Multimedia-Lehr- und Lernsoftware für eine Forstwissenschaftliche Fakultät

H.-D. Quednau und M. Streckfuß

Lehrbereich für Forstliche Biometrie und Angewandte Informatik

Forstwissenschaftliche Fakultät der LMU München (DE)

und

5. Sektion der Internationalen Akademie der Wissenschaften San Marino (AIS)

Vortrag bei der Berliner Konferenz
"Bildung und Kommunikation in und für Europa"
Berlin, 20. - 22. November 1998

Erschienen in grkg/Humankybernetik 41, Heft 2, Juni 2000, 47-55
Im WWW unter http://www.forst.uni-muenchen.de/EXT/PUBL/quednau/berlin98.html

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In vielen Lehrgebieten der Forstwissenschaften, insbesondere in der immer mehr an Bedeutung gewinnenden Angewandten Informatik, geht der Erkenntnisfortschritt derartig schnell vor sich, dass die Erstellung traditioneller vorlesungsbegleitender Skripten in Papierform sinnlos geworden ist. Deshalb wird den Studenten unserer Fakultät schon seit einiger Zeit der Lehrstoff in Form von Online-Skripten - aufrufbar durch einen WWW-Browser - zur Verfügung gestellt - mit dem Vorteil, dass er jederzeit aktualisiert werden kann und die Aktualisierung sofort vom Studenten abrufbar ist.

Das WWW ist schon lange über den Zustand hinausgewachsen, in dem es nur aus einem Netzwerk von Hypertexten und Bildern bestand. Grundsätzlich kann eine Datei beliebigen Inhalts in das WWW eingeflochten werden, es muss nur sichergestellt sein, dass der Browser diesen Inhalt verstehen kann - dazu benötigt er entweder eine Erweiterung als "Plug-in" oder ein externes Hilfsprogramm. So kann man z.B. PowerPoint-Präsentationen oder PDF-Dateien, die im WWW angeboten werden, unmittelbar mit einem entsprechend konfigurierten Browser betrachten.

Die Präsentation von Audio- und Videodaten im Internet stieß bisher auf Schwierigkeiten: Aus einigen Minuten analoger Video- oder Tonaufnahmen entstehen nach der Digitalisierung leicht mehrere Gigabyte große Dateien - entschieden zuviel für einen Heim- oder Bürocomputer, wenn er vor dem Abspielen die gesamte Datei laden muss. Auch nach einer Komprimierung der Videodaten (standardmäßig im MPEG-Format, siehe Mpeg.org 1998) sind die Dateien noch sehr groß, und die Entkomprimierung in Realzeit stellt Anforderungen an die Hardware, denen die meisten PC's noch nicht gewachsen sind. Dieses Problem lässt sich heute mit Hilfe des dynamischen "streaming media"-Formats lösen. Der Klient ruft die Audio/Video-Daten, die als "Real Medium" auf einem "Real Server" liegen, von diesem Server ab, speichert einige Sekunden in einem Puffer und beginnt dann sofort mit dem Abspielen - fast wie bei einem Radio oder Fernsehgerät. Die Kompressionsrate lässt sich stufenlos einstellen, je nach Güte der Verbindung. Das Abspielprogramm kann entweder als externes Programm vorliegen oder als "Plug-in" im Browser integriert sein. Die heute am weitesten verbreitete Software zur Bearbeitung von "streaming media" ist der "Real Player" der Firma "Real Networks", dessen Grundversion kostenlos erhältlich und schon in der aktuellen Version des Netscape-Browsers (Vs. 4.5) integriert ist.

Ein Real-Medium wird in einer HTML-Seite durch eine einfache Referenz angesprochen. Soll das Medium durch ein externes Programm dargestellt werden, so hat die Referenz die Form:

<A HREF=xxxxxx.ram> Hier klicken </A>

Soll das Film/Ton-Dokument mit Hilfe eines Plug-Ins in der Seite integriert erscheinen, so hat die Referenz die Form:

<EMBED SRC=xxxxxx.rpm WIDTH=300 HEIGHT=225

CONTROLS=ImageWindow CONSOLE=beliebig>

<EMBED SRC=empty.rpm WIDTH=300 HEIGHT=40

CONTROLS=ControlPanel CONSOLE=beliebig AUTOSTART=True>

Hier wird in der ersten Zeile das Filmfenster und in der zweiten die Kontrollleiste definiert; letztere braucht eine leere Dummy-Datei empty.rpm.

