Was ist ein „Smart Learning Environment“?

Wie im letzten Blogbeitrag „Was ist das Internet der Dinge“ aufgezeigt, sind Erkenntnisse über Anwendungsszenarien intelligenter Technologien im Bildungsbereich nur in Ansätzen erkennbar. Der folgende Post möchte einen Beitrag zur Erweiterung aktueller Diskussionen rund um die Thematik „Lernen mit IT“ leisten sowie Visionen, Ideen und Bilder generieren, die in einer modellhaften Beschreibung „intelligenter Lern- und Arbeitsumgebungen (Smart Learning Environments) münden. Hierbei sollen erste Ansatzpunkte erläutert werden, wie ein „Smart Learning Environment“ zukünftig aussehen könnte.

Was gegenwärtig vielfach diskutiert und beschrieben wird, ist eine automatisierte „Lieferung“ von Informationen, die sich am Vorwissen und an den persönlichen Bedarfen der Nutzer orientieren. Diese Idee wurde auch bereits von IBM als Zukunftsinnovation in 2013 skizziert und in meinem Blogbeitrag vom Januar 2014 näher erläutert: Intelligente Lernumgebungen: “The classroom will learn you”.

Das Lernen vollzieht sich mittlerweile zunehmend „nebenbei“, „on Demand“ am Arbeitsplatz oder unterwegs und nicht mehr ausschließlich in klassischen Lernsettings wie Seminaren oder Workshops etc. Diese veränderten Rahmenbedingungen sind in folgender Grafik (in Anlehnung an Dr. Jochen Robes) zusammengefasst:

Das Lernen wird...

Dementsprechend werden die Lerninhalte kürzer und individueller. Lernen, Arbeiten und Privatleben verschmelzen immer mehr miteinander. Und ja, digitale und intelligente Lernumgebungen werden zukünftig einen DER zentralen Aspekte des „Internet der Dinge“ im Bildungskontext darstellen und zukünftiges Lernen und Arbeiten wesentlich prägen. Wie derartige intelligente Lernumgebungen durch Anwendung von semantischen Technologien und Big Data aussehen könnten, habe ich bereits in folgendem Beitrag beschrieben: Competitive Intelligence im Bildungskontext.

Was jedoch derzeit wenig betrachtet wird, ist das reale Umfeld, in welchem gelernt wird. Dies kann natürlich einerseits mobil über das Smartphone an unterschiedlichsten Orten wie z.B. Bahn, Park, Café o.ä. erfolgen. Nichtsdestotrotz befinden wir uns noch immer sehr oft in „analogen“ Räumen wie beispielweise einem Büro oder in einem Konferenzraum, treffen dort auf andere Personen, tauschen uns aus, entwickeln gemeinsam neue Ideen und arbeiten gemeinsam Konzepte aus.

Eben diese real existierenden „Lern- und Arbeitsräume“ müssen mit der (bereits existierenden?) persönlichen, digitalen Lernumgebung zu einer Einheit verbunden werden. Durch die Flexibilisierung des Lernens entstehen dann sogenannte hybride Lernwelten. Unter hybriden Lernwelten können Lernszenarios verstanden werden, in der reale und virtuelle Lernräume miteinander verschmelzen und vielfältigste Lernarrangements miteinander kombiniert werden.

Darüber hinaus stellt sich die Frage, nach didaktisch fundierten Raumkonzepten, welche architektonische Grundprinzipien und Funktionalitäten des „Internet der Dinge“ gleichermaßen berücksichtigen. Das „Internet der Dinge“ wird Bestandteil der Gegenstände im Raum. Es umgibt uns unsichtbar und autonom (vgl. Beitrag). Welche sinnvollen Anwendungen können sich hieraus nun ergeben?

Bereits vor einigen Jahren habe ich mir hierzu Gedanken gemacht und in einem Bild veranschaulicht:

Was ist ein Smart Learning Environment

Dieses Bild (eigene Darstellung) beinhaltet insgesamt 7 Teilbereiche, die ein „Smart Learning Environment“ auszeichnen. Jeder dieser Teilbereiche sollte gesondert betrachtet und aktiv gestaltet werden.

Die 7 Teilbereiche werden im Folgenden kurz beschrieben. Grundsätzlich ergeben sich jedoch an dieser Stelle vielfältigste Möglichkeiten zur Ausgestaltung jedes einzelnen Teilbereiches oder wie Prof. Elgar Fleisch dies treffend in einem Interview mit Siemens (nähere Ausführungen hier) formulierte:

Die Möglichkeiten sind unendlich – es ist allein unserer Phantasie überlassen, was wir damit machen.“

(Siemens AG 2014).

1.Ausstattung:

Zunächst einmal muss man überlegen, mit welchen Gegenständen, Geräten oder intelligent Devices ein Lern-oder Arbeitsraum ausgestattet werden soll. Einerseits handelt es sich hier um gängige Dinge wie PC, Beamer, FlipChart, Stellwände, Stifte, Papier, Post-it´s etc. Andererseits aber auch um die Ausstattung mit „intelligent Devices“ wie z.B. Smart Pens, Smart Boards, eine Powerwall, intelligente Tische, Stühle oder Wände. Oder aber auch „intelligente Fenster“, die sich öffnen, wenn frische Luft nötig wird.

