ZSfHD 1-2/1996: CBT, CUL, CAI ... Bildungs- und Informationstechnologie im Zeitalter der Vernetzung und der multimedialen Aufbereitung

Zeitschrift für Hochschuldidaktik Nr. 1-2/1996:
Qualität der Hoschschullehre

Aurel BOTZ | Richard MÄRZ |
CBT, CUL, CAIŠ Bildungs- und Informationstechnologie im Zeitalter der Vernetzung und der multimedialen Aufbereitung (Kongreßbericht)
Education and Information Technology in the Age of Networks and Multimedia (Report on the LearnTec'95 Conference)

Die LearnTec '95, die vergangenen November in Karlsruhe zum vierten Mal abgehalten wurde, versteht sich als der Europäische Kongreß für Bildungs- und Informationstechnologie, der auch eine Fachmesse integriert hat. 1 Ebenfalls integriert ist eine Softwarebörse, bei der wissenschaftliche Softwareautoren ihre, in einem Begutachtungsverfahren ausgewählten, Entwicklungen vorstellten. Diese Softwarebörse stellte sich als Fundgrube für interessante und innovative Lernsoftware heraus und war, da es reichlich Gelegenheit gab mit den Entwicklern zu diskutieren, für uns der wertvollste Aspekt der Veranstaltung. Zwei der dort vorgestellten Programme werden weiter unten besprochen.
1995 war Österreich das Partnerland, dem ein Programmschwerpunkt eingeräumt wurde, für dessen Gestaltung Doz. Monika PETERMANDL vom WIFI verantwortlich zeichnete. Es gab einen "Ländertag", bei dem österreichische Softwarefirmen ihre Entwicklungen vorstellten, sowie ein "LearnTec Extra Hochschule", das von einem Projektteam der Universität Klagenfurt unter Leitung von Doz. Peter BAUMGARTNER organisiert wurde. Die österreichischen Beiträge wurden in screenshot, Rundbrief für Lernen und Neue Medien 4-5/1995 erfaßt, weshalb hier nicht weiter darauf eingegangen wird. ²
Die berufliche Weiterbildung, z.B. im Banken- und Versicherungswesen und nicht der akademische Bereich war das Kernthema des Kongresses. So es überhaupt zur vielbeschworenen Verbindung zwischen Wirtschaft und Wissenschaft kam, dann eher unter dem Aspekt der Universität als (gut zahlender) Kunde. Im allgemeinen liefen aber die Veranstaltungen eher nebeneinander ab, wobei sich wieder einmal bestätigte, daß Akademiker von der Privatwirtschaft einiges über wirkungsvolles Kommunizieren lernen können.
Wie nun schon seit dreißig Jahren, bewirkte das Medium Computer eine Aufbruchstimmung, die stellenweise euphorische Dimensionen erreichte. Multimedia mal globale Vernetzung war die Zauberformel, die streckenweise in der Lage war, die banalsten Realitäten vergessen zu machen. So wurden diese Technologien nicht nur als hervorragende Möglichkeit gesehen, für Universitäten (und andere Institutionen) ihrer Rolle als Wissensvermittler effektiver und effizienter (d.h. sparsamer) nachzukommen, nein, nach dem Tod des Buches wird jetzt der Untergang der traditionellen Universitäten prognostiziert, die von einem globalen "virtuellen" Bildungssystem in nur wenigen Jahren abgelöst werden sollen.
Diesen Visionen - euphorisch oder mit Untergangsstimmung vorgetragen - stand die ernüchternde Realität der "Qualität" der zur Zeit verfügbaren Bildungsprodukte gegenüber. Sie reichte von sehr gut über durchaus interessant und entwicklungsfähig, bis fragwürdig, schlecht und sogar entsetzlich langweilig. Sie hatten aber eines gemeinsam: es waren punktuell einsetzbare Produkte, die eine sehr wertvolle Ergänzung zu traditionellen Lernformen darstellen können, vor allem dann, wenn sie Dimensionen des Lernens ansprechen, die mit herkömmlichen Methoden nur unzureichend abgedeckt werden (z.B. Simulationen). Beispiele, die weitergehende Ansprüche erhoben, z.B. gesamte Lehrveranstaltungen oder Studiengänge abzudecken, waren dünn gesäht und vermochten nicht immer zu überzeugen. In Summe, von einer neuen Lehr- und Lernform, die in Kürze alles Alte ersetzen wird, sind wir wohl so weit entfernt wie eh und je.
Einige interessante Beiträge werden im folgenden kurz vorgestellt, wobei die Auswahl sicher von der Tatsache beeinflußt wurde, daß beide Autoren Mitglieder einer medizinischen Fakultät sind. Wo verfügbar, wird auch eine "WWW-Adresse" angegeben, die es erlaubt, weitere Informationen zu erhalten. Dieser Beitrag ist ebenfalls im WWW publiziert (http://www.univie.ac.at/Med-Chemie/www-publications/LearnTec95.html), wobei die WWW-Adressen als Links zur Verfügung stehen, um ein bequemes Surfen zu ermöglichen.

