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  Lehrbuch	
  für	
  Lernen	
  und	
  Lehren	
  mit	
  Technologien	
  (L3T)


                                                                                       werden Schwämme beziehungsweise feuchte Tücher
1. Einleitung
                                                                                       verwendet. Funktional dient die Kreidetafel vor allem
Hilfsmittel und Geräte die beim Unterricht zum                                         bei der Kurzzeitspeicherung von visuellen Informa-
Einsatz kommen gibt es schon lange, aber es gibt sie                                   tionen. Sie unterstützt primär das gesprochene Wort
keineswegs „schon immer“. Eines der ersten Hilfs-                                      des Lehrenden durch grafische Darstellungen.
mittel waren Schulbücher. Comenius wird so zuge-                                            Ein Nachteil dieser Art von Unterrichtstechno-
sprochen, mit dem „Orbis Pictus“ Ende des 17. Jahr-                                    logie besteht darin, dass sich der Lehrende vom Pu-
hunderts das erste Schulbuch entworfen zu haben. In                                    blikum abwenden muss und sich somit Erklärungen
diesem Kapitel haben wir versucht jene Geräte aus-                                     und Erläuterungen der Darstellung als sehr schwierig
zuwählen, die heute noch in den Ausbildungsräumen                                      erweisen. Kreidetafeln findet man vor allem in
anzutreffen sind. Darunter befinden sich die Schul-                                    Schulen und Universitäten, wo sie auch aus mehreren
tafel aber auch viele digitale Endgeräte. Ein Schwer-                                  Teilen bestehen und sich individuell verschieben
punkt liegt dabei auf Geräten, die bei der Präsen-                                     lassen. Als Vorteil der Kreidetafel wird zum Beispiel
tation im Unterricht eingesetzt werden, beispielsweise                                 das Unterrichtstempo beschrieben, welches an den
Kreidetafeln, Whiteboards und Projektoren. Im Aus-                                     Vorlesungsstoff angepasst ist. Das Schreiben und
blick stellen wir vergleichsweise aktuelle Techno-                                     gleichzeitige laut Nachdenken wird vor allem in den
logien vor, die den Lernenden in die Hand gedrückt                                     Naturwissenschaften als sehr positiv wahrgenommen
werden können, zum Beispiel Tablets. Bei der Be-                                       (Rojas et. al, 2001).
schreibung stehen technisch-funktionale Aspekte im                                        Die Kreidetafel wird hauptsächlich im klassischen
Vordergrund.                                                                           Unterricht eingesetzt, welcher primär durch einen
                                                                                       vortragenden Lehrenden und vielen zuhörenden Ler-
2. Kreidetafel
                                                                                       nenden gekennzeichnet ist.
Die Erfindung der heute bekannten Kreidetafel geht
auf James Pillans (1778-1864) zurück und fand in                                                Als	
   Vorteil	
   der	
   der	
   Kreidetafel	
   wird	
   das	
   Unterricht-­‐
dessen Geographieunterricht 1854 erste Verwendung.
Bei ihrer Einführung wollte die Schulaufsicht den
                                                                                         !      stempo	
   beschrieben,	
   welches	
   an	
   den	
   Vorlesungsstoff
                                                                                                angepasst	
  ist.
Einsatz von Tafeln zunächst verhindern: Im Ver-
gleich zum damals üblichen Unterricht, dem Auswen-
diglernen von Grammatikregeln und des Kate-                                                     Weiterführende	
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chismus, wurden nun „sozial-kommunikative Unter-
richtsformen möglich, die […] als subversiv erlebt
                                                                                         !      L3T	
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   Has-­‐
                                                                                                htags	
  #l3t	
  #ipad
wurden“ (Wagner, 2004, 170; Petrat, 1979).
    Die früher aus Holz und dunkler Farbe gefertigten                                  3. Whiteboards
Tafeln werden heute aus Stahlemaille produziert, ein
Prozess, bei dem Stahl bei 800°C emailliert (einge-                                    1990 eingeführt gilt die weiße Tafel, das „White-
brannt) wird. Durch diesen Vorgang erhält man eine                                     board“, als Weiterentwicklung der Kreidetafel und
sehr gute Oberflächenhärte. Schrift wird mittels                                       wird anstatt mit Kreide mit sogenannten White-
Kreide auf Tafeln übertragen und ist in unterschied-                                   board-Stiften, speziellen abwischbaren Filzstiften, be-
lichen Farben erhältlich. Um diese zu entfernen ,                                      schrieben. Wie bei der Kreidetafel wird für die Her-




     Abbildung	
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  Kreidetafel                                                      Abbildung	
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  Whiteboard
Vom	
  Overhead-­‐Projektor	
  zum	
  iPad.	
  Eine	
  technische	
  Übersicht	
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stellung Kunststoff oder Stahlemaille verwendet. Bei         unterscheiden), basieren alle Projektoren auf dem
Verwendung von Stahlemaille kann ein Whiteboard              Prinzip: „Das von der Lichtquelle (Lampe) ausge-
auch als Magnettafel fungieren. Um Aufschriften auf          strahlte Lichtbündel wird durch den Kondensor ge-
einem Whiteboard zu entfernen, wird ein trockenes            sammelt, durchstrahlt nun als Bündel annähernd par-
Tuch oder ein trockener Schwamm verwendet. Ein               alleler Lichtstrahlen das zur Projektion bestimmte
Vorteil gegenüber der Kreidetafel ist, dass beim Be-         Bild - das Dia - und wird durch das Objektiv auf die
schreiben und Löschen der Tafel kein Staub entsteht,         Projektionsfläche geworfen” (Melezinek, 1999, 117).
jedoch ist das mit Stiften Geschriebene oft schwerer             Grundsätzlich unterscheidet man zwischen nicht-
für das Auditorium lesbar.                                   automatischen, halb- und vollautomatischen Diapro-
    Nicht direkt als Weiterentwicklung, aber durch die       jektoren. Nichtautomatische Projektoren müssen von
Namensgleichheit schwer unterscheidbar, ist das „in-         Hand bedient werden, während halb- und vollauto-
teraktive“ Whiteboard. Jenes bezeichnet eine                 matische Projektoren mit Diamagazinen ausgestattet
Fläche, auf der mittels Projektor ein Bild auf ein von       sind und mittels Fernbedienung bedient werden.
einem Computer kontrolliertes Koordinatensystem
                                                             5. Tageslichtprojektor
projiziert wird. Die auf dieser Fläche befindlichen
Sensoren erfassen jede Interaktion der Finger oder           Der Tageslichtprojektor, auch Overhead-Projektor
des Stiftes und übertragen diese auf den Computer.           (Österreich, Westdeutschland), Polylux (Ost-
Solche elektronischen Tafeln sind derzeit vor allem          deutschland) oder Hellraumprojektor (Schweiz) ge-
im Schulunterricht und großen Unternehmen im                 nannt, wurde 1960 von der Firma 3M entwickelt. Er
Einsatz. Erwähnenswert ist in diesem Zusam-                  projiziert mittels eines Bildwerfers den Inhalt trans-
menhang die in Zusammenspiel mit der Nintendo                parenter Folien auf eine Projektionsfläche ohne dass
Wii kostengünstigere „selbstgebaute“ Variante eines          der Raum stark verdunkelt werden muss.
interaktiven Whiteboards, welche von Johnny Lee                 Als Medium dient vorwiegend transparente Folie,
Chung entwickelt wurde. Dabei wird versucht mit-             in Form von einzelnen Blättern oder als Folienrolle,
hilfe von Infrarot die Stiftbewegung aufzunehmen             welche aus Polyacetat, Polyester und ähnlichem be-
und mittels Projektor zu projizieren.                        steht. Auch das Bedrucken von Spezialfolien mit
                                                             Bildern ist möglich. Durch Realobjekte werden Schat-
4. Diaprojektoren
                                                             tenprojektionen ermöglicht. Als Weiterentwicklung
Der zu der Familie der Durchlichtprojektoren (Dia-           wird der Einsatz von LC-Displays (Liquid-Display-
skope) zählende Diaprojektor wurde 1926 von Leitz            Displays) angesehen, bei dem ein Bildschirm auf den
(Wetzlar) entwickelt. Der Diaprojektor wird ver-             Tageslichtprojektor gelegt und durch dessen Licht-
wendet, um durchsichtige, unbewegliche und meist
durch Photographie gewonnene Bilder, kurz Diapo-
sitive, darzustellen. Diese Bilder haben meist eine
Größe von 24 x 36 mm und liegen in einem                               Der	
   Tageslichtprojektor	
   bietet	
   den	
   Vorteil,	
   dass	
   der
50 x 50 mm Diarahmen. Neben den konventionellen                 !      Vortragende	
   in	
   ständigem	
   Blickkontakt	
   mit	
   dem	
   Pu-­‐
                                                                       blikum	
   bleibt,	
   Folien	
   beliebig	
   ausgetauscht	
   werden
Dias gibt es auch Diastreifen, auf denen sich mehrere
                                                                       können	
  und	
  die	
  natürliche	
  Schreibhaltung	
  unterstützt
Bilder nebeneinander befinden. Trotz verschiedenster                   wird	
  (Blömecke,	
  2005).
Hersteller (welche sich in Konstruktion und Leistung




