Transforming classical e-learning to eBook - lessons learned and first insights

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Transforming classical e-learning to eBook - lessons learned and first insights
„Transforming classical e-learning to eBook –
lessons learned and first insights”
                    „Workshop Usability eBooks“, VDE (ITG), 5.Juni 2013, HfTL Leipzig

                                              Wolfgang Roller, Bela Andreas Bargel

                                              Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik
                                              und Bildauswertung (IOSB), Karlsruhe

Ettlingen                    Karlsruhe             Ilmenau                 Lemgo

© Fraunhofer IOSB                              1
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Standorte des IOSB                                           www.iosb.fraunhofer.de

                                                                                                  Lemgo

                                                                             Lem go
 Standort Ettlingen                  Standort Karlsruhe

                                                                                      Ilm enau

 Betriebshaushalt 2013                 41 Mio €
 Stammpersonal                         440                                                       Ilmenau
 Davon Wissenschaftler und             290                      Karls ruhe
                                                               Ettlingen

 Ingenieure
 Wissenschaftliche Hilfskräfte         140

 Das IOSB ist mit dem Karlsruher Institut für Technologie KIT eng verbunden
                Fakultät für Informatik, Institut für Anthropomatik,                             Beijing
                Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme IES

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Kernkompetenzen des IOSB

           Optronik:
           Elektrooptische Systeme und Verfahren zur Signal-
           und Bildgewinnung vom Ultravioletten bis zum
           thermischen Infrarot

           Systemtechnik:
           Fähigkeit der Analyse, des Verständnisses,
           der Modellierung, der Entwicklung und
           Beherrschung komplexer Systeme

          Bildauswertung:
          Aufbereitung, Echtzeitverarbeitung sowie
          automatische und interaktive Informations-
          gewinnung aus Bildern und Videos

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Technologiegestütztes Lernen
 Bildauswerte-Training
      SAR-Tutor
      Crayons
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      ViSAR                                       Lernen
      Serious Games                                              Lehrgänge

 Lernprozessgestaltung
      Luftbildauswertung
      Simulationsbasiertes Lernen
                                       Kollaboratives           Lernsoftware
      Arbeitsbegleitendes Lernen      Lernen (Web 2.0)            CBT/WBT

 Adaptive Lernsysteme
                                                Tele-Tutoring
      Semantische Aufgabenbewertung
      Benutzerzentrierte Lernpfade
      Modellbasierte Bereitstellung von
      Lerneinheiten

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Motivation
Was passiert, wenn man aus klassischen CBT/WBT-e-learning-Content…

                                                                           …ein eBook machen will?
                      SAR-Tutor, http://www.iosb.fraunhofer.de/servlet/is/4414/

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Mobile computing, mobile learning,…

         Ist ein weiterer Schritt in Richtung „anytime everywhere learning”
         Beschleunigung seit der Einführung von pads, tablets and e-inks

         Vision besteht bereits seit über 40 Jahren

Alan Kay, A Personal Computer for Children of All      Amazon Kindle, http://www.ebookreader-vergleich.de    First A-Level in Germany without paper, 2013
Ages, 1972 http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1971922   Apple ipad,    http://www.apple.com/education/ipad/   http://www.schloss-neubeuern.de/

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Text-Bausteine

                    Erläuterung

                          Grafik

                                       Merksatz
                    Formel

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Aufgaben-Bausteine

                    Multiple Choice SS

                    Text-/Zahleingabe        Multiple Choice MS

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Aufgaben-Bausteine

           Zuordnungsaufgabe

                                   Bildauswerte-
                                   Aufgabe

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Medien-Bausteine

                                         Video/Audio

                    Bildvergleich

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Medien-Bausteine
                           Interaktive Animationen
Funktionsweise eines Radarsystems                    Dopplerfrequenzverschiebung

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Eigenschaften von SAR-Tutor

 E-Learning Kurssystem für die Radarbildauswertung

 Umfasst 6 Module

 Textbausteine, Medienbausteine und Aufgabenbausteine

 Läuft in einem Internet-Browser

 Stand-alone Version und Webbasierte Version (CBT-/WBT)

 Buchmetapher mit einem linearen Lernpfad

 Adaptive Lernpfad-Konzepte[1] werden entwickelt im EU Projekt INTUITEL
    “INtelligent TUtoring Interface for Technology Enhanced Learning”[2].