Neue Wege in der Wissensvermittlung

Hermann MAURER, TU Graz

Maurer sieht die traditionellen Ansätze von CAI (Computer Assisted Instruction) in der Krise, weil die Produktionskosten für Lehrprogramme sehr hoch sind, die Möglichkeit des Feedbacks durch den Benutzer nicht unterstützt wird und das Medium nicht personalisierbar ist (d.h. der Inhalt ist nicht veränderbar, Randnotizen und Markierungen sind nicht möglich und es ist unmöglich verschiedene Kapitel von unterschiedlichen Lernprogrammen zu einer neuen Einheit zusammenzufügen). Als Lösung bietet er Hyper-G, ein "Hypertextsystem der 2. Generation" an. Hyper-G ist HTML-kompatibel, d.h. Hyper-G Browser verstehen HTML und "herkömmliche" Browser können Information von Hyper-G Servern (allerdings mit eingeschränkter Funktionalität) anzeigen. Die wesentlichen Merkmale von Hyper-G sind: hierarchische Anordnung von Dokumenten in Kollektionen, Link-Management mit bidirektionalen Links und integrierte Search-Engines.

Siehe dazu auch BYTE Nov. 95, Hyper-G organizes the Web,

und zwei Artikel in der Hyper-G-Version von J.UCS:

The Hyper-G Network Information System (J.UCS Vol. 1, No 4)
und On Second Generation Hypermedia Systems (J.UCS Vol. 0, No. 0)

Die Zukunft des elektronischen Buches

Florian BRODY, New Media Consulting, Wien

BRODY sieht durch die neuen elektronischen Technologien nicht das Ende des (gedruckten) Buches gekommen; ein solches Ende wäre für ihn auch, im Gegensatz zu Maurer, ein gewaltiger kultureller Verlust. Maurer argumentiert hingegen, daß der Buchdruck ebenfalls historisch als "neue Technologie" anzusehen ist, mit dem der Kulturbegriff nicht unlösbar verknüpft ist.

BRODY zeigt in seinem Vortrag anhand verschiedener elektronischer Bücher die Entwicklung dieses neuen Mediums auf; von der bloßen Übertragung eines Buches auf den Bildschirm bis zu konzeptuell völlig neuen Modellen, wie Gedichte, bei denen die Bewegung des Textes auf dem Bildschirm ein wesentliches Stilelement darstellt. Für BRODY erfordert die effektive Nutzung des Computers als "Lesemaschine" völlig neue Designrichtlinien, sowohl für die Darstellung und die Manipulation des Inhalts als auch für die das elektronisch Buch darstellende Hardware (d.h. bessere Bildschirmauflösung, leichtere und handlichere Geräte, längere netzunabhängige Benutzbarkeit). BRODY sieht durch die Trennung des Objektes "Buch" vom eigentlichen Inhalt eine tiefgreifende Veränderung im Umgang mit elektronischen Büchern.

