Computergestütztes Lernen und Teledienste

Im Verbund mit europäischen Hochschulinstituten und industriellen Partnern startete die Technische Universität Berlin bereits in den 80er Jahren am Forschungsschwerpunkt FSP-PV Initiativen, um Computer und Kommunikationsnetze für Lehre und Lernen einzuführen. Schwerpunkt dieser Aktivitäten ist die Simulation, interaktive Berechnung und Visualisierung von naturwissenschaftlichen Gesetzen und technischen Vorgängen. In Abgrenzung zu den Aktivitäten der 70er Jahre, in denen programmierte Unterweisungen dominierten, berücksichtigen neue Entwicklungen kognitive Prinzipien. Für computergestütztes Lernen ergeben sich aus der Weiterentwicklung multimedialer Fähigkeiten der Computer und ihrer breitbandigen Vernetzung neue Freiräume der Gestaltung. Insbesondere wird die Veranschaulichung von dynamischen Vorgängen und die Visualisierung von abstrakten Sachverhalten begünstigt. Die vorliegende Dissertation greift diese technologischen Potentiale auf und definiert die "Offene Lernumgebung", in der ein Lernender im Unterricht, als Unterrichtsergänzung oder autodidaktisch Wissen erwirbt und darüber hinaus den Computer als Werkzeug für den gezielten Umgang mit generierten Inhalten oder archiviertem Wissen nutzt. In der offenen Lernumgebung findet er Lernwerkzeuge (Cognitive Tools) und Informationsobjekte, die individuelles und interaktives Handeln zur Erreichung von Lernzielen fördern. Innovativ an dieser Arbeit ist insbesondere die ModelIierung der hierzu erforderlichen Teledienste unter Berücksichtigung des ISO-Standards "Open Distributed Processing" (OSI-ODP, ITU-X.900). Aktuelle Aktivitäten bezüglich virtueller universitärer Lemräume profitieren bereits deutlich von den in dieser Dissertation erarbeiteten Konzepten und daraus erarbeiteten Telediensten. Dieentstehende sog. "Virtuelle Universität" wird das herkömmliche Lemangebot um Lernforrnen ergänzen, die der Informationsgesellschaft angemessen sind. Wir sehen computergestütztes, vernetztes Lernen in dieser Form als einen besonders aktuellen Beitrag zur Entwicklung der Informationsgesellschaft.

1. Einleitung und Überblick.- 2. Computergestütztes Lernen.- 2.1 Geschichtliche Entwicklung des computergestützten Lernens.- 2.2 Typisierung computergestützter Lernsysteme.- 2.3 Anwendungsdomänen.- 2.4 Andere Lernfaktoren.- 2.5 Der "Lernwürfel" nach Hammond.- 2.6 Grundlagen der Hypertext-/Hypermediatechnologie.- 2.7 Zusammenfassung und Zielsetzung des computergestützten Lernens.- 3. Prinzipien offener Lernumgebungen.- 3.1 Information in offenen Lernumgebungen.- 3.2 Ofrenheit.- 3.3 Dezentralisierung der Informationsbestände.- 3.4 Lerntätigkeiten und Benutzerklassen.- 3.5 Metaphern als Konzept zur Gestaltung von Computersystemen.- 3.6 Hypertext-/Hypermediatechnologie in offenen Lernumgebungen.- 3.7 Zusammenfassung der Prinzipien offener Lernumgebungen und Schlußfolgerung.- 4. Die offene Lernumgebung HyperAct.- 4.1 Die ODP Entwurfsmethodik.- 4.2 Ziele und Konzeption von HyperAct (Enterprise Viewpoint).- 4.3 Modellierung der Information (Information Viewpoint).- 4.4 Modellierung der Objekte (Computational Viewpoint).- 4.5 Zusammenfassung der Konzeption von HyperAct und Schlußfolgerung.- 5. Technische Konzeption von HyperAct.- 5.1 Anforderungen an die technische Konzeption.- 5.2 Architektur und Schichten von HyperAct.- 5.3 Transparenzfunktionen und vereinfachende Aspekte.- 5.4 Existierende Systeme und Standards für verteilte Datenhaltung.- 5.5 Benennung und Adressierung von Objekten.- 5.6 Konzeptioneller Entwurf von HyperAct.- 5.7 Qualität von Informationsobjekten und Paralleltransparenz.- 5.8 Zusammenfassung und Schlußfolgerung der technischen Konzeption von HyperAct.- 6. Praktische Erfahrungen mit Prototypen.- 6.1 Anforderungen an HyperTubkom.- 6.2 Architektur von HyperTubkom.- 6.3 Erstellte Informationsobjekte und Cognitive Tools.- 6.4 Das System"GLASS".- 6.5 Auswertung der praktischen Erfahrungen mit Prototypen.- 7. Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick.- 7.1 Wesentliche Ergebnisse.- 7.2 Verwandte Arbeiten und Einordnung.- 7.3 Ausblick.- 8. Anhang.- 8.1 Der Informationssystemeverbund im Internet.- 8.2 Netzwerktechnologien.- 8.3 Zusammenfassung.- 9. Glossar.- 10. Abbildungsverzeichnis.- 11. Literatur.