Lecture Notes in Informatics

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Die „GI-Edition: Lecture Notes in Informatics" (LNI) ist eine eigene Veröffentlichungsreihe der GI mit den Strängen: Proceedings, Dissertations, Seminars und Thematics. Alle in den LNI herausgegebenen Bände werden von GI-Gliederungen unterstützt und verantwortet.

Information und Ansprechpartner zur Reihe finden sich auf den Webseiten der GI unter https://gi.de/service/publikationen/lni

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Schroeder, Ulrik

Lucke, Ulrike

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Thomas, Oliver

Theuvsen, Ludwig

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Perceived Barriers to Open Science among Researchers in Mathematics, Natural Sciences, and Cognitive Sciences
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2024) Riedel, Christian; Hossen Chowdhury, Shafayet; Engbert, Ralf; Lucke, Ulrike; Klein, Maike; Krupka, Daniel; Winter, Cornelia; Gergeleit, Martin; Martin, Ludger
This study identifies the intensity of perceived barriers to integrate open science practices among researchers in natural sciences, cognitive sciences, and mathematics. Barriers include knowledge gaps in data and software sharing, reuse concerns, and disincentives. The study finds that each barrier limits researchers from integrating open science practices, but the perception of barriers, research data, and software varies with the research field. The study suggests that targeted educational programs, improved IT infrastructure, and revised policy frameworks are needed to better integrate open science practices across diverse research cultures.
Forschungsgeleitete Vermittlung von Datenkompetenz: Mediendidaktische Aufbereitung von Fallstudien zu Bildungsangeboten
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2024) Samoilova, Evgenia; Sluyter-Gäthje, Henny; Skorinkin, Daniil; Schnaitter, Hannes; Trilcke, Peer; Lucke, Ulrike; Klein, Maike; Krupka, Daniel; Winter, Cornelia; Gergeleit, Martin; Martin, Ludger
Der Beitrag präsentiert ein Vorgehen, wie aus konkreten Forschungsfallstudien heraus und eng an diesen entlang mediengestützte Bildungsangebote erstellt werden können. Die Fallstudie 'Spanische Grippe' im Bereich der Geisteswissenschaften zeigt auf, wie historische Zeitungsdaten mittels OCR aufbereitet und analysiert werden können, um den Verlauf der Pandemie in der Berliner Presse nachzuvollziehen. Durch den Einsatz des Vier-Komponenten-Instructional-Design-Modells und des Cognitive Apprenticeship-Ansatzes werden bei der didaktischen Aufbereitung die Forschungsfragen und Aufgaben aus realen Forschungsszenarien in den Mittelpunkt der Lernerfahrung gerückt. Interaktive Lehrbücher wurden als Format gewählt und in Jupyter Books implementiert, um eine hohe Kontrolle über die Interaktion mit den Materialien sowie die Möglichkeit, Inhalte dynamisch zu aktualisieren, zu bieten.
Utilizing Personas to Create Infrastructures for Research Data and Software Management
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2024) Bernoth, Jan; Al Laban, Firas; Lucke, Ulrike; Klein, Maike; Krupka, Daniel; Winter, Cornelia; Gergeleit, Martin; Martin, Ludger
Personas are often used in requirements engineering to analyze how people from target groups could use prospective systems or services. Recently, the personas approach also gained some popularity for demonstration and marketing purposes. While the usefulness of personas is uncontested, it is not always clear to which extent the target group is covered and which relevant perspectives are still missing. To address this problem, we present a systematic approach to gain a structured analysis of the personas used in a complex development process. The overall goal of this development is to provide an infrastructure for the management of research data and research software using a containerized approach. We applied the FAIR Ecosystem model with its components and relevant stakeholder groups as a basis of the persona construction, and we illustrate how we used this method to categorize the created personas and to identify blind spots. Not every role is currently defined at all institutions – but if they were, how would they shape research at universities in 2034?
