@misc{RenzMeinel2019, author = {Renz, Jan and Meinel, Christoph}, title = {The "Bachelor Project"}, series = {2019 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON)}, journal = {2019 IEEE Global Engineering Education Conference (EDUCON)}, publisher = {IEEE}, address = {New York}, isbn = {978-1-5386-9506-7}, issn = {2165-9567}, doi = {10.1109/EDUCON.2019.8725140}, pages = {580 -- 587}, year = {2019}, abstract = {One of the challenges of educating the next generation of computer scientists is to teach them to become team players, that are able to communicate and interact not only with different IT systems, but also with coworkers and customers with a non-it background. The "bachelor project" is a project based on team work and a close collaboration with selected industry partners. The authors hosted some of the teams since spring term 2014/15. In the paper at hand we explain and discuss this concept and evaluate its success based on students' evaluation and reports. Furthermore, the technology-stack that has been used by the teams is evaluated to understand how self-organized students in IT-related projects work. We will show that and why the bachelor is the most successful educational format in the perception of the students and how this positive results can be improved by the mentors.}, language = {en} } @misc{RenzShamsMeinel2017, author = {Renz, Jan and Shams, Ahmed and Meinel, Christoph}, title = {Offline-Enabled Web-based E-Learning for Improved User Experience in Africa}, series = {2017 IEEE Africon}, journal = {2017 IEEE Africon}, publisher = {IEEE}, address = {New York}, isbn = {978-1-5386-2775-4}, issn = {2153-0025}, doi = {10.1109/AFRCON.2017.8095574}, pages = {736 -- 742}, year = {2017}, abstract = {Web-based E-Learning uses Internet technologies and digital media to deliver education content to learners. Many universities in recent years apply their capacity in producing Massive Open Online Courses (MOOCs). They have been offering MOOCs with an expectation of rendering a comprehensive online apprenticeship. Typically, an online content delivery process requires an Internet connection. However, access to the broadband has never been a readily available resource in many regions. In Africa, poor and no networks are yet predominantly experienced by Internet users, frequently causing offline each moment a digital device disconnect from a network. As a result, a learning process is always disrupted, delayed and terminated in such regions. This paper raises the concern of E-Learning in poor and low bandwidths, in fact, it highlights the needs for an Offline-Enabled mode. The paper also explores technical approaches beamed to enhance the user experience inWeb-based E-Learning, particular in Africa.}, language = {en} } @phdthesis{Renz2020, author = {Renz, Jan}, title = {Lebensbegleitendes Lernen in einer digitalen Welt}, doi = {10.25932/publishup-47257}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-472573}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {vii, 184}, year = {2020}, abstract = {In unserer digitalisierten Welt verlagert sich das Lernen in die Cloud. Vom Unterricht in der Schule und der Tafel zum Tablet, hin zu einem lebenslangen Lernen in der Arbeitswelt und sogar dar{\"u}ber hinaus. Wie erfolgreich und attraktiv dieses zeitgem{\"a}ße Lernen erfolgt, h{\"a}ngt nicht unwesentlich von den technologischen M{\"o}glichkeiten ab, die digitale Lernplattformen rund um MOOCs und Schul-Clouds bieten. Bei deren Weiterentwicklung sollten statt {\"o}konomischen Messgr{\"o}ßen und KPIs die Lernenden und ihre