Die vorliegende Keynote entstand für den ersten IoT Hackathon mit Schwerpunkt auf Bildung, der von der bpb im November 2016 in Berlin durchgeführt wurde. Mehr Infos gibt es hier: https://www.bpb.de/lernen/digitale-bildung/werkstatt/237771/das-internet-der-dinge-in-der-bildung

1. IOT IN EDUCATION
BY DESIGNING A
SMART LEARNING
ENVIRONMENT
20
16
Sirkka Freigang
SPEAKER@
bpb: Bundeszentrale für politische Bildung
Hackathon: Selbstbestimmt leben in der vernetzten Gesellschaft
26. und 27. November 2016, Berlin

2. Stationen
#1
meine Person
#2
IoT und Bildung
#3
Smart Learning
Environments
#4
Soziotechnische
Perspektive
#5
Heraus-
forderungen

3. Stationen
#1
meine Person
#2
IoT und Bildung
#3
Smart Learning
Environments
#4
Soziotechnische
Perspektive
#5
Heraus-
forderungen

4. Meine Person1.
FORSCHUNG
#BMBF Studie
#IoT & SmartHome
#Weiterbildungspreis
2009-2013
+
INDUSTRIE
#VW
#Bosch Software Innovations
2015-heute
STIPENDIUM
#Landesstipendium
#TU Dresden
#Dissertation
2014-2017
+ =
Dipl. Pädagogin

5. Meine Person1.
Mein Blog

6. Stationen
#1
meine Person
#2
IoT und Bildung
#3
Smart Learning
Environments
#4
Soziotechnische
Perspektive
#5
Heraus-
forderungen

7. IoT und Bildung2.
2009
BMBF Initiative zur Früherkennung
von Qualifikationserfordernissen im
Bereich „Internet der Dinge“
1. Logistik
2. Industrie
3. SmartHome
2012
Horizon
Report
2014
10.5.
2012
Vortrag von Gabi Reinmann:
Tablets, Apps und das Internet der
Dinge – Der weite Weg von der
technischen Invention zur
didaktischen Innovation
E-Learning-Tag Rheinland-Pfalz,
Universität Trier
The International
association of smart
learning environments
(IASLE)
2016
IoT Hackathon der bpb:
wie kann IoT für
(politische) Bildung
genutzt werden?
Meilensteine

8. IoT und Bildung2.
Potenziale
“IoT market in education and health
will increase from € 22 060 in 2014
to € 66 925 in 2020 (€ Million) in the
European Union context.”
Sarıtaş, M. T. (2015)
2014
2020

9. IoT und Bildung2.
126
Fachdatenbanken
in der Disziplin
Pädagogik
(FIS) FACHPORTALpaedagogik.de:
0 Ergebnisse für „Internet of things“
27 Ergebnisse für „Internet der Dinge“
Deutscher Bildungsserver:
0 Ergebnisse für „Internet of things“
16 Ergebnisse für „Internet der Dinge“
76
Fachdatenbanken
in der Disziplin
Informatik
Google Scholar
Interdisziplinär
ACM Digital Library:
1.299 Ergebnisse für „Internet of things“
28 Ergebnisse für „Internet of things“ +
education + learning
Meta-Suche:
137.000 Ergebnisse für „Internet of
things“
18.300 Ergebnisse für „Internet of
things“ + education + learning
Aktuelle Recherche im Datenbank-Infosystem der SLUB (1214 Datenbanken)

10. IoT und Bildung2.
Aktuelle Recherche im Datenbank-Infosystem der SLUB (1214 Datenbanken)
#PROBLEM 1
In der Literatur geht es
überwiegend um die Frage, wie
IoT Kompetenzen aufgebaut
werden können und nicht darum,
wie IoT in Bildungsprozessen
genutzt werden könnte

11. IoT und Bildung2.
Aktuelle Recherche im Datenbank-Infosystem der SLUB (1214 Datenbanken)
#PROBLEM 2
Es gibt kaum empirische Befunde
im Bereich „IoT in Education“
A Comprehensive Study of Parameters in
Physical Environment that Impact
Students’ Focus during Lecture using
Internet of Things.
Uzelac, A., Gligoric, N., Krco, S. (2015)

12. IoT und Bildung2.
Pervasive
computing
ambient
computing
ubiquitous
computing
cognitive
computing
wearable
computing
mobile
computing
IOT Terminologie

13. IoT und Bildung2.
durchdringend
umgebend
allgegenwärtig
adaptiv
tragbar
mobil
IOT Terminologie

14. IoT und Bildung2.
Pervasive
learning
ambient
learning
ubiquitous
learning
cognitive
learning
wearable
learning
mobile
learning
IOT Terminologie

