Produktion von langfristig nutzbaren Lern-/Lehrvideos und deren Einarbeitung in Vorlesungsreihen und Studiengänge - Qucosa.Journals
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Lessons Learned 1, 1&2 (2021)
Submitted: 31.05.2021
Accepted: 09.06.2021
DOI: https://doi.org/10.25369/ll.v1i1/2.32
ISSN: 2749-1293 (Print); 2749-1307 (Online)
Produktion von langfristig nutzbaren Lern-/Lehrvideos
und deren Einarbeitung in Vorlesungsreihen
und Studiengänge
A. Ehrenhofer1,2*, M. Hahn3, N. Christl3, T. Wallmersperger2
1
Dresden Center for Intelligent Materials, Bereich Ingenieurwissenschaften, TU Dresden
2
Institut für Festkörpermechanik, Fakultät Maschinenwesen, TU Dresden
3
Wilhelm-Büchner-Hochschule, Darmstadt
Abstract
Die Erstellung von Lern-/Lehrvideos zum Ersatz von Präsenzvorlesungen und Übungen ist aus
Anlass der Schließung der Universitäten im Jahr 2020 vielerorts in den Fokus gerückt. Derartige
Videos können jedoch auch abseits derartiger Ereignisse einen wertvollen Beitrag zur universi-
tären Lehre leisten. Im vorliegenden Beitrag zum Lessons Learned Journal werden Erfahrungen
zur Produktion von langfristig nutzbaren digitalen Formaten dargestellt. Dazu wird ein Überblick
über die Schritte der Erstellung von Lern-/Lehrvideos und Vorlesungsvideos gegeben. Dies be-
inhaltet Beispiele für Hardware und Software sowie Details zu Vor- und Nachbereitungsschrit-
ten. Des Weiteren wird auf die Integration der Videos in Lehrveranstaltungen eingegangen und
ein Ausblick auf die Nutzung der Produktionen im Kontext des maschinellen Lernens gegeben.
The production of teaching/learning videos as a replacement for lectures and tutorials has come
into focus in 2020 due to the close-down of the universities. However, this kind of video produc-
tions can also add value to university teaching when the usual presence teaching is resumed. In
the current contribution to the Lessons Learned Journal, we share experiences about the sustain-
able production of teaching videos that can be used long-term. We give insights about the pro-
duction steps, the hardware and software requirements and the integration into university
courses. Finally, we give an outlook of the usage of the videos as a database for machine learning
applications.
*Corresponding author: adrian.ehrenhofer@tu-dresden.de
Lessons Learned | Volume 1 (2021) | Ausgabe 1&2 1/2.32-1
A. Ehrenhofer et al. / Produktion von langfristig nutzbaren Lern-/Lehrvideos…
1. Einführung und Zweck der Lernvideos Die Arbeit gliedert sich dabei wie folgt: Nach-
dem im aktuellen Kapitel auf die Definition des
Die Erstellung von digitalen Formaten zum Er- Zwecks und auf verschiedene Video-Typen ein-
satz von Präsenzvorlesungen und -übungen ist gegangen wird, folgt darauf Kapitel 2 zu den
aus Anlass der Vermeidung von Präsenzlehre Voraussetzungen und der technischen Basis,
im Sommersemester 2020 vielerorts ins Zent- die zur Erstellung von Lernvideos notwendig
rum gerückt. Insbesondere Lern-/Lehrvideos, ist. In Kapitel 3 werden die Phasen in der Er-
in denen Inhalte von naturwissenschaftlich stellung eines Lernvideos dargestellt. Kapitel 4
und ingenieurwissenschaftlich geprägten Stu- widmet sich der Integration von Lernvideos in
diengängen dargestellt werden, können je- hybride Lehrveranstaltungen. In Kapitel 5 soll
doch auch abseits dieses singulären Ereignis- der Blick auf neue digitale Möglichkeiten im
ses einen wertvollen Beitrag zur universitären Kontext der Nutzung von Lernvideos als Da-
Lehre leisten. tenbasis für maschinelles Lernen geweitet
Screencast-Videos, bei denen ein Computer- werden, bevor in Kapitel 6 Zusammenfassung
bildschirm aufgenommen und die dargestell- und Ausblick zu finden sind.
ten Schritte sprachlich ergänzt werden, sind Lernvideotypen – Vor der Erstellung eines Vi-
insbesondere aus dem Kontext von Software- deos muss dessen Zweck klar festgelegt wer-
Schulungen bekannt [1]. Im akademischen den. So kann z.B. zwischen den folgenden vier
Kontext wurde die Aufnahme und Bereitstel- Typen unterschieden werden:
lung von Vorlesungen in Form von Bildaufnah-
1. In „Vorlesungsvideos“ werden Frontal-
men jedoch bereits in Zeiten vor dem Heim-
Vorlesungen in den digitalen Raum über-
computer genutzt, so zum Beispiel in der 1955
führt. Sie dienen damit der Verlegung des
erschienenen, im Fernsehen ausgestrahlten
passiven Konsums von Wissenseinheiten
Vorlesungsreihe „The secret of flight“ der Uni-
in die selbständige Arbeit. Dies eröffnet
versität Iowa (wiederveröffentlicht [2]). Insbe-
die Möglichkeit zur interaktiveren Nut-
sondere für die Erklärungen von mathemati-
zung der Präsenz-Vorlesungszeiten. In der
schen Zusammenhängen gibt es inzwischen
aktuellen Situation mit dem weitgehen-
reichlich online verfügbare Materialien, die we-
den Stillstand der Präsenzlehre an Univer-
sentlich zum Lernerfolg von Studierenden bei-
sitäten müssen sie jedoch die Rolle der
tragen können [3], [4].
