Referenz - SCHULKONTEXT

Agiles Lernen in der Industrie 4.0

11.06.201721.03.2020 ArneO

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Nachdem für mich bis auf weiteres das Thema „Agiles Lernen in der Industrie 4.0“ als Projekt an einer Berliner Hochschule beiseite gelegt ist, habe ich beschlossen, meine Konzepte hierzu auf anderen Wegen zu teilen. Meine bisherigen Kollegen gehen – unter einem ähnlichen Label – einen anderen Weg. Das ist sicher gut und den vorgefundenen Realitäten angepasst, weicht aber deutlich von meinem dort eingebrachten ursprünglichen Konzept ab. Wenn sich die Gelegenheit bietet, werde ich dies vielleicht in einem MOOC-Beitrag unterbringen.

Tragfähiges Konzept für Agiles (Lernen) in der Industrie 4.0?

Die mit dem Begriff Industrie 4.0 einhergehende Umstellung im Arbeitsalltag besteht nicht nur darin, die zwischenmenschliche Kommunikation auf digitale Mittel umzustellen. Vielmehr geht es darum, dass Mitarbeiter den wachsenden digitalen Werkzeugkasten in der Arbeitsumgebung für Aufgaben wie Optimierung und Innovation verwenden zu können UND in diesem Rahmen auch untereinander auf digitalen Wegen kommunizieren. Menschen müssen an jeder Position der Industrie zu fähigen Dirigenten der digitalen Maschinen werden – sonst werden leider doch die aus Science Fiction Romanen bekannten und sozialen Alpträume wahr.

Da diese Umstellung jetzt und kurzfristig stattfinden muss, ist die einzige logische Konsequenz, bereits bestehende Konzepte des Arbeitens mit digitalen Umgebungen rücksichtslos zu adaptieren.

Ganz konkret sind damit Agile Methoden gemeint, die sich vor Jahren aus dem Gefühl des beständigen Scheiterns großer Vorabplanungen im Digitalen Umfeld entwickelt haben.

Bereits ein kurzer und oberflächlicher Vergleich „Agiler Werte“ gegenüber allgemeiner industrieller Notwendigkeiten legt eine gewisse Ähnlichkeit der Ziele nahe:

„Agile Werte“ (Quelle: Wikipedia)	Ziele der Industrie 4.0 (Umsetzungsempfehlungen)
Individuen und Interaktionen stehen über Prozessen und Werkzeugen	Innovationsprozesse forcieren, Wertschöpfung erhalten, Beschäftigte einbeziehen
Funktionierende Software steht über einer umfassenden Dokumentation	„Der Transformationsprozess muss daher insbesondere in der Produktion zügig gelingen, um die Zukunftsfähigkeit des deutschen Produktionsstandortes zu sichern und Arbeitsplätze zu erhalten.“
Zusammenarbeit mit dem Kunden steht über der Vertragsverhandlung	Traditionelle Stärken der hiesigen Industrielandschaft: Kurze Wege zu und teilweise intensive Kooperation mit Kunden und Lieferanten
Reagieren auf Veränderung steht über dem Befolgen eines Plans	Schnelle Reaktionsfähigkeit und Flexibilität am Markt.

Es wäre nicht ganz richtig zu behaupten, agile Methodik würde in der Softwareentwicklung alle Probleme lösen. Als genereller Ansatz für eine kooperative Arbeitsweise von Menschen in einer digitalisierten Umgebung ist sie jedoch konkurrenzlos, auch wenn eine Adaption an einigen Stellen sicher stattfinden muss. Für einen sofortigen Start ist es sehr nützlich, dass es für die Innovationsentwicklung und Kommunikation konkrete Werkzeuge und Workflows aus der Softwareentwicklung gibt. Mit offenen Augen ausgewählt können sie vielversprechende Ansätze liefern.

Wichtig ist jedoch, dass die Ähnlichkeit des Anliegens und der Umsetzung mit dem Original gewahrt bleibt. Insbesondere die Form (das agile Ergebnis ist ein Produkt) sowie die Zielsetzung der erhöhten Effektivität müssen eben konform erhalten bleiben.

… und Agiles Lernen?

„Agiles Lernen“ hat jetzt sogar einen eigenen Wikipedia-Eintrag, indem sogar meine ehemaligen Kollegen aus dem Brofessio-Projekt zitiert werden, die meine ursprünglichen Impulse im Nachgang zu einer eigenen Variante ausgebaut haben. Auch gibt es – und das interessiert uns bei Schulkontext noch viel mehr – Ansätze, agile Methodik im Schulunterricht einzusetzen. Dazu später mehr.

