Emergence and Innovation in Digital Learning: Foundations and Applications

Educational systems worldwide are facing an enormous shift as a result of sociocultural, political, economic, and technological changes. The technologies and practices that have developed over the last decade have been heralded as opportunities to transform both online and traditional education systems. While proponents of these new ideas often postulate that they have the potential to address the educational problems facing both students and institutions and that they could provide an opportunity to rethink the ways that education is organized and enacted, there is little evidence of emerging technologies and practices in use in online education. Because researchers and practitioners interested in these possibilities often reside in various disciplines and academic departments the sharing and dissemination of their work across often rigid boundaries is a formidable task. Contributors to Emergence and Innovation in Digital Learning include individuals who are shaping the future of online learning with their innovative applications and investigations on the impact of issues such as openness, analytics, MOOCs, and social media. Building on work first published in Emerging Technologies in Distance Education, the contributors to this collection harness the dispersed knowledge in online education to provide a one-stop locale for work on emergent approaches in the field. Their conclusions will influence the adoption and success of these approaches to education and will enable researchers and practitioners to conceptualize, critique, and enhance their understanding of the foundations and applications of new technologies.

Pedagogical quality in e-learning

The article is concerned with design and use of e-learning technology to develop education qualitatively. The purpose is to develop a framework for a pedagogical evaluation of e-learning technology. The approach is that evaluation and design must be grounded in a learning theoretical approach, and it is argued that it is necessary to make a reflection of technology in relation to activities, learning principles, and a learning theory in order to qualitatively develop education. The article presents three frameworks developed on the basis of cognitivism, radical constructivism and activity theory. Finally, on the basis of the frameworks, the article discusses e-learning technology and, more specifically, design of virtual learning environments and learning objects. It is argued that e-learning technology is not pedagogically neutral, and that it is therefore necessary to focus on design of technology that explicitly supports a certain pedagogical approach. Further, it is argued that design should direct its focus away from organisation of content and towards design of activities.

Distributed Repositories for Educational Content

As education providers increasingly integrate digital learning media into their education processes, the need for the systematic management of learning materials and learning arrangements becomes clearer. Digital repositories, often called Learning Object Repositories (LOR), promise to provide an answer to this challenge. This article is composed of two parts. In this part, we derive technological and pedagogical requirements for LORs from a concretization of information quality criteria for e-learning technology. We review the evolution of learning object repositories and discuss their core features in the context of pedagogical requirements, information quality demands, and e-learning technology standards. We conclude with an outlook in Part 2, which presents concrete technical solutions, in particular networked repository architectures.

Autorenwerkzeuge für digitale, multimediale und interaktive Lernbausteine im Web 2.0

Die vorliegende Forschungsarbeit siedelt sich im Dreieck der Erziehungswissenschaften, der Informatik und der Schulpraxis an und besitzt somit einen starken interdisziplinären Charakter. Aus Sicht der Erziehungswissenschaften handelt es sich um ein Forschungsprojekt aus den Bereichen E-Learning und Multimedia Learning und der Fragestellung nach geeigneten Informatiksystemen für die Herstellung und den Austausch von digitalen, multimedialen und interaktiven Lernbausteinen. Dazu wurden zunächst methodisch-didaktische Vorteile digitaler Lerninhalte gegenüber klassischen Medien wie Buch und Papier zusammengetragen und mögliche Potentiale im Zusammenhang mit neuen Web 2.0-Technologien aufgezeigt. Darauf aufbauend wurde für existierende Autorenwerkzeuge zur Herstellung digitaler Lernbausteine und bestehende Austauschplattformen analysiert, inwieweit diese bereits Web 2.0-Technologien unterstützen und nutzen. Aus Sicht der Informatik ergab sich aus der Analyse bestehender Systeme ein Anforderungsprofil für ein neues Autorenwerkzeug und eine neue Austauschplattform für digitale Lernbausteine. Das neue System wurde nach dem Ansatz des Design Science Research in einem iterativen Entwicklungsprozess in Form der Webapplikation LearningApps.org realisiert und stetig mit Lehrpersonen aus der Schulpraxis evaluiert. Bei der Entwicklung kamen aktuelle Web-Technologien zur Anwendung. Das Ergebnis der Forschungsarbeit ist ein produktives Informatiksystem, welches bereits von tausenden Nutzern in verschiedenen Ländern sowohl in Schulen als auch in der Wirtschaft eingesetzt wird. In einer empirischen Studie konnte das mit der Systementwicklung angestrebte Ziel, die Herstellung und den Austausch von digitalen Lernbausteinen zu vereinfachen, bestätigt werden. Aus Sicht der Schulpraxis liefert LearningApps.org einen Beitrag zur Methodenvielfalt und zur Nutzung von ICT im Unterricht. Die Ausrichtung des Werkzeugs auf mobile Endgeräte und 1:1-Computing entspricht dem allgemeinen Trend im Bildungswesen. Durch die Verknüpfung des Werkzeugs mit aktuellen Software-Entwicklungen zur Herstellung von digitalen Schulbüchern werden auch Lehrmittelverlage als Zielgruppe angesprochen.