Vorlesungen vollständig übernehmen.
Seit 2019 ist in Zusammenarbeit zwischen Leh- 2. Dient das Video dazu, einen bestimmten,
renden der TU Dresden und der Wilhelm- eng abgegrenzten Aspekt eines Themen-
Büchner-Hochschule Darmstadt ein Rahmen gebiets zu beleuchten, so kann beispiels-
zur effizienten Erstellung von Lernvideos in weise ein kurzes animiertes Video diesen
den Ingenieurwissenschaften entstanden. Die Zweck erfüllen. Themen können z.B. in
dabei gesammelten Erfahrungen konnten er- der Technischen Mechanik die Schwer-
folgreich für den im Sommersemester 2020 punktberechnung oder die Definition der
notwendigen, spontanen Umstieg auf digitale Spannung sein. Videos dieses Typs kön-
Fernlehre am Institut für Festkörpermechanik nen als „Knackpunktvideos“ bezeichnet
der TU Dresden übertragen werden. werden.
Im vorliegenden Beitrag zur Lessons Learned 3. Soll das Video dazu dienen, einen Labor-
Publikation sollen die Erfahrungen der effizien- aufbau oder ein Fertigungsverfahren dar-
ten Produktion von qualitativ hochwertigen zustellen, so ist das Video vor Ort unter re-
Lernvideos geteilt werden. Ein besonderes Au- alen Bedingungen aufzunehmen. Bei ei-
genmerk liegt dabei auf der langfristigen Nutz- nem Video, das verschiedene Fertigungs-
barkeit. Dabei wird in der vorliegenden Arbeit schritte vorführen soll, werden diese ein-
gemäß des konstruktivistischen Verständnis- zelnen Schritte detailliert und inklusive al-
ses von Lehre – in der die Lehrenden eine eher ler zur Verwendung kommenden Materia-
unterstützende und fördernde Rolle einneh- lien aufgezeigt.
men [5], [6] – die lernendenzentrierte Form 4. Hat man die Intention ein „Vorrechenvi-
„Lernvideos“ statt „Lehrvideos“ verwendet. deo“ aufzuzeichnen, in dem Studierende
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einen Aufgabentyp erlernen sollen – zum Im folgenden Kapitel werden die Erkenntnisse
Beispiel in Vorbereitung einer Prüfung – zu den einzelnen Schritten im Produktionspro-
so sollte das Video sich im Sinne des zess im Hinblick auf die langfristige Nutzbar-
Constructive Alignment [7], [8] an dem ori- keit dieser Videos dargestellt.
entieren, was als Lernziel definiert wurde
und in der Prüfung abgefragt wird. Da die
abschließenden Prüfungen in MINT-Fä- 2. Voraussetzungen und technische Basis
chern nach wie vor einen schriftlich-ma- Zur Erstellung von Lernvideos, in denen
thematischen Wesenszug haben, in dem schrittweise mathematisch-technische Zusam-
Aufgaben gelöst werden, bietet das menhänge hergeleitet werden sollen, bietet
schriftliche Vorführen bzw. Vorrechnen sich die Nutzung von Tablet-Computern und
von Aufgaben desselben Niveaus einen Screencapturing an. Im aktuellen Kapitel sollen
großen Vorteil für Studierende. In diesen Beispiele für Hard- und Software aufgezeigt
Vorrechenaufgaben werden dann die spe- werden. Darauffolgend wird auf die Nutzung
zifischen Knackpunkte in einem Rechen- von Bildmaterial und auf die geplante Nut-
weg zusammengebracht. Auch können zungsdauer der Videos eingegangen. Im Ab-
verschiedene Rechenwege aufgezeigt schnitt „Sonstige Vorbereitungen“ wird auf die
werden, und verschiedene Dos und Don‘ts stimmliche und manuelle Vorbereitung einge-
für den Aufgabentyp hervorgehoben wer- gangen.
den.
Hardware – Als technische Basis eignet sich
In der vorliegenden Arbeit liegt der Fokus auf
prinzipiell jeder Tablet-Computer bzw. jedes
Lernvideos gemäß (4), welche einen Rechen-
Convertible mit eingebautem oder mit extern
weg zu einer Aufgabe schrittweise schriftlich
angeschlossenem Digitizer. Es ist jedoch da-
und unterstützt durch das gesprochene Wort
rauf zu achten, dass die Bildschirmauflösung,
darstellen. Dazu wurden 49 Lernvideos dieser
die bei Screencapturing gleichzeitig die maxi-
Art für die Technische Mechanik (Statik und
mal erreichbare Auflösung der Aufnahme ist,
Festigkeitslehre) an der Wilhelm-Büchner-
für den Anwendungszweck hoch genug ist.