In der Datei xxxxxx.ram bzw. xxxxxx.rpm steht die endgültige Referenz auf die Video bzw. Audio-Datei, und zwar in der Form:

pnm://realmedia-rechner/yyyyyy.rm

Das Abspielen des Real-Mediums kann man mit der Anzeige von weiteren HTML-Dokumenten synchronisieren. Dazu muss man in eine Synchronisations-Steuerungsdatei die zu zeigenden Dokumente, die Zielframes und die Erscheinungs-zeiten eintragen. Will man z.B. erreichen, dass von Sekunde 17 bis Sekunde 50 im Rahmen frame_1 die Datei http://www.XXX.de/datei_1.html gezeigt wird, so trägt man in die Steuerungsdatei ein:

u 00:00:17.0 00:00:50.0

&&frame_1&&http://www.XXX.de/datei_1.html

Die Synchronisation bleibt auch dann erhalten, wenn das Abspielprogramm vor- oder zurückgesetzt wird.

Mit einem Spezialprogramm wird die Steuerungsdatei mit der reinen Realmedia-Datei zur abspielfertigen Realmedia-Datei yyyyyy.rm verschmolzen.

Eine wesentliche Bereicherung des WWW, die insbesondere für Lehr- und Lernsysteme wichtig ist, besteht in den Möglichkeiten der Interaktivität zwischen Benutzer und System.

Die ursprüngliche Form dieser Interaktivität besteht darin, dem Benutzer innerhalb einer HTML-Seite ein Formular anzubieten. Dieses Formular enthält Textfelder zum Ausfüllen, Schaltknöpfe und Menü-Felder zum Auswählen und anderes.

Das Formular in Abbildung 1 enthält in der ersten Zeile drei Auswahlknöpfe, von denen der Knopf mit der Beschriftung "Landwirtschaft" gedrückt ist, darunter befinden sich zwei Textfelder, in die der Benutzer seine Angaben eintragen muss, und schließlich ein Auswahlmenü, das beim Anklicken eine Liste aller Bundesländer zur Auswahl präsentiert. Beim Anklicken der Schaltfläche mit der Aufschrift "ABSCHICKEN" schickt der Browser den Inhalt des Formulars an den Server, der ihn an ein Auswertungsprogramm weitergibt. Bei unserem Beispiel wäre es Aufgabe des Auswertungsprogramms, eine Datenbankabfrage zu formulieren, die in einer Ertragstabelle für landwirtschaftliche Erzeugnisse abfragt, wie groß die Kartoffelernte in Bayern im Jahre 1985 gewesen ist. Das Ergebnis stellt es dann in Form einer HTML-Seite dar, die es an den Klienten zur Darstellung durch den Browser zurückschickt. Die Kommunikation zwischen Server und Klient wird bei diesem Vorgehen meist über das CGI (= Common Gateway Interface)-Protokoll abgewickelt. Es ist jedoch auch möglich, die Auswertung durch ein im Server laufendes Java-Programm (ein sog. Servlet) durchführen zu lassen. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität als das CGI-Protokoll. Einzelheiten über das Programmieren und die Verwendung von Servlets sind bei Heid (1997) und Klute (1998) beschrieben.

Nachteilig bei der Interaktion über CGI oder Servlets ist es, dass bei jeder Reaktion des Benutzers Netzverkehr entsteht und der Server belastet wird - das CGI-Protokoll verlangt sogar, dass bei jeder Anfrage ein neuer Server-Prozess gestartet wird. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde die Möglichkeit geschaffen, zugleich mit einer HTML-Seite ein Auswertungsprogramm mitzuschicken, das unmittelbar auf die Benutzereingaben reagiert, ohne dass der Server intervenieren muss. Die wichtigsten Programmiersprachen zum Schreiben solcher Auswertungsprogramme sind JavaScript (Netscape Corp 1997) und Java (Sun Microsystems 1998). JavaScript-Programme werden unmittelbar vom Browser des Klienten interpretiert - deshalb ist der Code eines JavaScript-Programms nicht geheimzuhalten. Java-Programme werden auf dem Server in einen plattform-unabhängigen Binärcode übersetzt und in dieser Form an den Klienten geschickt. Dessen Browser interpretiert entweder den Binärcode unmittelbar oder übersetzt ihn zunächst weiter in die Maschinensprache seiner Plattform ("Just-in-time-compilation").