Phasen der Problemlösekompetenz bei der Korrektur elektrischer Schaltkreise in einer VR-Lernumgebung
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2024) Wiepke, Axel; Hacke, Alexander; Lucke, Ulrike; Manz, Christian; Schulz, Sandra; Kiesler, Natalie
Die Herausforderungen im alltäglichen Leben werden zunehmend durch mehr Komplexität und Dynamik bestimmt. Dadurch ist es für Lernende seltener möglich, routinierte Vorgehensweisen zur Überwindung auftretender kognitiver Barrieren zu nutzen. In solchen Fällen sind Problemlösekom- petenzen gefragt, die meist auf Interaktion mit dem Problem beruhen, was Stift-und-Papier-Studien erschwert. Digitale Lernanwendungen ermöglichen es, Prozessdaten in interagierbaren Szenarien zu erfassen, können aber auf Kosten der ökologischen Validität gehen. Die immersive Eigenschaft von Virtual Reality (VR)-Lernanwendungen kann dabei ein möglicher Faktor zur Verbesserung der ökologischen Validität sein. Der vorliegende Beitrag analysiert eine VR-Lernanwendung hinsichtlich des Gefühls in der VR zu sein. In der Anwendung werden teilweise fehlerhafte, elektrische Schaltkreise präsentiert, die Lernende diagnostizieren und korrigieren sollen. Durch einen virtuellen Fragebogen werden Daten in den verschiedenen Phasen des Problemlöseprozesses erfasst. Die Ergebnisse zeigen ein kontinuierliches, befriedigendes Präsenzerleben.
Virtual Reality in der technischen Berufsbildung: Ein praxisorientierter Ansatz zur Konzeption immersiver Lernszenarien
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2024) Nowotny, Florian; Berkhan, Chantal; Lucke, Ulrike; Schulz, Sandra; Kiesler, Natalie
Virtual Reality (VR) gewinnt aufgrund der Handlungsorientierung gerade in der be- ruflichen Aus- und Weiterbildung zunehmend an Relevanz. Um angestrebte Lernziele erreichen und überprüfen zu können, werden Lernmedien entlang didaktischer Strukturen entwickelt. Für diesen herausfordernden Prozess wird gleichermaßen fachliches, didaktisches und medientechnisches Wissen benötigt, was bei praxisnahen und zugleich technisch anspruchsvollen Settings besonderer Unterstützung bedarf. Der vorliegende Beitrag schlägt einen strukturierten Ansatz vor, der an der Schnittstelle zwischen fach- und mediendidaktischer Konzeption von Lernszenarien in immersiven Umgebungen wirkt. Mit Hilfe einer Methode zur Planung von gewerblich-technischem Unterricht wird zu vermittelndes Wissen nach inhaltlichen und lernpsychologischen Aspekten in ein Raster einsortiert, das als Rahmen für das Design einzelner Szenen einer Lernanwendung dient. Lehrenden und anderen Anbietenden dieser Lernanwendung kann das Raster anschließend bei der Integration in die individuelle Lehr-/Lernsituation helfen. Der Ansatz wird am Beispiel einer VR-Lernanwendung zur Vermittlung der fachgerechten Bedienung von Präzisionslandtechnik verdeutlicht.
A VR Classroom with Digital Media for Foreign Language Teacher Training
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2023) Tobin, Stephen; Wiepke, Axel; Lucke, Ulrike; Röpke, René; Schroeder, Ulrik
We report extensions to a VR Classroom to provide trainee foreign language teachers with an opportunity to practice giving corrective feedback in the context of a digital media classroom. We propose further extensions to the classroom to give teachers feedback on speech clarity, which is critical for good communication and thus for effective learning in the classroom.
Metadata Standards in National Education Infrastructure: Development of Evaluation Criteria and Their Exemplary Application
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2023) Rörtgen, Steffen; Brenner, Ronald; Zimmermann, Holger; Hupfer, Matthias; Zobel, Annett; Lucke, Ulrike; Röpke, René; Schroeder, Ulrik