15. IoT und Bildung2.
Pervasive
learning
ambient
learning
ubiquitous
learning
cognitive
learning
wearable
learning
mobile
learning
IOT Terminologie

16. IoT und Bildung2.
Pervasive
learning
ambient
learning
ubiquitous
learning
wearable
learning
mobile
learning
IOT Terminologie
adaptive
learning

17. IoT und Bildung2.
Pervasive
learning
ambient
learning
ubiquitous
learning
adaptive
learning
mobile
learning
IOT Terminologie

18. IoT und Bildung2.
Pervasive
learning
ambient
learning
ubiquitous
learning
adaptive
learning
SMART
learning
mobile
learning
IOT Terminologie

19. Stationen
#1
meine Person
#2
IoT und Bildung
#3
Smart Learning
Environments
#4
Soziotechnische
Perspektive
#5
Heraus-
forderungen

20. Smart Learning Environments3.
#1
„Smart learning environments“ sind
physikalische Umgebungen, die mit digitalen
und kontextsensitiven Komponenten
angereichert sind, um ein schnelleres und
besseres Lernen zu ermöglichen.
Koper, R (2014)
University Chair at Institute Board, Open University of the
Netherlands
#2
“Smart learning environments” can be regarded as
technology-supported learning environments that
make adaptations and provide appropriate support
(e.g., guidance, feedback, hints or tools) in the right
places and at the right time based on individual
learners’ needs, which might be determined via
analyzing their learning behaviors, performance
and the online and realworld contexts in which
they are situated.
Hwang, GJ (2008)
Graduate Institute of Digital Learning and Education, University of
Science and Technology, Taiwan
Definition

21. Verweist auf
Lernstrategien und
Lernwerkzeuge (tools)
Unterstützt formales
und informelles Lernens
Bietet angepasste Lern-
inhalte für die
individuellen
Lernbedürfnisse
Erfasst und berücksichtigt den realen
(Lern-)Kontext
Interagiert mit den
Nutzern über mehrere
Kanäle (z.B. über
Smartphones, Google
Glass oder andere
Ubiquitous Computing-
Geräte)
Berücksichtigt persönliche
Faktoren sowie äußere
Einflüsse der Umgebung (z.B.
pers. Lernbedürfnisse,
Vorlieben, Zeitpläne und
Situationen der realen
Umgebung)
Smart Learning Environments3.
Merkmale I
Bietet
personalisiertes
Feedback oder
Hilfestellung
Hwang, GJ (2014)

22. Smart Learning Environments3.
Merkmale II
Gros, B (2016)
#1
location
aware
#10
high
engagement
#9
natural
interaction
#8
whole
record
#3
socially
aware
#7
ubiquitous
#2
context
aware
#4
interoperable
#6
adaptable
#5
seamless
connection

23. Smart Learning Environments3.
formales und informelles
Lernen orchestrieren
Begoña Gros (2016)
Universidad de Barcelona, Spain
Ziele
Unterstützung pädagogischer Aspekte wie:
• Kollaboration & Austausch
• Reflektion (z.B. durch Learning Analytics)
• Personalisierung
• Intrinsische Motivation
• Bildungsinnovationen
• Selbstgesteuertes Lernen im Zuge des
Lebenslangen Lernens

24. Smart Learning Environments3.
#1
Durch ubiquitäre Lernformate entstehen MISCHFORMEN des Lernens, die zwischen formalen und
informellen Lernsettings, zwischen selbstorganisiertem und sozialem Lernen, zwischen verschiedenen
Lernzeiten und Lernorten sowie zwischen analogen und digitalen Lernformaten zu verorten sind.
Specht, M., Ebner, M., & Löcker, C. (2013)
#2
Solche Lernszenarien ermöglichen unter Verwendung modernster, mobiler, drahtloser
Informationstechnologien ein HYBRIDES Zusammenwirken zwischen physikalischer und digitaler
Lernumgebung.
#3
Das System erkennt die Bedürfnisse des Lernenden und nimmt eine begleitende und beratende Rolle ein.
Gros, B. (2016)
Ergebnis

25. Smart Learning Environments3.
Zusammenfassung
SLEs gehen adaptiv auf unterschiedlichste
Nutzerbedürfnisse ein. Nicht nur die Inhalte werden an den
Bedürfnissen ausgerichtet, sondern auch die Methode der
Darbietung. Je nachdem, an welchem Ort man sich
befindet, ob allein oder im Team sowie in Abhängigkeit der
individuellen Interessen und Vorlieben.
SLEs unterstützen nicht rein auf fachlicher
Ebene, sondern ist auf Lernen im Austausch
mit anderen fokussiert. Sie bieten Raum für
Kreativität und Experimente, dadurch
können Fachinhalte alleine oder mit
Kolleg/inn/en intrinsisch motiviert,
sinnerfüllt und mit Spaß angeeignet
werden.