Mit Hilfe der oben beschriebenen Werkzeuge wurde ein Rahmen für ein WWW-Lehr/Lern-System programmiert, das unter eine einheitliche Navigations-struktur gestellt wurde, und in das Dozenten aller Zweige der Forstwissenschaften ihr Lehrmaterial einstellen können.

Die wesentliche Komponente der Navigation dieses Systems stellen Frames in Verbindung mit einer Steuerung der Inhalte durch JavaScript dar. Die Entscheidung für die Verwendung von Frames fiel aufgrund der damit verbundenen Einsparung an redundantem HTML-Code, der wiederum einen beachtlichen Folgeaufwand bei etwaigen Änderungen bewirken würde. Bei einer Version ohne Frames müsste der HTML-Code der Menüeinträge in jede einzelne Seite nochmals eingetragen werden. Ein zweiter Grund, der zu dieser Entscheidung beitrug, war die kompakte JavaScript-Navigation, die nur mit Frames erzielbar ist; eventuelle Änderungen in den wenigen zentralen Dateien mit JavaScript-Code bleiben dadurch leicht überschaubar.

Die Bildschirm-Darstellung besteht aus drei bis maximal fünf Frames (siehe Abb. 3). Im Frame »A« erscheinen die einzelnen Inhaltsseiten, z.B. die Seiten der Lehrmodule. Frame »B« nimmt die Navigationsleisten des Systems auf. Mit ihnen lassen sich alle Seiten des Systems im Frame »A« gezielt oder sequenziell anwählen. Der Frame »C« tritt nur in Erscheinung, wenn bei den Objekten im Frame »A« mit Hilfe von JavaScript-Funktionen beim Überfahren mit der Maus zur näheren Erläuterung zusätzlicher Text erscheinen soll oder die Audiosteuerung eingeschaltet wird; Frame »C« zeigt dann die Steuerleiste des RealPlayers. Die Frames »D« und »E« bleiben unsichtbar. Sie dienen dazu, den angezeigten Bereich auf eine Bildschirmauflösung von 1024 x 768 Pixel festzulegen und erfüllen ferner eine Aufgabe beim »Preload« von Grafiken (siehe unten).

JavaScript ermöglicht eine sehr viel flexiblere Steuerung als HTML alleine, da es nur mit JavaScript möglich ist, mit einer einzigen Navigationsleiste die Seiten eines gesamten Lehrmoduls zu steuern und gleichzeitig den Schaltflächen dynamisch die aktuellen Hyperlinks zuzuweisen. Ausschließlich mit HTML hätte das gewählte Design nur realisiert werden können, wenn für jede Seite des Lehrmoduls auch eine eigene Navigationsleiste mit jeweils passenden Hyperlinks erstellt worden wäre.

Zudem stellt JavaScript einen Standard dar, mit dem auch andere nützliche Effekte erzeugt werden können, so z.B. Fortschritts-Anzeigen mit Hilfe von dynamisch platzierten Grafiken oder auch interaktive Grafiken: Abb. 3 zeigt ein Beispiel aus dem Dendrologie-Modul der Forstbotanik: Im Frame »A« werden Mikroschnitte durch Holz gezeigt. Sobald der Benutzer mit der Maus über die einzelnen Zellstrukturen streicht, erscheint im Frame »C« ein Text, der den Namen dieser Strukturen angibt, z.B. Harzkanal, Jahresringgrenzen, Tracheen, Holzfasern und vieles andere.

Die Organisation der Dateien in Frames zusammen mit der JavaScript- Steuerung erleichtert auch den modularen Aufbau des Systems, was eine beliebige und unkomplizierte Erweiterbarkeit ermöglicht. So müssen beim Einfügen eines neuen Moduls nur in den wenigen zentralen Steuerdateien einige genau bezeichnete Anpassungen am JavaScript- und HTML-Code vorgenommen werden, um die Funktionalität auch für das neue Modul zur Verfügung zu stellen.