 [1] D. Szentes, B.-A. Bargel, A. Streicher, und W. Roller, „Enhanced test evaluation for web based adaptive learning paths“, in 7th International
 Conference on Next Generation Web Services Practices (NWeSP), IEEE, Salamanca, Spain, 2011.

 [2] Fraunhofer IOSB – INTUITEL, http://www.iosb.fraunhofer.de/servlet/is/33338/
 INTUITEL is co-financed by the European Commission under the 7th Framework Programme | Grant Agreement No. 318496.

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Herausforderung

                    SAR-Tutor
                                               iBooks

                                          Mobile Learning

                                     Reader: iBooks
            CBT/WBT                  Editor: iBooks Author
                                     Erweitertes EPUB-Format
                                     Läuft nur auf Mac OS X

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iBooks Author Komponenten

Bildsequenz, durch die ein        Video oder Audio Datei,
Benutzer mittels                  die abgespielt werden
Wischtechnik navigieren           kann

Multiple Choice oder              Präsentationen, die mit
drag-to-target Aufgaben           Keynote 5.2 erstellt
                                  wurden

Annotierte Grafik mit             Einbindung von 3D
Verschieben und Zoom              COLLADA (.dae) Dateien,
Funktion                          die manipuliert werden
                                  können

HTML5 Widget (.wdgt)
z. B. zur Integration von
Animationen

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SAR-Tutor Bausteine (Modul 1)

                                                       iBookAuthor
 S AR-Tutor Baus teine                       Anzahl
                                                       Kom ponente
 Navigation                                      13    Berühr- und Gesteneingabe
 Text Elemente      Standardtext                 132
                    Lernziele                    11
                                                              Text, Templates
                    Merksätze                    20
                    Formeln                      13
 Bilder             Annotierte Bilder                             Image,
                                                 89
                    Pop-up Bilder                                Pop-Over
 Animationen        Flash                        36
                                                                  HTML5,
                    Java                          5
                                                             Interactive image
                    GIF                           7
 Aufgaben           Multiple-Choice              17
                                                        Review for multiple-choice,
                    Lückentext                    4
                                                                 HTML5
                    Drag-and-Drop                 3
 Tabellen                                         7                table
 Seiten                                          110
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Umsetzung des SAR-Tutor mit iBA (iBooks Author) (1)

      Vorgefertigte Layouts als Erleichterung
             Nutzung verschiedener Bausteine für Layouts
             verschiedene Schriftarten / -größen / - farben
             unterschiedliche Strukturen des Textes

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Umsetzung des SAR-Tutor mit iBA (2)
    Medien ohne Interaktion:
       Bilder / Video / Audio
       Tabellen
       Diagramme

    Interaktive Medien
        Leser hat Möglichkeit, interaktiv mit dem Buch zu arbeiten
        Erlauben größere Informationseingabe

        Probleme bei der Umsetzung des SAR-Tutors
          Interaktionskonzepte Maus vs. Touch
          Flash-Animationen zu HTML5 Widget
          Multiple Choice Fragen zu lang/zu viele Möglichkeiten

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Übertragung von Animationen vom Web nach iBook

  Zu berücksichtigen:
           Unterschiedliche Technologien                 (Flash  HTML5)
           Unterschiedliche Interaktionsmuster           (Maus  Touch)

  Herausforderung: Abstraktion der vorliegenden Interaktionskonzepte

                                                              Schieberegler zur Einstellung von
                                                              Amplitude und Wellenlänge
                                                              Dynamischer Graph

                                                               X-Achse : Bewegungsrichtung der
                                                                         Animation

               original              Abstraktionsmodell

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Beispiel für die Übertragung eines Interaktionskonzepts

            Original – Flash mit mouse-over        iBooks - interactive image widget

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Auflösung

  SAR-Tutor ist konzipiert für PC-Bildschirme mit 1024*768 Auflösung
  Feste Auflösung bei iBooks: Damit unterschiedliche Font Größen bei
   iPad2 und iPad mini

 1024 x 768 Pixel @ 9,7 inches                   1024 x 768 Pixel @ 7,9 inches

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Unterstützungswerkzeuge für iBooks Animationen

