Kategorie: Technik

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Google Socratic – KI-Nachhilfelehrer für Schüler und Studierende?

kopfloser Roboter

Die Google App Socratic verspricht, dass sie mittels künstlicher Intelligenz passendes Material zum Verständnis von Problemen liefern kann.
Alles was Lernende tun müssen, ist der App eine Frage zu stellen oder eine Fragestellung zu fotografieren.

Meine Frage an die App lautete: How does effective e-learning work?

Leider war die Software mit meinem deutsch-australisch-britischen Akzent offensichtlich völlig überfordert. Statt „effective“ verstand die App konsequent, immer wieder „defective“. Außerdem schlug sie mir Texte zu „Infection Prevention“ vor…

Die deutsche Spracherkennung funktionierte einwandfrei. Dafür waren die für die Frage „Wie funktioniert wirksames E-Learning?“ gefundenen Quellen doch recht allgemein bzw. nicht zielführend:

  1. E-Learning im Schulalltag (books. google.com)
  2. E-Learning (wikipedia)
  3. Login zum eLearning Service der University of Florida
  4. Creating Sections (University of Florida)
  5. Adding Participants (University of Florida)
  6. Lern- und Arbeitstechniken für das Studium (books. google.com)
  7. Hellenisten in der Apostelgeschichte (books. google.com)
  8. Website der Hochschule Pforzheim
  9. Salicylsäure ist eine gängige Methode zur Behandlung von Warzen (endwarts.de)

Die (Un-)Nützlichkeit dieser Liste dürfte sich auch dem Laien auf dem Gebiet des E-Learnings leicht erschließen.

Mein Ergebnis für diesen Kurztest lautet daher, dass meine Rolle als Kursdesigner und didaktischer Berater – noch – nicht von kostenlosen Apps übernommen werden kann.

🙂

Bild: Mathew Schwartz auf Unsplash

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Blub – Wieder eine Blase geplatzt?

Kommt der Nürnberger Trichter mal wieder nicht?

Wie verschiedene Medien berichten, hat der Medienkonzern Wiley für sehr kleines Geld (Update 9.2019: Link) das „heiße, neue Ding“ der letzten Jahre – die Firma Knewton – gekauft.

Knewtons Anspruch war, Lernenden zu ihrem Stand passendes Lernmaterial zu präsentieren (auch bekannt als adaptives Lernen) und damit das Feld der elektronischen Lernplattformen vollständig aufzurollen.

Tja…

Adaptives Lernen ist auf den ersten Blick eine brillante Idee. Wenn ich etwas lernen möchte, beobachtet der Computer meine Interaktion mit Inhalten und Aufgaben und schlägt mir optimal zu mir passende weitere Inhalte vor. Wichtige Schlagworte sind hier angebliche Personalisierung des Lernens, künstliche Intelligenz (KI), adaptive Lerntechnologie – da ist eine Reihe beim Buzzword Bingo schon fast voll…

Es hakt bei diesem Ansatz nur (derzeit?) an mindestens vier Stellen.

  1. Wer den Stand der künstlichen Intelligenz beim Vorschlagen sehen möchte, kann das mit einem Konto beim Handelsriesen Amazon tun. Dieser steckt seit vielen Jahren enorme Anstrengungen in seine Vorschläge dessen, was aufgrund der bisherigen Käufe für jemanden auch interessant sein sollte. Aber warum sollte ich die erste Staffel einer Serie kaufen, von der ich die drei folgenden Staffeln schon erworben habe? Warum sollte ich Interesse haben, ein Produkt zu erwerben, das ich gerade gekauft habe?
    Amazon hat im Gegensatz zu einem kleinen Startup die Mittel und vor allem den Willen das Beste auf dem Markt zum Einsatz zu bringen. Wenn das hier nicht klappt, warum sollte es woanders besser klappen?
  2. Lernen hat sehr viel mit Motivation zu tun. Gute Spieledesigner entwerfen z.B. ihre Spiele so, dass Spielende immer in einem Korridor zwischen Unter- und Überforderung gehalten werden. Ziel ist der sogenannte „Flow“. Wer im Flow ist, vergisst die Zeit und widmet sich nur seiner Tätigkeit.
    Spiele haben allerdings im Allgemeinen auch nur ein Spielziel. Beliebige Zahlen von Lernenden haben aber ebenso viele differierende Lernziele. Für so viele Pfade stets alle mit passenden Inhalten und Aktivitäten im Flow zu halten, ist mindestens heute für KI nicht möglich.
  3. Die Systeme konzentrieren sich primär auf Inhalte. Beim Flow im Videospiel geht es aber um das Lösen von Aufgaben. Und so funktionieren die meisten Lernprozesse: Wir lesen oder hören etwas und denken, wir hätten es verstanden. Wenn dann Probleme in der Anwendung auftauchen, müssen wir uns tiefer mit dem Thema auseinandersetzen. Das ist oft der Zeitpunkt, wenn der sprichwörtliche Groschen wirklich fällt. Im Vordergrund müssen also nicht die Inhalte sondern die sinnstiftende Auseinandersetzung mit diesen Inhalten stehen.
  4. Wer E-Learning als reine Mensch-Maschine-Interaktion betrachtet und entwirft, übersieht dabei völlig den sozialen Aspekt des Lernens. Als soziale Wesen werden wir – im Idealfall – durch unsere Mitmenschen beim Lernen motiviert. Das kann das positive Feedback einer Vertrauensperson sein, die Unterstützung unserer Lerngruppe oder auch der Wettbewerb mit anderen Lernenden. Es gibt viele Versuche, diese Interaktionen mit Maschinen zu simulieren. Die Frage für uns ist dann allerdings, ob wir das bis in die letzte Konsequenz wirklich wollen.
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Websuche nach kostenfreien Bildern mit Creative Commons