Auch in diesem System wurde Interaktivität ebenfalls mit Hilfe der CGI-Schnittstelle verwirklicht. So gibt es eine Termineliste, mit der sich aktuelle Termine und beliebig lange Erläuterungen in das System einfügen lassen, ohne dass auch nur eine einziger HTML-Befehl bekannt sein muss. Gleiches gilt für das Forum, in dem Fachdiskussionen öffentlich geführt werden können, indem die Beiträge automatisch HTML-formatiert in das System integriert werden. Dabei bekommt jede neue Seite einen Zeitstempel mit, so dass aktuelle von veralteten Beiträgen unterschieden werden können. Bei Bezug auf eine bestehende Seite wird der neue Eintrag optisch versetzt in der Übersicht der Beiträge verlinkt und der Autor hat die Möglichkeit, alten, automatisch markierten Text als Bezugstext mit zu übernehmen.

Als weiteres interaktives Element wurde die Möglichkeit integriert, den Wissensstand des Studenten mit Hilfe von Multiple-Choice-Fragenkatalogen abzuprüfen. Dabei schreibt der Dozent seine Fragen in ein HTML-Formular, ein CGI-Script wertet dieses Formular aus und erzeugt aus ihm die HTML-Seiten mit den Aufgaben. Im Einzelnen geht der Dozent bei der Aufgabengenerierung wie folgt vor: Innerhalb des ausgewählten Lehrmoduls gelangt er über den Schalter "Fragengenerator" zu einer Passwortabfrage; dann erhält er ein Formular, mit dem jeweils ein Themenkomplex mit bis zu 6 Fragen erzeugt werden kann (Abb. 4), und zwar in folgenden Schritten:

a) Eingabe des Namens des Themenkomplexes

b) Eingabe von ein bis sechs Fragen

c) Angabe von ein bis maximal fünf möglichen Antworten zu jeder Frage

(sinnvoller Weise ist mindestens eine richtig bzw. eine falsch)

d) Kennzeichnung, welche der Antworten die richtige(n) sein soll(en)

e) Auswahl des Lehrmoduls, in dem das für diese Frage notwendige Wissen zu finden ist

f) Abschicken des ausgefüllten Formulars.

Zur Überprüfung der Eingaben erscheint danach der Fragebogen in einer Voransicht, die derjenigen Darstellung entspricht, die der Student später zu sehen bekommt. Allerdings dient sie nur der Überprüfung der Eingaben durch den Fragenautor. Im Fehlerfalle kann so noch korrigiert werden. Andernfalls wird der Fragebogen endgültig abgespeichert, und im Frame »A« erscheint nach einigen Sekunden automatisch die Übersichtsliste der Übungsaufgaben - nun mit dem neu erzeugten Link und den zugehörigen Aufgaben. Abbildung 5 zeigt ein Beispiel für einen Aufgabenkomplex aus dem Bereich "Geografische Informationsverarbeitung".

Der Student gelangt über die Schaltfläche "Übungsaufgaben" zu einer Übersichtsseite, auf der die aktuell verfügbaren Übungsaufgaben chronologisch aufgelistet sind. Der Eintrag beschreibt den von den Aufgaben abgedeckten Themenbereich, so dass eine gezielte Auswahl möglich ist. Der Besucher kann nun eine beliebige Anzahl der ausgewählten Aufgaben lösen. Die Auswertung startet mit dem Anklicken der Schaltfläche "Eingaben prüfen" (diese Schaltfläche ist in Abb. 5 nicht sichtbar, da sie sich im unteren Bereich der Aufgabenseite befindet). Dies bewirkt die erneute Anzeige der Aufgaben zusammen mit der Angabe der ausgewählten Antworten. Zusätzlich sind diese mit einer Bewertung (richtig oder falsch) versehen. Außerdem wird automatisch ein Link eingefügt, der zu dem Lehrmodul führt, in dem der betreffende Lehrstoff behandelt wird. Bei falschen Antworten kann so die richtige Lösung erarbeitet werden.