2. Ansprechende Architektur

Raumkultur wirkt auf Lernkultur. Jeder erahnt den Unterschied, ob man sich in einem in Grau gehaltenen Büro oder in einem Google-Office befindet. Natürlich sind dies nun plakative Extreme – es gilt hier eine ausgewogene Balance zu finden. Wichtigste Ansatzpunkte sind ein angenehmes Design kombiniert mit möglichst flexiblem Mobiliar, welches sich einfach und schnell an unterschiedliche Lern- und Arbeitsszenarien anpassen lässt.

3. Integrierte Technik

Ein zentrales Merkmal des „Internet der Dinge“ ist die Integration der Technik in Alltagsgegenstände (vgl. hier). Demnach tritt die Technik unauffällig in den Hintergrund, welches auch ein Anliegen aus Designgesichtspunkten ist. PC, Beamer, Drucker, Screens etc. treten erst dann ins Blickfeld, wenn sie benötigt werden. Ein Lern- und Arbeitsraum hat insofern auf den 1. Blick nichts mit einem „Technikraum“ zu tun. Im Gegenteil – je intelligenter die Technik, desto weniger fällt sie auf. Die Technik wird Bestandteil der Architektur und des Mobiliars, sie ist in Wände, Tische, Stühle etc. integriert.

4. Vorinstallierte Werkzeuge

Unter vorinstallierten Werkzeugen sind Software-Applikationen (Apps/ Services) gemeint, die den Lern- und Arbeitsprozess unterstützen. Dies sind z.B. Anwendungen, die die entstandenen Zwischenergebnisse an eine (interne) „Community-of-Practice“ senden oder auch vorinstallierte Werkzeuge, mit welchen man Fotos, Grafiken oder Videos erstellen und bearbeiten kann. Grundsätzlich sind hier alle Applikationen gemeint, welche den Prozess der Informationsverarbeitung unterstützen und zur Vernetzung mit anderen beitragen (sofern gewünscht natürlich). Eine gute Übersicht an Tools, die im Kontext von Lernen und Arbeiten relevant sind gibt es jährlich von Jane Heart – eine persönliche Zusammenstellung nützlicher Tools habe ich bereits in einem Beitrag zu „Tools für (m)ein persönliches Wissensmanagement“ erläutert.

5. Intelligente Zentraleinheit

Die intelligente Zentraleinheit ist wie der Name bereits deutlich macht, das Kernelement eines „Smart Learning Environments“ und wird in aktuellen Diskussionen auch als „Digitaler Agent“ oder „Digitaler Assistent“ etc. bezeichnet. Hierunter versteht man (je nach Ausprägung) eine IT-Infrastruktur bestehend aus spezifischen Hard- und Softwarekomponenten sowie dazugehörenden Schnittstellen (insbesondere zur mobilen Synchronisierung), welche das Fundament für den intelligenten Datenaustausch bildet. Sie bündelt bedarfsorientiert das verfügbare und benötigte Wissen in einer Cloud. Das heißt, dass alle Lern-/ Arbeitsmaterialien und Lernergebnisse (teilautomatisiert) gespeichert werden und ortsunabhängig abrufbar sind. Durch die Integration semantischer Konzepte werden Lerninhalte mit weiteren Wissensquellen ergänzt und verknüpft. Die Lernenden geben beispielsweise den Begriff „Entrepreneurship“ ein. Daraufhin werden in vorgegebenen Kategorien (Studien, Bücher, Fachartikel, Communities, Präsentationen, Kongresse/ Veranstaltungen, Podcasts, Videos, Fotos, Grafiken, Blogs etc.) nach Erscheinungsdatum relevante Suchergebnisse angezeigt. Selbstverständlich ist eine Vernetzung zu bestehenden Lernplattformen (z.B. Moodle), zu Online-Bibliotheken sowie zu Fachforen wie z.B. ResearchGate o.ä. möglich. Die Zentraleinheit fungiert als Schnittstelle zwischen internen und externen Datenbeständen und organisiert bedarfsgerecht alle benötigten Informationen. Nähere Ausführungen hierzu sind im Beitrag über Competitive Intelligence im Bildungskontext enthalten.