Auf den Seiten von Creative Commons wurde ein neues Webinterface für die Suche nach Bildern unter Creative Commons Lizenz freigeschaltet.

Laut Campus Technology sollen darüber mehr als 300 Millionen Bilder – auch zur kostenfreien gewerblichen Nutzung – auffindbar sein.
Unter den Sammlungen, die durchsucht werden, sind auch einige Museen.
Die Sammlungen lassen sich auch unter „Browse by Collection“ am Bildschirm durchstöbern.

Bildquelle: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

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Akzeptanz von KI international

Das Digital Engineering Magazin berichtet von einer Studie des Bildungsanbieters Dale Carnegie zur Akzeptanz von künstlicher Intelligenz (KI).

Danach wurden in elf Ländern Europas, Amerikas und Asiens 3.500 Mitarbeiter von Unternehmen befragt. In keinem Land war der Studie zufolge die Ablehnung von KI größer und die Erwartung einer zügigen Einführung geringer als in Deutschland.

Weiterhin soll die Akzeptanz von KI unter Mitarbeitern/-innen um so höher sein, je transparenter Vorgesetzte erklären, wie und warum KI eingesetzt wird.

Dazu ist natürlich erst einmal nötig, dass die unterschiedlichen Spielarten von dem, was unter KI zusammengefasst wird, bekannt und zumindest oberflächlich verstanden sind.

Das fällt besonders im politischen Diskurs auf, wenn Politiker/-innen glauben, dass KI eine vorurteilsfreiere Bearbeitung vieler Vorgänge ermögliche.
KI übernimmt nämlich viel zu oft die Vorurteile der Programmierer – hier einmal nicht /-innen, da tatsächlich meistens weiße Männer KIs trainieren bzw. deren Daten für das Training verwendet werden.
Entsprechend wählen Algorithmen für die Bewerberauswahl in Unternehmen dann (auch aufgrund häufig schon bestehender Strukturen) weniger Frauen oder Personen anderer Hautfarbe aus.

Artikelbild: Zugeschnittenes Bild von User Chris 73 auf Wikimedia Commons unter der creative commons cc-by-sa 3.0 Lizenz.

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3D-Druck in der Lehrwerkstatt und im Schullabor

Durch einen Artikel über das Projekt RepRapable Recyclebot: Open source 3-D printable extruder for converting plastic to 3-D printing filament wurde ich an das RepRap-Projekt erinnert, das ca. 2008 eine große Begeisterung für 3D-Druck bei mir weckte (es folgten die üblichen Phasen des Gartner-Hype-Cyle 🙂 ).

Das RepRap-Projekt hat zum Ziel, eine Maschine zu konstruieren, die alle zu ihrem Bau benötigten Komponenten selbst herstellen kann. Alle Baupläne und die Software sind als Open Source frei zugänglich und nutzbar. Viele kommerzielle 3D-Drucker basieren auf den RepRap-Vorarbeiten.

Doch bei einem Besuch der Projektseiten vor ein paar Jahren sah das Projekt müde und vernachlässigt aus. Deshalb war ich angenehm überrascht, dass jetzt das Wiki viele aktuelle Einträge enthält.