Lernerfahrungen im Vordergrund stehen. Hierf{\"u}r wurde ein Optimierungsframework entwickelt, das f{\"u}r die Entwicklung von Lernplattformen anhand verschiedener qualitativer und quantitative Methoden Verbesserungen identifiziert, priorisiert und deren Beurteilung und Umsetzung steuert. Datengest{\"u}tzte Entscheidungen sollten auf einer ausreichenden Datenbasis aufbauen. Moderne Web-Anwendungen bestehen aber oft aus mehreren Microservices mit jeweils eigener Datenhaltung. Viele Daten sind daher nicht mehr einfach zug{\"a}nglich. Daher wird in dieser Arbeit ein Learning Analytics Dienst eingef{\"u}hrt, der diese Daten sammelt und verarbeitet. Darauf aufbauend werden Metriken eingef{\"u}hrt, auf deren Grundlage die erfassten Daten nutzbar werden und die somit zu verschiedenen Zwecken verwendet werden k{\"o}nnen. Neben der Visualisierung der Daten in Dashboards werden die Daten f{\"u}r eine automatisierte Qualit{\"a}tskontrolle herangezogen. So kann festgestellt werden, wenn Tests zu schwierig oder die soziale Interaktion in einem MOOC zu gering ist. Die vorgestellte Infrastruktur l{\"a}sst sich aber auch verwenden, um verschiedene A/B/n-Tests durchzuf{\"u}hren. In solchen Tests gibt es mehrere Varianten, die an verschiedene Nutzergruppen in einem kontrollierten Experiment erprobt werden. Dank der vorgestellten Testinfrastruktur, die in der HPI MOOC Plattform eingebaut wurde, kann ermittelt werden, ob sich f{\"u}r diese Gruppen statistisch signifikante {\"A}nderungen in der Nutzung feststellen lassen. Dies wurde mit f{\"u}nf verschiedenen Verbesserungen der HPI MOOC Plattform evaluiert, auf der auch openHPI und openSAP basieren. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich Lernende mit reaktivierenden Mails zur{\"u}ck in den Kurs holen lassen. Es ist prim{\"a}r die Kommunikation der unbearbeiteten Lerninhalte des Nutzers, die eine reaktivierende Wirkung hat. Auch {\"U}bersichtsmails, die die Forenaktivit{\"a}t zusammenfassen, haben einen positiven Effekt erzielt. Ein gezieltes On-Boarding kann dazu f{\"u}hren, dass die Nutzer die Plattform besser verstehen und hierdurch aktiver sind. Der vierte Test konnte zeigen, dass die Zuordnung von Forenfragen zu einem bestimmten Zeitpunkt im Video und die grafische Anzeige dieser Informationen zu einer erh{\"o}hten Forenaktivit{\"a}t f{\"u}hrt. Auch die experimentelle Erprobung von unterschiedlichen Lernmaterialien, wie sie im f{\"u}nften Test durchgef{\"u}hrt wurde, ist in MOOCs hilfreich, um eine Verbesserung der Kursmaterialien zu erreichen. Neben diesen funktionalen Verbesserungen wird untersucht wie MOOC Plattformen und Schul-Clouds einen Nutzen bieten k{\"o}nnen, wenn Nutzern nur eine schwache oder unzuverl{\"a}ssige Internetanbindung zur Verf{\"u}gung steht (wie dies in vielen deutschen Schulen der Fall ist). Hier wird gezeigt, dass durch ein geschicktes Vorausladen von Daten die Internetanbindungen entlastet werden k{\"o}nnen. Teile der Lernanwendungen funktionieren dank dieser Anpassungen, selbst wenn keine Verbindung zum Internet besteht. Als Letztes wird gezeigt, wie Endger{\"a}te sich in einem lokalen Peer-to-Peer CDN gegenseitig mit Daten versorgen k{\"o}nnen, ohne dass diese aus dem Internet heruntergeladen werden m{\"u}ssen.