Aus- und Weiterbildung im Kontext 'Internet der Dinge' · Kombinationen der Lehr-/Lernmethoden...

© Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT © Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

Aus- und Weiterbildung im Kontext des „Internets der Dinge“ Neue Möglichkeiten

Dr.-Ing. Martin Wolpers

Context und Attention in Personalized Learning Environments (CAPLE)

Fraunhofer Institut für Angewandete Informationstechnik FIT

© Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

Wer wir sind…

FIT erforscht und entwickelt nutzerorientierte Informations- und Kooperationssysteme in ihrem Wechselspiel mit Handlungspraxis, Organisation und Prozess

Ca. 110 Wissenschaftler aus Informatik, Psychologie, Ingenieurwesen und Sozial- und Wirtschaftswissenschaften

Leitung: Prof. Dr. Matthias Jarke

Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

http://www.fit.fraunhofer.de/ https://www.facebook.com/fraunhofer.fit

http://www.fit.fraunhofer.de/

https://www.facebook.com/fraunhofer.fit


Was wir in CAPLE so machen…

Lerndiagnostik und Reflektionsunterstützung

Unterstützung selbstregulierten Lernens

Integration neuer Lernansätze in bestehende Systeme

Maßgeschneiderte Lernumgebungen

Personalisierte Technologien zur Weiterbildung im Betrieb

Mobile betriebliche Weiterbildungssysteme

Steigerung der Effektivität und Effizienz betrieblichen Lernens

Beratung und Betreuung bei der Optimierung von Lernsystemen und -prozessen in der beruflichen Praxis

Fehleranalyse und Korrekturmaßnahmen


Worüber ich heute reden will/kann/darf/möchte/muß/…

Das Internet der Dinge

– oder –

Digitalisierung

und deren mögliche Auswirkungen

auf Aus- und Weiterbildung


Entwicklungen der Digitalisierung

Handschrift – Buchdruck – eReader

Instrument – Schallplatte – CD – Spotify

Film – DVD – Netflix

Theater – Fernsehen – YouTube

Brief – Email – SMS – Facebook/WhatsApp

Ding – Identifikation – Kommunikation – „Intelligenz“


(Problematische) Aspekte der Digitalisierung

Produkte vollständig digitalisiert in andere

Form nutzbar gemacht (CD) oder vollständig

virtualisiert (streaming)

Bücher, Musik, Fotos, Video

Existierende Dienstleistungen um

digitale Dienste ergänzt, damit erweitert oder im Extremfall substituiert

Taxi – MyTaxi/Uber, Hotel – AirBnB

Daten über und aus Diensten oder Prozessen

digitalisiert und zur Optimierung der

Dienstleistung analysiert.

Learning Analytics, Energieeffizient,

Logistikoptimierung


Beispiele zum Lernen im Kontext der Digitalisierung

Lernmaterialien im Kontext

MACE

Augmented Roundtable ARTHUR

…mit Kollaboration am Arbeitsplatz

LogiAssist

CoSpaces

Smarte Produktionsumgebungen

Spielerisch Lernen

LegoTechnik: Roberta

Raspberry Pi: PacMan

Science Center 2 Go


Lernmaterialien im Kontext

Beispiel: Kombination aus mobilem Dienst und Augmented Reality auf dem Smartphone


ARTHUR - Augmented Round Table for Architecture and Urban Planning Ziel: Unterstützung des iterativen

Design- und Review Prozesses

Geplante Gebäude werden auf Tisch eingeblendet

Visualisierung durch Datenbrillen

Betrachtung und Bearbeitung von allen Seiten

Integration mit Fussgängersimulation

Video:

http://www.youtube.com/watch?v=v4sK7q70dT8

http://www.youtube.com/watch?v=v4sK7q70dT8


CoSpaces – Collaborative Work Environments in Design and Engineering

Erweitertes Sichtfeld

Schnellerer Überblick

Verbindung des Monteurs mit räumlich entfernten Kollegen

Bei Abnahme und Wartung vor Ort


Smarte Produktionsumgebungen

Kontext- und Prozesserkennung

• Location

• Situation

• Reporting

• Help

Objekterkennung

• Inventur

• Prozess

• Reporting Beispiel: SmartGlasses in einem Labor


Das Remote Maintenance Kit

WLan Router

GoPro Kamera

Tablet

Stativ SmartPhone Headset

SmartGlass

Fingerkamera

Lokalisierungsmittel


Und man kann damit spielen…

Roboter aus LegoTechnik http://www.iais.fraunhofer.de/roberta.html

Studenten bauen PacMan auf LED und Raspberry Pi Basis https://github.com/cscwss14/gamelab

