen
#1 meine Person
#2 IoT und Bildung
#3 Smart Learning Environments
#4 Soziotechnische Perspektive
#5 Heraus-forderungen
Meine Person 1.
FORSCHUNG
#BMBF Studie#IoT & SmartHome#Weiterbildungspreis
2009-2013
+
INDUSTRIE
#VW#Bosch Software Innovations
2015-heute
STIPENDIUM
#Landesstipendium#TU Dresden#Dissertation
2014-2017
+ =
Dipl. Pädagogin
Meine Person 1.Mein Blog
Stationen
#1 meine Person
#2 IoT und Bildung
#3 Smart Learning Environments
#4 Soziotechnische Perspektive
#5 Heraus-forderungen
IoT und Bildung 2.
2009
BMBF Initiative zur Früherkennung von Qualifikationserfordernissen im Bereich „Internet der Dinge“ 1. Logistik2. Industrie3. SmartHome
2012
Horizon Report
201410.5.2012
Vortrag von Gabi Reinmann:Tablets, Apps und das Internet der Dinge – Der weite Weg von der technischen Invention zur didaktischen InnovationE-Learning-Tag Rheinland-Pfalz, Universität Trier
The International association of smart learning environments (IASLE)
2016
IoT Hackathon der bpb: wie kann IoT für (politische) Bildung genutzt werden?
Meilensteine
IoT und Bildung 2.Potenziale
“IoT market in education and health will increase from € 22 060 in 2014 to € 66 925 in 2020 (€ Million) in the European Union context.”
Sarıtaş, M. T. (2015)
2014
2020
IoT und Bildung 2.
126 Fachdatenbanken
in der Disziplin Pädagogik
(FIS) FACHPORTALpaedagogik.de:0 Ergebnisse für „Internet of things“
27 Ergebnisse für „Internet der Dinge“
Deutscher Bildungsserver:0 Ergebnisse für „Internet of things“
16 Ergebnisse für „Internet der Dinge“
76 Fachdatenbanken
in der Disziplin Informatik
Google ScholarInterdisziplinär
ACM Digital Library:1.299 Ergebnisse für „Internet of things“28 Ergebnisse für „Internet of things“ +
education + learning
Meta-Suche:137.000 Ergebnisse für „Internet of
things“18.300 Ergebnisse für „Internet of
things“ + education + learning
Aktuelle Recherche im Datenbank-Infosystem der SLUB (1214 Datenbanken)
IoT und Bildung 2.Aktuelle Recherche im Datenbank-Infosystem der SLUB (1214 Datenbanken)
#PROBLEM 1
In der Literatur geht es überwiegend um die Frage, wie
IoT Kompetenzen aufgebaut werden können und nicht darum,
wie IoT in Bildungsprozessen genutzt werden könnte
IoT und Bildung 2.Aktuelle Recherche im Datenbank-Infosystem der SLUB (1214 Datenbanken)
#PROBLEM 2
Es gibt kaum empirische Befunde im Bereich „IoT in Education“
A Comprehensive Study of Parameters in Physical Environment that Impact Students’ Focus during Lecture using Internet of Things.
Uzelac, A., Gligoric, N., Krco, S. (2015)
IoT und Bildung 2.
Pervasive computing
ambient computing
ubiquitous computing
cognitive computing
wearable computing
mobile computing
IOT Terminologie
IoT und Bildung 2.
durchdringend
umgebend
allgegenwärtig
adaptiv
tragbar
mobil
IOT Terminologie
IoT und Bildung 2.
Pervasive learning
ambient learning
ubiquitous learning
cognitive learning
wearable learning
mobile learning
IOT Terminologie
IoT und Bildung 2.
Pervasive learning
ambient learning
ubiquitous learning
cognitive learning
wearable learning
mobile learning
IOT Terminologie
IoT und Bildung 2.
Pervasive learning
ambient learning
ubiquitous learning
wearable learning
mobile learning
IOT Terminologie
adaptive learning
IoT und Bildung 2.
Pervasive learning
ambient learning
ubiquitous learning
adaptive learning
mobile learning
IOT Terminologie
IoT und Bildung 2.