   Transformation von Flash nach HTML5 (halb-)automatisch
           Adobe Wallaby (Technology Preview)
           Google Swiffy (4.9.0)
           Sothink SWF Decompiler (7.3)

   Entwicklung von HTML5-Animationen

           Adobe Edge Animate
           Sencha Animator (1.3)
           Data Becker A5 HTML5 Animator (1.0)
           Tumult Hype (1.6)

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Bewertung der Autorenumgebung (1)

      Allgemeine Vorteile
             Software kostenlos verfügbar, jedoch ausschließlich für Mac OS
             Verteilung der erstellten Inhalte kostenlos
             → Niedrige Einstiegshürden

             Bedienungsinterface sehr ähnlich zu iWorks Büropaket
             → geringe Einarbeitungszeit erforderlich

             Anpassung/Erstellung eigener Layouts
             Textbausteine einstellbar (ein Baustein über gesamte Datei)

             Individuelle Widgets mit HTML
             Implementierung der Medien sehr leicht

             Vorschau des iBooks in Verbindung mit iPad

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Bewertung der Autorenumgebung (2)

      Allgemeine Nachteile
             Bei kommerziellen Publikationen Zwang zur Veröffentlichung über
             Apple‘s iBookStore ( 30% Provision)
             iBook-Format ist nichtstandardisierte Erweiterung des ePub Formats
             iBooks ausschließlich auf iPad (iBooks App) lauffähig
             Begrenzte potentielle Leserschaft
             Gefahr des Lock-Ins
             Export nur als PDF / Text

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Bewertung der Autorenumgebung (3)

      Umsetzungsspezifische Vorteile
             Gute Integration mit iTunes, iPhoto und Garageband
             → Problemlose Integration von Medieninhalten (drag and drop)
             Widgets erlauben einfaches Einfügen von interaktiven Elementen wie
             Multiple Choice Test oder Keynote Präsentationen
             Tabellen/ Diagramme sehr einfach zu erstellen

• Umsetzungsspezifische Nachteile
             Hauptproblem: Alle interaktiven Animationen innerhalb des
             SAR_Tutors basieren auf Adobe Flash/ActionScript
             Verfügbare Softwarelösungen zur automatischen Konvertierung in
             HTML5/CSS sind (noch?) nicht ausgereift
             Manuelle Konvertierung ist extrem aufwendig bei fragwürdigem
             Mehrwert
             Vorgefertige Templates nur auf Textbücher zugeschnitten

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Fazit

Pro
  iBooks mit allgemein größerer Benutzerfreundlichkeit
  einfache Umsetzung, ohne Vorkenntnisse bei einfachen Büchern
  geeignet für rechnergestütztes Lernen offline
  Anbindung von Medien per Drag&Drop
  Einbindung interaktiver Medien (sog. Widgets)

Kontra
  inkompatibel mit anderen Systemen – Anbindung an MacOS/iOS
  eingeschränkter Leserkreis / starke Abhängigkeit von Apple
  stark eingeschränkter Inhaltsbereich ohne Zoom-Funktion in iBooks
  Schwächen bei der Einbindung von Zusatzfunktionen

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Empfehlungen
 Allgemein
  Statische Inhalte                                                         -> eBook, iBooks
  Einfache Interaktionen                                                    -> iBooks
  Komplexe Interaktionen, Aufgaben - > Autorensysteme für Lernsoftware
  Komplexes Benutzermanagement                                              -> Learning Management Systeme
  Vertrauliche Lerninhalte                                                  -> eigene LMS-Plattform

 Übertragung
  Nur verbesserte Transformationswerkzeuge verwenden
  Entwicklungswerkzeuge für HTML5 – Interaktionen
   verwendbar
  Interaktionskonzepte anpassen an Touchscreen-Interaktion
 Mobile Alternative
  Touch-optimierter Lernkurs im SCORM-Standard,
   Abrufbar von einem LMS und abspielbar als CBT-Kurs
   auf einer “SCORM-EBook-App” (z. B. i-Scire)                                                         *

 *Department of Software and Computing Systems of the University of Alicante, http://www.i-scire.com
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

  Kontakt

  Dipl.-Phys. Wolfgang Roller
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