   Abbildung	
  3:	
  	
  Diaprojektor                              Abbildung	
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  Tageslichtprojektor
4	
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  Lehrbuch	
  für	
  Lernen	
  und	
  Lehren	
  mit	
  Technologien	
  (L3T)


quelle durchleuchtet wird. Durch diese Technik                                         7. Fernseher,	
  Videorekorder,	
  DVD-­‐Player
können Inhalte von Computern auf der Projektions-                                          Der uns heute bekannte Fernseher geht auf ein
fläche großformatig dargestellt werden.                                                Patent von Paul Nipkow im Jahre 1886 zurück, der
   Der Tageslichtprojektor projiziert mit dem                                          den ersten mechanischen Fernsehapparat erfand.
gleichen Prinzip wie der Diaprojektor: Der Licht-                                      Dieser war das erste Gerät, das eine Abfolge von
strom von der Lichtquelle (Lampe) leuchtet über                                        Bildern darstellen konnte. Die früher eingesetzte
einen Kondensor (Fresnel-Linse) gleichmäßig die Ar-                                    Bildröhre stellt ein Bild dar, indem in einem Vakuum
beitsplatte (Glasplatte) aus und wird durch den auf                                    je nach Bildpunkt-Helligkeit Elektronen von einer
der Arbeitsplatte aufgelegten Informationsträger hin-                                  Kathode mittels Hochspannung zu einer Anode hin
durch über den Projektionskopf (zum Beispiel zwei                                      beschleunigt werden. Mit dem Fortschritt der
Linsen, Umlenkspiegel) zur Projektionsfläche abge-                                     Technik entwickelten sich die Flachbildschirme, die
strahlt. Andere Ausführungen bieten zum Beispiel                                       man heute in LCD-, LED- und Plasma-Flachbild-
Parabolspiegel, bei dem der Objektivkopf zusätzlich                                    fernseher einteilen kann. Diese werden von Jahr zu
die Lichtquelle beinhaltet.                                                            Jahr größer und schmäler.
   Tageslichtprojektoren haben auch heute noch eine                                        Um Filme aufzuzeichnen und erneut abspielen zu
sehr weite Verbreitung und sind vielerorts im Einsatz.                                 können, wurde der Videorekorder entwickelt. Das
                                                                                       verwendete Medium war ein Magnetband, das
6. Epiprojektoren	
  (Episkop)
                                                                                       mehrere Male verwendet werden konnte (Über-
Der episkopische Projektor kann undurchsichtige                                        spielen). Mit Einzug der DVD (Digital Versatile Disc)
(opakes) Normalpapier projizieren. Dies ist vor-                                       im Jahre 1996, kamen auch die DVD-Player, die
teilhaft, da man aktuelle Informationen, ohne diese in                                 durch eine höher Kapazität und des digitalen
ein Diapositiv oder ein Transparent umzuarbeiten,                                      Formats Videos in höherer Qualität erlauben. Als
direkt projizieren kann.                                                               Weiterentwicklung heutzutage gilt die Blueray- Disc.
    Das Darstellungsprinzip des Epiprojektors ist                                          Das berühmte Zitat der 1960er-Jahre „TV is easy
dabei die „Auflichtprojektion“. Die zu projizierende                                   and book is hard“ (Salomon, 1984) ist unweigerlich
Vorlage wird auf eine Platte am Boden des Episkops                                     mit der Einführung des Fernsehgerätes (später in
gelegt und mit einer oder mehreren Lampen be-                                          Verbindung mit dem Videorekorder) verbunden.
leuchtet. Das von der Vorlage diffus reflektierte Licht                                Durch die Einführung von Lehrvideos wurde fälsch-
wird über einen Spiegel zum Projektionsobjektiv ge-                                    licherweise angenommen, dass ein erhöhter Ler-
führt und weiter auf eine Projektionsfläche geworfen.                                  nerfolg durch alleiniges Betrachten der Filme eintrete.
Auf Grund der geringen Lichtausbeute ist es not-                                       Heute spielt diese Form des Unterrichts eine eher un-
wendig, den Unterrichtsraum zu verdunkeln.                                             tergeordnete Rolle oder findet sich unter dem
    Der größte Vorteil dieser Art von Projektion ist,                                  Schlagwort „Multimedia“ (siehe Kapitel #multi-
dass die Vorlagen ohne weitere Aufbereitung unter                                      media) wieder.
das Gerät gelegt werden können. Auch Objekte mit
                                                                                       8. Touchscreen
Übergröße sind möglich, da der Kopf des Epipro-
jektors abgenommen und über das Objekt bewegt                                          Die ersten Touchscreens wurden schon 1940 entwi-
werden kann.                                                                           ckelt und schließlich mit Veröffentlichung der
                                                                                       PLATO IV Lernmaschinen 1972 publik gemacht. Bei




     Abbildung	
  5:	
  	
  Epiprojektor                                                   Abbildung	
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  Touchscreen
Vom	
  Overhead-­‐Projektor	
  zum	
  iPad.	
  Eine	
  technische	
  Übersicht	
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  5


Touchscreens interagiert man mit einem Computer
durch Berührung des Bildschirmes. Statt der Be-
dienung durch einen mit der Maus bewegten Cursor,
wird auf direkte Eingaben mit Finger und Zeigestift
(einem sogenannten Stylus) gesetzt.
   Früher vorwiegend bei Info-Monitoren, Com-
puter-Kiosks und Bankomaten verwendet, finden wir
Touchscreens heutzutage in Mobiltelefonen, Tablet-
PC, Laptop, MP3-Player und ähnlichem. Man unter-
scheidet folgende Funktionsprinzipien:
▸ Resistive Touchscreens: Wenn zwei elektrisch
   leitfähige Schichten per Druck aneinander geraten,
   entsteht ein Spannungsteiler an dem der elek-                    Abbildung	
  7:	
  	
