StoryMaps – digitale Brücke zur realen Welt dargestellt im Rahmen der LV: UE „Methods in Spatial Analysis“ (Masterstudium Angewandte Geoinformatik)

Umgesetzte Maßnahme

Ziele

Geoinformatik ist ein Studienfach, und auch eine multidisziplinär orientierte methodische Querschnittskompetenz, die an der Schnittstelle von virtuellen und realen Welten Entscheidungen in vielen Bereichen von Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt unterstützt.

Die Lehre soll gleichzeitig methodisch-konzeptuelle Problemlösungs-Kompetenzen wie auch technisch-angewandte Fertigkeiten entwickeln.

Ausgehend vom Gedanken eines interaktiven online ‚Lernbuches‘ als Web-Anwendung wurde die Grundkonzeption von Storymaps aufgegriffen, um damit die nächste Generation von Lernumgebungen zu entwickeln. Diese sollen über die Präsentation ‚digitalisierter‘ Medien und einfacher Interaktionen hinausreichen, indem vollwertige digitale Schnittstellen moderne verteilte Architekturen in Wert setzen.

Als Herausforderung formuliert: Lernumgebungen für ‚digital natives‘ und nicht nur ‚digital immigrants‘ zu gestalten. Lernen soll weitgehend selbstgesteuert und auch individualisiert für unterschiedliche Vorkenntnisse, Ziel- und Interessensgruppen stattfinden.

Beschreibung

Im Rahmen des Masterstudiums ‚Angewandte Geoinformatik‘ wurden gänzlich neue Ansätze für dynamische online-Lernumgebungen auf der Grundlage sog. ‚Storymaps‘ entwickelt.

Diese auf unterschiedlichen Plattformen lauffähigen ‚responsiven‘ Web-Apps sind als online-Lerneinheiten zu verstehen und verbinden multimediale Präsentation mit live-Zugriff auf das volle Spektrum geographischer Daten bzw Dienste. Damit wird einerseits ein Lehr’buch‘ auf Grundlage dynamischer live-Komponenten bereitgestellt, andererseits auch die traditionelle Einschränkung auf Übungsdatensätze vermieden und die Lernerfahrung direkt an weltweite Geodateninfrastrukturen angekoppelt.

Die Trennung zwischen methodischen Übungen einerseits und angewandten Analysen in beliebigen Untersuchungsräumen und mit flexibler Problemformulierung andererseits wird damit überwunden und das Potenzial von Cloud Computing mit ubiquitärem Zugang in der Lehre realisiert.

Diese Lerneinheiten sind bereits seit dem WS 2014/15 erfolgreich in mehreren LV (zunächst ‚Methods in Spatial Analysis‘) sowohl in traditionellen LV-Formaten des Präsenzstudiums wie auch in den UNIGIS Universitätslehrgängen erfolgreich im Einsatz und werden als Open Educational Resources (OER) auf der Basis von FOSS und Open Content zur Verfügung gestellt.

Damit verbunden sind didaktische Neukonzeptionen der Lernabläufe in einer gemischten (‚blended‘) Organisationsform, die sich bewährter Elemente wie ‚flipped classroom‘ und ‚active learning‘ bedient.

Traditionell war die Lehre in technisch-methodischen Fächern durch ein didaktisches Schema geprägt in dem zunächst konzeptuelle Grundlagen als Vorlesung vermittelt, anschließend weitgehend vorgefertigte bzw vorgegebene Übungsarbeiten absolviert werden und danach (fallweise) der Transfer in praxisnähere Anwendung (Projekt- und Abschlussarbeiten) stattfinden soll.

Im Fach Geoinformatik (und dessen Einbindung in div. Anwendungsfächer zwischen Ökologie, Archäologie, Marketing, Mobilität, Bauwesen u.v.a.m) sind immer Geodaten als digitale Repräsentationen (Modelle) der realen Welt erforderlich. Aus deren Analyse werden Informationen und in weiterer Folge entscheidungsunterstützendes Wissen für die jeweilige Anwendungsdomäne abgeleitet.

Praktische Übungen unterschiedlicher Analysemethoden fanden und finden auf Grundlage von vorgegebenen Demo- und Übungsdatensätzen statt; dieser Zugang hat mehrere Nachteile: alle Studierenden arbeiten auf derselben Datengrundlage, meist besteht kein persönlicher Bezug zur jeweiligen Region, Eigenleistungen von Studierenden sind nicht klar zu ermitteln, Arbeitsabläufe sind zu stark vorgegeben und es besteht kaum Spielraum für Kreativität.