}, language = {de} } @misc{MalchowRenzBaueretal.2017, author = {Malchow, Martin and Renz, Jan and Bauer, Matthias and Meinel, Christoph}, title = {Embedded smart home}, series = {11th Annual IEEE International Systems Conference (SysCon)}, journal = {11th Annual IEEE International Systems Conference (SysCon)}, publisher = {IEEE}, address = {New York}, isbn = {978-1-5090-4623-2}, issn = {1944-7620}, doi = {10.1109/SYSCON.2017.7934728}, pages = {195 -- 200}, year = {2017}, abstract = {The popularity of MOOCs has increased considerably in the last years. A typical MOOC course consists of video content, self tests after a video and homework, which is normally in multiple choice format. After solving this homeworks for every week of a MOOC, the final exam certificate can be issued when the student has reached a sufficient score. There are also some attempts to include practical tasks, such as programming, in MOOCs for grading. Nevertheless, until now there is no known possibility to teach embedded system programming in a MOOC course where the programming can be done in a remote lab and where grading of the tasks is additionally possible. This embedded programming includes communication over GPIO pins to control LEDs and measure sensor values. We started a MOOC course called "Embedded Smart Home" as a pilot to prove the concept to teach real hardware programming in a MOOC environment under real life MOOC conditions with over 6000 students. Furthermore, also students with real hardware have the possibility to program on their own real hardware and grade their results in the MOOC course. Finally, we evaluate our approach and analyze the student acceptance of this approach to offer a course on embedded programming. We also analyze the hardware usage and working time of students solving tasks to find out if real hardware programming is an advantage and motivating achievement to support students learning success.}, language = {en} } @book{MeinelRenzLuderichetal.2019, author = {Meinel, Christoph and Renz, Jan and Luderich, Matthias and Malyska, Vivien and Kaiser, Konstantin and Oberl{\"a}nder, Arne}, title = {Die HPI Schul-Cloud}, number = {125}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-453-1}, issn = {1613-5652}, doi = {10.25932/publishup-42306}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-423062}, publisher = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {57}, year = {2019}, abstract = {Die digitale Transformation durchdringt alle gesellschaftlichen Ebenen und Felder, nicht zuletzt auch das Bildungssystem. Dieses ist auf die Ver{\"a}nderungen kaum vorbereitet und begegnet ihnen vor allem auf Basis des Eigenengagements seiner Lehrer*innen. Strukturelle Reaktionen auf den Mangel an qualitativ hochwertigen Fortbildungen, auf schlecht ausgestattete Unterrichtsr{\"a}ume und nicht professionell gewartete Computersysteme gibt es erst seit kurzem. Doch auch wenn Beharrungskr{\"a}fte unter P{\"a}dagog*innen verbreitet sind, erfordert die Transformation des Systems Schule auch eine neue Mentalit{\"a}t und neue Arbeits- und Kooperationsformen. Zeitgem{\"a}ßer Unterricht ben{\"o}tigt moderne Technologie und zeitgem{\"a}ße IT-Architekturen. Nur Systeme, die f{\"u}r Lehrer*innen und Sch{\"u}ler*innen problemlos verf{\"u}gbar, benutzerfreundlich zu bedienen und didaktisch flexibel einsetzbar sind, finden in Schulen Akzeptanz. Hierf{\"u}r haben wir die HPI Schul-Cloud entwickelt. Sie erm{\"o}glicht den einfachen Zugang zu neuesten, professionell gewarteten Anwendungen, verschiedensten digitalen Medien, die Vernetzung verschiedener Lernorte und den rechtssicheren Einsatz von Kommunikations- und Kollaborationstools. Die Entwicklung der HPI Schul-Cloud ist umso notwendiger, als dass rechtliche Anforderungen - insbesondere aus der Datenschutzgrundverordnung der EU herr{\"u}hrend - den Einsatz von Cloud-Anwendungen, die in der Arbeitswelt verbreitet sind, in Schulen