  Videoprojektor
   trische Widerstand und so die Position der Druck-
   stelle gemessen wird. Verwendung findet diese             9. Videoprojektoren
   Technologie bei Kiosksystemen, Smartphones,
   oder PDA.                                                 Bei Videoprojektoren, umgangssprachlich als Beamer
▸ Kapazitive Touchscreens: Bei kapazitiven                   bezeichnet, wird ein Videosignal von, zum Beispiel
   Touchscreens werden mit Metalloxid beschichtete           einem Computer oder DVD-Player, auf einer
   Glassubstrate oder zwei Ebenen aus leitfähigen            Leinwand projiziert. Am Beginn der Projektion stand
   Streifen verwendet. Bei der ersten Methode wird           die von Christiaan Huygens 1656 erfundene Laterna
   ein elektrisches Feld erzeugt, bei dem die elektri-       Magica (Lat. Zauberlaterne). Bis hinein in das 20.
   schen Ströme aus den Ecken im direkten Ver-               Jahrhundert galt sie als das Projektionsgerät. Es proji-
   hältnis zur Berührungsposition stehen. Bei der            zierte mit Hilfe einer internen Lichtquelle und spe-
   zweiten Methode bilden die zwei Ebenen Sensor             zielle Linsensysteme in schneller Reihenfolge Bilder
   und Treiber. Bei Berührung verändert sich die             durch das ausfallende Licht.
   schwache Kapazität des Kondensators und ein
   größeres Signal kommt beim Sensor an. Ver-                          Videoprojektoren	
   (Beamer)	
   sind	
   als	
   Vortragsmedium
   wendung findet diese Technologie bei den Apple-
   Produkten (iPhone, iPad, iPod) sowie Mobiltele-
                                                                !      anzusehen,	
   welche	
   in	
   Verbindung	
   mit	
   einem	
   Com-­‐
                                                                       puter	
  die	
  Projek]on	
  digitaler	
  Inhalte	
  ermöglichen.
   fonen von HTC und Samsung.
▸ Induktive Touchscreens: Diese Technologie
   findet vor allem bei Grafiktabletts Verwendung.              Mittlerweile gibt es verschiedene Anzeigever-
   Die Technik basiert auf elektromagnetischer Basis         fahren. Die zwei gebräuchlichsten sind:
   ohne direkten Bildschirmkontakt. Ein spezieller           ▸ LCD-Projektoren basieren auf Flüssigkristallen
   Stift (Stylus) muss eingesetzt werden um Inter-              und funktionieren wie Dia-Projektoren. Basierend
   aktion mit dem Bildschirm zu erkennen. Die unter             auf drei unabhängigen Lichtstrahlen, nämlich rot
   dem Bildschirm befindliche Sensor-Leiterplatte               grün und blau, wird das Licht auf einen dichroti-
   mit vielen Antennenspulen kommuniziert durch                 schen Spiegel zu einem Bild zusammengeführt.
   die Abstrahlung von hochfrequenter Energie mit               Gegenüber anderen Anzeigeverfahren ist diese
   dem Resonanzkreis des Eingabestiftes wodurch                 Methode sehr preiswert und gut für Text- und
   eine Positionsbestimmung möglich wird.                       Grafikdarstellungen geeignet.
▸ Optische Touchscreens: Es kommen Lampen                    ▸ DLP-Projektoren basieren auf „Micromirrors”,
   und lichtempfindliche Sensoren zum Einsatz.                  kleine integrierte Schaltungen, die für jeden Bild-
   Wird durch Berührung das Lichtschranken-Gitter               punkt einen kleinen Kipp-Spiegel besitzen. Wird
   durchbrochen, kann der Punkt der Berührung er-               einer dieser Spiegel mit Licht bestrahlt, wird das
   mittelt werden. Diese Technologie ist sehr fehler-           Licht in Richtung der Projektionsoptik geworfen.
   anfällig, da Staub auf die Sensoren gelangen und             Kontrast und Helligkeit werden durch „pulsieren”
   unerwünschte Reaktionen hervorrufen kann. Zum                dieser Spiegel, also „schnelles Ein und Aus“ ver-
   Einsatz kommen optische Touchscreens vor allem               ändert. Vorteile dieser Projektoren sind die hohe
   bei großen Bildschirmen. Als bekanntestes Bei-               Geschwindigkeit der Spiegel, der hohe Kontrast
   spiel sei auf das Produkt „Microsoft Surface“ ver-
   wiesen.
6	
  —	
  Lehrbuch	
  für	
  Lernen	
  und	
  Lehren	
  mit	
  Technologien	
  (L3T)


   und dass sich keine Bilder in die Linse einbrennen                                  bracht werden kann. Die kleinste Version eines
   können. Dem gegenüber stehen die lauten Lüfter                                      Laptops wird heute als Netbook bezeichnet. Dieses
   und eine geringe Lebensdauer der Lampe.                                             hat oftmals nur eine geringe Leistung und wird daher
Neben diesen beiden gibt es noch LED- und LCoS-                                        eher als leichter Reisebegleiter verwendet.
Projektoren. Ein wesentliches Merkmal ist die                                              PCs und Laptops durchdringen immer mehr die
Leuchtkraft der im Beamer verbauten Lampe. Durch-                                      Unterrichtsräume, die Zunahme an Netbooks kann
schnittlich liegt die Leuchtstärke bei 1000 bis 4500                                   ebenfalls immer mehr beobachtet werden (siehe Ka-
Lumen, diese kann aber durch Kontrast und Hel-                                         pitel #schule). Kritische Stimmen meinten anfangs,
ligkeit eingestellt werden. Im Unterricht werden Vi-                                   dass man nun einen etwas besseren Taschenrechner
deoprojektoren vor allem zur Präsentation von digi-                                    hätte, aber die Vielfalt der Möglichkeiten die sich da-
talen Unterlagen und Live-Demos verwendet,                                             durch ergeben, ist heute noch immer eine der wesent-
meistens in Verbindung mit einem Laptop.                                               lichen Fragestellungen des Forschungsgebietes vom
                                                                                       technologiestützten Lehren und Lernen.
10.     PC,	
  Laptop	
  und	
  Netbook
                                                                                       11.     InteracQve	
  Pen	
  Displays
   Der erste elektronische Computer wurde um 1938
- 1945 von Konrad Zuse entwickelt. Damals noch so                                      Ein Interactive Pen Display ist ein berührungsemp-
groß wie ein ganzer Raum, hat er sich in den letzten                                   findlicher Bildschirm, auf dem man mit einem Stift
Jahren zu immer kleiner werdenden Endgeräten ent-                                      (auch genannt Stylus) interagieren kann. Es lässt sich
wickelt. Der moderne Computer basiert auf der Von-                                     sehr gut mit den aufkommenden Tablet-Computer
Neumann-Architektur, welche von John von                                               vergleichen.
Neumann in den 1946er Jahren erfunden wurde. Die                                          Im Gegensatz zur Kreidetafel, bieten Interactive
Architektur teilt einen Computer in fünf Kompo-                                        Pen Displays durch den Anschluss an einen Com-
nenten auf: Recheneinheit, Steuereinheit, Buseinheit,                                  puter digitalen Inhalt. Man kann alles speichern, bear-
Speichers sowie Eingabe- und Ausgabeeinheit. Durch                                     beiten, löschen und kopieren. Der Schreibaufwand
mehrere am Markt vorhandenen Prozessorarchitek-                                        den Lehrende und Studierende haben, ist sowohl bei
turen, wurden im Laufe der Jahre unterschiedlichste                                    der Tafel als auch bei den Interactive Pen Displays
Betriebssysteme entwickelt. Zu den am stärksten ver-                                   der gleiche.
breiteten gehöhren Appleʼs Mac OS, Microsoft                                              Ein Einsatzbeispiel ist zum Beispiel: Als Brücke
Windows und das freie Betriebssystem Linux, das                                        zwischen Beamer und Interactive Pen Display fun-
von Linus Torvalds im Jahre 1991 entwickelt wurde.                                     giert ein Laptop, auf dem Lehrveranstaltungsfolien
Mittlerweile setzen jedoch fast alle Computer-Her-                                     präsentiert werden. Mittels des Bildschirms lassen
steller auf die x86-Architektur. Der erste Laptop, ein                                 sich nun alle Folien näher beschreiben und mit Infor-
mobiler Personal Computer, wurde im Jahre 1975                                         mationen (Text / Skizzen) verfeinern. Diese Infor-
von IBM vorgestellt, der IBM 5100. Dieser wog circa
11kg und hatte keinen integrierten Akku. Später, im
                                                                                                 Interac]ve	
   Pen	
   Displays	
   erlauben	
   die	
   Erweiterung	
   von
Jahre 1980 kam der erste, wie uns heut bekannte,
Laptop heraus (Flip-Form). Im Gegensatz zu früher,                                       !       herkömmlichen	
   Laptops	
   um	
   einen	
   berührungsemp-­‐
                                                                                                 findlichen	
  Bildschirm.
kann man Laptops heute mit Stand-PCs vergleichen,
da die selbe Leistung auf immer kleineren Raum ge-




                                                                                             Abbildung	
  9:	
  Interactive	
  Pen	
  Display
Vom	
  Overhead-­‐Projektor	
  zum	
  iPad.	
  Eine	
  technische	
  Übersicht	
  —	
  7