Pervasive learning
ambient learning
ubiquitous learning
adaptive learning
SMART learning
mobile learning
IOT Terminologie
Stationen
#1 meine Person
#2 IoT und Bildung
#3 Smart Learning Environments
#4 Soziotechnische Perspektive
#5 Heraus-forderungen
Smart Learning Environments3.
#1
„Smart learning environments“ sind physikalische Umgebungen, die mit digitalen und kontextsensitiven Komponenten angereichert sind, um ein schnelleres und besseres Lernen zu ermöglichen.
Koper, R (2014) University Chair at Institute Board, Open University of the Netherlands
#2
“Smart learning environments” can be regarded as technology-supported learning environments that make adaptations and provide appropriate support (e.g., guidance, feedback, hints or tools) in the right places and at the right time based on individual learners’ needs, which might be determined via analyzing their learning behaviors, performance and the online and realworld contexts in which they are situated.
Hwang, GJ (2008)Graduate Institute of Digital Learning and Education, University of Science and Technology, Taiwan
Definition
Verweist auf Lernstrategien und Lernwerkzeuge (tools)
Unterstützt formales und informelles Lernens
Bietet angepasste Lern-inhalte für die individuellen Lernbedürfnisse
Erfasst und berücksichtigt den realen (Lern-)Kontext
Interagiert mit den Nutzern über mehrere Kanäle (z.B. über Smartphones, Google Glass oder andere Ubiquitous Computing-Geräte)
Berücksichtigt persönliche Faktoren sowie äußere Einflüsse der Umgebung (z.B. pers. Lernbedürfnisse, Vorlieben, Zeitpläne und Situationen der realen Umgebung)
Smart Learning Environments3.Merkmale I
Bietet personalisiertes Feedback oder Hilfestellung
Hwang, GJ (2014)
Smart Learning Environments3.Merkmale II
Gros, B (2016)
#1location
aware
#10high
engagement
#9natural
interaction
#8wholerecord
#3sociallyaware
#7ubiquitous
#2context aware
#4interoperable
#6adaptable
#5seamless
connection
Smart Learning Environments3.
formales und informelles Lernen orchestrieren
Begoña Gros (2016)Universidad de Barcelona, Spain
Ziele
Unterstützung pädagogischer Aspekte wie:
• Kollaboration & Austausch• Reflektion (z.B. durch Learning Analytics)• Personalisierung• Intrinsische Motivation• Bildungsinnovationen• Selbstgesteuertes Lernen im Zuge des
Lebenslangen Lernens
Smart Learning Environments3.
#1
Durch ubiquitäre Lernformate entstehen MISCHFORMEN des Lernens, die zwischen formalen und informellen Lernsettings, zwischen selbstorganisiertem und sozialem Lernen, zwischen verschiedenen Lernzeiten und Lernorten sowie zwischen analogen und digitalen Lernformaten zu verorten sind.
Specht, M., Ebner, M., & Löcker, C. (2013) #2
Solche Lernszenarien ermöglichen unter Verwendung modernster, mobiler, drahtloser Informationstechnologien ein HYBRIDES Zusammenwirken zwischen physikalischer und digitaler Lernumgebung.
#3
Das System erkennt die Bedürfnisse des Lernenden und nimmt eine begleitende und beratende Rolle ein.
Gros, B. (2016)
Ergebnis
Smart Learning Environments3.Zusammenfassung
SLEs gehen adaptiv auf unterschiedlichste Nutzerbedürfnisse ein. Nicht nur die Inhalte werden an den Bedürfnissen ausgerichtet, sondern auch die Methode der Darbietung. Je nachdem, an welchem Ort man sich befindet, ob allein oder im Team sowie in Abhängigkeit der individuellen Interessen und Vorlieben.
SLEs unterstützen nicht rein auf fachlicher Ebene, sondern ist auf Lernen im Austausch mit anderen fokussiert. Sie bieten Raum für Kreativität und Experimente, dadurch können Fachinhalte alleine oder mit Kolleg/inn/en intrinsisch motiviert, sinnerfüllt und mit Spaß angeeignet werden.