Da über eBay chinesische RepRap-Bausätze schon unter 100,- Euro zu haben sind, ist der Bau eines 3D-Druckers im Rahmen einer Projektwoche oder eines Ausbildungsprojektes heute kein teures Unterfangen mehr.

Update 27.11.2019:
Um den Sicherheitsanforderungen in Schulen gerecht zu werden, hat das Projekt Tutolino einen 3D-Drucker mit Notaus, Filter/Lüftung, Überhitzungsschutz und verschließbarem Gehäuse entwickelt, der für Bildungseinrichtungen zum Preis von 499,- € als Bausatz zu haben ist.

Artikelfoto: Josef Prusa [GFDL 1.2], via Wikimedia Commons

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Mathe mit Falk – Erklärvideos auf dem Lightboard

Falk Scharnberg - Eigenvalues

Obwohl Falk Scharnberg bei meiner Arbeit an der Hochschule Flensburg mit seinem Wunsch nach einem geeigneten Format für Mathe-Videos der Anlass für den Bau meines Lightboards war, hatte sich bis vor kurzem nie die Gelegenheit ergeben, gemeinsam Videos zu erstellen.

Dabei sind die jetzt entstandenen Videos eine doppelte Premiere, weil für Falk das erste Mal der weiße Hintergrund zum (produktiven) Einsatz kam. Das Ergebnis finde ich deutlich freundlicher, als die Produktionen mit schwarzem Hintergrund. Hier eines der Videos mit Falk und ein älteres mit mir zum Vergleich:

Verwendete Technik:

  • Kamera: Lumix G70, manuelle Belichtung (beide Videos)
  • Licht: 2 große & 2 kleine Softboxes (schwarz), 6 große & 2 kleine Softboxes (weiß)
  • Ton: NT-USB (schwarz) separat mit Audacity aufgezeichnet, Røde Filmmaker Kit als Kameraton aufgezeichnet
  • Lightboard: 4 mm Fensterglas Eigenbau (schwarz), 6mm bläuliches Sicherheitsglas, das einen verlaufenden Farbstich erzeugt, der schwer auszugleichen ist (weiß)
  • Teleprompter: nein (schwarz),  ja (weiß)

Die Bildqualität der Videos ist deutlich besser, als in der Wiedergabe über YouTube zu erkennen ist.

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Arbeiten mit dem Lightboard: Videos mit Präsentationen verschmelzen

Beim Drehen mit dem Lightboard ist es manchmal ganz nett z.B. fertige Grafiken einzublenden, die man dann mit Erklärungen versehen kann.
Man kann das machen, indem man das Bildsignal der Kamera mit dem Bildsignal einer Präsentation zusammenführt. Die Ausgabe ist dann für Präsentierende auf einem Monitor zu sehen und sie müssen Anmerkungen oder Notizen auf der Glastafel nach diesem Bild platzieren – das erfordert einiges an Übung, sieht aber schön aus (wenn man es kann).

Alternativ kann man auf dem Lightboard eine milchige Fläche schaffen, auf die man von vorne projiziert und von hinten schreibt. Diese Methode wird in diesem Video erklärt. Sie ist besonders einfach umzusetzen und anzuwenden.

Modifikationen am Lightboard

Ich habe verschiedene Wege ausprobiert, um eine Projektionsfläche zu schaffen. Allen gemeinsam ist, dass die Oberfläche von der Kamera betrachtet vor das Lightboard montiert wird, damit man von der Rückseite schreiben kann.

Der erste Versuch war eine geschliffene Plexiglasplatte.

PPT auf Lightboard und geschliffener Plexiglasscheibe

Die notwendige Qualität beim Schliff zu erreichen, um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu haben, hat mich abgeschreckt. Denn das Aufrauen mit Schleifpapier erfordert einen extrem gleichmäßigen Schliff, damit man keine Schlieren sieht (s. Foto oben). Man sieht an dem Probestück auch sehr gut, dass die im Bild sichtbare Kante sehr glatt geschnitten sein muss, damit Ausrisse im Material kein Licht streuen. Deshalb probierte ich eine satinierte Kunststofffolie auf einer klaren Plexiglasscheibe aus.

Die Folie blasenfrei aufzubringen ist fast unmöglich. Als es mir mit Netzmittel und Wasser aus einem Zerstäuber halbwegs gelang, war die Lichtdurchlässigkeit zu gering, um die Schrift auf der Rückseite gut lesen zu können.