  In der Praxis: Einsatz eines Interactive Pen Display im Hochschulunterricht
  Die	
   Abbildung	
   11	
   zeigt	
   den	
   Einsatz	
   eines	
   Interac]ve	
   Pen
  Display	
   zur	
   Präsenta]on	
   von	
   Vorlesungsinhalten.	
   Das	
   Sym-­‐
  podium	
   (Interac]ve	
   Pen	
   Display)	
   ist	
   mit	
   dem	
   Laptop	
   der	
   Vor-­‐
  tragenden	
   verbunden	
   und	
   erlaubt	
   die	
   Interak]on	
   micels
  S]d.	
   Am	
   Bildschirm	
   des	
   Computers	
   erscheint	
   das	
   gleiche
  Bild,	
   welches	
   auch	
   über	
   den	
   Videoprojektor	
   (Beamer)	
   proji-­‐
  ziert	
  wird.	
  Durch	
  eine	
  Screen-­‐Capturing-­‐Sodware	
  erfolgt	
  die
  Aufzeichnung	
   der	
   Inhalte,	
   welche	
   später	
   auf	
   einer	
   Lern-­‐
  plaeorm	
  publiziert	
  werden.	
  Diese	
  Anordnung	
  an	
  der	
  Techni-­‐
  schen	
   Universität	
   Graz	
   wurde	
   im	
   Jahre	
   2008	
   evaluiert	
   und
  führte	
   zu	
   dem	
   Ergebnis,	
   dass	
   nur	
   eine/r	
   von	
   109	
   Studie-­‐
  renden	
   zukündig	
   die	
   Kreidetafel	
   bevorzugen	
   würde	
   (Ebner	
   &
  Nagler,	
   2008).	
   Als	
   Hauptgründe	
   für	
   das	
   posi]ve	
   Urteil
  wurden	
   vor	
   allem	
   die	
   bessere	
   Sichtbarkeit	
   in	
   großen	
   Hör-­‐
  sälen,	
   die	
   bessere	
   Verwendung	
   von	
   Farben	
   durch	
   die	
   Leh-­‐
  renden	
   (der	
   Farbwechsel	
   gestaltet	
   sich	
   einfacher	
   als	
   bei
  Kreiden)	
   und	
   die	
   deutlichere	
   Schrid	
   (deutlich	
   größer	
   als	
   auf
  der	
  Tafel)	
  genannt.	
  Der	
  offensichtlichste	
  Vorteil,	
  die	
  Digitali-­‐                Abbildung	
  10:	
  Einsatz	
  des	
  Interactive	
  Pen	
  Displays
  sierung	
  der	
  Vorlesungsinhalte,	
  kam	
  erst	
  an	
  fünder	
  Stelle.	
  Als
  Nachteile	
   wurden	
   technische	
   Probleme	
   und	
   ein	
   etwas
  schnellerer	
  Vortragss]l	
  beschrieben.


mationen können danach auf eine Online-Plattform                                                      Smartphone wurde 1992 von IBM entwickelt und
geladen und den Studenten als weiterführende Unter-                                                   hörte auf den Namen Simon. Es besaß bereits Funk-
lagen angeboten werden (siehe Praxisbeispiel).                                                        tionen wie Terminkalender, E-Mail, Notizbuch, Fax
                                                                                                      und Taschenrechner.
12.     Mobiltelefone
                                                                                                          Neben den typischen Mobiltelefon-Herstellern mi-
Mit dem Einzug der Smartphones, also Mobiltele-                                                       schen seit Jahren auch Apple und Google am Smart-
fonen, die mit Funktionalitäten von Personal Digital                                                  phone-Markt mit. Die drei derzeit erfolgreichsten Be-
Assistents erweitert wurden, und den meist internet-                                                  triebssysteme für Mobiltelefone sind iOS (Apple),
basierten mobilen Inhalten, wurden Mobiltelefone                                                      Android (Google) und Symbian (Nokia). Seit Jahren
auch für den Lehrbereich entdeckt. Ausgestattet mit                                                   wird Forschung zum mobilen Lernen („M-Learning“,
hochauflösender Kamera, Internet, GPS-Modulen                                                         siehe Kapitel #mobil) betrieben.
und Touch-Displays wurden Smartphones vor allem
                                                                                                      13.     Weitere	
  aktuelle	
  und	
  zukünVige	
  Technologien
durch die zur Verfügung stehenden Anwendungen
(engl. „applications“, kurz Apps) populär. Das erste                                                  Eine der wichtigsten Zukunftstechnologien unserer
                                                                                                      Zeit sind die Tablet-Computer. Als derzeitiger Vor-
                                                                                                      reiter präsentiert sich das Apple iPad. Mit einer
                                                                                                      Million verkaufter Geräte binnen 28 Tagen ist es der
                                                                                                      derzeit erfolgreichste Tablet-Computer am Markt.
                                                                                                      Basierend auf einem sehr stromsparenden Prozessor
                                                                                                      (A4) hat es je nach Version auch Wifi, 3G-Internet
                                                                                                      und GPS-Anbindung. Applikationen lassen sich wie
                                                                                                      beim iPhone beim „App-Store“ herunterladen. Der
                                                                                                      1024 x 768 Pixel große Bildschirm ermöglicht das
                                                                                                      Schreiben und Bearbeiten von Dokumenten. Mittels
                                                                                                      Adapter lässt sich das iPad für Präsentationen an
                                                                                                      einen Beamer anschließen.
                                                                                                          Verantwortlich für die Usability des iPad ist unter
      Abbildung	
  11:	
  Mobiltelefon                                                                anderem die verwendete Multi-Touch-Technologie
8	
  —	
  Lehrbuch	
  für	
  Lernen	
  und	
  Lehren	
  mit	
  Technologien	
  (L3T)


                                                                                              Erstellen	
   Sie	
   eine	
   tabellarische	
   Übersicht,	
   in	
   der	
   Sie
                                                                                         ?    die	
  Vor-­‐	
  und	
  Nachteile	
  aller	
  Geräte	
  im	
  Lehr-­‐	
  und	
  Ler-­‐
                                                                                              neinsatz	
   festhalten.	
   Beschreiben	
   Sie	
   dabei	
   auch,	
   in
                                                                                              welchem	
   Lehr-­‐	
   oder	
   Lernarrangements	
   sie	
   idealer-­‐
                                                                                              weise	
  zum	
  Einsatz	
  kommen.	
  




                                                                                              Überlegen	
  Sie	
  darüber	
  hinaus,	
  wie	
  sich	
  die	
  Lehre	
  ver-­‐
                                                                                         ?    ändern	
   könnte,	
   wenn	
   man	
   mit	
   modernen	
   Techno-­‐
                                                                                              logien	
  (zum	
  Beispiel	
  Touch-­‐Screens)	
  arbeitet.


