m-Learning via PDA - Betrachtungen von Technik und Zukunftsperspektiven mobiler Lernumgebungen

Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (FH)
Fachbereich Polygraphische Technik
Studiengang Medientechnik

m-Learning via PDA
Betrachtung von Technik und Zukunftsperspektiven
mobiler Lernumgebungen

DIPLOMARBEIT

vorgelegt von: Michael Baum

Leipzig, den 24.10.2002

Inhalt
Technologische Entwicklungen haben bereits in der Vergangenheit zu einer Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten geführt. Der Einsatz moderner Computertechnik in der Aus- und Weiterbildung ist dabei eines der bemerkenswertesten Beispiele.
Mit der Verbreitung von Mobiltelefonen, PDA, Laptop sowie sogenannten SmartPhones werden nun erste Überlegungen angestellt, inwieweit diese Geräte über ihren eigentlichen Einsatzzweck hinaus auch als Lernplattform eingesetzt werden können. Ziel ist es dabei, bereits etablierte e-Learning-Anwendungen auch für diese Mobilgeräte nutzbar zu machen und somit eine ortsunabhängige Lernumgebung zu schaffen. Mit Blick auf die flexiblen Einsatzmöglichkeiten könnten m-Learning-Anwendungen für verschiedene Zielgruppen interessant werden.
In den folgenden Ausführungen sollen am Beispiel des PDA, die technischen Vorraussetzungen für einen möglichen Einsatz dieser Technik zur optimalen Wissensvermittlung dargelegt werden. Dabei werden neben didaktische Grundlagen, auch die Probleme und Lösungsansätze bei der Umsetzung einer e-Learning-Anwendung auf einer PDA-Plattform betrachtet.
Schwerpunktmäßig konzentriert sich die Ausarbeitung auf die Ergonomie der PDA-Technologie im Hinblick auf den Einsatz als mobile Lernumgebung. Dabei sollen unter anderen die Grenzen der Darstellung unter Betrachtung des Nutzerkomforts näher beleuchtet werden und der Frage nach einer Standardisierung der entsprechenden Benutzeroberflächen nachgegangen werden. Des weiteren wird die Entwicklung dieser Technik in Bezug auf den Einsatz mobiler Endgeräte im Bildungsbereich dargestellt.

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ... 7
1.1 Zielsetzung ... 7
1.2 Gliederung ... 8

2 Grundlagen ... 9
2.1 Computergestützte Lernumgebungen ... 9
2.1.1 Begriffliche Grundlagen ... 9
2.1.2 Historischer Überblick ... 9
2.1.3 Grundlagen der Didaktik ... 10
2.1.4 Formen computergestützten Lernens ... 14
2.1.5 Präsentation ... 16
2.1.6 Motivation ... 19
2.1.7 Ablaufsteuerung ... 20
2.1.8 Interaktion ... 20
2.2 Mobile Endgeräte ... 23
2.2.1 Klassifizierung ... 23
2.2.2 Intention ... 24
2.2.3 Betriebssysteme ... 24
2.2.4 PDA-Typenauswahl ... 28
2.2.5 Datenaustausch ... 32
2.2.6 Schnittstellen ... 32
2.2.7 Kommunikation ... 34
2.2.8 Speicher ... 35
2.2.9 Display ... 37
2.2.10 Funktionen und Einsatzgebiete ... 39
2.2.11 Benutzerschnittstellen ... 40

3 Mobiles Lernen ... 42
3.1 e-Learning vs. m-Learning ... 42
3.2 Zielgruppenbetrachtung ... 43
3.2.1 Der typische Nutzer ... 43
3.2.2 Definition der Zielgruppe ... 44
3.2.3 Zielgruppenmerkmale ... 45
3.2.4 Akzeptanz ... 46
3.2.5 Wirtschaftlichkeit ... 46
3.2.6 Mögliche Einsatzbereiche ... 47
3.3 Technische Umsetzung ... 49
3.3.1 Design Philosophie ... 49
3.3.2 Allgemeine Regeln ... 50
3.3.3 Dateiformate ... 51
3.3.4 Bildschirmaufbau ... 52
3.3.5 Schwerpunkte der Programmierung ... 54
3.3.6 Programmbeschreibung ... 56
3.3.7 Quellmedien ... 56
3.3.8 Gestaltung der Benutzerschnittstellen ... 57
3.3.9 Programmaufbau ... 58
3.4 Grenzen ... 63
3.4.1 Grafische Barrieren ... 64
3.4.2 Speichergrenzen ... 64
3.4.3 Energie-Ressourcen ... 64
3.5 Beispiele mobiler Lernumgebungen ... 65
3.5.1 MeduMobile ... 65
3.5.2 pocket-WI ... 66
3.5.3 Smartforce ... 67
3.5.4 Fernuniversität Hagen ... 67

4 Zusammenfassung ... 68
4.1 Offene Probleme ... 68
4.2 Trends und Prognosen ... 69
4.3 Nachträge ... 70
4.3.1 Technik ... 70
4.3.2 PalmOS 5.0 ... 70
4.4 Fazit ... 71

5 Anhang ... 72
5.1 Hardware ... 72
5.1.1 PDA ... 72
5.1.2 Speichermedien ... 75
5.1.3 Schnittstellen ... 75
5.1.5 Display ... 76
5.1 Software ... 77
5.2.1 Aufbau der Betriebssysteme ... 77
5.2.2 Ausgewählte Programme ... 78
5.2.3 Linksammlung ... 78
5.3.4 Glossar ... 79
5.3 Bildnachweise ... 81
5.4 Literaturverzeichnis ... 81
5.5 WWW-Quellen ... 83