Folie auf Lightboard

Das vorläufig beste Ergebnis erzielte ich mit der Schutzfolie meiner satinierten Kunststofffolie, die ich eigentlich schon in den Müll geben wollte. Daher hat sie auch ein paar unschöne Knickstellen, die im Video zu sehen sind. Für die Folie spricht, dass sie mit doppelseitigem Klebeband schnell am Lightboard angebracht ist (s. Video).

Die angeschliffene Plexiglasplatte lieferte das beste Ergebnis. Leider. Denn bei den Baumärkten vor Ort war keine fertige Platte zu bekommen und derzeit ist es in meiner Werkstatt viel zu kalt, um ein paar Stunden penibel an der Platte zu schleifen. Wenn der Frühling kommt…

Beamer

Wenn man im Präsentationsprogramm nicht komplett spiegelbildlich arbeiten möchte (MS PowerPoint kann das nicht!) ist ein Projektor mit der Option Rückprojektion ein Muss.

Die Rückprojektion erzeugt für die Präsentierenden auf dem Lightboard eine seitenrichtige, lesbare Ansicht, die in der Nachbearbeitung genauso horizontal gespiegelt wird wie der restliche Tafelschrieb.

Der Projektor muss dabei in der Achse Kamera-Lightboard und ober- oder unterhalb des Sichtfeldes der Kamera platziert sein, damit er nicht als Reflexion im Video auftaucht. Dazu muss der Projektor über eine entsprechende Kompensation verfügen, damit das Bild nicht verzerrt erscheint (z.B. Rechtecke als Trapeze). Alle für Deckenmontage geeigneten Projektoren sollten funktionieren.

Erstrebenswert ist ein hoher Kontrast und eventuell eine erhöhte Farbintensität.
Die Helligkeit sollte so niedrig gewählt werden, dass sich keine Kanten der Projektion auf dem Bild bzw. der matten Oberfläche abzeichnen. Bei zu hoher Helligkeit wird aus Schwarz ein dunkles Grau, dessen Licht auf der mattierten Fläche sichtbar ist.
Der Beamer muss genau auf die mattierte Fläche des Lightboards fokussieren.
Verfügt der Projektor über einen Zoom und ist er z.B. fest unter der Decke installiert, macht es Sinn, eine Markierung auf dem Stellrad für Zoom zu machen, bei der die Projektionsgröße mit der markierter Fläche in der Präsentationsvorlage (s.u.) für Lightboard-Präsentationen korrespondiert.

Powerpoint, Impress etc.

Bei schwarzem Hintergrund (Lightboard) sollten auch die Folien mit schwarzem Hintergrund anlegt werden.
Große helle Flächen eignen sich nicht gut für die Projektion.
Diagramme mit kräftigen Farben und hohen Kontrasten sind gut geeignet.
Statt schwarzer Schrift ist für einen guten Kontrastumfang immer weiße Schrift zu benutzen.
In einer Vorlage des genutzten Präsentationsprogramms sollte man mit einem Rahmen den nutzbaren Bereich für Grafiken markieren.
Auch die Einspielung von Filmen ist möglich, kann aber Probleme beim Kontrastumfang und damit der Sichtbarkeit verursachen.
Die Präsentation sollte mit einer vollständig schwarzen Folie beginnen und enden, damit das Präsentationsprogramm am Ende nicht ungewollt auf den Desktop des Rechners umschaltet.

Computer

Auch auf dem für die Präsentation benutzen Computer sollte man einen schwarzen Desktophintergrund ohne Icons wählen, falls die Präsentation ungewollt beendet wird.

Kamera

Ein wichtiger Faktor ist das Abschalten des Autofokus und das manuelle Fokussieren auf einen Punkt zwischen Präsentierenden und der Oberfläche des Lightboards. Für die notwendige Tiefenschärfe sorgt dann eine kleine Blendenöffnung (s.a. Arbeiten mit dem Lightboard: Brennweite der Kamera ). Am Video oben kann man sehen, was passiert, wenn man dem Autofokus der Kamera diese Arbeit überlässt…  😉

Werden an der Kamera nicht geeignete Belichtungszeiten eingestellt, so fängt das Projektorbild an zu flimmern. Dieses Bildflimmern kann man durch geeignete Belichtungszeiten weitestgehend unterdrücken.

Kameras mit Fernsteuerung über eine App für Handy oder Tablet sind sinnvoll – besonders wenn man  allein arbeitet.

Licht

Man sollte beachten, dass möglichst wenig Licht auf die mattierte Fläche fällt, da sonst der Beamer mehr Helligkeit braucht bzw. die Lesbarkeit leidet.