In den meisten der somit genannten Ansätzen gibt es jedoch Adaptionsfehler, die sich in der Interpretation so weit vom Original entfernen, dass das Ziel, die guten Erfolge der agilen Originalmethodik in der Adaption auch zu erreichen, in Frage gestellt wird:

Die Adaption des Produkts aus der Agilen Methodik fehlt oder ist gegenüber des ursprünglichen Ansatzes falsch.
-> Oft wird die persönliche Kompetenz bzw. der individuelle Lernfortschritt als Ersatzprodukt definiert. Das impliziert jedoch, dass es statt eines Zieles so viele Unterziele wie Teammitglieder gäbe. Das widerspricht in hohem Maße dem ursprünglichen agilen Wunsch der Vereinfachung.
Scrummaster als Lern-Coach bzw. mehrere Coaches
-> Der Scrummaster ist generell immer ein Experte seiner Domäne. In den hier benannten Modellen Agilen Lernens ist er obendrein aber in jedem Fall auch Lehrkraft. Oder es gibt zwei oder mehr Scrummaster, die sich diese beiden Bereiche aufteilen. Wie oben erwähnt gibt es auch per Definition mehr Ziele zu verwalten. Beides erfordert automatisch mehr Kommunikation, was Agilität und Effizienz in Frage stellt.

Für den Bereich der Industrie ist die Annahme, dass es die für Agiles Lernen in dieser Form notwendige Investitionen geben wird, illusorisch. Wenn individuelle Kompetenzentwicklung der Mitarbeiter das „Produkt“ ist, ist mit Bedauern vorhersehbar, dass dies gegenüber einer herkömmlichen Personalrotation verliert.

Folgerungen für das Agile Lernen in Industrie 4.0

Mitarbeiter der Industrie 4.0 sollten agile Methodik lernen und beherrschen: JA!
Produkte agiler Methodik sind die Produkte des Unternehmens.
Ort und Zeitpunkt des Erlernens Agiler Methodik kann außerhalb und/oder VOR der Zeit am Arbeitsplatz geschehen:
Ja! und dazu später mehr in einem weiteren Artikel, in dem es auch um den Schulunterricht geht …

Augmented Reality auf der Didacta 2014

27.03.201427.03.2014 ArneO

Wenn an mehreren Orten zeitgleich oder auch leicht verzögert die gleiche Idee umgesetzt wird, ist das in der (Wissenschafts-)Geschichte oft ein Zeichen dafür gewesen, dass an der Idee etwas dran ist.

Augmented Reality für Schulbücher scheint so etwas zu sein.

Hier zunächst Bilder unseres Prototyps von 2012, präsentiert u. a. auf der DPG-Tagung 2012 (PDF-Tagungsprogramm) in Mainz. (Elemente in nachfolgenden Bildern stehen unter den jeweils angegebenen Lizenzen von Wikipedia und NASA):

Ein normales Schulbuch aus Papier (Schulkontext Demo-Buch), inhaltliche Auszüge von Wikipedia(2012).

Betrachtet man einen Abschnitt der Schulbuchseite durch das Kamerabild in unserer App, ... — Betrachtet man einen Abschnitt der Schulbuchseite durch das Kamerabild in unserer App, …

... sieht man plötzlich ein Video, eine Animation, eine Website uvm. "über" der Seite in der App. — … sieht man per **Augmented Reality** (Wikipedia-Erklärung) plötzlich ein Video, eine Animation, eine Website uvm. „über“ der Seite in der App. (Hier passend zum Thema Sonnenwinde.)

Wir freuen uns, dass diese Möglichkeiten jetzt breiter bekannt werden und fühlen uns in diesem Punkt in unseren Konzepten bestätigt. Da wir schon sehr sehr lange mit den dahinterstehenden Technologien arbeiten, es Schulbuchverlagen selbst vorgeführt und eigene Tests in der Schule damit durchgeführt haben, kennen wir Vorteile und Nachteile dieser Idee.

Vorteile: Es gibt definitiv einen „Wow“-Effekt; sowohl bei den Lernenden, als auch bei Bildungskritikern und -Technokraten. Wir selbst setzen immer noch gerne unsere Vorführmedien ein, es macht einfach Spaß :-)

Nachteile: Auch Augmented Reality ist „nur“ eine Medien- und Interaktionsform; im besten Fall ein Instrument. Es ist nicht die tragfähige Antwort auf die Nachfrage nach Konzepten für mediengestützten Unterricht (mit Mobilen Geräten).

Dazu braucht es mehr. Das haben wir früh erkannt und daran arbeiten wir – nach einer längeren Schaffenspause – jetzt wieder mit Hochdruck.