Abbildung 6 zeigt die Integration eines Video-Dokuments in einem Modul des Bereichs Forstliche Arbeitswissenschaft. Bei Anwahl des Videomaterials kann der Besucher zwischen statischen MPEG-Filmen mit höherer Qualität aber großen Datenmengen und RealMedia-Filmen mit streaming-media wählen. Bei letzteren erscheint der RealPlayer in der Seite integriert (im Frame »A«) und beginnt sofort mit dem Ladevorgang und nach einer geringen Pufferzeit auch dem Abspielen des Videos.

Der Besucher hat über diverse Knöpfe und Schieberegler jederzeit die volle Kontrolle über den Ablauf des Filmes einschließlich Vor- und Zurückspulen. Da auch synchronisiertes Multimedia einbezogen ist, steuert das Video im Frame »B« begleitende Texte, die in diesem Falle den gesprochenen Filmtext zusammenfassen. Bei den Tondokumenten ist es ganz ähnlich, diese steuern bei einigen unserer Module in einem Frame begleitende Grafiken und simulieren somit einen herkömmlichen Vortrag mit Overhead-Folien.

Das vorliegende Projekt ist auf Internetbasis erstellt und versucht daher, die besonderen Gegebenheiten dieses Mediums zu berücksichtigen. So treten bei den meisten Nutzern Bandbreitenprobleme auf, wodurch sich der Seitenaufbau im Browser beim Betrachten von Hypertext-Seiten im WWW oft sehr langsam gestaltet. Da auch im aktuellen Fall mit vielen (wenn auch kleinen) Grafiken gearbeitet wird, was die Ladezeiten immer verlängert, wurde die Technik des Grafik-Preloads angewandt.

Im vorliegenden Fall wird im Hintergrund begonnen, sämtliche im System vorhandenen Grafiken zu laden, sobald der Besucher die erste Seite betrachtet. Klickt der Besucher weiter, wird dieser Ladevorgang nicht unterbrochen, sondern so lange fortgesetzt, bis er entweder beendet ist oder der Besucher die Seiten wieder verlassen hat. Je weiter der Besucher kommt, desto wahrscheinlicher ist es, dass die Grafiken, die er auf den neuen Seiten vorfindet, schon geladen und lokal im Cache des Browsers vorhanden sind. Solche Grafiken werden dann sofort angezeigt und verursachen keinerlei Wartezeit mehr.

Grafik-Preload lässt sich mit mindestens zwei Varianten verwirklichen. Zum einen mit einer Preload-Funktion in JavaScript, zum anderen durch Einbindung in eine HTML-Datei. Die JavaScript-Variante wurde verworfen, da es hierzu notwendig ist, die Grafikausmaße zu kennen, was einen erhöhten Aufwand beim Erfassen und Programmieren bedeutet. Bei der direkten Einbindung als Grafik wird in einschlägigen HTML-Programmierleitfäden oft empfohlen, die Grafiken zwar einzubinden, jedoch auf eine Größe von 1x1 oder gar 0x0 Pixel zu zwingen, was sie praktisch unsichtbar macht (Kirschnick, 1997). Tests haben jedoch ergeben, dass die Grafiken zwar tatsächlich initialisiert werden, aber erst dann in den Cache

geladen werden, wenn sie in der richtigen Größe auf der Originalseite erscheinen, was die Ladezeit nur unwesentlich verkürzt. Deshalb werden die Grafiken im vorliegenden System in ihrer normalen Größe vorgeladen. Die Framestruktur bietet eine sehr elegante Möglichkeit, die Grafiken trotzdem unsichtbar zu halten, indem der Preload-Vorgang in den beiden Leerframes »D« und »E« erfolgt (vgl. Abb. 3). Mit Hilfe der Positionierung durch Tabellen werden die Grafiken soweit nach unten bzw. rechts verschoben, dass sie sich außerhalb jeder normalen Bildschirmauflösung befinden und somit nicht angezeigt werden können.

Aus dem bisher gesagten geht hervor, dass der Zugriff auf das System nicht ganz ohne Voraussetzungen möglich ist. So sollte im Browser unbedingt JavaScript aktiviert und auf dem Rechner eine möglichst aktuelle RealPlayer-Version installiert sein, sofern man nicht einen aktuellen Browser von Netscape benützt. Auch sollte die Bildschirmauflösung mindestens 1024x769 Pixel betragen, da sonst die Menüleiste rechts unsichtbar bleibt.