®

http://www.iais.fraunhofer.de/roberta.html

http://www.iais.fraunhofer.de/roberta.html

https://github.com/cscwss14/gamelab


Das Sience Center To Go

Exploratives Lernen von physikalischen Effekten an Modellen

Wissen “begreifbar” machen

Tangible Interaction mit AR

Der Wissenspark zum Mitnehmen

5 Experimente im Koffer

Eröffnungsexponat Girlsday 2011 im Bundeskanzleramt: http://www.youtube.com/watch?v=E0boVa5zbfo

http://www.youtube.com/watch?v=E0boVa5zbfo


Entwicklungen der Digitalisierung Internet der Dinge

Handschrift – Buchdruck – eReader

Instrument – Schallplatte – CD - Musikstreaming

Film – CD – Netflix

Theater – Fernsehen – Youtube

Brief – Email – SMS – Facebook

Ding – Identifikation – Kommunikation – „Intelligenz“


Internet der Dinge: Objekte werden “intelligent” und vernetzt


Heute „intelligente“ Dinge


Beispiele der Aus- und Weiterbildung „Internet der Dinge“

Spielerisch Lernen – NaturalEurope und IPCity

Lernen mit AR – AReef

Lernen am Arbeitsplatz – LogiAssist

Lernen mit Wearables – fMOOC

Am Rechner lernen Mit dem Rechner lernen


Natural Europe Natural History & Environmental Cultural Heritage in European Digital Libraries for Education

Ziele:

Verknüpfung der digitalen Sammlungen europäischer Naturkundemuseen in einer Verbund (federated repository)

Zur Verfügung stellen von Tools, die es Lehrenden erlauben, Lernpfade durch die digitalen Sammlungen von Naturkundemuseen zu erstellen

Entwicklung neuer graphischer Interfaces um die Navigation auf Lernpfaden zu unterstützen

Verbindung der Natural-Europe-Sammlungen mit Europeana

Spielerisches Lernen


Augmented Reality in der Stadt

Mobiles Augmented Reality Spiel „Time Warp“

Spielerischer Umgang mit Stadtgeschichte, hier: Köln

Spielen mit “Heinzelmännchen” an verschiedenen Stationen am Rhein-Ufer

1 Monat Benutzertests

Großes Presse-Echo

ARD „W wie Wissen“, 3sat „neues“

DRadio Wissen, ComputerClub 2

Focus, Playboy, versch. Zeitungen

Sehr aufwändiger Prototyp

„Beyond State of the Art“

Video: http://www.youtube.com/watch?v=ygOJnwElTZg

http://www.youtube.com/watch?v=ygOJnwElTZg


AREEF Unterwasser Augmented Reality

Komplettsystem als Attraktion für Schwimmbäder

Unterhaltung und Lernen

Zielgruppe Kinder

Entwicklung mit Hinblick auf ein vermarktbares Produkt

Gefördert durch KIAT (Korea)

FIT ist erste Europäische Organisation die ein KIAT Projekt leitet

Vorgänger-Prototyp war erstes Unterwasser AR System in 2008/2009


Situatives Lernen am Arbeitsplatz

LogiAssist

Aus- und Fortbildung für Fahrer in der Logistikbranche Arbeitsplatz LKW


fMOOC Projekt

Tragbare fitness tracker im MOOC integriert

Lernen gesund alt zu werden > embodied learning

Lernen in der Gruppe > community of practice

Motivation und „Mitmachen“ steigern > gamification Further reading: Buchem et al.(2015): Designing for User Engagement in Wearable-technology Enhanced Learning for Healthy Ageing. iLRN 2015.