      Abbildung	
  12:	
  Tablet-­‐Computer                                            Literatur
                                                                                       ▸ Blömeke, S. (2005). Medienpädagogische Kompetenz. Theore-
                                                                                         tische Grundlagen und erste empirische Befunde. In: A. Frey;
beim Touch-Display. Dies ist nichts anderes als ein                                      R.S. Jäger & U. Renold, U. (Hrsg.), Kompetenzdiagnostik.
für mehrere Berührungen gleichzeitig ausgelegter ka-                                     Theorien und Methoden zur Erfassung und Bewertung von be-
pazitiver oder optischer Touchscreen. Der Name                                           ruflichen Kompetenzen. Landau: Empirische Pädagogik, 5, 76-
Multi-Touch wurde mit der Entwicklung des                                                97, URL: http://zope.ewi.hu-berlin.de/institut/abteilungen/di-
iPhones von Apple zum Patent angemeldet. Die For-                                        daktik/data/aufsaetze/2005/medienpaedagogische_Kompe-
schung der Multi-Touch-Technologie geht auf die                                          tenz.pdf [2010-07-01].
frühen 1990er Jahre zurück und wurde 2005 zum                                          ▸ Comenius (1658). Orbis sensualium pictus. Die sichtbare Welt.
ersten Mal für ein Steuerungspult von Mischpulten,                                     ▸ Ebner, M. & Nagler, W. (2008). Has the end of chalkboard
noch vor dem iPhone, eingesetzt.                                                         come? A survey about the limits of Interactive Pen Displays in
    Im Gegensatz zu früheren Tablet-Modellen, die                                        Higher Education. In: P.A. Bruck & M. Lindner (Hrsg.), Micro-
sich meist aus einem normalen Laptop konstruieren                                        learning and Capacity Building, Proceeding of the 4th Interna-
ließen, verloren die Tablets mit den Jahren an Be-                                       tional Microlearning 2008 Conference, Innsbruck: Innsbruck
deutung, aber gewannen an Akkulaufzeit, Usability                                        University Press, 79-91.
und Portabilität. So wurden sie zu den heute be-                                       ▸ Melezinek, A. (1977). Ingenieurpädagogik - Praxis der Ver-
kannten „Slates” (Tablet-Computer ohne externe                                           mittlung technischen Wissens. Wien: Springer.
Tastatur). Nach und nach bringen nun auch, neben                                       ▸ Petrat, G. (1979). Schulunterricht. Seine Sozialgeschichte in
Apple, andere PC-Anbieter wie HP und Dell Tablet-                                        Deutschland 1750-1850. München: Ehrenwirth.
Geräte auf den Markt. Nachdem Microsoft die Ent-                                       ▸ Rojas, R.; Knipping, L.; Raffel, W-U.; Friedland, G. & Frötschl,
wicklung am hauseigenen Tablett eingestellt hat, wird                                    B. (2001). Ende der Kreidezeit - Die Zukunft des Mathematik-
vorwiegend Linux und Google Android als Betriebs-                                        unterrichts. Berlin: DMV Mitteilungen, 2-2001, URL:
system verwendet. Viele dieser Geräte punkten mit                                        http://page.mi.fu-berlin.de/rojas/2001/Kreidezeit2.pdf
Funktionen, die das iPad nicht implementiert hat,                                        [2010-07-01], 32-37.
unter anderem eine eingebauter Frontkamera für Vi-                                     ▸ Salomon, G. (1984). Television is easy and print is tough. The
deotelefonie. Viele Anbieter bieten auch kleinere                                        differential investment of mental effort in learning as a
Bildschirme an, um das Tablet noch handlicher zu                                         function of perceptions and attributions. In: Journal of Educa-
gestalten.                                                                               tional Psychology, 76, 647–658.
                                                                                       ▸ Wagner, W. (2004). Medienkompetenz revisited. Medien als
14.     Fazit
                                                                                         Werkzeuge der Weltaneignung. München: kopaed.
Dieses Kapitel zeigt die Vielfalt an Technologien in
den heutigen Unterrichtsräumen auf und auch was
man von ihr erwarten kann. Gemein ist ihnen, dass
jede Einführung immer mit großen Schwierigkeiten
verbunden war, viel Skepsis ihrer Verwendung entge-
gengebracht wurde und trotzdem letztendlich nicht
aufzuhalten waren.

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Vom Overhead-Projektor zum iPad - Eine technische Übersicht