Sämtliche Module werden vollständig zum Download bereitgestellt. Um den unterschiedlichen Systemen und Downloadmöglichkeiten gerecht zu werden, werden die Daten in den Formaten PostScript, Portable Document Format (PDF) und HTML angeboten. HTML stellt dabei das einfachste Format dar, das ohne weitere Konfiguration angezeigt und ausgedruckt werden kann. Allerdings lässt sich das Aussehen des Ausdruckes nicht exakt definieren, da es vom Browser und seiner Konfiguration abhängt. Anders verhält es sich bei PostScript und PDF - hier bestimmt der Autor das exakte Aussehen, das vom Leser nicht mehr verändert werden kann. PostScript-Dateien sind wegen ihrer weiten Verbreitung und unkomplizierten Handhabung immer noch unverzichtbar. PDF ist eine Weiterentwicklung von PostScript. PDF-Dateien sind wesentlich kleiner, lassen sich mit Hilfe von frei verfügbaren Werkzeugen sehr komfortabel betrachten und können interaktive Elemente wie Hyperlinks und sogar Video- und Tondokumente enthalten. Insbesondere diese beiden Eigenschaften lassen das PDF-Format als sehr geeignet für ein Lehr- und Lernsystem auf Internetbasis erscheinen. Allerdings wurde die Fähigkeit der Integration interaktiver Bestandteile im vorliegenden System noch nicht umgesetzt. Ein weiterer, sehr wichtiger Vorteil von PDF ist die Möglichkeit der einfachen Erzeugung aus PostScript-Dateien. Einen großen Nachteil stellt allerdings die Tatsache dar, dass die Konvertierung und Erstellung von PDF-Dokumenten nur mit einer speziellen Software möglich ist. Aufgrund der geringen Größe der zum Download angebotenen Dateien im HTML- und PDF-Format werden nur die umfangreichen und sehr stark komprimierbaren PostScript-Dateien auch in gepackter Form angeboten. Die Entscheidung für die Formate »zip« und »gzip« fiel aufgrund der freien Verfügbarkeit, der einfachen Handhabung und weiten Verbreitung dieser Software auf praktisch allen Plattformen.

Die Einzelheiten des Systems sind vollständig beschrieben bei Streckfuß 1998, es wird aufgerufen mit der URL:

http://www.forst.uni-muenchen.de/LERN/FORST/

Es ist geplant, dass allmählich der gesamte Lehrstoff der Fakultät, zumindest insoweit er durch Vorlesungen und Übungen vermittelt wird, in das Lehrsystem eingetragen wird. Außerdem wird das System auch anderen Bildungseinrichtungen zur Verfügung gestellt - unter anderem der Akademio Internacia de la Sciencoj San Marino (AIS). In einem ersten Schritt werden die digital verfügbaren Kurse der 1. Bayerischen Studientagung der AIS mit derselben Software, aber einer unabhängigen Navigation ins Netz gestellt werden. Das Programm dieser Tagung umfasst im Wesentlichen Kurse in Angewandter Informatik und in Kultur-wissenschaften sowie Sprachkurse (ILo (Esperanto), polnisch und russisch, vorgestellt von Lewanderska-Quednau 1998 im Druck) und ist einzusehen unter der URL: http://www.forst.uni-muenchen.de/OTHERS/AIS/arangxoj/bav01.html

Es ist durchaus zulässig, auch solche Module in das System einzufügen, die nicht seine Multimedia-Fähigkeiten ausnutzen, sondern vielleicht nur vorlesungs-begleitende Folienskripten oder eingescannten Text mit einigen Bildern enthalten. Nach Lebrun (1997a,b) befinden sich derartige Module in der Phase der Assimilation eines neuen Mediums (in diesem Falle des WWW), in der lediglich bereits bekannte Techniken übertragen werden (so wie zum Beispiel die ersten Spielfilme einfach gefilmte Theateraufführungen waren), während in der darauf folgenden Phase der Akkomodation die Möglichkeiten des neuen Mediums genutzt werden. (Die Termini assimilation und accomodation werden von Lebrun sowohl in seinem englischen als auch seinem französischen Text benutzt) Jedoch stellen bereits die rein assimilierten WWW-Seiten wegen der Möglichkeiten der jederzeit möglichen Aktualisierung einen wesentlichen Fortschritt gegenüber gedrucktem Lehrbegleitmaterial dar.