Industrie 4.0 – Was ist das eigentlich?

http://de.slideshare.net/PeterSchorn/20140128-prsentation-industrie-club-bs-industrie-40?qid=1839b79f-ac92-4fda-a377-52e4e7562d1e&v=default&b=&from_search=4
























Vernetzung der Systeme und Daten

Aus: Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems, Eva Geisberger / Manfred Broy (Hrsg.), acatech Studie, März 2012


Digitalisierung in der Industrie

Veränderte Produktionsumgebungen beeinflussen die Arbeitskraftentwicklung

Wissensbasierte Arbeitsplätze in der Produktion

Demographischer Wandel

Virtual Engineering

Industrie 4.0

Fachkräftemangel

Herausforderungen für die Schulung


Beispiele für die Notwendigkeit neuer Schulungsansätze

Reduktion der Einführungszeit neuer

Technologien

Tätigkeiten verlagern sich von der Produktion in die

Überwachung/Maintenance/Rekonfiguration der Produktionslinie

Betrieb der Fertigungslinien als Projekte (Abbildung hoher

Flexibilität)

Reduktion des Einführungsaufwand für neue Mitarbeiter


Kompetenzen und Skills

Die nebenstehenden Kompetenzen werden von verschiedenen Forschern für Industrie 4.0 nahe Arbeitsumgebungen als notwendig erachtet.

Sie werden in der betrieblichen Aus- und Weiterbildung oftmals nicht geschult.

Eigene Fähigkeiten und Defizite erkennen und selbstständig verbessern

Kreativität

Problemlösungskompetenz

Kooperation / Teamfähigkeit

Kommunikation / Wissensaustausch


Vieles ist noch ungeklärt…

Kollaboratives Lernen

Selbst-reflektives Lernen

Informelles Lernen

On-the-fly

On-the-workplace

Serious gaming

Mentoring Konzepte

Adaptive und personalisierte Assistenzsysteme

Die Theorien zu den nebenstehenden Lernmethoden existieren bereits seit langer Zeit.

Zur Zeit ist unbekannt, wie sich passende Kombinationen der Lehr-/Lernmethoden mithilfe neuer Technologien in Industrie 4.0 Szenarien umsetzen lassen.

Es fehlt an Erfahrung in Industrie 4.0-nahen Aus- und Weiterbildungsszenarien.

Lernen und Lehren im Industrie 4.0 / Internet der Dinge Kontext


Erste Beispiele für das Lernen in Industrie 4.0 Kontext

Responsive Open Learning Environments – ROLE

Lernen an der Maschine


Neue Lernumgebungen

Responsive Open Learning Environments bieten Adaptivität und Personalisierung

Individualisierung der Komponenten, Tools und Funktionalitäten einer Lernumgebung

Anpassung von oder Ersatz für existierende web-basierte Tools

generisches Framework basiert auf einem Open-Source-Ansatz

ROLE unterscheidet zwischen

der Infrastruktur

den Ressourcen, Services und Tools

der Nutzerperspektive


Lernen an der Maschine

Kooperation mit RWTH Aachen, ITA

Studenten erleben Wissen

Anwendung für die Lehre im Maschinenbau

Lernen am Objekt

Kombination aus Maschine und digitalem Lehrmaterial


Lehren und Lernen - Ausblick und Erwartungen

Neue Möglichkeiten der Kommunikation – Gemeinschaftliches Lernen

Analyse vernetzter Daten erlaubt Assistenzsystemen bessere Personalisierung – Individuelle Anpassung der Lehrmaterialien, -präsentationen, Pädagogik

Bessere Umsetzung pädagogischer Konzepte – effizientere und effektivere Lehr-/Lernmodelle

Steigerung der Motivation – Spaß am Lernen und Lehren

Förderung des Durchhaltevermögens – Vollendung der Lernaktivitäten


Vielen Dank!

Dr.-Ing. Martin Wolpers [email protected] +49 2241 14 21 28 http://www.fit.fraunhofer.de/de/fb/cscw/caple.html

http://www.fit.fraunhofer.de/de/fb/cscw/caple.html

http://www.fit.fraunhofer.de/de/fb/cscw/caple.html

Date post:	15-Jul-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	0 times
Download:	0 times

Aus- und Weiterbildung im Kontext 'Internet der Dinge' · Kombinationen der Lehr-/Lernmethoden...

Documents