und eine Arbeit eines Studenten des Art Center College of Design:

understanding liquid type_space, ...concrete poetry (große Grafik-files)

Hochschullehrer als Autoren und Nutzer multimedialer Software

Thomas OTTMANN, Universität Freiburg

OTTMANN zeigt, daß man mit bereits bestehenden (UNIX-) Tools multimediales Tele-Teaching am Internet realisieren kann. Seine Vorlesung wird, gemeinsam mit den vorbereiteten Folien und Skizzen am elektronischen Whiteboard, in Ton und Bild übertragen. Diese Vorlesung kann sowohl lokal, auf dem Institutsnetz, als auch von jedem Computer, der am MBone ³ angeschlossen ist, "empfangen" werden. Fragen von Studierenden und Interaktionen auf dem Whiteboard sind ebenfalls möglich. Beinahe nebenbei entsteht eine "Publikation", die alle integrierten Elemente enthält, das heißt gesprochener und geschriebener Text ist mit den dazugehörigen Grafiken/Animationen verbunden. Die Präsentation ist beliebig nachbearbeitbar und kann aus einem elektronischen Archiv jederzeit abgerufen werden.

Siehe dazu auch Authoring on the Fly (J.UCS Vol. 1, No. 10)

Laennec - Beispiel eines interaktiven Lernprogramms

Raphael BONVIN, Universität Lausanne

BONVIN stellt sein CD-ROM gestütztes Programm Laennec vor, das er im Rahmen seiner Dissertation erstellt hat. Laennec soll den Studierenden auf den Perkussionskurs (Physikalische Krankenuntersuchung) vorbereiten. Der erste Teil erklärt den Untersuchungsgang, die verschiedenen Untersuchungstechniken und den Mechanismus der Entstehung von Lungengeräuschen. Die durch das virtuelle Stethoskop hörbaren Geräusche werden durch Trickfilme oder durch Videoseqenzen und durch kurzen erklärenden Text sehr gut ergänzt. Leider ist die Aufnahmequalität mancher Lungengeräusche und des Klopfschalls noch nicht gut genug, um die, bei der Untersuchung vorkommenden, subtilen Unterschiede zu differenzieren. Hier wäre der Verlag gefordert, alle Geräusche mit professionellen Mitteln neu aufzunehmen. Im zweiten Teil kann der Studierende seine eben erworbenen Kenntnisse anhand von Fallbeispielen anwenden und überprüfen.

Die Fachmesse ermöglichte eine längere Überprüfung der Software, die eine Beurteilung von "im Spitzenfeld des jetzigen Angebots aber durchaus verbesserungsfähig" ergab. Das Programm ist zweisprachig (deutsch und französisch) und läuft unter Windows und MacOS. Es wird vom Springer Verlag um ca ÖS 1.100 vertrieben und steht im Computer-Arbeitraum des AKH-Wien zur Verfügung.

Fallbasiertes computerunterstütztes Lernen - Pädagogik an der Schwelle zum 3. Jahrtausend

Florian EITEL, Universität München

EITEL betont im ersten Teil seines Vortrages, daß CAI nur im curricularen Zusammenwirken mit anderen Lehrveranstaltungen erfolgreich sein kann. Laut EITEL zeigten die Hälfte der Studien, die computerunterstützte Lehrveranstaltungen evaluierten, einen verbesserten Lernerfolg durch den Einsatz von CAI, der Zeitaufwand sinkt um 20%, die Motivation der Studierenden steigt.