In der Skala der Selbstständigkeit, die dem Lernenden abverlangt bzw. angeboten wird (nach Riedel (1993, 1998) sind das die Stufen des nachvoll-ziehenden, aufgabengesteuerten, problemgesteuerten und problementdeckenden Lernens) befinden sich die Lehrmodule zur Zeit noch auf der untersten oder höchstens zweituntersten Stufe. Wahrscheinlich wird die didaktische Forschung, und hier besonders die Bildungskybernetik, Methoden entwickeln, die auch die höheren Stufen des Lernens zu objektivieren und in eine Lehrsoftware zu integrieren gestatten. Allerdings bedeutet es für die Praxis der akademischen Lehre schon einen großen Fortschritt, wenn durch das teilweise Verschieben der unteren Lernstufen auf eine Lehr/Lernsoftware mehr Zeit für problemgesteuertes und -entdeckendes Lernen im Rahmen konventioneller Lehrveranstaltungen gewonnen wird.

Die Erstellung von professionellen Multimediaseiten für eine Lehr/ Lernsoftware ist außerordentlich zeitaufwendig - für eine Stunde Präsenz am Computer werden leicht 100 Stunden Vorbereitungszeit benötigt (Lobin, persönliche Mitteilung). Es ist deshalb unabdingbar, dass möglichst viele Hochschulen und andere Bildungseinrichtungen fach-, länder- und sogar sprachübergreifend bei der Erstellung und dem Austausch der Module zusammenarbeiten. Ähnliche internationale Gemeinschaftsprojekte zur Erstellung von WWW-basiertem Lehrmaterial, mit denen eine Vernetzung angestrebt wird, sind zum Beispiel

- die Bildungskybernetischen Kernkurse (Frank 1998), die den Kern der Lehrinhalte des kommunikationskybernetischen Magisterstudiengangs der AIS enthalten und die an den Universitäten Paderborn(DE), Nitra(SK) und Sibiu/Hermannstadt(RO) verwandt werden.

- SMART (Statistics and Mathematics as Advanced Research Tools) - ein Lernprogramm über moderne statistische Verfahren für Biowissenschaftler, beschrieben bei Talbot et al (1998) und aufrufbar unter der URL:

http://www.bioss.sari.ac.uk/smart/unix/intro/slides/smartmod.htm

An diesem Projekt sind die Autoren beteiligt, so dass eine enge Verzahnung mit unserem Lehrsystem möglich ist.

Um die internationale Zusammenarbeit in unserem Fach zu fördern, haben wir in Zusammenarbeit mit Fössmeier von der kybernetischen Sektion der AIS das vielsprachige forstliche Fachlexikon "Lexicon silvestre" (Simon und Ullrich 1993, Simon et al 1994, 1995) ins Netz gestellt (unter der URL: http://w3.forst.uni-muenchen.de/~quednau/lex-silv/ ) und werden es nach Möglichkeit mit unserem System verknüpfen. Dieses Lexikon verwendet als seine wichtigste Referenzsprache die Internationale Sprache Esperanto, die sich für diesen Zweck wesentlich besser eignet als jede ethnische Sprache, weil sie eindeutiger definierte Termini hat und den Sinn einer Aussage besser von einer Sprache in die andere transportieren kann (Frank 1986).

Zusammenfassung

In vielen Lehrgebieten der Forstwissenschaften, insbesondere in der immer mehr an Bedeutung gewinnenden Angewandten Informatik, geht der Erkenntnisfortschritt derartig schnell vor sich, dass die Erstellung traditioneller vorlesungsbegleitender Skripten in Papierform sinnlos geworden ist. Deshalb wird den Studenten unserer Fakultät schon seit einiger Zeit der Lehrstoff in Form von Online-Skripten - aufrufbar durch einen WWW-Browser - zur Verfügung gestellt - mit dem Vorteil, dass sie jederzeit aktualisiert werden können und die Aktualisierung sofort vom Studenten abrufbar ist.