26. Stationen
#1
meine Person
#2
IoT und Bildung
#3
Smart Learning
Environments
#4
Soziotechnische
Perspektive
#5
Heraus-
forderungen

27. Soziotechnische Perspektive4.
Herausforderungen im Kontext lll & beruflicher Aus- und Weiterbildung
#2
IoT ist ein interdisziplinäres
Thema, das jedoch
überwiegend technologie-
getrieben beschrieben und
erforscht wird
#1
Bezüge zu pädagogischen &
sozialwissenschaftlichen
Erkenntnissen sind kaum
erkennbar und müssen
näher beleuchtet werden
#3
Es fehlt ein
ganzheitlicher
Ansatz einer
menschen-
zentrierten und ziel-
gerichteten
Entwicklung von
SLE
#Arbeits- und
Organisationspsychologischer
Ansatz, der das Arbeitssystem als
soziotechnisches System
betrachtet
“The most important thing that socio-
technical design can contribute is its value
system” Mumford, E. (2006)

28. Soziotechnische Perspektive4.
Didaktische Herausforderungen
REDEMANUSKRIPT:
Reinmann, G. (2012). Tablets, Apps und das
Internet der Dinge – Der weite Weg von der
technischen Invention zur didaktischen
Innovation:
 Wie kann IoT konkrete Verbesserungen innerhalb
didaktischer Szenarien eröffnen?
 Denkrichtung ändern: Nicht erst technische Inventionen
identifizieren und beschreiben und dann nach
didaktischen Anwendungen suchen, sondern umgekehrt:
Erst Probleme und Anforderungen beim Lehren und
Lernen identifizieren und beschreiben und diese dann mit
technischen Inventionen abgleichen
1. Didaktische Innovationen in Einklang mit technischen Möglichkeiten zu bringen
2. Konsequente Orientierung am praktischen (didaktischen) Handeln

29. Soziotechnische Perspektive4.
Herausforderungen an den Prozess der Gestaltung
ARTIKEL:
Noennig, R. et al. (2016). Von Smart Objects
zum Smart System. Ein Design-Prozess für das
kluge Internet der Dinge. In Productivity
Management, Gito Verlag 3/2016
 Ausgangspunkt zur Gestaltung von „klugen Systemen“
müssen die arbeitsweltlichen Funktionszusammenhänge
sein, um wertvolle und sinnstiftende Vernetzungen zu
erzeugen
 Dies erfordert eine detaillierte Beschreibung der
Nutzer_innen und der Nutzungen (Use Cases) sowie ihrer
Umweltbedingungen (Settings)
 Semantische Kopplung durch Identifizierung ähnlicher
Eigenschaften (Mustererkennung) kann einfache „Wenn-
dann“ Beziehungen zu komplexen Systemzusammenhänge
erzeugen
Laboratory of Knowledge Architecture,
TU Dresden, Germany

30. Soziotechnische Perspektive4.
Ein erweitertes SLE Modell mit 6 Gestaltungsbereichen
Lern-/
Unternehmens-
kultur
Lern-/
Arbeitsmethoden
MENSCH
Bedürfnisse
RAUM
IT-
Infrastruktur
Workplace
Architektur
Digitale-/
Physikalische
Ausstattung
Freigang, S. (2016)

31. Soziotechnische Perspektive4.
Ein erweitertes SLE Modell mit 6 Gestaltungsbereichen
MotivationBedürfnisse
Sinn
Engagement &
EmployabilityPersönliche Kompetenzentwicklung:
Methoden
Kommunikation
Medien
Selbstorganisation
Fachinhalte
Umfeld-, Kontext- und Tätigkeitsanalysen
Bedarfserhebung
Profiling
Persönliche Lernumgebung
Professionelle Lernbegleitung