Das ist und bleibt ein schönes Element unseres Konzepts.

Tipp und Aufruf für technikaffine Lehrende: Apps, die diesen „Wow“-Effekt technisch erbringen, gibt es reihenweise. Diese sind leicht in einem App-Markt Ihres Vertrauens und Ihrer mobilen Plattform zu finden. Wir würden uns freuen, wenn Sie uns schreiben, wie Ihre eigenen Eindrücke und Erfahrungen im Unterricht mit unterschiedlichen Apps und ihren Möglichkeiten sind.

Foto: Augmented Reality Beispiel (Horn eines Derwischs)

Referenz: Centuplico (2010 – 2011)

6.08.20125.12.2014 ArneO

„Einmal den Grünen Diamanten in Händen halten, in die Seerosen von Monet eintauchen oder die Nofretete berühren: Viele Exponate in Museen würden die Besucher am liebsten aus nächster Nähe kennenlernen. Doch dafür, dass der nötige Abstand zwischen Ausstellungsstück und Betrachter eingehalten wird, sorgen meist Museumspersonal und Alarmanlagen. Das Team von Centuplico – Gwendoline Blumenthal, Sven Harraß und Arne Oberländer – wollen diese museale Distanz nun mit Hilfe von moderner Kommunikation überbrücken.“
(Zitat von der Seite der Projektbetreuung durch die Freie Universität Berlin: http://didaktik.physik.fu-berlin.de/projekte/tet/index.html.)

Centuplico, ein vom BMWI mittels EXIST gefördertes Gründungsprojekt hatte den Vorsatz, mit innovativen Ideen Kunden dabei zu unterstützen, Ausstellungen möglichst interaktiv an den Mann und die Frau zu bringen:

Besucher können Exponate an Multimediaterminals als Augmented Reality in 3D und 2D erkunden oder ausprobieren.
Besonders interessierende Exponate können außerdem vom Besucher mit Hilfe der Eintrittskarte „gemerkt“ werden.

Drei wesentliche Problemlösungen für Museumsbetreiber sind dadurch erzielt worden:

Interaktive Installationen sollten zerstörungsfrei anbietbar sein; hier entstehen derzeit immer große Wartungskosten und Frustration.
Lösung: Die Eintrittskarte eines Besuchers ist in Augmented Reality – Installationen und mittels einfacher Scanvorrichtungen neben den Exponanten dafür verwendbar, mit Hilfe von Kameras berührungslos 3D-Elemente, Filme, szenische Darstellunge usw. auf einem Bildschirm in quasi Echtzeit zu manipulieren (s. Foto unten). Bewegen, Drehen und sogar Interaktionen mit szenischen Darstellungen sind damit herstellbar. Weitere technische Anforderungen an den Besucher gibt es nicht; alle können teilnehmen und benötigen keine (eigene) spezielle Hardware.
Ausstellungsbetreiber möchten die „Besucherströme“ in Ausstellungen analysieren, um diese bei Bedarf optimieren zu können.
Lösung: Die Eintrittskarte dient nicht nur der o. g. interaktiven Steuerung sondern ist gleichzeitig eine ID, so dass , falls der Besucher die Karte wie oben angebenen verwendet, der Besuchsverlauf und damit auch eine Art Interessenslage des Besuchers anonym ausgewertet werden können. Eine personenbezogene Zuordnung der erhobenen Daten findet jedoch ausdrücklich NICHT statt; erst später kann der Besucher auf eigenen Wunsch die Karten-ID seiner Person zuordnen (s. u.).
Ausstellungsbetreiber möchten oft ihren besonders interessierten (Stamm-) Besuchern einen Service nach und zwischen Ausstellungen bieten. Interessierte sollen von Zusatzinformationen und neuen Angeboten erfahren.
Lösung: Der „Post-Visit“-Interessierte kann sich in ein Portal zur Ausstellung mit Hilfe seiner Karten-ID einloggen. Da durch die aktive Anwendung der Karte eine Art Interessensprofil generiert wurde, lässt sich ein darauf bezogenes Angebot automatisch passend empfehlen (Recommender-Lösung). Neue Informationen sowie je nach Umsetzung auch nochmals die interaktiven Installationen der Ausstellung können wie gewünscht abgerufen werden, da sie mit Webtechnologien kompatibel hergestellt werden. Wenn der Besucher dies wünscht, wird auf diesem Portal die ID seiner Eintrittskarte mit persönlichen Informationen wie Emailadresse usw. verknüpft, um weitere Kommunikationswege freizuschalten.
In angemessener Weise können auch neue Werbe- und andere Refinanzierungsformen auf diesem Weg integriert werden.