Hochschule erstellt. Da Vorlesungen in Grund-
Für die Audio-Aufnahme ist möglichst auf ein
lagenfächern des Maschinenwesens und in
externes Headset zurückzugreifen, da sonst
spezialisierten Fächern der mathematisch ge-
Kratzgeräusche des Stiftes oder – im Falle ei-
prägten Studienrichtung „Simulationsmetho-
nes Standmikrofons – je nach Sprechrichtung
den des Maschinenbaus“ oft einen dazu ähnli-
Einbußen in der Soundqualität auftauchen. Für
chen Wesenszug haben, lassen sich viele der
eine angemessene Qualität der Aufnahme
Erkenntnisse auf Vorlesungsvideos gemäß (1)
kann auf das umfangreiche Wissen der Pod-
übertragen. Dazu wurden 48 Videos im Fach
casting-Szene zurückgegriffen werden [9]. Für
„Stab- und Flächentragwerke“ (Sommersemes-
eine rauschfreie Aufnahme bieten sich z.B.
ter 2020) sowie 20 Videos im Fach „Struktur,
Kondensator-Mikrofone an, die über ein Au-
Strömung und Kopplung“ (Teil 1: Struktur, Win-
dio-Interface und USB angeschlossen werden.
tersemester 2020/2021) an der TU Dresden
produziert, vgl. Tabelle 1. Tabelle 2: Im vorliegenden Fall genutzte Hardware.
Typ Produkt
Tabelle 1: Produzierte Videos mit Anzahl N, Gesamtzeit Tablet/PC MS Surface Book Gen.1
ΣT und Durchschnittsdauer der Videos ØT. Stift Microsoft Surface Pen
Typ N ΣT ØT Mikrofon Beyerdynamic DT-297-
Technische Mecha- 49 525min 10,7min PV/80 MKII
nik Audio-Interface Focusrite Scarlett 2i2 3rd
Stab- und Flächen- 48 517min 10,8min Gen
tragwerke Externe Fest- Western Digital
Struktur, Strömung 20 277min 13,9min platte WDBC3C0020BBL-WESN
und Kopplung 2TB
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Im vorliegenden Fall kam Technik gemäß Ta- und Archivierung der Dateien sollten daher
belle 2 zum Einsatz. Die Aufnahme von hand- ausreichende Kapazitäten dafür bereitstellen.
schriftlichen Herleitungen lässt sich auch mit-
hilfe eines Visualizers realisieren, wobei die Ab- Grafiken und Bilder – Die Verwendung von
deckung des Aufschriebs mit der Hand beach- Grafiken, Bildern, Zeichnungen und Tabellen
tet werden muss. lockern das Video auf und geben einen zusätz-
lichen Eindruck zum Lerninhalt. Um außerhalb
Software – Zur Aufnahme des Bildschirms des akademischen Kontextes die Verwendung
(Screencapturing) ist eine große Zahl von Soft- urheberrechtlichen geschütztem Materials rei-
warelösungen auf dem Markt verfügbar. Dabei bungslos abzusichern, sollte man darauf ach-
können kommerzielle Lösungen gewählt wer- ten, dass diese unter einer freien Lizenz (z.B.
den, die neben der Aufnahme auch den Schnitt Creative Commons https://creativecom-
der Videos erlauben. Im vorliegenden Falle mons.org/licenses) stehen oder eine entspre-
wurde die Screencast-o-matic Software verwen- chende Lizenz zur Nutzung erworben wurde
det. Eine andere Variante ist Camtasia. Alterna- (z.B. aus einem Archiv/Stock Material). Am ein-
tiv kann auf eine Kombination von Program- fachsten ist es, eine selbst erstellte Grafik zu
men für Aufnahme und Schnitt zurückgegrif- verwenden und dies kenntlich zu machen.
fen werden (z.B. Open Broadcaster Software Beim Weiterverwenden und Weitergeben des
(OBS)-Studio kombiniert mit DaVinci Resolve), Videos, ist es wichtig, die Lizenz zu berücksich-
für die dann ein passender Workflow definiert tigen oder entsprechend neu zu lizensieren.
werden sollte. Für Videos, die auf Foliensätzen Die Nutzung beinhaltet die veröffentlichte Um-
basieren, lässt sich beispielsweise die in Micro- gebung, Nutzungsdauer und den Inhaber.
soft PowerPoint integrierte Aufnahmefunktion
nutzen. Alterung von Lernvideos – Die Frage der Nut-
Zur Erstellung des Aufschriebs kann ein belie- zungsdauer von Lernvideos sollte bereits vor
biges Programm mit Whiteboardfunktion ver- der Produktion diskutiert werden. Dabei muss
wendet werden. Je nach persönlicher Neigung einerseits die Aktualität der behandelten The-
und Übung im Schreiben auf Tablets können men und andererseits die technische Seite be-
Hilfslinien verwendet werden. Diese erschwe- rücksichtigt werden. Im vorliegenden Fall von
ren jedoch die Nachbearbeitung, insbeson- Lernvideos und Vorlesungen in der Techni-
dere die Nutzung von Einblendungen/Over- schen Mechanik ist auf absehbare Zeit von kei-
lays. Es bietet sich an, dieses Programm auch ner großen Änderung der fachlichen Inhalte
zur Erstellung des Drehbuchs zu verwenden. auszugehen. Damit muss besonderes Augen-
Im vorliegenden Fall wurde Microsoft OneNote merk auf die Schaffung der technischen Vo-
genutzt. raussetzungen für die Langlebigkeit des Mate-
In Tabelle 2 ist außerdem auf eine externe rials gerichtet werden. Dies betrifft sowohl das
Festplatte verwiesen, da im Laufe einer Vorle- Bildformat als auch die Auflösung der Videos.
