Action Research and Learning Analytics in Higher Education

Teaching is a dynamic activity. It can be very effective, if its impact is constantly monitored and adjusted to the demands of changing social contexts and needs of learners. This implies that teachers need to be aware about teaching and learning processes. Moreover, they should constantly question their didactical methods and the learning resources, which they provide to their students. They should reflect if their actions are suitable, and they should regulate their teaching, e.g., by updating learning materials based on new knowledge about learners, or by motivating learners to engage in further learning activities. In the last years, a rising interest in ‘learning analytics’ is observable. This interest is motivated by the availability of massive amounts of educational data. Also, the continuously increasing processing power, and a strong motivation for discovering new information from these pools of educational data, is pushing further developments within the learning analytics research field. Learning analytics could be a method for reflective teaching practice that enables and guides teachers to investigate and evaluate their work in future learning scenarios. However, this potentially positive impact has not yet been sufficiently verified by learning analytics research. Another method that pursues these goals is ‘action research’. Learning analytics promises to initiate action research processes because it facilitates awareness, reflection and regulation of teaching activities analogous to action research. Therefore, this thesis joins both concepts, in order to improve the design of learning analytics tools. Central research question of this thesis are: What are the dimensions of learning analytics in relation to action research, which need to be considered when designing a learning analytics tool? How does a learning analytics dashboard impact the teachers of technology-enhanced university lectures regarding ‘awareness’, ‘reflection’ and ‘action’? Does it initiate action research? Which are central requirements for a learning analytics tool, which pursues such effects? This project followed design-based research principles, in order to answer these research questions. The main contributions are: a theoretical reference model that connects action research and learning analytics, the conceptualization and implementation of a learning analytics tool, a requirements catalogue for useful and usable learning analytics design based on evaluations, a tested procedure for impact analysis, and guidelines for the introduction of learning analytics into higher education.

Learning through life

Web 2.0 und soziale Netzwerke gaben erste Impulse für neue Formen der Online-Lehre, welche die umfassende Vernetzung von Objekten und Nutzern im Internet nachhaltig einsetzen. Die Vielfältigkeit der unterschiedlichen Systeme erschwert aber deren ganzheitliche Nutzung in einem umfassenden Lernszenario, das den Anforderungen der modernen Informationsgesellschaft genügt. In diesem Beitrag wird eine auf dem Konnektivismus basierende Plattform für die Online-Lehre namens “Wiki-Learnia” präsentiert, welche alle wesentlichen Abschnitte des lebenslangen Lernens abbildet. Unter Einsatz zeitgemäßer Technologien werden nicht nur Nutzer untereinander verbunden, sondern auch Nutzer mit dedizierten Inhalten sowie ggf. zugehörigen Autoren und/oder Tutoren verknüpft. Für ersteres werden verschiedene Kommunikations-Werkzeuge des Web 2.0 (soziale Netzwerke, Chats, Foren etc.) eingesetzt. Letzteres fußt auf dem sogenannten “Learning-Hub”-Ansatz, welcher mit Hilfe von Web-3.0-Mechanismen insbesondere durch eine semantische Metasuchmaschine instrumentiert wird. Zum Aufzeigen der praktischen Relevanz des Ansatzes wird das mediengestützte Juniorstudium der Universität Rostock vorgestellt, ein Projekt, das Schüler der Abiturstufe aufs Studium vorbereitet. Anhand der speziellen Anforderungen dieses Vorhabens werden der enorme Funktionsumfang und die große Flexibilität von Wiki-Learnia demonstriert.

(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.

Taxonomie von Unterrichtsmethoden

Nach wie vor gibt es für die didaktische Gestaltung von Unterrichtssituationen wenig zufrieden stellende Hilfsmittel, die sowohl unerfahrene Pädagoginnen und Pädagogen unterstützen, gleichzeitig aber auch Kreativität und didaktische Vielfalt von Expertinnen und Experten fördern. Dieses Buch präsentiert für dieses Dilemma einen neuen Lösungsansatz.