ProFormA: An XML-based exchange format for programming tasks

Unterstützungssysteme für die Programmierausbildung sind weit verbreitet, doch gängige Standards für den Austausch von allgemeinen (Lern-) Inhalten und Tests erfüllen nicht die speziellen Anforderungen von Programmieraufgaben wie z. B. den Umgang mit komplexen Einreichungen aus mehreren Dateien oder die Kombination verschiedener (automatischer) Bewertungsverfahren. Dadurch können Aufgaben nicht zwischen Systemen ausgetauscht werden, was aufgrund des hohen Aufwands für die Entwicklung guter Aufgaben jedoch wünschenswert wäre. In diesem Beitrag wird ein erweiterbares XML-basiertes Format zum Austausch von Programmieraufgaben vorgestellt, das bereits von mehreren Systemen prototypisch genutzt wird. Die Spezifikation des Austauschformats ist online verfügbar [PFMA].

(Lifelong) learning in your pocket?

Der Beitrag fokussiert die Entwicklung, den Einsatz und die Nutzung von innovativen Technologien zur Unterstützung von Bildungsszenarien in Schule, Hochschule und Weiterbildung. Ausgehend von den verschiedenen Phasen des Corporate Learning, Social Learning, Mobile Learning und Intelligent Learning wird in einem ersten Abschnitt das Nutzungsverhalten von Technologien durch Kinder, Jugendliche und (junge) Erwachsene in Schule, Studium und Lehre betrachtet. Es folgt die Darstellung technologischer Entwicklungen auf Basis des Technology Life Cycle und die Konsequenzen von unterschiedlichen Entwicklungszuständen und Reifegraden von Technologien wie Content Learning Management, sozialen Netzwerken, mobilen Endgeräten, multidimensionalen und -modalen Räumen bis hin zu Anwendungen augmentierter Realität und des Internets der Dinge, Dienste und Daten für den Einsatz und die Nutzung in Bildungsszenarien. Nach der Darstellung von Anforderungen an digitale Technologien hinsichtlich Inhalte, Didaktik und Methodik wie etwa hinsichtlich der Erstellung von Inhalten, deren Wiederverwendung, Digitalisierung und Auffindbarkeit sowie Standards werden methodische Hinweise zur Nutzung digitaler Technologien zur Interaktion von Lernenden, von Lehrenden, sozialer Interaktion, kollaborativem Autorieren, Kommentierung, Evaluation und Begutachtung gegeben. Abschließend werden - differenziert für Schule und Hochschule - Erkenntnisse zu Rahmenbedingungen, Einflussgrößen, hemmenden und fördernden Faktoren sowie Herausförderungen bei der Einführung und nachhaltigen Implementation digitaler Technologien im schulischen Unterricht, in Lehre, Studium und Weiterbildung im Überblick zusammengefasst.

Digital Systems for Open Access to Formal and Informal Learning

Today, Digital Systems and Services for Technology Supported Learning and Education are recognized as the key drivers to transform the way that individuals, groups and organizations “learn” and the way to “assess learning” in 21st Century. These transformations influence: Objectives - moving from acquiring new “knowledge” to developing new and relevant “competences”; Methods – moving from “classroom” based teaching to “context-aware” personalized learning; and Assessment – moving from “life-long” degrees and certifications to “on-demand” and “in-context” accreditation of qualifications. Within this context, promoting Open Access to Formal and Informal Learning, is currently a key issue in the public discourse and the global dialogue on Education, including Massive Open Online Courses (MOOCs) and Flipped School Classrooms. This volume on Digital Systems for Open Access to Formal and Informal Learning contributes to the international dialogue between researchers, technologists, practitioners and policy makers in Technology Supported Education and Learning. It addresses emerging issues related with both theory and practice, as well as, methods and technologies that can support Open Access to Formal and Informal Learning. In the twenty chapters contributed by international experts who are actively shaping the future of Educational Technology around the world, topics such as: - The evolution of University Open Courses in Transforming Learning - Supporting Open Access to Teaching and Learning of People with Disabilities - Assessing Student Learning in Online Courses - Digital Game-based Learning for School Education - Open Access to Virtual and Remote Labs for STEM Education - Teachers’ and Schools’ ICT Competence Profiling - Web-Based Education and Innovative Leadership in a K-12 International School Setting are presented. An in-depth blueprint of the promise, potential, and imminent future of the field, Digital Systems for Open Access to Formal and Informal Learning is necessary reading for researchers and practitioners, as well as, undergraduate and postgraduate students, in educational technology.