sungsreihe große Datenmengen entstehen Viele Bilder liegen üblicherweise in einem pi-
können. Im Rohformat ergeben sich bei der ge- xelbasierten Format, wie .jpg oder .png vor,
nannten Screencast-o-matic Software für ein ihre Vergrößerung ist deshalb limitiert, weil sie
Lernvideo durchschnittlich 1-2 GB Speicher- schnell gerastert/verpixelt aussehen. Im Gegen-
platzbedarf, der jedoch mit einfacher Kompri- satz dazu ist ein .svg-Format vektorbasiert und
mierung deutlich reduziert werden kann. Die kann verlustfrei vergrößert und verkleinert
Datengröße der im MP4-Format exportierten werden. Zu empfehlen ist es, die größtmögli-
Filmdokumente (HD-Videos 1920 x 1080 Pixel) che Bildgröße zu verwenden und später nicht
ist insbesondere für das Versenden und Veröf- mehr als um 15%-20% zu vergrößern.
fentlichen relevant. Ein Lernvideo kann mit 15– Da ein Screencast naturgemäß pixelbasiert
20 Minuten Dauer eine Größe von 60 MB ha- vorliegt, muss hier auf die passende Auflösung
ben. Mit Grafikelementen, wie Intro und Outro geachtet werden. Im vorliegenden Fall erfolg-
sowie Tonbearbeitung ergeben sich daraus bis ten Verwendung und Bereitstellung der Videos
zu 250 MB. Die Server für die Bereitstellung im HD-Format (1920 x 1080 Pixel). Es ist jedoch
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absehbar, dass die Entwicklung weiter voran- Die Schritte zur Erstellung eines Lernvideos
schreitet und höhere Auflösungen notwendig sind wie üblich (1) Vorbereitung, (2) Durchfüh-
werden. Um nachhaltig zu planen und auf zu- rung und (3) Nachbearbeitung, siehe Abbil-
künftige Formatveränderung in der Videoer- dung 1. Dazu kommt ein weiterer Schritt der
stellung vorbereitet zu sein, beispielsweise auf (4) Distribution/Verteilung.
die Bildauflösung 4K (3840 x 2160 Pixel), emp- In der Gesamtzeit der Produktion eines Videos
fiehlt es sich, soweit es technisch möglich ist, lassen sich die prozentualen Anteile zwischen
auf der nächsthöheren Stufe (HD 4K; 4K den ersten drei Schritten (hier als Beispiel 40%,
8k) aufzuzeichnen und im Schnitt und beim 20% und 30%) je nach persönlicher Neigung
Rendern auf das geringer aufgelöste Format zu verschieben, der vierte Schritt der Distribution
verkleinern. Wenn es erforderlich wird, kann ist dabei aber im Allgemeinen gleichbleibend.
später das Material noch einmal verwendet
werden und mit einer höheren Auflösung ger-
endert werden.
Es ist möglich, dass aktuelle Entwicklungen in
der nachträglichen Erhöhung der Auflösung
mithilfe neuronaler Netze (Super-resolution
[10], [11]) diese Schritte in Zukunft überflüssig
machen.
Sonstige Vorbereitungen – Neben technischen
Investitionen sind außerdem Investitionen in
die eigene Vorbereitung notwendig. Dies be-
trifft zum einen die Gewöhnung an das Schrei- Abb. 1: Schritte und zugehöriger prozentualer Anteil
ben auf einem Digitizer. Es empfiehlt sich dazu, in der Gesamtzeit zur Erstellung des Videos. In der
vorliegenden Arbeit ergaben sich die hier aufgeführ-
auf grundlegende Schreibübungen (z.B. Zeilen-
ten Anteile (40-20-30-10).
weise das Alphabet) zurückzugreifen, da ein
on-the-fly Üben in den meisten Fällen nicht zu
einem zufriedenstellenden Ergebnis führt. An Wird zum Beispiel sehr großer Aufwand in die
dieser Stelle sollte auch bereits die Überlegung Vorbereitung investiert (z.B. wörtliche Ausfor-
getätigt werden, welche Strichstärke für den mulierung des Drehbuchs), so sind weniger
Einsatzzweck passend ist (z.B. Anzeige auf dem Aufnahmeversuche (Takes) notwendig. In den
Smartphone oder Anzeige auf PC-Bildschirm), meisten Fällen sinkt damit auch der Nachbear-
da dies einen großen Einfluss auf die Gewöh- beitungsaufwand (50-20-10-10). Wird hinge-
nung an das Schreiben auf einem Digitizer hat. gen nur sehr geringer Aufwand in der Vorbe-
Die allgemeinen Vorbereitungen sollten auch reitung investiert, müssen während der Auf-
auf die Art des Sprechens ausgedehnt werden. nahme gelegentlich ganze gedankliche Ab-
So ist es möglich, langsames und deutliches sätze neu formuliert werden, um dieselbe
Sprechen zu trainieren [12] und mithilfe von Qualität zu erreichen. Die unvollständigen
Selbst-Aufnahmen die eigene Performance zu Sätze oder Aussprachemissgeschicke müssen
optimieren. Weitere Details zur Sprache und wiederum in der Nachbearbeitung herausge-
Stimme werden im Abschnitt „Durchführung“ schnitten werden (10-40-40-10).