Many difficulties can arise during the implementation of a metadata standard. One reason may be the lack of prior examination of existing standards. These sometimes painful experiences led to the need for a catalogue of criteria to be used in infrastructure projects to assess suitability to the requirements. Against the National Education Infrastructure background, the paper presents an initial approach. For this purpose, criteria are developed, whose application enables a well-founded pre-selection of standards. These are discussed and tested exemplary in three use cases - educational offerings, educational resources, and digital credentials. An overview of current developments in the area accompanies this. Overall, the paper aims to provide a basis for further discussions on the selection and handling of standards in educational infrastructures. However, so far there is little literature on this highly relevant topic. Therefore, a discussion process in the community should be stimulated as a supplement.
Konzeption, Umsetzung und Evaluation einer Second-User-Komponente für eine VR-Lackierwerkstatt
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2022) Liebsch, Laurin; Weise,Matthias; Lucke, Ulrike; Henning, Peter A.; Striewe, Michael; Wölfel, Matthias
Virtual Reality (VR) ist insbesondere durch den hohen Interaktionsgrad, der Immersion und dem damit verbundenen Präsenzerleben prädestiniert für kollaborative Lehr-Lernszenarien, in denen mehrere Lernende gemeinsam in einer virtuellen Umgebung agieren. Dieser Beitrag beschreibt eine Second-User-Komponente für ein VR-Lackierwerkstatt, die im Rahmen des Projekts HandLeVR umgesetzt wurde. Die Komponente ermöglicht es zwei Personen mit jeweils einem eigenen VR-Headset zusammen Lehr-Lernszenarien in der VR-Lackierwerkstatt zu durchlaufen.
Interaktive Landkarten als ein Lernwerkzeug zur ethischen Exploration und Reflexion in Konstruktionsprozessen
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2022) Lucke, Ulrike; Köhler, Thomas; Assadi, Galia; Moebert, Tobias; Müller,Ina; Kranz, Johannes; Viehöver,Wilhelm; Böschen, Stefan; Manzeschke, Arne; Henning, Peter A.; Striewe, Michael; Wölfel, Matthias
Im Zuge der Digitalisierung entstehen stetig neue sozio-technische Arrangements. Oft wohnt diesen eine Komplexität inne, die fortlaufend neue ethische Orientierungsbedarfe generiert. Der Beitrag stellt ein Werkzeug vor, das die damit verbundenen fach- und mediendidaktischen Fragestellungen in eine interaktive Online-Lernanwendung übersetzt. Dafür werden sog. ethische Landkarten als Kernelement von Exploration und Reflexion eingesetzt. Abschließend werden Rahmenbedingungen und Handlungsbedarfe im Feld der ethischen Orientierung benannt.
Das VR-Labor-Klassenzimmer zur Professionalisierung von Lehramtsstudierenden der Chemie
(Gesellschaft für Informatik e.V., 2022) Wiepke, Axel; Hildebrandt, Christina; Hagen, Noemi; Krüger, Anita Susann; Lucke, Ulrike; Banerji, Amitabh; Henning, Peter A.; Striewe, Michael; Wölfel, Matthias
Im Chemieunterricht können Situationen mit erhöhtem Gefahrenpotential entstehen. Daher ist es wichtig, Lehramtsstudierenden Gelegenheiten zu bieten, um sich auf solche Situationen vorzubereiten, ohne sich selbst oder die Lernenden in gefährliche Situationen zu bringen. Die Trainingsumgebung VR-Labor-Klassenzimmer bietet hierfür eine sichere Möglichkeit, um mit virtuellen Schülerinnen und Schülern ein Experiment mit dem Gasbrenner durchzuführen. Dieser Kurzbeitrag leitet relevante fach- und mediendidaktische Konzepte ab und beschreibt die entworfene Umsetzung in der Virtual Reality (VR). Dies umfasst einen teilautomatisierten Unterrichtsablauf auf Grundlage einer Baumstruktur, haptische Elemente der VR-Umgebung in Form der Möblierung sowie aus der Unterrichtspraxis abgeleitete, typische Verhaltensweisen der virtuellen Schülerinnen und Schüler. Der Beitrag stellt die Ergebnisse einer Pilotstudie vor und gibt einen Ausblick auf noch ausstehende Arbeiten.