Durch das Leben lernen

Web 2.0 und soziale Netzwerke gaben erste Impulse für neue Formen der Online-Lehre, welche die umfassende Vernetzung von Objekten und Nutzern im Internet nachhaltig einsetzen. Die Vielfältigkeit der unterschiedlichen Systeme erschwert aber deren ganzheitliche Nutzung in einem umfassenden Lernszenario, das den Anforderungen der modernen Informationsgesellschaft genügt. In diesem Beitrag wird eine auf dem Konnektivismus basierende Plattform für die Online-Lehre namens “Wiki-Learnia” präsentiert, welche alle wesentlichen Abschnitte des lebenslangen Lernens abbildet. Unter Einsatz zeitgemäßer Technologien werden nicht nur Nutzer untereinander verbunden, sondern auch Nutzer mit dedizierten Inhalten sowie ggf. zugehörigen Autoren und/oder Tutoren verknüpft. Für ersteres werden verschiedene Kommunikations-Werkzeuge des Web 2.0 (soziale Netzwerke, Chats, Foren etc.) eingesetzt. Letzteres fußt auf dem sogenannten “Learning-Hub”-Ansatz, welcher mit Hilfe von Web-3.0-Mechanismen insbesondere durch eine semantische Metasuchmaschine instrumentiert wird. Zum Aufzeigen der praktischen Relevanz des Ansatzes wird das mediengestützte Juniorstudium der Universität Rostock vorgestellt, ein Projekt, das Schüler der Abiturstufe aufs Studium vorbereitet. Anhand der speziellen Anforderungen dieses Vorhabens werden der enorme Funktionsumfang und die große Flexibilität von Wiki-Learnia demonstriert.

DMG-Lib - The Digital Mechanism and Gear Library

Motion systems are important parts of technical products. Those are mostly composed of mechanisms and gears. Today mechanism and gear technology is essential for the whole industry and it will become even more important due to the introduction of new technologies and respective new fields of applications.

Intelligente Hochleistungsförderkette aus Kunststoff

Im folgenden Beitrag wird die Entwicklung einer metallverstärkten Kunststoffgleitkette mit integrierter Sensorik skizziert. Der Focus der Arbeit liegt unter anderem auf Untersuchungen zum Werkstoffverbundverhalten zwischen Metall und Kunststoff, der Adaptierung von Mikroelektronik in einzelne Kettenglieder, einer großserientauglichen Fertigungstechnologie für hybride Leichtbaukomponenten, sowie die Erarbeitung von Gestaltungsgrundsätzen und Logistikkonzepten für die Produktion von Leichtbaukomponenten mittels fusionierter Prozesse.

The use of learning management systems: A Longitudinal Case Study

In this article the use of Learning Management Systems (LMS) at the School of Engineering, University of Borås, in the year 2004 and the academic year 2009-2010 is investigated. The tools in the LMS were classified into four groups (tools for distribution, tools for communication, tools for interaction and tools for course administration) and the pattern of use was analyzed. The preliminary interpretation of the results was discussed with a group of teachers from the School of Engineering with long experience of using LMS. High expectations about LMS as a tool to facilitate flexible education, student centered methods and the creation of an effective learning environment is abundant in the literature. This study, however, shows that in most of the surveyed courses the available LMS is predominantly used to distribute documents to students. The authors argue that a more elaborate use of LMS and a transformation of pedagogical practices towards social constructivist, learner centered procedures should be treated as an integrated process of professional development.

A Fast Platform for Interactive E-Learning Systems

Modern e-learning systems represent a special type of web information systems. By definition, information systems are special computerized systems used to perform data operations by multiple users simultaneously. Each active user consumes an amount of hardware resources. A shortage of hardware resources can be caused by growing number of simultaneous users. Such situation can result in overall malfunctioning or slowed-down system. In order to avoid this problem, the underlying hardware system gets usually continuously upgraded. These upgrades, typically accompanied with various software updates, usually result in a temporarily increased amount of available resources. This work deals with the problem in a different way by proposing an implementation of a web e-learning system with a modified software architecture reducing resource usage of the server part to the bare minimum. In order to implement a full-scale e-learning system that could be used as a substitute to a conventional web e-learning system, a Rich Internet Application framework was used as basis. The technology allowed implementation of advanced interactivity features and provided an easy transfer of a substantial part of the application logic from server to clients. In combination with a special server application, the server part of the new system is able to run with a reasonable performance on a hardware with very limited computing resources.

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.

New Trends in Networking, Computing, E-learning, Systems Sciences, and Engineering

This book provides the latest in a series of books growing out of the International Joint Conferences on Computer, Information and Systems Sciences and Engineering. It includes chapters in the most advanced areas of Computing, Informatics, Systems Sciences and Engineering. It has accessible to a wide range of readership, including professors, researchers, practitioners and students. This book includes a set of rigorously reviewed world-class manuscripts addressing and detailing state-of-the-art research projects in the areas of Computer Science, Informatics, and Systems Sciences, and Engineering. It includes selected papers form the conference proceedings of the Ninth International Joint Conferences on Computer, Information, and Systems Sciences, and Engineering (CISSE 2013). Coverage includes topics in: Industrial Electronics, Technology & Automation, Telecommunications and Networking, Systems, Computing Sciences and Software Engineering, Engineering Education, Instructional Technology, Assessment, and E-learning.