in Kapitel 3 gegeben. In diesem Kapitel wird au- In Abbildung 2 sind die prozentualen Anteile
ßerdem auf die Vor- und Nachbereitung der der einzelnen Phasen für 49 Lernvideos der
Aufnahmen eingegangen. Technischen Mechanik dargestellt. Durch Ver-
schiebung der Anteile von (50-30-10-10) zu (10-
40-40-10) ließ sich keine globale Zeitersparnis
3. Phasen der Erstellung von Lernvideos realisieren, die nicht durch die individuelle Ver-
In diesem Abschnitt wird kurz auf die Phasen besserung jedes Schrittes erklärbar wäre. Dies
der Erstellung und auf ihren Anteil im zeitli- galt jedoch nur, insofern ein Minimal-Dreh-
chen Gesamtaufwand eingegangen. Danach buch (konkreter Aufschrieb, Berechnungen,
werden die einzelnen Schritte näher erläutert. An- und Abmoderation) genutzt wurde. Eine
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spontane Berechnung/Improvisation hat sich Anweisungen in Stichpunktform (Gedanken-
immer als zu fehleranfällig erwiesen. stützen im freien Reden) bis hin zu voll ausfor-
Es empfiehlt sich, zum besseren Verständnis mulierten Textpassagen ergänzt werden. Zu
der eigenen Effizienz in der Erstellung und zur den Anweisungen kann auch der gelegentliche
Optimierung über die einzelnen Schritte Buch Hinweis auf langsame und deutliche Sprache
zu führen. Daraus lässt sich, ähnlich dem Prin- sowie die konsistente Nutzung von Farben un-
zip der aus der Software-Technik bekannten tergebracht werden. Es ist außerdem hilfreich,
Pipeline-Optimierung, identifizieren, bei wel- eine konsistente An- und Abmoderation aus-
chem Prozessschritt sich mit geringstem Auf- zuformulieren.
wand die größten Effizienzgewinne erzielen
lassen. (2) Durchführung – Die konkrete Aufnahme be-
ginnt mit Erzeugung einer passenden Aufnah-
meumgebung und einem Technik-Check. Ide-
ale Videoaufnahmebedingungen ergeben sich
in einer ruhigen Umgebung, in einem ge-
dämmten Raum mit wenig Störgeräuschen
von außen (Bauarbeiten, Auto-, oder Flugzeug-
verkehr, Kinderlärm). Die Durchführung in den
Abend-/Nachtstunden kann Abhilfe schaffen,
wenn sonst bestimmte Geräuschquellen
schwer kontrollierbar sind. Eine Qualitätsstei-
gerung der Aufnahme erzielt das Nutzen von
Stellwänden, die mit weichem, dämpfendem
Material bezogen sind und nah um die Person
aufgestellt werden. Ein dicker, schallabsorbie-
render Vorhang, oder Akustikschaumstoffplat-
ten an den Wänden und an der Decke, heben
den Raum in die nächste professionelle Stufe
(Aufnahmestudio).
Die Mikrofonstellung des Headsets sollte mög-
lichst auf Lippenhöhe sein und den Eindruck
erwecken, man würde nach oben sprechen.
Sprecherinnen und Sprecher sollten eine ste-
hende Körperhaltung einnehmen, egal ob im
„On“ (im Bild) oder im „Off“ (nicht sichtbar im
Bild). Für eine gute Sprachperformance wirkt
sich diese gerade Haltung positiv aus, der Ef-
Abb. 2: Prozentualer Anteil der Phasen (1) Vorberei- fekt variiert jedoch von Person zu Person.
tung, (2) Durchführung, (3) Nachbearbeitung und (4) An der Stimme ist auch ein „schlechter Tag“ zu
Distribution bei 49 produzierten Lernvideos (Techni- erkennen. Oft ist es besser, die Aufnahme zu
sche Mechanik) verschieben, oder eine längere Pause einzule-
gen, da sich auch mit großem Aufwand nicht
(1) Vorbereitung – Im ersten Schritt wird zuerst alle Unzulänglichkeiten von schlecht aufge-
das Ziel des Videos definiert. Bei Lernvideos, in nommenen Videos korrigieren lassen: „Mit Ge-
denen eine einzelne Aufgabe vorgerechnet walt gelingt kein gutes Video“. Für eine gute
werden soll, ist dies die Aufgabenstellung; bei Stimme und um „Schmatz-Geräusche“ zu ver-
Vorlesungsvideos ist es ein übersichtlicher meiden, kann gelegentlich ein Schluck Wasser
Sinnabschnitt (Thema). Aus der Lösung der getrunken werden.
Aufgabe bzw. aus dem Aufschrieb des Themas Während längerer Absätze und Erklärungen ist
kann nun ein Drehbuch erstellt werden, in es zu empfehlen, die Stimme am Satzende ab-
dem die zu schreibenden Texte und Formeln zusenken, um den Zuhörenden das Zuhören
aufgeführt sind. Dieses kann durch zusätzliche zu erleichtern. Das Zusammenspiel von klarer
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Stimme, langsamen Sprechens und struktu- Rückmeldungen über die gesamte Lernvideo-
rierter Sprache ergeben eine angenehme Lebensdauer hinweg einzuhalten.