Stationen
#1 meine Person
#2 IoT und Bildung
#3 Smart Learning Environments
#4 Soziotechnische Perspektive
#5 Heraus-forderungen
Soziotechnische Perspektive4.Herausforderungen im Kontext lll & beruflicher Aus- und Weiterbildung
#2IoT ist ein interdisziplinäres Thema, das jedoch überwiegend technologie-getrieben beschrieben und erforscht wird
#1Bezüge zu pädagogischen & sozialwissenschaftlichen Erkenntnissen sind kaum erkennbar und müssen näher beleuchtet werden
#3Es fehlt ein ganzheitlicher Ansatz einer menschen-zentrierten und ziel-gerichteten Entwicklung von SLE
#Arbeits- und Organisationspsychologischer Ansatz, der das Arbeitssystem als soziotechnisches System betrachtet
“The most important thing that socio-technical design can contribute is its value system” Mumford, E. (2006)
Soziotechnische Perspektive4.Didaktische Herausforderungen
REDEMANUSKRIPT:
Reinmann, G. (2012). Tablets, Apps und das Internet der Dinge – Der weite Weg von der technischen Invention zur didaktischen Innovation:
Wie kann IoT konkrete Verbesserungen innerhalb didaktischer Szenarien eröffnen?
Denkrichtung ändern: Nicht erst technische Inventionen identifizieren und beschreiben und dann nach didaktischen Anwendungen suchen, sondern umgekehrt: Erst Probleme und Anforderungen beim Lehren und Lernen identifizieren und beschreiben und diese dann mit technischen Inventionen abgleichen
1. Didaktische Innovationen in Einklang mit technischen Möglichkeiten zu bringen2. Konsequente Orientierung am praktischen (didaktischen) Handeln
Soziotechnische Perspektive4.Herausforderungen an den Prozess der Gestaltung
ARTIKEL:
Noennig, R. et al. (2016). Von Smart Objects zum Smart System. Ein Design-Prozess für das kluge Internet der Dinge. In Productivity Management, Gito Verlag 3/2016
Ausgangspunkt zur Gestaltung von „klugen Systemen“ müssen die arbeitsweltlichen Funktionszusammenhänge sein, um wertvolle und sinnstiftende Vernetzungen zu erzeugen
Dies erfordert eine detaillierte Beschreibung der Nutzer_innen und der Nutzungen (Use Cases) sowie ihrer Umweltbedingungen (Settings)
Semantische Kopplung durch Identifizierung ähnlicher Eigenschaften (Mustererkennung) kann einfache „Wenn-dann“ Beziehungen zu komplexen Systemzusammenhänge erzeugen
Laboratory of Knowledge Architecture, TU Dresden, Germany
Soziotechnische Perspektive4.Ein erweitertes SLE Modell mit 6 Gestaltungsbereichen
Lern-/ Unternehmens-
kultur
Lern-/ Arbeitsmethoden
MENSCH
Bedürfnisse
RAUM
IT-Infrastruktur
Workplace Architektur
Digitale-/ Physikalische Ausstattung
Freigang, S. (2016)
Soziotechnische Perspektive4.Ein erweitertes SLE Modell mit 6 Gestaltungsbereichen
MotivationBedürfnisse
Sinn
Engagement & EmployabilityPersönliche Kompetenzentwicklung:
MethodenKommunikation
MedienSelbstorganisation
Fachinhalte
Umfeld-, Kontext- und Tätigkeitsanalysen
BedarfserhebungProfiling
Persönliche LernumgebungProfessionelle Lernbegleitung
Soziotechnische Perspektive4.Ein erweitertes SLE Modell mit 6 Gestaltungsbereichen
Details: wissenskreateurin*
Soziotechnische Perspektive4.Anforderungen zur Gestaltung von SLE
MENSCHENZENTRIERT GESTALTEN
BEDÜRFNISSE ERHEBEN
PERSÖNLICHE LERNUMGEBUNG ETABLIEREN
PHYSIKALISCHE UND DIGITALE LERNUMGEBUNG ZU HYBRIDEN LERNWELTEN VERSCHMELZEN
5LERNRESSOURCEN BÜNDELN
BIG DATA ANALYTICS EINFÜHREN
