Schalenmodell von ALS

Das im Rahmen von Ambient Learning System (ALS) entwickelte Systemmodell basiert auf einem modifizierten und ausdifferenzierten Entwurf eines Schalenmodells, welches 2004 erstmals durch uns verwendet wurde. Es thematisiert die Beziehung und vor allem Nähe der Lernmedien zum Körper des Lernenden. Am nächsten zum Körper sind dabei am Körper getragene und mitgeführte Medien. Zu den am Körper getragenen Medien zählen Medien wie zum Beispiel digital erweiterte Kleidung, Brillen, Armbänder oder auch Schmuck. Zu den mitgeführten Medien zählen zum Beispiel Smartphones und Tablets. Sie können als Medien verstanden werden, die das „Selbst erweitern“ und zählen in die Kategorie der mobilen Medien. Wichtig ist dabei die allgegenwärtige digitale Einbettung unsere physischen Lebens.

Periphere und berührbare Medien hingegen sind ortsgebundene Medien und werden als „dialogisches und interaktives Gegenüber“ verstanden. Periphere Medien können Bewegungen unserer Körper im physischen Raum erkennen und analysieren. Dies geschieht beispielsweise mittels Kameras und Tiefensensoren. Diese erkennen die Position von Personen im Raum und deren Körpergesten. Auf diese Weise können mehrere Benutzer gleichzeitig Medien steuern, z.B. Videoprojektionen oder andere interaktive Anwendungen.

Mit berührbaren Medien meinen wir Medien, die wir, bezogen auf einen spezifischen Ort, durch berühren steuern. Ortsgebundene und mobile Medien sind vielfach durch Cross-Device-Interaction (XDI) miteinander verschränkt. Das Modell liefert einen grundlegenden Denk- und Planungsansatz für Entwürfe im interdisziplinären Zusammenspiel von pädagogischen und informatischen Elementen bezogen auf konkrete Entwürfe von Lernkontexten und Lernapplikationen.

Pädagogisches Modell für ALS

Mit dem Wandel in Gesellschaft und Technologie ändert sich auch das Lernen in den Bildungseinrichtungen. Hier kommt es immer weniger nur auf Lehrinhalte, vielmehr auf den aktiven Prozess des Lernens selbst an. So ist das selbstständige Lernen, unterstützt durch eine entsprechend digital angereicherte Lernumgebung, von großer Bedeutung.

Methoden, Fach- und Sozialkompetenzen werden nicht mehr getrennt voneinander gesehen. Sie bilden bei der individuellen Entwicklung der Lernenden eine Einheit. Dies geschieht in einer Lernkultur, die Formen des selbstorganisierten und selbstgesteuerten Lernens favorisiert. Dabei rückt der Lernweg neben das Ziel, d.h. Lernen orientiert sich zunehmend an einem lebendigen Lernprozess, bei dem sich die Lernenden selbstständig weiterentwickeln.

Die ALS-Lernmedien sind in der Weise gestaltet, dass eine Lerngruppe, gekoppelt an Diskussionsprozesse, semantisch annotierte Medien selbst gestaltet. Beim kreativ-kooperativen Lernen kommt es zu einer Verschränkung unterschiedlicher sich ergänzender subjektiver Sicht- und Handlungsweisen – gekoppelt an real physische Erlebnisse aus den Lebenswirklichkeiten der Lernenden. Die Entwicklung der methodischen und sozialen Fähigkeiten der Lernenden geht hier einher mit der professionellen Befähigung der Pädagogen:innen der Kreativität und Selbstorganisation der Lernenden Raum zu gewähren und situationsangemessen pädagogisch zu handeln.

Das Forschungsvorhaben ALS widmet sich der zentralen Frage, wie digital unterstützte Lernumgebungen für Kinder und Jugendliche, aber auch neugierige Erwachsene im Sinne lebenslangen Lernens gestaltet werden, um nachhaltiges Lernen zu bestärken.

Hierzu wurden auf Grundlage von mediendidaktischen Methoden prototypische Systeme entworfen und im Feld, insbesondere an Lernorten wie Schulen und Museen, erprobt. Der Fokus bei der Entwicklung lag hierbei in dem Anspruch durch miteinander verschränkte prototypische Lernapplikationen die Bewältigung komplexer werdender Lebenszusammenhänge des Lernenden zu unterstützen und den gegenwärtigen technischen und sozialen Ansprüchen der Didaktik gerecht zu werden. Aus diesem Grund orientierte sich die Entwicklung der Lernapplikationen im Rahmen des Forschungsprojekts an sieben Schlüsselelementen aus der aktuellen pädagogischen Forschung, die für die Entwicklung ambienter Lernumgebungen als besonders bedeutsam identifiziert wurden:

• der Lernprozess soll im Vordergrund stehen;
• es soll selbstgesteuertes Lernen befördert werden, die Lernenden sollten selbst „Fragen an die Welt“ stellen;
• es soll gemeinsames, soziales Lernen befördert werden – das gemeinsame Arbeiten in Teams bis hin zur globalen Kooperation;
• es sollte in Auseinandersetzung mit der realen, alltäglichen Umwelt gelernt werden – das Sammeln von Erfahrungen außerhalb des Schulgebäudes („andere Lernorte“) sollen einbezogen werden;
• während des Lernens sollen die Lernenden ein weites Spektrum ihrer Sinne einbeziehen;
• durch die Verwendung interaktiver multimedialer Systeme soll die Möglichkeit eröffnet werden mit einer Vielzahl von multimodalen Lernobjekten zu lernen;
• von den Lernenden erzeugte oder annotierte multimediale Objekte sollten in einem semantisch modellierten Informationsmodell fächerübergreifend auch in anderen fachlichen Zusammenhängen zur unmittelbaren Verfügung stehen.

Auf dieser Basis entwickeln wir gemeinsam mit Kooperationspartnern u. a. an Schulen in partizipativen Designprozessen die sogenannten ALS-Lernapplikationen. Diese sind mittels des cloudbasierten Frameworks Network Environment for Multimedia Objects (NEMO) miteinander verschränkt.

Technisches Schichtenmodell von ALS

Die ALS-Applikationen und das zentrale Repository NEMO. Oben in der Abbildung finden sich die Frontends der Lernapplikationen. In der Mitte das Frontend des ALS-Portals als zentrale Management-Instanz. Darunter das NEMO-Framework. Die Übersetzung der Interaktionen im Schalenmodell erfolgte durch das NEMO-Framework (Network Environment for Multimedia Objects), einem semantisch modellierten, netzwerkfähigen Multimedia-Repository für mediendidaktische Anwendungen. NEMO ermöglicht den im Rahmen des Projekts entwickelten Lernapplikationen semantisch annotierte Multimediainhalte geräte-, kontext- und benutzerspezifisch zur Verfügung zu stellen. Die obenstehende Grafik bietet einen Überblick über die im Rahmen des ALS-Projekts konzipierte und realisierte Struktur der Lernapplikationen und deren Verankerung im NEMO-Framework mit überwiegend browserbasierten Schnittstellen. NEMO ist das zentrale Repository der Medienmaschine ALS.

Technisches Strukturmodell von ALS

Das Schichtenmodell von ALS zeigt, dass ALS einfach um weitere Web-Service-basierte Lehr- und Lernanwendungen oder auch um weitere Management-Komponenten erweitert werden kann.