Lern- und Zuhörerfahrung. Professionelle Nachproduktion – Zur Erstel-
Die Herstellung von idealen Aufnahmebedin- lung von qualitativ hochwertigen Videos, die
gungen und der Aufbau der Technik kann über längere Zeit sinnvoll genutzt werden sol-
durch die Nutzung einer Checkliste ritualisiert len, kann ein weiterer Schritt der professionel-
werden. Eine kurze Testaufnahme ermöglicht len Nachbearbeitung durchgeführt werden.
es außerdem, weitere Umgebungsgeräusche Der erste Schritt nach Überprüfung des Inhalts
zu identifizieren und die aktuelle eigene Ver- ist das Erstellen der sich wiederholenden Ele-
fassung einschätzen zu können. mente, wie Intro (Einleitung), Titel, Vorstellung
(3) Nachbearbeitung – Auf die Aufnahme sollte der Erstellerin oder des Erstellers und
die individuelle Nachbearbeitung folgen. Es Outro/Abspann (Abschluss des Videos). Diese
empfiehlt sich, dies nicht im unmittelbaren An- können als Vorlage in einem Grafikprogramm
schluss an die Aufnahme zu machen, da so (z.B. Adobe After Effects) erstellt und in den
noch keine ausreichende gedankliche Distanz Schnitt jedes Videos integriert werden. Für ein
zum eigenen Werk aufgebaut wurde. Unter Zu- gutes Video ist es nicht unbedingt notwendig,
hilfenahme des Drehbuchs kann nun das kom- animierte Vorlagen zu verwenden. An der
plette Video überprüft und – wo nötig – durch Stelle kann auch eine einfachere Grafik mit den
Schnitte, gezieltes Neueinsprechen und Ein- entsprechenden Informationen erstellt wer-
blendungen/Overlays korrigiert werden. den. Ein eingeblendetes Dauerlogo in einer
Die rohe Fassung der Videos sollte zur Quali- Ecke und das Einblenden des Titels dient der
tätssicherung fachlich (z.B. als Peer-Review) Orientierung und erzeugt einen professionel-
abgenommen werden. Ziel hierbei ist ein fun- len Eindruck. Die Bearbeitung von Musik und
diertes unabhängiges Feedback. Bei den oben Ton kann in einem Tonbearbeitungspro-
beschriebenen Lernvideos in der Technischen gramm erfolgen, welches Kürzungen, Blenden
Mechanik wurde in der Abnahme insbeson- und Stereo-Sampling zulässt.
dere darauf geachtet, dass Es ist empfehlenswert Musik für das Intro zu
verwenden, denn sie steigert die Aufmerksam-
keit und die Art der Musik dient zur Einstim-
Der Titel zum Inhalt passt,
mung auf den Inhalt und erzeugt das ange-
Die Rechenschritte/Herleitungen nachvoll- nehme Gefühl, dass „man weiß, was einen er-
ziehbar sind. Dabei muss unterschieden wartet“. Hat man ein Musikstück gefunden,
werden, ob es Rechenschritte sind, die von sollte man überprüfen, wo es registriert ist.
untergeordneter Kategorie sind, wie z.B. Das zugehörige Label, verwaltet die Leistungs-
das Auflösen eines Gleichungssystems oder nutzungsrechte und die GEMA. Musik ist meist
ob es Kernpunkte sind, die zu dem Lernvi- nicht kostenfrei und kann im Gegenteil – je
deo gehören und daher nicht ausgelassen nach Werk und Popularität – sehr kostspielig
werden dürfen. sein. Ist der Urheber bereits länger als 70 Jahre
Die Inhalte korrekt vorgerechnet werden. verstorben, ist es hingegen möglich, dass die
Die Notation aus der Vorlesung verwendet Musik GEMA-frei ist. Ist es vorgesehen, das Vi-
wird. deo öffentlich zu zeigen, sollte speziell darauf
Die Erklärungen zielführend und lückenlos geachtet werden, ob die Lizenz dies zulässt, da-
sind. für ist die GVL (Gesellschaft zur Verwertung
von Leistungsschutzrechten) zuständig.
Die Aussprache der Autorin oder des Au-
Viele Musikverlage bieten ein breites Angebot
tors verständlich ist.
von GEMA-freien Hintergrundmusiken an (z.B.
Am Ende eventuell ein Fazit oder eine Zu- Sonoton, Epicmusic, Audiohub, allesge-
sammenfassung gezogen wird. mafrei.de), an anderen Stellen kann die Lizenz
entsprechend der Verwendung passend er-
Das Feedback muss in einem weiteren Nach- worben werden.
bearbeitungsschritt eingefügt werden. Die- In der professionellen Nachbearbeitung kön-
selbe Art der Feedback-Schleife ist auch bei nen außerdem kleine Geräusche, wie z.B.
Lessons Learned | Volume 1 (2021) | Ausgabe 1&2 1/2.32-7A. Ehrenhofer et al. / Produktion von langfristig nutzbaren Lern-/Lehrvideos…
Räuspern, Ähms, Einatmen, Kratz-Geräusche der hohen Menge des zu vermittelnden Stoffs
des Stifts oder Klappern der Tastatur entfernt sehr einseitigen Vorlesungen können auf diese
werden. Es ist jedoch nicht nötig, alle kleineren Weise in die eigene Vorbereitung der Studie-
Versehen zu entfernen, „manches versendet renden übergeben werden. Die Zeit, in der per-
sich“, wird durch Zuhörerinnen und Zuhörer sönliche Interaktion zwischen Studierenden
also nicht bewusst wahrgenommen. Beispiels- und Lehrenden möglich ist (z.B. Vorlesungen
weise ein kurzes Bildrutschen, ein blinkender und Übungen) kann stattdessen für interaktive
Cursor oder eine händisch korrigierte Zeich- Formate wie Diskussionen oder gemeinsame
nung kann durchaus im Video verbleiben, ins- Projektarbeiten verwendet werden. Dabei ist
besondere dann, wenn die Korrektur unver- aber insbesondere darauf zu achten, dass ein
hältnismäßig viel Zeit in Anspruch nimmt. angemessener Gesamtaufwand für die Lehr-
(4) Distribution – Um die Videos der Nutzer- veranstaltung (orientiert an den Credit-Points
schaft zur Verfügung zu stellen, sind die ent- bzw. Leistungspunkten in der Studienordnung)
sprechenden Kanäle der Universität oder eingehalten wird.