32. Soziotechnische Perspektive4.
Ein erweitertes SLE Modell mit 6 Gestaltungsbereichen
Details:
wissenskreateurin*

33. Soziotechnische Perspektive4.
Anforderungen zur Gestaltung von SLE
MENSCHENZENTRIERT GESTALTEN
BEDÜRFNISSE ERHEBEN
PERSÖNLICHE LERNUMGEBUNG
ETABLIEREN
PHYSIKALISCHE UND DIGITALE
LERNUMGEBUNG ZU HYBRIDEN
LERNWELTEN VERSCHMELZEN
5
LERNRESSOURCEN BÜNDELN
BIG DATA ANALYTICS EINFÜHREN
EMPFEHLUNGSSYSTEM AUFBAUEN
4
SELBSTVERANTWORTUNG
STÄRKEN
VERTRAUENSKULTUR ETABLIEREN
LERNBEGLEITUNG
PROFESSIONALISIEREN
3
DIDAKTISCHE VIELFALT ANBIETEN
TOOLBOXEN ENTWICKELN
21
AUF FLEXIBILITÄT &
MULTIFUNKTIONALITÄT ACHTEN
KLAPPEN+STAPELN+ROLLEN
6

34. Stationen
#1
meine Person
#2
IoT und Bildung
#3
Smart Learning
Environments
#4
Soziotechnische
Perspektive
#5
Heraus-
forderungen

35. Herausforderungen5.
1. Datenschutz & Datensicherheit

36. Herausforderungen5.
2. Zielgerichtet soziale und didaktische Innovationen kreieren
• Arbeitsweltliche
Funktionszusammenhänge explizieren
• Lernkontexte identifizieren &
beschreiben
• Konkrete Lernprozesse &
Lerntätigkeiten (Use cases)
identifizieren, die sinnvoll mit IoT
Anwendungen angereichert werden
könnten
• Lernprozesse & -gegenstände digitalisieren
& vernetzen
• Data Analytics anwenden
Bedürfnisse der Lernenden erkennen & Empathie
entwickeln

37. Herausforderungen5.
3. Brücken bauen
. . . . . .
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38. Herausforderungen5.
3. Brücken bauen
. . . . . .
. . . . . .. .
. . . . . .. .
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(
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(
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....
(
(
#1
Dialog unterschiedlicher
Fachdisziplinen
#2
Dialog zwischen Gestaltern
und Nutzern
#3
Ganzheitliche Betrachtung
von Mensch & Technik
#4
Verknüpfung digitaler und
analoger Lernwelten

39. Herausforderungen5.
4. Kreatives Problemlösen
. .
(
HACKING IOT IN EDUCATION
#1
Dialog unterschiedlicher
Fachdisziplinen
#2
Dialog zwischen Gestaltern
und Nutzern
#3
Ganzheitliche Betrachtung
von Mensch & Technik
#4
Verknüpfung digitaler und
analoger Lernwelten

40. DANKE FÜR DIE
AUFMERKSAMKEIT
@EduOrakel
sirkka.freigang@web.de
https://sirkkafreigang.wordpress.com

41. Literatur
• Freigang, S. (2016). IoT in Education by Designing Smart Learning Environments. [Weblog] die wissenskreateurin**.
Abgerufen am 17.11.2016.
• Gros, B. (2016). The design of smart educational environments. Smart Learning Environments, 3(1).
• Hwang, G.-J., Tsai, CC., Yang, SJH. (2008). Criteria, strategies and research issues of context-aware ubiquitous learning.
Educ. Technol. Society 11(2), 81–91.
• Hwang, G.-J. (2014). Definition, framework and research issues of smart learning environments - a context-aware
ubiquitous learning perspective. Smart Learning Environments, 1(1).
• Koper, R. (2014). Conditions for effective smart learning environments. Smart Learning Environments, 1(1), 1–17.
• Mumford, E. (2006). The story of socio-technical design: Reflections on its successes, failures and potential. Information
Systems Journal, 16(4), 317–342.
• Noennig, R; Schmiedgen, P; Gäbler, U; Hai Do, M. (2016). Von Smart Objects zum Smart System. Ein Design-Prozess für
das kluge Internet der Dinge. In: Productivity Management, Gito Verlag 3/2016.
• Sarıtaş, M. T. (2015). The Emergent Technological and Theoretical Paradigms in Education: The Interrelations of Cloud
Computing (CC), Connectivism and Internet of Things (IoT). Acta Polytechnica Hungarica, 12(6).
• Specht, M., Ebner, M., & Löcker, C. (2013). Mobiles und ubiquitäres Lernen. Technologien und didaktische Aspekte.
• Uzelac, A., Gligoric, N., Krco, S. (2015). A Comprehensive Study of Parameters in Physical Environment that Impact
Students’ Focus during Lecture using Internet of Things. In: Computers in Human Behavior, Vol. 53, pp. 427-434.