Diese Skriptensammlung wurde weiterentwickelt zu einem einheitlichen lehrbegleitenden System für unsere Fakultät. Es besteht aus Hypertextseiten, deren Navigation mit Hilfe von JavaScript gesteuert wird. Eine wesentliche Aufwertung erhielten die Skripten durch die Integration dynamischer Kanäle, also Ton, animierte Grafiken und Video. Ton und Video sind von einem Real-Media-Server abrufbar. Zusätzlich wurden mit Hilfe von JavaScript und CGI-Programmen interaktive Elemente hinzugefügt - bisher allerdings beschränkt auf die Präsentation und Auswertung von Multiple-Choice-Fragen zu den einzelnen Lektionen sowie eine Termine-Liste und ein Diskussionsforum. Die flexible Erreichbarkeit wird durch die Natur des Internets gewährleistet.

Bei der Erstellung des Systems wurden nur grundlegende und standardisierte Technologien (Industriestandards) verwandt. Damit wurde sichergestellt, dass der zeitliche und finanzielle Erstellungsaufwand überschaubar bleibt. Das System ist durch seinen modularen Aufbau beliebig erweiterbar. Dozenten können über den Webmaster Lehrinhalte und Übungsaufgaben in das System einspielen lassen.

Im Vortrag werden das Vorgehen der Erstellung und die dabei aufgetretenen Probleme, der Status Quo mit seinen Vor- und Nachteilen sowie eine Reihe von Verbesserungsvorschlägen für den künftigen Ausbau geschildert.

Resumo: Plurkanala ("Multimedia") instru- kaj lernprogramaro en forsta fakultato

En multaj instrukampoj de la forstsciencoj - precipe en la aplika informadiko, kiu gajnas pli kaj pli da graveco - la progreso de la ekkonoj tiom rapidas, ke la verkado de tradiciaj paperaj skriptoj, kiuj akompanas la prelegojn, farig^is sensenca. Pro tio ni disponigas al la studentoj de nia fakultato jam ekde iom da tempo la instruaj^on en formo de enkomputilaj skriptoj - vokeblaj per TTT-krozilo. Tio havas la avantag^on, ke la instruaj^o povas c^iam ajn esti aktualigata, kaj la aktualigo tuj akiras la studenton.

Tiun skriptaron ni pluevoluigis al unueca instru-akompana sistemo por nia fakultato. G^i konsistas el hipertekst-pag^oj, kies navigadon stiras programoj verkitaj en JavaScript. Grave plivalorigis la skriptojn la aldono de dinamikaj kanaloj: sonoj, animitaj grafikaj^oj kaj videoj. Sonoj kaj videoj estas sendataj de "Real Video"-servilo. Aldonataj estis interagaj elementoj helpe de JavaScript kaj CGI-programoj - tamen g^is nun limigitaj al prezentado kaj analizado de multoblelektaj demandoj, kiuj rilatas al la opaj lecionoj, kaj al datolisto kaj diskutforumo. La flekseblan akireblon garantias la naturo de la interreto.

La sistemo uzas nur bazajn kaj normigitajn teh^nologiojn (industri-standartojn). Tio certigas, ke la bezonoj por mono kaj tempo restas kalkuleblaj. Pro g^ia modjuleco g^i permesas dau^ran pligrandigadon. Docentoj povas tra la retmajstro aldoni instrumaterialon kaj testdemandojn.

Dum la prelego estas priparolataj la proceduro de la verkado, la spertitaj problemoj, la nuna situacio kun avantag^oj kaj malavantag^oj kaj aro de plibonigadproponoj por la estonta kompletigado.

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Anschrift der Verfasser:

Prof. Dr. H.-D. Quednau und Diplomforstwirt M. Streckfuß

Forstwissenschaftliche Fakultät der LMU

Am Hochanger 13

DE-85354 Freising

Tel: ..49.8161.71.4765, Fax: ..49.8161.71.4767

email: quednau@forst.uni-muenchen.de

WWW: http://www.forst.uni-muenchen.de/~quednau