Hochschule zu nutzen, so zum Beispiel akade- Ein zentraler Punkt für den langanhaltenden
mische Online-Plattformen. Die Prozesse von Einsatz von hochwertig produzierten Vorle-
Upload, Verlinkung, Verschlagwortung und sungsvideos ist die Aktualisierung. Um die Vi-
ggf. Ankündigung der Videos können wie die deos oder Teile davon im folgenden Semester
anderen Schritte durch die Nutzung von wieder verwenden zu können, sollten Videos
Checklisten vereinfacht und professionalisiert zu Beginn jedes Semesters überprüft und ge-
werden. gebenenfalls aktualisiert werden. Wenn nur
Nachdem nun auf einige Aspekte in den Schrit- geringe Änderungen oder Aktualisierungen
ten der Aufnahme eingegangen wurde, soll im notwendig sind, kann das Video des vorheri-
folgenden Kapitel auf die Integration der Auf- gen Semesters übernommen oder als Basis
nahmen in Lehrveranstaltungen eingegangen verwendet werden. Hierbei ist allerdings der
werden. Aufwand je nach gewählter Methode unter-
schiedlich: Wurde, wie in Kapitel 1 beschrie-
4. Einarbeitung in hybriden Lehrveran- ben, ein Foliensatz verwendet, müssen nur die
staltungen betroffenen Folien bzw. der zugehörige Text
Die gemäß den oben beschriebenen Regeln modifiziert werden. Bei handschriftlich herge-
der Kunst erstellten Videos sollen nachhaltig leiteten Vorlesungs- und Lernvideos sind bei
als Teil von Lehrveranstaltungen verwendet größeren Fehlern die entsprechenden Sequen-
werden. zen – unabhängig davon, ob Änderungen auf
dem Aufschrieb oder im Text (Ton) vorliegen –
Vorlesungsvideos – Ein vollständiger Ersatz der
jeweils vollständig neu zu erstellen. Kleine Än-
Präsenzvorlesung durch Onlinevorlesungen o-
derungen können jedoch auch im Schnittpro-
der Vorlesungsvideos ist – bedingt vor allem
gramm als Overlay eingefügt werden. Auf je-
durch die fehlende Interaktion zwischen Leh-
den Fall sollte innerhalb des Videos deutlich
renden und Studierenden – nicht zu empfeh-
gemacht werden, dass Aktualisierungen vorlie-
len. Mullamphy et al. [13] beschreiben als Er-
gen, da eine parallele Verwendung von ver-
gebnis einer Befragung von Studierenden zum
schiedenen Videoversionen nur schwer ausge-
Einsatz von Screencasts eine hohe Akzeptanz
schlossen werden kann.
als Mittel zur Ergänzung der Lehre. Es ergab
sich jedoch, dass eine übermäßige Verwen- Ein weiterer wichtiger Punkt ist die gelegentlich
dung ihren Erwartungen an eine Präsenzuni- von Studierenden gewünschte Möglichkeit, die
versität nicht entsprach. Dies ließ sich auch in Inhalte eines Videos auszudrucken. Ein Folien-
Rückmeldungen der Studierenden der TU satz oder Skript bietet den Studierenden die
Dresden erkennen. Möglichkeit, eigene Punkte zu ergänzen, was
Nichtsdestotrotz können Vorlesungsvideos ei- hinsichtlich der Nachbereitung und der Vorbe-
nen wichtigen Beitrag zum Übergang der auf reitung auf die Prüfung ein großer Vorteil ist.
Dozierende zentrierten Lehre zur lernenden- Ein gewissenhaft erstelltes Drehbuch kann da-
zentrierten Lehre beitragen. Die oft aufgrund für eine nützliche Basis bieten.
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Insgesamt hat sich gezeigt, dass das Entwi- sein sollen. Dabei wurde auf die Voraussetzun-
ckeln von Formeln oder das schrittweise Erklä- gen und auf die konkreten Schritte zur Produk-
ren von Rechenschritten in den Vorlesungen tion qualitativ hochwertiger Videos eingegan-
der Technischen Mechanik unbedingt notwen- gen. Im Weiteren wurden Aspekte der Integra-
dig ist. tion von Videoaufnahmen in Vorlesungsreihen
Lernvideos – Für Videos, in denen Beispielauf- dargestellt und ein kurzer Ausblick auf die Nut-
gaben vorgerechnet werden, bietet sich ein zung der Videos als Datenbasis gegeben.