EMPFEHLUNGSSYSTEM AUFBAUEN
4
SELBSTVERANTWORTUNG STÄRKEN
VERTRAUENSKULTUR ETABLIEREN
LERNBEGLEITUNG PROFESSIONALISIEREN
3DIDAKTISCHE VIELFALT
ANBIETEN
TOOLBOXEN ENTWICKELN
21
AUF FLEXIBILITÄT & MULTIFUNKTIONALITÄT ACHTEN
KLAPPEN+STAPELN+ROLLEN
6
Stationen
#1 meine Person
#2 IoT und Bildung
#3 Smart Learning Environments
#4 Soziotechnische Perspektive
#5 Heraus-forderungen
Herausforderungen5.1. Datenschutz & Datensicherheit
Herausforderungen5.2. Zielgerichtet soziale und didaktische Innovationen kreieren
• Arbeitsweltliche Funktionszusammenhänge explizieren• Lernkontexte identifizieren &
beschreiben• Konkrete Lernprozesse &
Lerntätigkeiten (Use cases) identifizieren, die sinnvoll mit IoT Anwendungen angereichert werden könnten
• Lernprozesse & -gegenstände digitalisieren & vernetzen
• Data Analytics anwenden
Bedürfnisse der Lernenden erkennen & Empathie entwickeln
Herausforderungen5.3. Brücken bauen
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Herausforderungen5.3. Brücken bauen
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#1Dialog unterschiedlicher Fachdisziplinen
#2Dialog zwischen Gestaltern und Nutzern
#3Ganzheitliche Betrachtung von Mensch & Technik
#4Verknüpfung digitaler und analoger Lernwelten
Herausforderungen5.4. Kreatives Problemlösen
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HACKING IOT IN EDUCATION
#1Dialog unterschiedlicher Fachdisziplinen
#2Dialog zwischen Gestaltern und Nutzern
#3Ganzheitliche Betrachtung von Mensch & Technik
#4Verknüpfung digitaler und analoger Lernwelten
DANKE FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT
@EduOrakel
https://sirkkafreigang.wordpress.com
Literatur
• Freigang, S. (2016). IoT in Education by Designing Smart Learning Environments. [Weblog] die wissenskreateurin**. Abgerufen am 17.11.2016.
• Gros, B. (2016). The design of smart educational environments. Smart Learning Environments, 3(1). • Hwang, G.-J., Tsai, CC., Yang, SJH. (2008). Criteria, strategies and research issues of context-aware ubiquitous learning.
Educ. Technol. Society 11(2), 81–91.• Hwang, G.-J. (2014). Definition, framework and research issues of smart learning environments - a context-aware
ubiquitous learning perspective. Smart Learning Environments, 1(1).• Koper, R. (2014). Conditions for effective smart learning environments. Smart Learning Environments, 1(1), 1–17.• Mumford, E. (2006). The story of socio-technical design: Reflections on its successes, failures and potential. Information
Systems Journal, 16(4), 317–342.• Noennig, R; Schmiedgen, P; Gäbler, U; Hai Do, M. (2016). Von Smart Objects zum Smart System. Ein Design-Prozess für
das kluge Internet der Dinge. In: Productivity Management, Gito Verlag 3/2016.• Sarıtaş, M. T. (2015). The Emergent Technological and Theoretical Paradigms in Education: The Interrelations of Cloud
Computing (CC), Connectivism and Internet of Things (IoT). Acta Polytechnica Hungarica, 12(6).• Specht, M., Ebner, M., & Löcker, C. (2013). Mobiles und ubiquitäres Lernen. Technologien und didaktische Aspekte.• Uzelac, A., Gligoric, N., Krco, S. (2015). A Comprehensive Study of Parameters in Physical Environment that Impact
Students’ Focus during Lecture using Internet of Things. In: Computers in Human Behavior, Vol. 53, pp. 427-434.