Mehrere aktuelle Entwicklungen ermöglichen nun ein Abgehen von dieser Praxis:

- Geodaten stehen vermehrt als Open Data unter Creative Commons Lizenz zur Verfügung

- Anstelle von Daten am jeweiligen Arbeitsplatz können standardisierte Dienste (distributed services) verwendet werden, auf die online und dynamisch zugegriffen werden kann = Geodateninfrastrukturen

- Cloud computing löst die an Desktop-Software gebundene Arbeitsweise ab, es kann damit an jedem Arbeitsplatz mit Web-Browser gearbeitet werden (auch daheim, unterwegs, ohne lokale Lizenzierung)

- Web Programmierung wie auch Bandbreite haben deutlich an Leistungsfähigkeit zugenommen

Ausgehend vom Ansatz sog. Storymaps wurde daher ein innovatives Lehr-/Lernkonzept entwickelt. Storymaps sind webbasierte Anwendungen in denen räumlich-kartographische Elemente im Mittelpunkt stehen und mit anderen multimedialen Elementen dynamisch verlinkt sind. Karten als HCI-Element für räumliche Sachverhalte sind dabei nicht als Teil einer Storymap gespeichert, sondern als Sichten (views) auf Themen in Geodateninfrastrukturen definiert.

Letztere sind eine signifikante Komponente dieses Zugangs zur Vermittlung von konzeptuellen und methodischen Komponenten. Durch die weltweite, nahtlose und maßstäblich flexible Verfügbarkeit von Geodaten bzw -diensten können praktische Übungen überall, in einer beliebigen Region und mit gestaltbarer Fragestellung umgesetzt werden. Das ‚Lehrbeispiel‘ kann daher von Studierenden selbst frei gewählt werden, nur die methodische Perspektive ist gem. der jeweiligen Ziele vorgegeben.

Daraus ergibt sich eine (wünschenswerte) Individualisierung von Übungsarbeiten, jede/r Studierende wählt ein (geographisches) Arbeitsgebiet und eine adäquate Fragestellung aus – damit kann problemorientiertes Lernen außerhalb strikt vorgegebener Abläufe praktiziert werden.

Die im hier vorgestellten Studienkontext entwickelten Storymaps folgen einem weitgehend einheitlichen Ablauf: es wird eine realweltliche Problemstellung formuliert, kontextualisiert und andiskutiert (‚Visual impact of a major construction project‘). Anschließend wird der Zugang zu den erforderlichen Geodaten-Diensten (Digitale Geländemodelle, Landnutzung, Bebauung, …) gezeigt und in der Folge für ein plausibles Beispiel der Analyseablauf (lines of sight, viewshed, visual impact on population) demonstriert, um eine Erwartungshaltung hinsichtlich Ergebnissen aufzubauen. Diese werden kritisch diskutiert und in der Folge beispielhafte angewandte Fragestellungen formuliert, innerhalb dieses Rahmens sind Studierende dann aufgefordert, eigene Problemansätze (zB ein Bauwerk, Steinbruch, Windrad etc in der eigenen Heimatgemeinde) zu generieren und ihrer eigenen Arbeit zugrunde zu legen.

Analyseabläufe sind software-agnostisch konzipiert, während Hinweise zur Bearbeitung mittels spezifischer Softwareprodukte gegeben werden, wird Studierenden explizit die Bearbeitung alternativen Technologien (zB Open Source Produkte) freigestellt. Dies ist eine Vertiefungsoption, die insbesondere von fortgeschritteneren Studierenden gerne angenommen wird, damit wird auch eine leistungsmäßige Differenzierung innerhalb einer Gruppe unterstützt.

Der Ablauf von Lehrveranstaltungen hat sich durch den Einsatz der weitgehend autonom zu bearbeitenden Storymaps deutlich verändert: während traditionell je Lektion (Wocheneinheit im Semester) eine abgegrenzte Methodik aus ‚Spatial Analysis‘ bearbeitet wurde, werden nun in der Regel zwei unterschiedliche Themen angesprochen.