  • 1.
  • 2. 2  —  Lehrbuch  für  Lernen  und  Lehren  mit  Technologien  (L3T) werden Schwämme beziehungsweise feuchte Tücher 1. Einleitung verwendet. Funktional dient die Kreidetafel vor allem Hilfsmittel und Geräte die beim Unterricht zum bei der Kurzzeitspeicherung von visuellen Informa- Einsatz kommen gibt es schon lange, aber es gibt sie tionen. Sie unterstützt primär das gesprochene Wort keineswegs „schon immer“. Eines der ersten Hilfs- des Lehrenden durch grafische Darstellungen. mittel waren Schulbücher. Comenius wird so zuge- Ein Nachteil dieser Art von Unterrichtstechno- sprochen, mit dem „Orbis Pictus“ Ende des 17. Jahr- logie besteht darin, dass sich der Lehrende vom Pu- hunderts das erste Schulbuch entworfen zu haben. In blikum abwenden muss und sich somit Erklärungen diesem Kapitel haben wir versucht jene Geräte aus- und Erläuterungen der Darstellung als sehr schwierig zuwählen, die heute noch in den Ausbildungsräumen erweisen. Kreidetafeln findet man vor allem in anzutreffen sind. Darunter befinden sich die Schul- Schulen und Universitäten, wo sie auch aus mehreren tafel aber auch viele digitale Endgeräte. Ein Schwer- Teilen bestehen und sich individuell verschieben punkt liegt dabei auf Geräten, die bei der Präsen- lassen. Als Vorteil der Kreidetafel wird zum Beispiel tation im Unterricht eingesetzt werden, beispielsweise das Unterrichtstempo beschrieben, welches an den Kreidetafeln, Whiteboards und Projektoren. Im Aus- Vorlesungsstoff angepasst ist. Das Schreiben und blick stellen wir vergleichsweise aktuelle Techno- gleichzeitige laut Nachdenken wird vor allem in den logien vor, die den Lernenden in die Hand gedrückt Naturwissenschaften als sehr positiv wahrgenommen werden können, zum Beispiel Tablets. Bei der Be- (Rojas et. al, 2001). schreibung stehen technisch-funktionale Aspekte im Die Kreidetafel wird hauptsächlich im klassischen Vordergrund. Unterricht eingesetzt, welcher primär durch einen vortragenden Lehrenden und vielen zuhörenden Ler- 2. Kreidetafel nenden gekennzeichnet ist. Die Erfindung der heute bekannten Kreidetafel geht auf James Pillans (1778-1864) zurück und fand in Als   Vorteil   der   der   Kreidetafel   wird   das   Unterricht-­‐ dessen Geographieunterricht 1854 erste Verwendung. Bei ihrer Einführung wollte die Schulaufsicht den ! stempo   beschrieben,   welches   an   den   Vorlesungsstoff angepasst  ist. Einsatz von Tafeln zunächst verhindern: Im Ver- gleich zum damals üblichen Unterricht, dem Auswen- diglernen von Grammatikregeln und des Kate- Weiterführende   Links   zum   Kapitel   finden   Sie   in   der chismus, wurden nun „sozial-kommunikative Unter- richtsformen möglich, die […] als subversiv erlebt ! L3T   Gruppe   bei   Mr.   Wong   unter   Verwendung   der   Has-­‐ htags  #l3t  #ipad wurden“ (Wagner, 2004, 170; Petrat, 1979). Die früher aus Holz und dunkler Farbe gefertigten 3. Whiteboards Tafeln werden heute aus Stahlemaille produziert, ein Prozess, bei dem Stahl bei 800°C emailliert (einge- 1990 eingeführt gilt die weiße Tafel, das „White- brannt) wird. Durch diesen Vorgang erhält man eine board“, als Weiterentwicklung der Kreidetafel und sehr gute Oberflächenhärte. Schrift wird mittels wird anstatt mit Kreide mit sogenannten White- Kreide auf Tafeln übertragen und ist in unterschied- board-Stiften, speziellen abwischbaren Filzstiften, be- lichen Farben erhältlich. Um diese zu entfernen , schrieben. Wie bei der Kreidetafel wird für die Her- Abbildung  1:    Kreidetafel Abbildung  2:    Whiteboard
  • 3. Vom  Overhead-­‐Projektor  zum  iPad.  Eine  technische  Übersicht  —  3 stellung Kunststoff oder Stahlemaille verwendet. Bei unterscheiden), basieren alle Projektoren auf dem Verwendung von Stahlemaille kann ein Whiteboard Prinzip: „Das von der Lichtquelle (Lampe) ausge- auch als Magnettafel fungieren. Um Aufschriften auf strahlte Lichtbündel wird durch den Kondensor ge- einem Whiteboard zu entfernen, wird ein trockenes sammelt, durchstrahlt nun als Bündel annähernd par- Tuch oder ein trockener Schwamm verwendet. Ein alleler Lichtstrahlen das zur Projektion bestimmte Vorteil gegenüber der Kreidetafel ist, dass beim Be- Bild - das Dia - und wird durch das Objektiv auf die schreiben und Löschen der Tafel kein Staub entsteht, Projektionsfläche geworfen” (Melezinek, 1999, 117). jedoch ist das mit Stiften Geschriebene oft schwerer Grundsätzlich unterscheidet man zwischen nicht- für das Auditorium lesbar. automatischen, halb- und vollautomatischen Diapro- Nicht direkt als Weiterentwicklung, aber durch die jektoren. Nichtautomatische Projektoren müssen von Namensgleichheit schwer unterscheidbar, ist das „in- Hand bedient werden, während halb- und vollauto- teraktive“ Whiteboard. Jenes bezeichnet eine matische Projektoren mit Diamagazinen ausgestattet Fläche, auf der mittels Projektor ein Bild auf ein von sind und mittels Fernbedienung bedient werden. einem Computer kontrolliertes Koordinatensystem 5. Tageslichtprojektor projiziert wird. Die auf dieser Fläche befindlichen Sensoren erfassen jede Interaktion der Finger oder Der Tageslichtprojektor, auch Overhead-Projektor des Stiftes und übertragen diese auf den Computer. (Österreich, Westdeutschland), Polylux (Ost- Solche elektronischen Tafeln sind derzeit vor allem deutschland) oder Hellraumprojektor (Schweiz) ge- im Schulunterricht und großen Unternehmen im nannt, wurde 1960 von der Firma 3M entwickelt. Er Einsatz. Erwähnenswert ist in diesem Zusam- projiziert mittels eines Bildwerfers den Inhalt trans- menhang die in Zusammenspiel mit der Nintendo parenter Folien auf eine Projektionsfläche ohne dass Wii kostengünstigere „selbstgebaute“ Variante eines der Raum stark verdunkelt werden muss. interaktiven Whiteboards, welche von Johnny Lee Als Medium dient vorwiegend transparente Folie, Chung entwickelt wurde. Dabei wird versucht mit- in Form von einzelnen Blättern oder als Folienrolle, hilfe von Infrarot die Stiftbewegung aufzunehmen welche aus Polyacetat, Polyester und ähnlichem be- und mittels Projektor zu projizieren. steht. Auch das Bedrucken von Spezialfolien mit Bildern ist möglich. Durch Realobjekte werden Schat- 4. Diaprojektoren tenprojektionen ermöglicht. Als Weiterentwicklung Der zu der Familie der Durchlichtprojektoren (Dia- wird der Einsatz von LC-Displays (Liquid-Display- skope) zählende Diaprojektor wurde 1926 von Leitz Displays) angesehen, bei dem ein Bildschirm auf den (Wetzlar) entwickelt. Der Diaprojektor wird ver- Tageslichtprojektor gelegt und durch dessen Licht- wendet, um durchsichtige, unbewegliche und meist durch Photographie gewonnene Bilder, kurz Diapo- sitive, darzustellen. Diese Bilder haben meist eine Größe von 24 x 36 mm und liegen in einem Der   Tageslichtprojektor   bietet   den   Vorteil,   dass   der 50 x 50 mm Diarahmen. Neben den konventionellen ! Vortragende   in   ständigem   Blickkontakt   mit   dem   Pu-­‐ blikum   bleibt,   Folien   beliebig   ausgetauscht   werden Dias gibt es auch Diastreifen, auf denen sich mehrere können  und  die  natürliche  Schreibhaltung  unterstützt Bilder nebeneinander befinden. Trotz verschiedenster wird  (Blömecke,  2005). Hersteller (welche sich in Konstruktion und Leistung Abbildung  3:    Diaprojektor Abbildung  3:    Tageslichtprojektor
  • 4. 4  —  Lehrbuch  für  Lernen  und  Lehren  mit  Technologien  (L3T) quelle durchleuchtet wird. Durch diese Technik 7. Fernseher,  Videorekorder,  DVD-­‐Player können Inhalte von Computern auf der Projektions- Der uns heute bekannte Fernseher geht auf ein fläche großformatig dargestellt werden. Patent von Paul Nipkow im Jahre 1886 zurück, der Der Tageslichtprojektor projiziert mit dem den ersten mechanischen Fernsehapparat erfand. gleichen Prinzip wie der Diaprojektor: Der Licht- Dieser war das erste Gerät, das eine Abfolge von strom von der Lichtquelle (Lampe) leuchtet über Bildern darstellen konnte. Die früher eingesetzte einen Kondensor (Fresnel-Linse) gleichmäßig die Ar- Bildröhre stellt ein Bild dar, indem in einem Vakuum beitsplatte (Glasplatte) aus und wird durch den auf je nach Bildpunkt-Helligkeit Elektronen von einer der Arbeitsplatte aufgelegten Informationsträger hin- Kathode mittels Hochspannung zu einer Anode hin durch über den Projektionskopf (zum Beispiel zwei beschleunigt werden. Mit dem Fortschritt der Linsen, Umlenkspiegel) zur Projektionsfläche abge- Technik entwickelten sich die Flachbildschirme, die strahlt. Andere Ausführungen bieten zum Beispiel man heute in LCD-, LED- und Plasma-Flachbild- Parabolspiegel, bei dem der Objektivkopf zusätzlich fernseher einteilen kann. Diese werden von Jahr zu die Lichtquelle beinhaltet. Jahr größer und