E-Learning Systems, Environments and Approaches

The volume consists of twenty-five chapters selected from among peer-reviewed papers presented at the CELDA (Cognition and Exploratory Learning in the Digital Age) 2013 Conference held in Fort Worth, Texas, USA, in October 2013 and also from world class scholars in e-learning systems, environments and approaches. The following sub-topics are included: Exploratory Learning Technologies (Part I), e-Learning social web design (Part II), Learner communities through e-Learning implementations (Part III), Collaborative and student-centered e-Learning design (Part IV). E-Learning has been, since its initial stages, a synonym for flexibility. While this dynamic nature has mainly been associated with time and space it is safe to argue that currently it embraces other aspects such as the learners’ profile, the scope of subjects that can be taught electronically and the technology it employs. New technologies also widen the range of activities and skills developed in e-Learning. Electronic learning environments have evolved past the exclusive delivery of knowledge. Technology has endowed e-Learning with the possibility of remotely fomenting problem solving skills, critical thinking and team work, by investing in information exchange, collaboration, personalisation and community building.

Rahmenwerk für zielgruppenorientiertes Blended E-Learning im MINT-Bereich im Kontext des Lebenslangen Lernens

Das heutige Leben der Menschen ist vom Internet durchdrungen, kaum etwas ist nicht „vernetzt“ oder „elektronisch verfügbar“. Die Welt befindet sich im Wandel, die „Informationsgesellschaft“ konsumiert in Echtzeit Informationen auf mobilen Endgeräten, unabhängig von Zeit und Ort. Dies gilt teilweise auch für den Aus- und Weiterbildungssektor: Unter „E-Learning“ versteht man die elektronische Unterstützung des Lernens. Gelernt wird „online“; Inhalte sind digital verfügbar. Zudem hat sich die Lebenssituation der sogenannten „Digital Natives“, der jungen Individuen in der Informationsgesellschaft, verändert. Sie fordern zeitlich und räumlich flexible Ausbildungssysteme, erwarten von Bildungsinstitutionen umfassende digitale Verfügbarkeit von Informationen und möchten ihr Leben nicht mehr Lehr- und Zeitplänen unterordnen – das Lernen soll zum eigenen Leben passen, lebensbegleitend stattfinden. Neue „Lernszenarien“, z.B. für alleinerziehende Teilzeitstudierende oder Berufstätige, sollen problemlos möglich werden. Dies soll ein von der europäischen Union erarbeitetes Paradigma leisten, das unter dem Terminus „Lebenslanges Lernen“ zusammengefasst ist. Sowohl E-Learning, als auch Lebenslanges Lernen gewinnen an Bedeutung, denn die (deutsche) Wirtschaft thematisiert den „Fachkräftemangel“. Die Nachfrage nach speziell ausgebildeten Ingenieuren im MINT-Bereich soll schnellstmöglich befriedigt, die „Mitarbeiterlücke“ geschlossen werden, um so weiterhin das Wachstum und den Wohlstand zu sichern. Spezielle E-Learning-Lösungen für den MINT-Bereich haben das Potential, eine schnelle sowie flexible Aus- und Weiterbildung für Ingenieure zu bieten, in der Fachwissen bezogen auf konkrete Anforderungen der Industrie vermittelt wird. Momentan gibt es solche Systeme allerdings noch nicht. Wie sehen die Anforderungen im MINT-Bereich an eine solche E-Learning-Anwendung aus? Sie muss neben neuen Technologien vor allem den funktionalen Anforderungen des MINTBereichs, den verschiedenen Zielgruppen (wie z.B. Bildungsinstitutionen, Lerner oder „Digital Natives“, Industrie) und dem Paradigma des Lebenslangen Lernens gerecht werden, d.h. technische und konzeptuelle Anforderungen zusammenführen. Vor diesem Hintergrund legt die vorliegende Arbeit ein Rahmenwerk für die Erstellung einer solchen Lösung vor. Die praktischen Ergebnisse beruhen auf dem Blended E-Learning-System des Projekts „Technische Informatik Online“ (VHN-TIO).