Jeweils am Ende einer Präsenzeinheit wird das nächstfolgende Thema kurz vorgestellt, um eine erste Orientierung und Erwartungshaltung aufzubauen. Bis zur folgenden Woche wird dann die Storymap von den Studierenden eigenständig bearbeitet und Aufgabenstellungen zumindest ansatzweise gelöst, um dann beim nächsten Präsenztermin ausführlich diskutiert zu werden. Dabei kommen einerseits methodische Probleme, Differenzierungen und Vertiefungen zur Sprache, andererseits wird in Form kurzer ‚Vorlesungsimpulse‘ der konzeptuelle Hintergrund vertieft: Studierende entwickeln primär Kompetenzen im Bereich ‚was mache ich, warum, mit welchem Ziel‘, das ‚wie‘ der Abläufe in spezifischen Softwareprodukten ist zwar erforderlich, steht jedoch im Hintergrund.

Dieser Zugang beinhaltet Konzepte aus dem Bereich ‚flipped classroom‘, indem zunächst problemorientierte Aufgabenstellungen selbständig und individuell bearbeitet werden, von diesen Erfahrungen und dabei aufgetretenen Beobachtungen und Problemen ausgehend werden danach in der gemeinsamen LV-Zeit der Bezugsrahmen und methodische Basiskonzepte verstärkt.

Zusätzlich steht der didaktische Gedanke des ‚active learning‘ im Mittelpunkt. Studierende sollen nicht primär passiv rezipieren (und dann ggf reproduzieren), sondern ausgehend von realweltlichen Problem- und Aufgabenstellungen diese zu lösen versuchen. Danach wird ein allgemeingültigerer konzeptueller Rahmen vorgestellt.

Klarzustellen ist in diesem Zusammenhang auch, dass Storymaps nicht einfach als eine lineare Präsentationsform multimedial aufbereiteter Lerneinheiten verstanden werden. Da Geodaten und andere Dienste dynamisch eingebunden sind, werden einzelne interaktive Arbeitsschritte direkt in der Storymap bzw darin verlinkter cloudbasierter Software ausgeführt, oder aber in einem parallelen Fenster, sofern zur Bearbeitung eine Desktop Software eingesetzt wird. Storymaps sind also primär eine Arbeitsumgebung, die zum aktiven Erwerb definierter Kompetenzen hinführen soll.

Die Leistungsfeststellung der LV erfolgt auf Grundlage von selbständig in Hausarbeit zu bearbeitenden und eigenständig ausformulierten Aufgaben aus einer individuell wählbaren Teilmenge der Themen = Lektionen des Semesters. Diese werden im Rahmen eines in Kleingruppen abgehaltenen Abgabegesprächs am Ende des Semesters mit dem LV-Leiter diskutiert.

Storymaps sind ‚freistehende‘ Web-Apps, die sowohl auf einer beliebigen Cloud-Plattform oder auch lokal auf einem Webserver gehostet werden. Damit ist es möglich, diese in unterschiedliche Lernplattformen (LMS) einzubinden – derzeit erfolgt dies je nach Lehrorganisation und curricularem Kontext in Blackboard und auch Moodle.

Das Konzept einer interaktiven Storymap gemäß der oben skizzierten Konzeption wurde erstmals 2014 entwickelt und erprobt und seither – auch zur Nutzung von Fortschritten in der Webtechnologie – laufend weiterentwickelt. Bedingt durch die resultierende attraktivere Lernumgebung, besonders aber auch die größere Nähe zur technischen wie auch Anwendungs-Praxis wurde dieses Modell seither für weitere LV im Bereich der Geoinformatik übernommen. Zusätzlich werden rezent OER-basierte Lektionen auch im Rahmen von Fernstudien eingesetzt, die einen anderen organisatorischen und didaktischen Vermittlungskontext aufweisen, jedoch als ‚Kernelemente‘ ebenfalls erfolgreich dieselben Storymaps als ‚neue Generation von Lernmedien‘ einsetzen. Ähnliches gilt für die zunehmende Verwendung diese Einheiten bei Partneruniversitäten (v.a. Lateinamerika und Asien), Storymaps als Innovation im Erwerb (nicht nur) methoden-zentrierter Kompetenzen werden erfreulicherweise bereits in einem breiteren Umfeld akzeptiert.

Positionierung des Lehrangebots

Masterstudien

Weiterführende Information


Das Beispiel wurde für den Ars Docendi Staatspreis für exzellente Lehre 2017 nominiert.