schmäler. Tageslichtprojektoren haben auch heute noch eine Um Filme aufzuzeichnen und erneut abspielen zu sehr weite Verbreitung und sind vielerorts im Einsatz. können, wurde der Videorekorder entwickelt. Das verwendete Medium war ein Magnetband, das 6. Epiprojektoren  (Episkop) mehrere Male verwendet werden konnte (Über- Der episkopische Projektor kann undurchsichtige spielen). Mit Einzug der DVD (Digital Versatile Disc) (opakes) Normalpapier projizieren. Dies ist vor- im Jahre 1996, kamen auch die DVD-Player, die teilhaft, da man aktuelle Informationen, ohne diese in durch eine höher Kapazität und des digitalen ein Diapositiv oder ein Transparent umzuarbeiten, Formats Videos in höherer Qualität erlauben. Als direkt projizieren kann. Weiterentwicklung heutzutage gilt die Blueray- Disc. Das Darstellungsprinzip des Epiprojektors ist Das berühmte Zitat der 1960er-Jahre „TV is easy dabei die „Auflichtprojektion“. Die zu projizierende and book is hard“ (Salomon, 1984) ist unweigerlich Vorlage wird auf eine Platte am Boden des Episkops mit der Einführung des Fernsehgerätes (später in gelegt und mit einer oder mehreren Lampen be- Verbindung mit dem Videorekorder) verbunden. leuchtet. Das von der Vorlage diffus reflektierte Licht Durch die Einführung von Lehrvideos wurde fälsch- wird über einen Spiegel zum Projektionsobjektiv ge- licherweise angenommen, dass ein erhöhter Ler- führt und weiter auf eine Projektionsfläche geworfen. nerfolg durch alleiniges Betrachten der Filme eintrete. Auf Grund der geringen Lichtausbeute ist es not- Heute spielt diese Form des Unterrichts eine eher un- wendig, den Unterrichtsraum zu verdunkeln. tergeordnete Rolle oder findet sich unter dem Der größte Vorteil dieser Art von Projektion ist, Schlagwort „Multimedia“ (siehe Kapitel #multi- dass die Vorlagen ohne weitere Aufbereitung unter media) wieder. das Gerät gelegt werden können. Auch Objekte mit 8. Touchscreen Übergröße sind möglich, da der Kopf des Epipro- jektors abgenommen und über das Objekt bewegt Die ersten Touchscreens wurden schon 1940 entwi- werden kann. ckelt und schließlich mit Veröffentlichung der PLATO IV Lernmaschinen 1972 publik gemacht. Bei Abbildung  5:    Epiprojektor Abbildung  6:    Touchscreen
  • 5. Vom  Overhead-­‐Projektor  zum  iPad.  Eine  technische  Übersicht  —  5 Touchscreens interagiert man mit einem Computer durch Berührung des Bildschirmes. Statt der Be- dienung durch einen mit der Maus bewegten Cursor, wird auf direkte Eingaben mit Finger und Zeigestift (einem sogenannten Stylus) gesetzt. Früher vorwiegend bei Info-Monitoren, Com- puter-Kiosks und Bankomaten verwendet, finden wir Touchscreens heutzutage in Mobiltelefonen, Tablet- PC, Laptop, MP3-Player und ähnlichem. Man unter- scheidet folgende Funktionsprinzipien: ▸ Resistive Touchscreens: Wenn zwei elektrisch leitfähige Schichten per Druck aneinander geraten, entsteht ein Spannungsteiler an dem der elek- Abbildung  7:    Videoprojektor trische Widerstand und so die Position der Druck- stelle gemessen wird. Verwendung findet diese 9. Videoprojektoren Technologie bei Kiosksystemen, Smartphones, oder PDA. Bei Videoprojektoren, umgangssprachlich als Beamer ▸ Kapazitive Touchscreens: Bei kapazitiven bezeichnet, wird ein Videosignal von, zum Beispiel Touchscreens werden mit Metalloxid beschichtete einem Computer oder DVD-Player, auf einer Glassubstrate oder zwei Ebenen aus leitfähigen Leinwand projiziert. Am Beginn der Projektion stand Streifen verwendet. Bei der ersten Methode wird die von Christiaan Huygens 1656 erfundene Laterna ein elektrisches Feld erzeugt, bei dem die elektri- Magica (Lat. Zauberlaterne). Bis hinein in das 20. schen Ströme aus den Ecken im direkten Ver- Jahrhundert galt sie als das Projektionsgerät. Es proji- hältnis zur Berührungsposition stehen. Bei der zierte mit Hilfe einer internen Lichtquelle und spe- zweiten Methode bilden die zwei Ebenen Sensor zielle Linsensysteme in schneller Reihenfolge Bilder und Treiber. Bei Berührung verändert sich die durch das ausfallende Licht. schwache Kapazität des Kondensators und ein größeres Signal kommt beim Sensor an. Ver- Videoprojektoren   (Beamer)   sind   als   Vortragsmedium wendung findet diese Technologie bei den Apple- Produkten (iPhone, iPad, iPod) sowie Mobiltele- ! anzusehen,   welche   in   Verbindung   mit   einem   Com-­‐ puter  die  Projek]on  digitaler  Inhalte  ermöglichen. fonen von HTC und Samsung. ▸ Induktive Touchscreens: Diese Technologie findet vor allem bei Grafiktabletts Verwendung. Mittlerweile gibt es verschiedene Anzeigever- Die Technik basiert auf elektromagnetischer Basis fahren. Die zwei gebräuchlichsten sind: ohne direkten Bildschirmkontakt. Ein spezieller ▸ LCD-Projektoren basieren auf Flüssigkristallen Stift (Stylus) muss eingesetzt werden um Inter- und funktionieren wie Dia-Projektoren. Basierend aktion mit dem Bildschirm zu erkennen. Die unter auf drei unabhängigen Lichtstrahlen, nämlich rot dem Bildschirm befindliche Sensor-Leiterplatte grün und blau, wird das Licht auf einen dichroti- mit vielen Antennenspulen kommuniziert durch schen Spiegel zu einem Bild zusammengeführt. die Abstrahlung von hochfrequenter Energie mit Gegenüber anderen Anzeigeverfahren ist diese dem Resonanzkreis des Eingabestiftes wodurch Methode sehr preiswert und gut für Text- und eine Positionsbestimmung möglich wird. Grafikdarstellungen geeignet. ▸ Optische Touchscreens: Es kommen Lampen ▸ DLP-Projektoren basieren auf „Micromirrors”, und lichtempfindliche Sensoren zum Einsatz. kleine integrierte Schaltungen, die für jeden Bild- Wird durch Berührung das Lichtschranken-Gitter punkt einen kleinen Kipp-Spiegel besitzen. Wird durchbrochen, kann der Punkt der Berührung er- einer dieser Spiegel mit Licht bestrahlt, wird das mittelt werden. Diese Technologie ist sehr fehler- Licht in Richtung der Projektionsoptik geworfen. anfällig, da Staub auf die Sensoren gelangen und Kontrast und Helligkeit werden durch „pulsieren” unerwünschte Reaktionen hervorrufen kann. Zum dieser Spiegel, also „schnelles Ein und Aus“ ver- Einsatz kommen optische Touchscreens vor allem ändert. Vorteile dieser Projektoren sind die hohe bei großen Bildschirmen. Als bekanntestes Bei- Geschwindigkeit der Spiegel, der hohe Kontrast spiel sei auf das Produkt „Microsoft Surface“ ver- wiesen.
  • 6. 6  —  Lehrbuch  für  Lernen  und  Lehren  mit  Technologien  (L3T) und dass sich keine Bilder in die Linse einbrennen bracht werden kann. Die kleinste Version eines können. Dem gegenüber stehen die lauten Lüfter Laptops wird heute als Netbook bezeichnet. Dieses und eine geringe Lebensdauer der Lampe. hat oftmals nur eine geringe Leistung und wird daher Neben diesen beiden gibt es noch LED- und LCoS- eher als leichter Reisebegleiter verwendet. Projektoren. Ein wesentliches Merkmal ist die PCs und Laptops durchdringen immer mehr die Leuchtkraft der im Beamer verbauten Lampe. Durch- Unterrichtsräume, die Zunahme an Netbooks kann schnittlich liegt die Leuchtstärke bei 1000 bis 4500 ebenfalls immer mehr beobachtet werden (siehe Ka- Lumen, diese kann aber durch Kontrast und Hel- pitel #schule). Kritische Stimmen meinten anfangs, ligkeit eingestellt werden. Im Unterricht werden Vi- dass man nun einen etwas besseren Taschenrechner deoprojektoren vor allem zur Präsentation von digi- hätte, aber die Vielfalt der Möglichkeiten die sich da- talen Unterlagen und Live-Demos verwendet, durch ergeben, ist heute noch immer eine der wesent- meistens in Verbindung mit einem Laptop. lichen Fragestellungen des Forschungsgebietes vom technologiestützten Lehren und Lernen. 10. PC,  Laptop  und  Netbook 11. InteracQve  Pen  Displays Der erste elektronische Computer wurde um 1938 - 1945 von Konrad Zuse entwickelt. Damals noch so Ein Interactive Pen Display ist ein berührungsemp- groß wie ein ganzer Raum, hat er sich in den letzten findlicher Bildschirm, auf dem man mit einem Stift Jahren zu immer kleiner werdenden Endgeräten ent- (auch genannt Stylus) interagieren kann. Es lässt sich wickelt. Der moderne Computer basiert auf der Von- sehr gut mit den aufkommenden Tablet-Computer Neumann-Architektur, welche von John von vergleichen. Neumann in den 1946er Jahren erfunden wurde. Die Im Gegensatz zur Kreidetafel, bieten Interactive Architektur teilt einen Computer in fünf Kompo- Pen Displays durch den Anschluss an einen Com- nenten auf: Recheneinheit, Steuereinheit, Buseinheit, puter digitalen Inhalt. Man kann alles speichern, bear- Speichers sowie Eingabe- und Ausgabeeinheit. Durch beiten, löschen und kopieren. Der Schreibaufwand mehrere am Markt vorhandenen Prozessorarchitek- den Lehrende und Studierende haben, ist sowohl bei turen, wurden im Laufe der Jahre unterschiedlichste der Tafel als auch bei den Interactive Pen Displays Betriebssysteme entwickelt. Zu den am stärksten ver- der gleiche. breiteten gehöhren Appleʼs Mac OS, Microsoft Ein Einsatzbeispiel ist zum Beispiel: Als Brücke Windows und das freie Betriebssystem Linux, das zwischen Beamer und Interactive Pen Display fun- von Linus Torvalds im Jahre 1991 entwickelt wurde. giert ein Laptop, auf dem Lehrveranstaltungsfolien Mittlerweile setzen jedoch fast alle Computer-Her- präsentiert werden. Mittels des Bildschirms lassen steller auf die x86-Architektur. Der erste Laptop, ein sich nun alle Folien näher beschreiben und mit Infor- mobiler Personal Computer, wurde im Jahre 1975 mationen (Text / Skizzen) verfeinern. Diese Infor- von IBM vorgestellt, der IBM 5100. Dieser wog circa 11kg und hatte keinen integrierten Akku. Später, im Interac]ve   Pen   Displays   erlauben   die   Erweiterung   von Jahre 1980 kam der erste, wie uns heut bekannte, Laptop heraus (Flip-Form). Im Gegensatz zu früher, ! herkömmlichen   Laptops   um   einen   berührungsemp-­‐ findlichen  Bildschirm. kann man Laptops heute mit Stand-PCs vergleichen, da die selbe Leistung auf immer kleineren Raum ge- Abbildung  9:  Interactive  Pen  Display