6. Nachhaltigkeit

Der Aspekt der Nachhaltigkeit sollte bei jeglicher „Gestaltungsarbeit“ beachtet werden. In Bezug auf die Gestaltung „intelligenter und hybrider Lern- und Arbeitsräume“ bzw. „Smart Learning Environments“ vollzieht sich dieser Teilbereich auf 2 Ebenen. Zum einen geht es darum, dass die eingesetzte Technik über deren gesamten Lebenszyklus hinweg umwelt- und ressourcenschonend zu gestalten ist (Green IT). Dies beinhaltet z.B. die Verwendung energiesparender Geräte (Lampen, Bildschirme etc.) oder eben auch die Nutzung von Energy-Harvesting Technologien, welche im Zusammenhang des „Internet der Dinge“ besondere Relevanz erhalten, da zukünftig immer mehr Alltagsgegenstände „Strom“ benötigen (vgl. hier). Energy Harvesting generiert Energie aus der Umwelt, speichert sie und nutzt sie um elektronische Geräte zu betreiben. Diese Geräte kommen im Idealfall ohne Batterien aus und arbeiten quasi unbegrenzt lange. Zudem sollten sich „intelligente Geräte“ automatisch ausschalten, wenn sie nicht gebraucht werden.

Zum anderen geht es in der architektonischen Ausgestaltung darum, nicht ausschließlich neue Ressourcen zu produzieren und zu verbauen, sondern gezielt auch auf bereits vorhandene Gegenstände, Materialien, Möbel, Utensilien etc. zurückzugreifen und ggf. eine neue Verwendung dafür zu erzeugen. Im Bereich Design und Architektur bietet sich hierbei das Konzept des „Upcyclings“ an, welches aus entsorgten oder alten Gebrauchsgegenständen neue und designte Produkte nach dem Prinzip der Reststoffveredelung fertigt. Während beim Recycling durch Aufbereitung von Abfällen Rohstoffe gewonnen werden, aus denen sich dann neue Produkte fertigen lassen, umgeht das Upcycling diesen Energie kostenden Zwischenschritt.

7. Mobilität & Interoperabilität

Im Teilaspekt Mobilität & Interoperabilität geht es um eine geräteübergreifende Nutzung unterschiedlicher Services der IT-Infrastruktur sowie deren automatische Synchronisation mit cloudbasierten Diensten. Das bedeutet, dass unter dem Aspekt der Flexibilisierung des Arbeitens und Lernens via Mobile-Devices von überall aus und von verschiedenen Endgeräten (BYOD) auf cloudbasierte Inhalte zugegriffen werden kann. Über verschlüsselte Verbindungen kann ein Zugang via Smartphone, Tablet, Notebook o.ä. mobil von jedem Ort aus über das Internet erfolgen. Im Gegenzug können in einem intelligenten Lern- und Arbeitsraum die Inhalte vom Smartphone oder anderen Devices einfach und schnell über Screens mit anderen ausgetauscht und weiterbearbeitet werden.

Zur Gestaltung intelligenter und hybrider Lern- und Arbeitsräume bzw. „Smart Learning Environments“ müssen die oben (sehr kurz) skizzierten Teilbereiche unter dem Fokus erwachsenenpädagogischer Erkenntnisse in einem didaktisch fundierten Raumkonzept zusammengeführt werden. Die folgende Grafik (eigene Darstellung) veranschaulicht die interdisziplinären Themenfelder des Vorhabens:

Pädagogik_IT_Architektur

Parallel zu den „gestalterischen“ Teilbereichen steht der Mensch mit seinen individuellen Bedürfnissen im Zentrum der Entwicklung von Raumkonzepten. Die Räume sollen den Menschen in seinem persönlichen Lern- und Arbeitsverhalten unterstützen. Aber welche konkreten Bedürfnisse gibt es im Zusammenhang von Lernen und Arbeiten? Gibt es Studien, die dies aktuell untersucht haben? Mit welchen speziellen Herausforderungen sehen sich Wissensarbeiter heute und auch zukünftig konfrontiert? Einer der nächsten Blogbeiträge wird sich mit eben diesen Fragen beschäftigen und den (zukünftigen) Bedürfnissen von „Wissensarbeitern“ auf den Grund gehen.

In den kommenden Wochen werde ich jedoch zunächst auf ein paar Veranstaltungen sein, welche mir im Austausch mit anderen Expert/inn/en sicherlich neue Impulse zur weiteren Ausgestaltung „intelligenter Raumkonzepte“ liefern. Ich hoffe, es wird nicht ausschließlich über das „Online-Lernen“ gesprochen, auch wenn dies sicherlich ein wesentlicher Gesichtspunkt aktueller Veränderungen ist.

In dieser Woche werde ich am 9./10.10. in Frankfurt auf dem CorporateLearningCamp (CLC15) sein, wo es um „Lernen gestalten und Talente entwickeln“ gehen wird.

Am 24.10. werde ich dann eine Session auf der Veranstaltung Datenspuren 2015 zum Thema „Internet der Dinge im Bildungskontext“ halten, wo es überwiegend um sicherheitsrelevante Aspekte gehen wird.

Und vom 27. – 28.10. freue ich mich auf die Teilnahme am Ada-Lovelace-Festival: Connecting Women in Computing & Technology – Hierzu wird es einen eigenen Blogpost geben, in welchem ich über die spannendsten Beiträge der Konferenz berichten werde.

Es wird ein aufregender Monat. In diesem Sinne freue ich mich über Anregungen, Ideen und konstruktive Kritik.

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