Danach stellt EITEL Rundherd, ein von ihm entwickeltes Lernprogramm vor. Es ist ein Programm zum Training von Diagnose und chirurgischer Therapie von Erkrankungen im Bereich der Lunge. Nach der Darstellung des Leitsyptoms soll der Benutzer durch Anamnese, physikalische Untersuchung und weitere Diagnostik in einem mehrstufigen Prozeß von der Verdachtsdiagnose zur definitiven Diagnose kommen. Anschließend werden die chirurgischen und konservativen Therapiemöglichkeiten dargestellt. Das Programm Rundherd läuft unter MacOS. Hier war keine ausführliche Erprobung möglich; als Empfehlung kann jedoch gelten, daß Bauchschmerz, das erste Programm des Autors, das von Studierenden am meisten verwendete Programm des Computer-Arbeitsraums im AKH-Wien ist.

Technology Based Learning in Health Care

Joseph HENDERSON, Interactive Media Lab (IML), Dartmouth Medical School, USA

Für HENDERSON ist optimale Wissensvermittlung wie ein gut erzähltes Märchen. Durch emotionelle Stimulierung und Abstimmung der Schwierigkeit der gestellten Aufgaben auf die Kompetenz der Lernenden versucht er, einen optimalen Anregungszustand der Lernenden zu erreichen, den er "The Flow" nennt. In seinen Lernumgebungen versucht er nicht die detaillierte Simulation der Wirklichkeit, sondern er stellt die Lerninhalte skizzenhaft dar. Er meint, man könne dadurch besser das Gefühl für eine (simulierte) Situation vermitteln und den Lernenden besser emotionell ansprechen. Die "virtuelle Realität" soll sich im Kopf des Lernenden abspielen. Als Beispiel führt HENDERSON Videoausschnitte von zwei vom IML entwickelten Lernsystemen vor.

Eine Bildplatte zum Training von Militärärzten im Notfallmanagement von Verletzen unter den simulierten Bedingungen eines Feldlazaretts. Das Programm bewertet das diagnostische Vorgehen und die unter Zeitdruck getroffenen therapeutischen Entscheidungen des Benutzer. Videosequenzen von der Bildplatte werden abgelöst von Multiple-Choice-Entscheidungstafeln, mit denen der Benutzer den Ablauf der Simulation beeinflußt.
Eine Bildplatte zur Vorbereitung von medizinischem Personal für den Umgang mit AIDS-Patienten. Der Ablauf der HIV-Infektion und die diagnostischen und therapeutischen Möglichkeiten werden ebenso dargestellt wie Interviews von HIV-positiven Patienten und ihren Angehörigen. Der Benutzer kann an einer durch eine Schauspielerin simulieren Patientin erfahren, wie sie auf unterschiedliche Strategien der Mitteilung der HIV-Diagnose reagiert. Eine CD-ROM-Version ist in Vorbereitung.

Siehe auch eine Publikation des IML, in der das HIV-Program vorgestellt wird
und die Interactive Media Lab Home Page mit einer Vorstellung der Projekte und der Mitarbeiter des IML

Computer Assisted Guided Exploration (CAGE)

Ralph BLOCH, Universität Bern

MindMap ist ein von BLOCH entwickeltes HTML-Autorensystem, das den Benutzer weitgehend vom HTML-Code abschirmt. Mit einer grafischen Oberfläche, die die bekannte Mind-Mapping Technik unterstützt, lassen sich Beziehungen zwischen verschiedenen Dokumenten durch Links darstellen und verwalten. Ebenso übernimmt MindMap die Verwaltung von immer wiederkehrenden Elementen, Navigationsmenüs, Kopf- oder Fußzeilen. Allerdings ist der generierte HTML-Code schwer zu lesen, sodaß es schwierig ist, nachträglich durch das Programm nicht unterstützte Formatbefehle einzufügen. MindMap läuft unter Windows.