  • 7. Vom  Overhead-­‐Projektor  zum  iPad.  Eine  technische  Übersicht  —  7 In der Praxis: Einsatz eines Interactive Pen Display im Hochschulunterricht Die   Abbildung   11   zeigt   den   Einsatz   eines   Interac]ve   Pen Display   zur   Präsenta]on   von   Vorlesungsinhalten.   Das   Sym-­‐ podium   (Interac]ve   Pen   Display)   ist   mit   dem   Laptop   der   Vor-­‐ tragenden   verbunden   und   erlaubt   die   Interak]on   micels S]d.   Am   Bildschirm   des   Computers   erscheint   das   gleiche Bild,   welches   auch   über   den   Videoprojektor   (Beamer)   proji-­‐ ziert  wird.  Durch  eine  Screen-­‐Capturing-­‐Sodware  erfolgt  die Aufzeichnung   der   Inhalte,   welche   später   auf   einer   Lern-­‐ plaeorm  publiziert  werden.  Diese  Anordnung  an  der  Techni-­‐ schen   Universität   Graz   wurde   im   Jahre   2008   evaluiert   und führte   zu   dem   Ergebnis,   dass   nur   eine/r   von   109   Studie-­‐ renden   zukündig   die   Kreidetafel   bevorzugen   würde   (Ebner   & Nagler,   2008).   Als   Hauptgründe   für   das   posi]ve   Urteil wurden   vor   allem   die   bessere   Sichtbarkeit   in   großen   Hör-­‐ sälen,   die   bessere   Verwendung   von   Farben   durch   die   Leh-­‐ renden   (der   Farbwechsel   gestaltet   sich   einfacher   als   bei Kreiden)   und   die   deutlichere   Schrid   (deutlich   größer   als   auf der  Tafel)  genannt.  Der  offensichtlichste  Vorteil,  die  Digitali-­‐ Abbildung  10:  Einsatz  des  Interactive  Pen  Displays sierung  der  Vorlesungsinhalte,  kam  erst  an  fünder  Stelle.  Als Nachteile   wurden   technische   Probleme   und   ein   etwas schnellerer  Vortragss]l  beschrieben. mationen können danach auf eine Online-Plattform Smartphone wurde 1992 von IBM entwickelt und geladen und den Studenten als weiterführende Unter- hörte auf den Namen Simon. Es besaß bereits Funk- lagen angeboten werden (siehe Praxisbeispiel). tionen wie Terminkalender, E-Mail, Notizbuch, Fax und Taschenrechner. 12. Mobiltelefone Neben den typischen Mobiltelefon-Herstellern mi- Mit dem Einzug der Smartphones, also Mobiltele- schen seit Jahren auch Apple und Google am Smart- fonen, die mit Funktionalitäten von Personal Digital phone-Markt mit. Die drei derzeit erfolgreichsten Be- Assistents erweitert wurden, und den meist internet- triebssysteme für Mobiltelefone sind iOS (Apple), basierten mobilen Inhalten, wurden Mobiltelefone Android (Google) und Symbian (Nokia). Seit Jahren auch für den Lehrbereich entdeckt. Ausgestattet mit wird Forschung zum mobilen Lernen („M-Learning“, hochauflösender Kamera, Internet, GPS-Modulen siehe Kapitel #mobil) betrieben. und Touch-Displays wurden Smartphones vor allem 13. Weitere  aktuelle  und  zukünVige  Technologien durch die zur Verfügung stehenden Anwendungen (engl. „applications“, kurz Apps) populär. Das erste Eine der wichtigsten Zukunftstechnologien unserer Zeit sind die Tablet-Computer. Als derzeitiger Vor- reiter präsentiert sich das Apple iPad. Mit einer Million verkaufter Geräte binnen 28 Tagen ist es der derzeit erfolgreichste Tablet-Computer am Markt. Basierend auf einem sehr stromsparenden Prozessor (A4) hat es je nach Version auch Wifi, 3G-Internet und GPS-Anbindung. Applikationen lassen sich wie beim iPhone beim „App-Store“ herunterladen. Der 1024 x 768 Pixel große Bildschirm ermöglicht das Schreiben und Bearbeiten von Dokumenten. Mittels Adapter lässt sich das iPad für Präsentationen an einen Beamer anschließen. Verantwortlich für die Usability des iPad ist unter Abbildung  11:  Mobiltelefon anderem die verwendete Multi-Touch-Technologie
  • 8. 8  —  Lehrbuch  für  Lernen  und  Lehren  mit  Technologien  (L3T) Erstellen   Sie   eine   tabellarische   Übersicht,   in   der   Sie ? die  Vor-­‐  und  Nachteile  aller  Geräte  im  Lehr-­‐  und  Ler-­‐ neinsatz   festhalten.   Beschreiben   Sie   dabei   auch,   in welchem   Lehr-­‐   oder   Lernarrangements   sie   idealer-­‐ weise  zum  Einsatz  kommen.   Überlegen  Sie  darüber  hinaus,  wie  sich  die  Lehre  ver-­‐ ? ändern   könnte,   wenn   man   mit   modernen   Techno-­‐ logien  (zum  Beispiel  Touch-­‐Screens)  arbeitet. Abbildung  12:  Tablet-­‐Computer Literatur ▸ Blömeke, S. (2005). Medienpädagogische Kompetenz. Theore- tische Grundlagen und erste empirische Befunde. In: A. Frey; beim Touch-Display. Dies ist nichts anderes als ein R.S. Jäger & U. Renold, U. (Hrsg.), Kompetenzdiagnostik. für mehrere Berührungen gleichzeitig ausgelegter ka- Theorien und Methoden zur Erfassung und Bewertung von be- pazitiver oder optischer Touchscreen. Der Name ruflichen Kompetenzen. Landau: Empirische Pädagogik, 5, 76- Multi-Touch wurde mit der Entwicklung des 97, URL: http://zope.ewi.hu-berlin.de/institut/abteilungen/di- iPhones von Apple zum Patent angemeldet. Die For- daktik/data/aufsaetze/2005/medienpaedagogische_Kompe- schung der Multi-Touch-Technologie geht auf die tenz.pdf [2010-07-01]. frühen 1990er Jahre zurück und wurde 2005 zum ▸ Comenius (1658). Orbis sensualium pictus. Die sichtbare Welt. ersten Mal für ein Steuerungspult von Mischpulten, ▸ Ebner, M. & Nagler, W. (2008). Has the end of chalkboard noch vor dem iPhone, eingesetzt. come? A survey about the limits of Interactive Pen Displays in Im Gegensatz zu früheren Tablet-Modellen, die Higher Education. In: P.A. Bruck & M. Lindner (Hrsg.), Micro- sich meist aus einem normalen Laptop konstruieren learning and Capacity Building, Proceeding of the 4th Interna- ließen, verloren die Tablets mit den Jahren an Be- tional Microlearning 2008 Conference, Innsbruck: Innsbruck deutung, aber gewannen an Akkulaufzeit, Usability University Press, 79-91. und Portabilität. So wurden sie zu den heute be- ▸ Melezinek, A. (1977). Ingenieurpädagogik - Praxis der Ver- kannten „Slates” (Tablet-Computer ohne externe mittlung technischen Wissens. Wien: Springer. Tastatur). Nach und nach bringen nun auch, neben ▸ Petrat, G. (1979). Schulunterricht. Seine Sozialgeschichte in Apple, andere PC-Anbieter wie HP und Dell Tablet- Deutschland 1750-1850. München: Ehrenwirth. Geräte auf den Markt. Nachdem Microsoft die Ent- ▸ Rojas, R.; Knipping, L.; Raffel, W-U.; Friedland, G. & Frötschl, wicklung am hauseigenen Tablett eingestellt hat, wird B. (2001). Ende der Kreidezeit - Die Zukunft des Mathematik- vorwiegend Linux und Google Android als Betriebs- unterrichts. Berlin: DMV Mitteilungen, 2-2001, URL: system verwendet. Viele dieser Geräte punkten mit http://page.mi.fu-berlin.de/rojas/2001/Kreidezeit2.pdf Funktionen, die das iPad nicht implementiert hat, [2010-07-01], 32-37. unter anderem eine eingebauter Frontkamera für Vi- ▸ Salomon, G. (1984). Television is easy and print is tough. The deotelefonie. Viele Anbieter bieten auch kleinere differential investment of mental effort in learning as a Bildschirme an, um das Tablet noch handlicher zu function of perceptions and attributions. In: Journal of Educa- gestalten. tional Psychology, 76, 647–658. ▸ Wagner, W. (2004). Medienkompetenz revisited. Medien als 14. Fazit Werkzeuge der Weltaneignung. München: kopaed. Dieses Kapitel zeigt die Vielfalt an Technologien in den heutigen Unterrichtsräumen auf und auch was man von ihr erwarten kann. Gemein ist ihnen, dass jede Einführung immer mit großen Schwierigkeiten verbunden war, viel Skepsis ihrer Verwendung entge- gengebracht wurde und trotzdem letztendlich nicht aufzuhalten waren.