Einsatz als Brücke zwischen Vorlesung und Während einige der hier erwähnten Details für
Übung an. Auch die Einführung in Übungen den gegenwärtigen Wechsel von Präsenz- zu
kann auf diese Weise zugunsten der Interak- Fernlehre nicht dienlich sind, kann eine Be-
tion in der Präsenzzeit in die Vorbereitung der schäftigung damit zu einem besseren Ver-
Studierenden verlegt werden. ständnis der Komplexität des Prozesses beitra-
gen und zu einer Professionalisierung der Vi-
deo-Produktion durch Lehrende an Universitä-
5. Lehrvideos als Datenbasis ten und Hochschulen beitragen.
Durch den weitläufigen Umstieg auf digitale
Formate ergibt sich aus Sicht der Data Science Literatur
ein spannendes neues Anwendungsfeld [1],
[14]. So können verschiedene Methoden des [1] K. Li, C. Fang, Z. Wang, S. Kim, H. Jin, and Y. Fu,
“Screencast Tutorial Video Understanding,” in
maschinellen Lernens aus verschiedenen An-
Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer
wendungsgebieten (OCR, Speech-to-Text, Na- Vision and Pattern Recognition, 2020, pp. 12526–
tural Language Processing) kombiniert wer- 12535.
den, um ganze Vorlesungsvideo-Reihen durch- [2] A. Lippisch, The Secret of Flight. University of Iowa
Video Center, 2003.
suchbar zu machen [14]. Wird diese Technolo-
[3] S. A. Lloyd and C. L. Robertson, “Screencast tutorials
gie auf die Gesamtheit der Vorlesungs- und enhance student learning of statistics,” Teaching of
Lernvideos eines Studiengangs angewendet, Psychology, vol. 39, no. 1, pp. 67–71, 2012.
so ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkei- [4] M. Prensky, “Khan academy,” Educational Technology,
vol. 51, no. 5, p. 64, 2011.
ten, die von der Harmonisierung der verwen-
[5] R. Linderkamp, Kollegiale Beratungsformen: Genese,
deten Zeichen/Symbole/Abkürzungen inner- Konzepte und Entwicklung, vol. 21. wbv, 2011.
halb einer Studienrichtung bis hin zum auto- [6] A. Widodo and R. Duit, “Konstruktivistische
matisierten Design von Prüfungsaufgaben Sichtweisen vom Lehren und Lernen und die Praxis
des Physikunterrichts,” Zeitschrift für Didaktik der
(ausgehend von Schlagworten der Bloom-
Naturwissenschaften, vol. 10, pp. 233–255, 2004.
schen Taxonomie [15]) reichen können. [7] J. Biggs, “Enhancing teaching through constructive
Auf der anderen Seite können die selbst pro- alignment,” Higher education, vol. 32, no. 3, pp. 347–
364, 1996.
duzierten Videos für Dozentinnen und Dozen-
[8] P. Kandlbinder, “Constructive alignment in university
ten eine Datenbasis für maschinelles Lernen teaching,” HERDSA News, vol. 36, no. 3, pp. 5–6, 2014.
bilden. Dies eröffnet zum Beispiel die Möglich- [9] P. Wandiger, “11 bekannte Podcaster und welche
keit, ein „Deep-Fake“ Modell der eigenen Mikrofone sie nutzen, Online:
https://www.mikrofon-test-podcast.de/podcaster-
Stimme zu trainieren und damit beispielsweise
mikrofone/” 2021.
Ergänzungen in Videos einfacher einzubringen [10] J. Caballero, C. Ledig, A. Aitken, A. Acosta, J. Totz, Z.
[16]. Den Autorinnen und Autoren von Videos Wang, and W. Shi, “Real-time video super-resolution
muss dabei aber klar sein, dass dieser Daten- with spatio-temporal networks and motion
compensation,” in Proceedings of the IEEE Conference
satz mit der Veröffentlichung auch Anderen
on Computer Vision and Pattern Recognition, 2017, pp.
(bad actors) zur Verfügung steht [17]. 4778–4787.
[11] A. Ignatov, A. Romero, H. Kim, R. Timofte, C. M. Ho, Z.
Meng, K. M. Lee, Y. Chen, Y. Wang, Z. Long, and
others, “Real-time video super-resolution on
6. Zusammenfassung und Ausblick
smartphones with deep learning, mobile ai 2021
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Einblick challenge: Report,” arXiv preprint arXiv:2105.08826,
2021.
in die Produktion von Vorlesungs- und Lernvi-
[12] J. Hey, Der kleine Hey: die Kunst des Sprechens. Schott
deos gegeben, die auf längere Sicht nutzbar Music, 2012.
Lessons Learned | Volume 1 (2021) | Ausgabe 1&2 1/2.32-9A. Ehrenhofer et al. / Produktion von langfristig nutzbaren Lern-/Lehrvideos…
[13] D. Mullamphy, P. Higgins, S. Belward, and L. Ward,
“To screencast or not to screencast,” Anziam Journal,
vol. 51, pp. C446–C460, 2010.
[14] W. Zhao, S. Kim, N. Xu, and H. Jin, “Video Question
Answering on Screencast Tutorials,” arXiv preprint
arXiv:2008.00544, 2020.
[15] B. S. Bloom and others, “Taxonomy of educational
objectives. Vol. 1: Cognitive domain,” New York:
McKay, vol. 20, p. 24, 1956.
[16] K. Kumar, R. Kumar, T. de Boissiere, L. Gestin, W. Z.
Teoh, J. Sotelo, A. de Brébisson, Y. Bengio, and A.
Courville, “Melgan: Generative adversarial networks
for conditional waveform synthesis,” arXiv preprint
arXiv:1910.06711, 2019.
[17] N. Kaloudi and J. Li, “The ai-based cyber threat
landscape: A survey,” ACM Computing Surveys (CSUR),
vol. 53, no. 1, pp. 1–34, 2020.
1/2.32-10 Lessons Learned | Volume 1 (2021) | Ausgabe 1&2Sie können auch lesen
