Experimentierendes Lernen entwerfen - E-Learning mit Design-based Research

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

2. Gliederung

3. 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

4. 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

5. 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?

6. 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 „Shiftfrom 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.

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

8. 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-orientedWalkthrough (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.

9. 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.

10. 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)

11. 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, kooperativeEntwicklung 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

12. 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 • … LOW (mehrmalige Schleifen) • Gruppendiskussionen (1-n): • Modell-Erstellung • Evaluation des Praxiseinsatz • Modell-Erweiterung/Ergänzung • …

13. LOW in PeTEX • Zentrale Leitfrage an die TeilnehmerInnen / Gruppendiskussionen mit ca. 15 Pn • Welche Aktivitäten werden die künftigen Nutzer (Studierende, LifelongLearners 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

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

15. Das Modell, „patternsofaction“ und „AHA-Effekte“

16. Fall B Fall C Fall A

17. Erkenntnisse Methode LOW unterstützt • TN, die angeregt werden, implizitesWissen 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“

18. 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

19. 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

20. 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 ofMechanical Technology, Productionand 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 ofProduction Engineering

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

22. Kontakt Prof. Dr. Isa Jahnke Juniorprofessorin Technische Universität Dortmund Hochschuldidaktisches Zentrum (HDZ) Email: isa.jahnke@tu-dortmund.de Website: http://www.isa-jahnke.de InfoszuPeTEX:www.adam-europe.eu 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.