Ton

Gängige Projektoren sind mit ihrem Lüftergeräusch als Hintergrundgeräusche in der Aufnahme zu hören. Mögliche Abhilfen wären:
– Ein gerichtetes Mikrofon auf den/die Präsentierende(n). Der Nachteil ist eine sehr eingeschränkte Bewegungsfreiheit hinter dem Lightboard.
– Nachbearbeitung beim Videoschnitt: In dem Video oben habe ich mit der Rauschunterdrückung von Camtasia die Lüftergeräusche reduziert. Die vom Programm vorgenommene Einstellung war dabei zu aggressiv und erzeugte einen unnatürlichen, fast synthetischen Sprecherton. Ein Reduzieren der Ansprechschwelle auf einen Kompromiss zwischen Klangqualität der Sprache und Hintergrundgeräusch war nötig.
– Letzte Möglichkeit: ein leiser Projektor… 😉

Tutorial der Profis von Learning Glass Solutions:

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Arbeiten mit dem Lightboard: Brennweite der Kamera

Schema Lightboard

Bildwinkel:
Mein größtes Problem beim Einsatz einer Webcam zum Filmen war der große Bildwinkel der Webcam. Das ist mittels zweier Grafiken schnell erklärt.

Weitwinkelobjektiv

Schema Brennweite Weitw
Beim Weitwinkelobjektiv geht man nah an das Lightboard heran. Das Objektiv erfasst einen relativ großen Bildwinkel hinter dem Lightboard, weshalb der Hintergrund entsprechend breit und hoch(!) sein muss. Da das Objektiv aber auch die entsprechenden Reflexionen des Lightboards einfängt, muss auch das Hintergrundsystem hinter der Kamera entsprechend breit und hoch(!) sein.

Erschwerend kommt hinzu, dass die Beleuchtung sehr weit von der Seite kommen muss, um sich nicht im Lightboard zu spiegeln.

Ein weiteres Problem sind perspektivische Verzerrungen (insbesondere stürzende Linien). Um diese zu reduzieren, muss die Kamera exakt waagerecht und senkrecht auf die Mitte des Lightboards ausgerichtet sein. Ansonsten kann es passieren, dass aus einem gezeichneten Rechteck ein Trapez wird.

Teleobjektiv

Schema Brennweite Tele

Beim Teleobjektiv ist leicht zu erkennen, dass die benötigte Breite und Höhe der Hintergrundsysteme viel kleiner ist (vergleiche jeweils zur Breite des Lightboards).

Die Platzierung der Beleuchtung ist ebenfalls einfacher, da dafür mehr Platz vor dem Lightboard zur Verfügung steht. Allerdings benötigt man einen relativ großen Raum für die Aufnahmen.

Raumbedarf optimieren

Da sich bei beiden Varianten das Stativ und die Kamera auf dem Lightboard spiegeln können und in schwarze Tücher eingepackt werden müssen, böte es sich an, durch ein Loch im Hintergrund zu filmen. Wenn man die Hintergründe allerdings auch anders verwenden möchte, ist das nicht sehr schön. Damit wäre aber der Platz gewonnen, der zwischen Kamera und Hintergrund benötigt wird, um die Kamera zu bedienen. Außerdem wäre die bedienende Person auch nicht als Reflexion in der Aufnahme.

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Arbeiten mit dem Lightboard: Aufnahmen mit „kleinem“ Budget

Diesmal habe ich versucht, möglichst wenig Technik einzusetzen und trotzdem ein passables Ergebnis zu erreichen.
Konkret habe ich die digitale SLR durch eine Webcam für 30,- Euro ersetzt und auch an anderer Stelle an der Kostenschraube gedreht.
Ob das von der Qualität noch akzeptabel ist, muss jeder für sich beurteilen – das kommt aber sicher auch auf den Einsatzzweck an. Auch, ob das „kleine“ Budget wirklich so klein ist, kommt auf den Blickwinkel an.

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Arbeiten mit dem Lightboard: Lichtführung

Was passiert mit einem gemütlichen Wohnzimmer, wenn es zu einem Videostudio für ein Lightboard wird?*

In diesem Video zeige ich mein Setup für die Beleuchtung der Videos. Die Quintessenz meiner bisherigen Versuche ist, dass man gar nicht genug Licht haben kann. Besonders weiße Hintergründe finde ich schwierig auszuleuchten. Aber vielleicht gibt es auch dazu irgendwann noch ein Video.

*Antwort auf die Frage oben: Es wird sehr ungemütlich und praktisch unbenutzbar und ich darf mich glücklich schätzen, die zweitgeduldigste Frau der Welt zu haben. 🙂