Mediale Komponenten einer virtuellen Universität - ein realistisches Szenario

Friedrich W. HESSE, Joachim WEDEKIND, Deutsches Institut für Fernstudienforschung an der Universität Tübingen (DIFF)

HESSE und WEDEKIND stellen verschiedene Techniken vor, mit denen das DIFF und andere Institute computerunterstützte Fernstudienlehrgänge anbieten. Dabei demonstrieren sie den Einsatz von Desktop-Videoconferencing und von Program-Sharing, gekoppelt mit einer Telefonverbindung zum Austausch von Gedanken in Echtzeit und von WWW- und e-mail-basierten Fernstudiengängen für den nicht gleichzeitigen Kontakt von Lehrenden und Studierenden. Es ist bemerkenswert, daß sich die vorgestellten Techniken mit einem relativ geringen Aufwand realisieren lassen. Die benötigte Hardware ist in einem moderenen "Multimedia-PC" integriert. Für die Verbindung sind ein ISDN-Anschluß und Standardsoftware nötig.

Siehe dazu auch das Verzeichnis aller Fernstudiengänge am WWW: http://www.utexas.edu/world/lecture/,
eine Zusammenstellung des DIFF von weiteren Links zu Fernstudiengängen am WWW: http://www.diff.uni-tuebingen.de |
und die Abteilung für angewandte Kognitionswissenschaft (des DIFF) in der die Projekte und die Mitarbeiter des DIFF vorgestellt werden: http://www.uni-tuebingen.de/uni/dii/A1/akw.html

Endoskopische Operationen mittels virtueller Realität

Uwe KÜHNAPFEL, Forschungszentrum Karlsruhe (FZK)

KÜHNAPFEL stellt einen Trainer für Minimal Invasive Chirurgie (MIC) vor. Der MIC-Trainer stellt die inneren Organe und die Instrumente auf einem Monitor dar. Die Griffteile der chirurgischen Instrumente entsprechen den "echten". Alles was sich unter der Bauchdecke abspielt ist simuliert, sowohl die Darstellung der Bauchhöhle auf dem Operationsmonitor als auch das Dehnungsverhalten der Organe und der Widerstand, den sie den Instrumenten bei Berührung entgegensetzen. Dadurch ist es möglich, den Benutzer in kurzer Zeit mit vielen verschiedenen anatomischen Varietäten im Operationsgebiet und mit vielen der möglichen Operationskomplikationen zu konfrontieren.

Weitere medizinbezogene Projekte des FZK sind die Verbesserung von MIC-Intrumenten und Studien zur Entwicklung von Fernoperationseinrichtungen.

Siehe dazu auch KISMET 3D-Simulation Software: http://iregt1.iai.fzk.de/ |
und KISMET Medical Applications: http://iregt1.iai.fzk.de/KISMET/kis_apps_med.html

(beide Referenzen sind skizzenhafte Darstellungen der ober beschriebenen Projekte des DIFF)

Moderne Lehr-/Lernumgebungen: Einsatz von Multimedia in der Medizin an Beispielen

Richard Schifman, Digital Fusion, München

Schifmann sieht so wie EITEL die Möglichkeit zur Verbesserung der Lerneffizienz durch den Einsatz von Lernsoftware in der universitären Lehre. Er spricht von einer bis zu 40% höheren Lerneffizienz und bis zu 50% Zeitersparnis. Seine Zahlen beziehen sich auf zumeist textbasierte medizinische Lernprogramme, die seit 1981 vom North Eastern Medical School Consortium (NEMSC) entwickelt worden sind.

Im Gegensatz zur bereits großen Anzahl von Lernprogrammen im universitären Bereich, ortet Schifmann einen krassen Mangel an Software, die sich zur Weiterbildung von niedergelassenen Ärzten eignet. Diese Lücke versucht er seit einigen Jahren durch die Entwicklung von eigener Software auf CD-I Basis zu schließen. Als Beispiele führt er drei Programme vor:

Minimal Invasive Chirurgie (MIC): Es werden das Prinzip der MIC, die Indikationen, die Risiken und der Operationsablauf in kurzen multimedial aufbereiteten Lektionen erklärt.
EKG-Lehre: Ausgehend von einem bestimmten Krankheitsbild wird der physiologische und pathologische Ablauf der Herzaktion erklärt und anschließend die daraus resultierende EKG-Kurve und die entsprechenden diagnostischen Kriterien dargestellt.
Interaktive Anatomie: Der menschliche Körper wird schichtweise in 1mm-Schritten in den drei Hauptebenen dargestellt. Man kann den Körper in jeder Ebene "durchfahren" und jederzeit die Blickebene wechseln. Ebenso kann man jede beliebige Struktur nativ oder als histologisches Präparat betrachten.