Stand des Projektes „Centuplico“:
~~Die beiden Teammitglieder Gwendoline Blumenthal und Sven Harraß führen nach aktuellem Stand das Projekt Centuplico prinzipiell weiter.~~ Als Entwickler der Technologien im Bereich Augmented Reality, Mustererkennung, 3D-Interaktivität und Recommender-Lösungen stehe ich gerne für weitere Informationen und Kooperationen zur Verfügung.
Leider ist es zunächst in der Kooperation mit der Stiftung Museen Berlin nicht dazu gekommen, dass eine Finanzierung aufzutreiben war. Das war unverständlich und sehr bedauerlich: in kaum einem meiner bisherigen akademischen Projekte waren die Lösungen so exakt auf den Bedarf eines Kunden zugeschnitten.
Ich wünsche meinen beiden ehemaligen Kollegen weiterhin viel Erfolg.

Erfahrungen aus Centuplico für Schulkontext:
Die technischen Lösungen für Centuplico haben im Zuge der Entwicklung für mobile Hardware vor allem Wissen im Bereich der Programmierung mobiler Anwendungen und Augmented Reality eingebracht.
Performante Mustererkennung, 3D-Interaktion sowie nicht zuletzt eine spezielle CMS- und Recommender-Kombination konnten erfolgreich zur eigenen „Teststellung“ der Interessenten bzw. zur Vorführreife gebracht werden.
So nebenbei entstanden außerdem – zunächst für rein interne Zwecke – neue Verfahren zur Implementierung von Interaktiven Bildschirm Experimenten (IBE) auf (allen wesentlichen) mobilen Systemen.
In Verbindung mit den entwickelten Augmented Reality – Schnittstellen ist die Basistechnologie für ein „Technology Enhanced Textbook“ und andere innovative Ansätze für die Bildung hier bereits Wirklichkeit geworden.
Dazu später mehr im Blog.
Leider kam es zu keiner weiteren Kooperation mit anderen Projekten – wie z. B. mit der Didaktik der Physik der Freien Universität Berlin, die ähnliche Technologien später startend auch entwickeln wollten.

Als Mentor stand bis Prof. Dr. Volkhard Nordmeier vom Fachbereich Physik der Freien Universität Berlin zur Seite.

Referenz: „RiMeS“ – Rich Media Services (11/2008 – 06/2009)

16.07.20122.09.2012 ArneO

Beschreibung (Zitat):

"Das Internet und mit ihm die Medienlandschaften stehen vor einem neuen großen Schritt. Ausgehend von den Technologien und Daten des Web2.0 wird eifrig am Übergang zu den vielversprechenden Möglichkeiten des Semantischen Netzes (Web3.0) geforscht und entwickelt. Als langjährige Entwickler interaktiver, didaktischer Medien sehen wir in der Kombination dieser Tendenzen mit unseren Möglichkeiten Potential für neuartige Verbindungen zwischen der Lebens- und der Bildungswelt. In diesem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt geht es um die Profilbildung und Marktanalyse eines solchen Potentials."(Zitat; Quelle: http://didaktik.physik.fu-berlin.de/projekte/format/index.html)

In diesem Projekt war es meine Aufgabe, Konzepte zu finden und zu präsentieren, die auf der Basis der medialen Kernkompetenz in der AG Nordmeier Realbild basierte Medien in einem größeren Maßstab anwendbar machen sollten. Im Zuge eines zweistufigen Verfahrens wurde im Rahmen der Förderungslinie „ForMaT“ des BMBF über knapp zwölf Monate hinweg in der ersten Stufe Interessenten und Argumente gesammelt, um Fördergelder für die eigentliche Umsetzung der Konzepte zu beantragen.

Die Präsentationen haben viel Spaß gemacht; wir konnten echtes Interesse wecken. Hier einige meiner Bildelemente:

Mir war – da man das ja immer benötigt – ein Arbeitstitel dazu eingefallen: „RiMeS„; eine Abkürzung für „Rich Internet Media Services„. Betrachtet man die Liste der von mir schlussendlich zum Antrag beigetragenen Themen, ist leicht zu erkennen, dass auch hier schon die erprobten Konzepte aus meiner Zeit bei Meducase „Nachhall“ fanden:

Einführung und Erläuterung der neuen Begrifflichkeit RIMeS
Web2.0, aus der Sicht der Lehr-/Lernmedien
Direkt manipulative Systeme
(Eines meiner direkten Forschungsthemen.)
Interaktive Schnittstellen
(Haben wir direkt danach in Centuplico und RESCTOINPI umgesetzt!!)
Semantische Netze (Web3.0)
Generative Programmierung / Modell basierte, automatisierte Softwareentwicklung
(Die Werkzeuge lagen schon bereit…)
Entwicklung von Automationen und generativer Herstellung Interaktiver Realbilder
Entwicklung von semantischen Diensten
(Inklusive genauer Zeit- und Resourcenplanung.)
Entwicklung von Anwendungsumgebungen
(Inklusive genauer Zeit- und Resourcenplanung.)
Webservice für einen Onlinedienst zur Kontextabfrage
Rich Interactive Workbooks
Mitarbeiterprofil

Die o. g. Werkzeuge, das Profil von Mitarbeitern sowie fortgeschrittene Planungen von Anwendungen und deren Umsetzung waren vorhanden. Interessenten ebenso. Leider jedoch wurde dieses Projekt nicht weiter gefördert.

Aus diesem umfangreichen Engagement und dem entgegengebrachten Interesse einerseits und der Enttäuschung über die verhinderte Umsetzung andererseits entstand das Fundament für RESCTOINPI/Schulkontext. Mein Fokus war eine strukturierte Gesamtlösung, die sich nur an geeigneten Stellen auf IBE u. ä. konzentriert. Schlussendlich gaben die ermittelten Zahlen und das geäußerte Interesse der Ansprechpartner klar wieder, dass erstaunliche Realbild-Manipulationen alleine nicht die aktuellen Bedürfnisse in der Bildung decken werden, sondern dass die Dienste, wie sie in RIMeS geplant waren, für eine zeitgemäße Bildungslösung unabdingbar sind … Schulkontext!!

Ich konnte nicht sicher sein, dass die teilweise extrem weit und genau ausgearbeiteten Planungen und Konzepte von den verbliebenen Kollegen umgesetzt werden.

Referenz: Meducase (06/2001 – 02/2004)

16.07.20122.12.2012 ArneO

"Meducase ist ein vom BMBF gefördertes Projekt der Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin, das fallbasiertes Lernen mittels der "Neuen Medien" für die Ausbildung von Ärztinnen und Ärzten nutzen will."

Meducase Fallansicht; Quelle:www.meducase.de

In den drei Jahren intensivster interdisziplinärer Zusammenarbeit hatte ich große Freude daran, die gesamte technische Leitung und Umsetzungskonzeption auszuführen. Mit dem netten Team sind Bausteine und Lösungen für freie Lernumgebungen entstanden, deren Ideen auch in RESCTOINPI einfließen:

Strukturelle Differenzierung: 4 selbst einstellbare Bearbeitungsstufen, die es ermöglichten, frei, unterstützt, geführt oder exemplarisch vorgeführt einen medizinischen Fall zu erarbeiten. Diese Form der Differenzierung ist leichter, nachvollziehbarer und produzierbarer als viele andere Ansätze.
Semantische Dienste wurden programmiert, um hochqualitative, dynamische Links zu vertiefenden Materialien wie Medikamentenlisten oder Nachschlagewerken zu ermöglichen. Der hier hohe Anspruch an die Qualität der dynamischen inhaltlichen Verknüpfungen kann nur durch semantische, also sinnverwandte Suchhilfen erreicht werden. Klassische Suchmaschinen, die eher über die Auswertung der Sprachverwendung funktionieren, reichen nicht aus, um nicht persönlich intensiv betreute Lernumgebungen und verlässliche Kontexte anbieten zu können.
Mit Hilfe des umfangreichen Autorentools konnten schon zu dieser Zeit interaktive eBooks hergestellt werden.(!)
Meducase war eine komplette, Video gestützte und fallbasierte Lernumgebung für Medizinstudenten. Diese konnten frei entscheiden, welche Aktionen sie aus dem angebotenen Handlungskatalog wählten.
Technisch handelte es sich um eine der ersten Rich Internet Applications (RIA) auf FlashPlayer-Basis. Eine selbst entwickeltes, objektorientiertes MVP-Muster kam im Frontend zum Einsatz.

Auch wenn das Projekt nicht mit letzter Konsequenz weitergeführt wurde: ich habe in den folgenden Jahren keine Lernumgebung entdeckt, die die immanenten Aufgaben einer flexiblen Lernumgebung in dieser Qualität umsetzen konnte. Kein Kurs, kein fest vorgegebener „Lernpfad“, sondern echtes, selbstbestimmtes und bei Bedarf hochqualitativ unterstütztes Lernen.

Das beeinflusst mich noch heute – in den aktuellen Konzepten von RESCTOINPI bzw. Schulkontext.