1 Einleitung
1.1 Zielsetzung
Das Zeitalter globaler Kommunikation und verstärkter Mobilität hat zu einer Miniaturisierung der Datentechnik geführt. Mobiltelefon, Laptop und Datenbank-Organizer bieten bereits heute schon den Vorzug, unabhängig vom Standort mobil kommunizieren zu können. 1993 entwickelte die Firma Apple mit dem „Newton Message Pad“ ein mobiles Endgerät, das die Vorzüge eines Personal Computers und die Größe eines herkömmlichen Datenbank-Organizers miteinander vereint. Eine Vielzahl von Anbietern stellen derzeit ihre eigenen PDA-Plattformen (PDA = Personal Digital Assistant) mit den unterschiedlichsten Funktionen vor. Dabei handelt es sich vorwiegend um Büroanwendungen. So besitzt beispielsweise jeder PDA einen Kalender, eine Adress-Datenbank, einen Taschenrechner und eine Notizblockfunktion. Die Geräte stellen die digitale Umsetzung des in der Geschäftswelt weit verbreiteten „Filofax“ (Papierplaner) dar. Da alle Daten in digitaler Form vorliegen, wurde darüber hinaus die Möglichkeit in Betracht gezogen, Adressen und Termine mit denen des Personal Computer aktualisieren zu können.

Der „Computer im Westentaschenformat“ hat nach anfänglichen Akzeptanzschwierigkeiten nun doch an Popularität gewonnen. Die höhere Leistungsfähigkeit moderner Geräte lässt jedoch noch wesentlich mehr Möglichkeiten zu. Neben der Video-, Spiel- und MP3-Konsole, stellt die Nutzung des Personal Digital Assistant als mobile Lernumgebung ein neues Einsatzgebiet dar. Hier stellt sich jedoch die Frage, in wieweit die vorhandene Technik den Anforderungen an eine Lernoberfläche gerecht werden kann.

Aufgabe dieser Arbeit soll es sein, sich mit den Grundlagen und Möglichkeiten dieser Technik auseinander zusetzen. Demzufolge lautete der Titel dieser Arbeit:

m-Learning via PDA
Betrachtung der Technik und Zukunftsperspektiven
mobiler Lernumgebungen

Schwerpunktmäßig konzentriert sich die Ausarbeitung auf die Ergonomie der PDA-Technologie im Hinblick auf den Einsatz als mobile Lernumgebung. Dabei sollen unter anderen die Grenzen der Darstellung unter Betrachtung des Nutzerkomforts näher beleuchtet werden und der Frage nach einer Standardisierung der entsprechenden Benutzeroberflächen nachgegangen werden. Des weiteren wird die Entwicklung dieser Technik in Bezug auf den Einsatz mobiler Endgeräte im Bildungsbereich dargestellt.

Gliederung
Die vorliegende Arbeit gliedert sich in fünf Teile. Dem Leser werden dabei im Kapitel 2 zunächst grundlegende didaktische Anforderungen an eine Computergestützte Lernumgebung nähergebracht. Diese beziehen sich weniger auf die mobile Lernumgebung im Speziellen, als vielmehr auf die allgemeine Betrachtung von Lernumgebungen mit elektronischer Unterstützung. Die Betrachtung stellt die Grundlage für die im Verlauf der Arbeit zu betrachtende Problematik dar.
Im zweiten Teil dieses Kapitels wird dann auf die technischen Grundlagen der PDA-Technologie eingegangen. Hier stehen hauptsächlich die technischen Eigenschaften, der für das Thema der Arbeit relevanten PDA-Geräte und deren Unterschiede im Mittelpunkt der Ausführungen. Dies ermöglicht dem Leser einen umfassenden Überblick über die Vielschichtigkeit dieser Technologie.
Das dritte Kapitel widmet sich möglichen Zielgruppen und wirtschaftlichen Aspekten bei der Umsetzung von mobilen Lernumgebungen auf einer PDA-Plattform betrachtet. Hier werden wichtige Kriterien, die sowohl die Ergonomie, Programmierung als auch an die grafische Umsetzung betreffen genannt. Anhand eines Beispiels können dabei auftretende Probleme besser deutlich gemacht werden. Im Anschluss erhält der Leser einige für die Thematik interessante Beispiele und deren Lösungsansätze.
In Kapitel 4 wird in Form einer Zusammenfassung nochmals auf die wichtigsten Ergebnisse der Ausarbeitung eingegangen. Dabei erscheinen auch eventuell offengebliebene Fragen. In diesem Teil werden außerdem die wichtigsten Veränderungen, welche sich im Verlauf der Arbeitserstellung in der technischen Entwicklung ergeben haben nachgetragen.
Der Anhang enthält umfangreiche Tabellen und Datenblätter zu technischen Details der im Rahmen dieser Arbeit betrachteten Geräte und Zubehörteile. Des weiteren erhält der Leser hier weiterführende Informationen und Verweise auf Bezugsquellen für Soft- bzw. Hardwarelösungen im PDA-Bereich. Den Abschluss bilden ein Glossar mit Kurzerläuterungen relevanter Begriffe und die Referenzlisten der verwendeten Abbildungs-, Literatur- und WWW-Quellen.

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