Ein interaktiver DNA-Sequenzierkurs

Garrit SKROCK, Frank MEIER, AG Praktische Informatik, Universität Bielefeld

SKROCK und MEIER erstellten das Programm Ein interaktiver DNA-Sequenzierkurs im Rahmen ihrer Diplomarbeit und wurden damit die Gewinner des Förderpreises "Multimedia". Mit diesem Programm sollen Genetikstudenten auf den Sequenzierkurs vorbereitet werden. Da der Ablauf des Praktikums komplex ist, die eingesetzten Reagentien und Geräte teuer sind und die Anzahl der Praktikumsplätze beschränkt ist, war es eine wesentliche Vorgabe für SKROCK und MEIER, die Effizienz der Wissensvermittlung zu steigern und Fehler in der Durchführung des Praktikums zu vermeiden.

Im tutoriellen Teil von Ein interaktiver DNA-Sequenzierkurs wird der Benutzer zunächst zur Wiederholung der theoretischen Grundlagen ermuntert. Das Programm stellt zu Beginn einige Fragen und bietet nur jene Information zur Wiederholung an, die noch nicht beherrscht wird. Dann erfährt der Studierende Schritt für Schritt die nötigen Handgriffe der Probenvorbereitung und den Ablauf des Sequenzierungsvorganges. Wenn sich der Benutzer sicher genug fühlt, kann er im Simulationsteil in der virtuellen Repräsentation des Praktikumsraumes den gesamten Praktikumsablauf üben. Dabei können Fehler oder Fehlbedienungen unmittelbare Folgen haben. Durch dieses unmittelbare Feedback und durch die Anwendung des theoretischen Wissens in einer virtuellen Umgebung wird der Lernerfolg verbessert.

Dieses Programm stellt in der Tat eine eindrucksvolle Implementation eines virtuellen Labors dar und ist auch unserer Einschätzung nach ein verdienter Preisgewinner. Zur Zeit bemühen wir uns die Rechte zu erwerben, um dieses Programm versuchsweise im Unterricht an unserer Fakultät zu verwenden.

Anmerkungen

Die nächste LearnTec wird vom 28.-30. Jänner 1997 stattfinden. Wie auch 1995, werden zukünftige LearnTecs in einer Zusammenarbeit von Kollegen aus Deutschland, der Schweiz und Österreich organisiert.
In unserem Beitrag ("HyperCELL": Erfahrungen in der Lehre mit einer Lernsoftware), beschrieben wir Erfolge, aber auch die großen Schwierigkeiten, mit denen wir in den letzten fünf Jahren beim Einsatz eines an sich vorzüglichen komerziellen Lernprogrammes konfrontiert wurden. Dieser Bericht wird im Kongressband erscheinen, ist aber schon jetzt im Web verfügbar: http://www.univie.ac.at/Med-Chemie/www-publications/LT95_conf_beitrag/LT95_Marz.html
MBone: (Multicast Backbone). The backbone of IP sites that support the IP multicasting protocol for broadcasting a session from one host to many. The MBone is used for live audiocasts and video conferencing. (aus: Banyan Networking Frequently Asked Questions).

Zeitschrift für Hochschuldidaktik Nr. 1-2/1996: Qualität der Hoschschullehre

CBT, CUL, CAIŠ Bildungs- und Informationstechnologie im Zeitalter der Vernetzung und der multimedialen Aufbereitung (Kongreßbericht) Education and Information Technology in the Age of Networks and Multimedia (Report on the LearnTec'95 Conference)