unm{\"o}glich machen. Im Bildungsbereich verbreitete Anwendungen sind gr{\"o}ßtenteils technisch veraltet und nicht benutzerfreundlich. Dies n{\"o}tigt die Bundesl{\"a}nder zu kostspieligen Eigenentwicklungen mit Aufw{\"a}nden im zweistelligen Millionenbereich - Projekte die teilweise gescheitert sind. Dank der modularen Micro-Service-Architektur k{\"o}nnen die Bundesl{\"a}nder zuk{\"u}nftig auf die HPI Schul-Cloud als technische Grundlage f{\"u}r ihre Eigen- oder Gemeinschaftsprojekte zur{\"u}ckgreifen. Hierf{\"u}r gilt es, eine nachhaltige Struktur f{\"u}r die Weiterentwicklung der Open-Source-Software HPI Schul-Cloud zu schaffen. Dieser Bericht beschreibt den Entwicklungsstand und die weiteren Perspektiven des Projekts HPI Schul-Cloud im Januar 2019. 96 Schulen deutschlandweit nutzen die HPI Schul-Cloud, bereitgestellt durch das Hasso-Plattner-Institut. Weitere 45 Schulen und Studienseminare nutzen die Nieders{\"a}chsische Bildungscloud, die technisch auf der HPI Schul-Cloud basiert. Das vom Bundesministerium f{\"u}r Bildung und Forschung gef{\"o}rderte Projekt l{\"a}uft in der gegenw{\"a}rtigen Roll-Out-Phase bis zum 31. Juli 2021. Gemeinsam mit unserem Kooperationspartner MINT-EC streben wir an, die HPI Schul-Cloud m{\"o}glichst an allen Schulen des Netzwerks einzusetzen.}, language = {de} } @book{MeinelRenzGrellaetal.2017, author = {Meinel, Christoph and Renz, Jan and Grella, Catrina and Karn, Nils and Hagedorn, Christiane}, title = {Die Cloud f{\"u}r Schulen in Deutschland}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-397-8}, issn = {1613-5652}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-103858}, publisher = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {50}, year = {2017}, abstract = {Die digitale Entwicklung durchdringt unser Bildungssystem, doch Schulen sind auf die Ver{\"a}nderungen kaum vorbereitet: {\"U}berforderte Lehrer/innen, infrastrukturell schwach ausgestattete Unterrichtsr{\"a}ume und unzureichend gewartete Computernetzwerke sind keine Seltenheit. Veraltete Hard- und Software erschweren digitale Bildung in Schulen eher, als dass sie diese erm{\"o}glichen: Ein zukunftssicherer Ansatz ist es, die Rechner weitgehend aus den Schulen zu entfernen und Bildungsinhalte in eine Cloud zu {\"u}berf{\"u}hren. Zeitgem{\"a}ßer Unterricht ben{\"o}tigt moderne Technologie und eine zukunftsorientierte Infrastruktur. Eine Schul-Cloud (https://hpi.de/schul-cloud) kann dabei helfen, die digitale Transformation in Schulen zu meistern und den f{\"a}cher{\"u}bergreifenden Unterricht mit digitalen Inhalten zu bereichern. Den Sch{\"u}ler/innen und Lehrkr{\"a}ften kann sie viele M{\"o}glichkeiten er{\"o}ffnen: einen einfachen Zugang zu neuesten, professionell gewarteten Anwendungen, die Vernetzung verschiedener Lernorte, Erleichterung von Unterrichtsvorbereitung und Differenzierung. Die Schul-Cloud bietet Flexibilit{\"a}t, f{\"o}rdert die schul- und f{\"a}cher{\"u}bergreifende Anwendbarkeit und schafft eine wichtige Voraussetzung f{\"u}r die gesellschaftliche Teilhabe und Mitgestaltung der digitalen Welt. Neben den technischen Komponenten werden im vorliegenden Bericht ausgew{\"a}hlte Dienste der Schul-Cloud exemplarisch beschrieben und weiterf{\"u}hrende Schritte aufgezeigt. Das in Zusammenarbeit mit zahlreichen Expertinnen und Experten am Hasso-Plattner-Institut (HPI) entwickelte und durch das Bundesministerium f{\"u}r Bildung und Forschung (BMBF) gef{\"o}rderte Konzept einer Schul-Cloud stellt eine wichtige Grundlage f{\"u}r die Einf{\"u}hrung Cloud-basierter Strukturen und -Dienste im Bildungsbereich dar. Gemeinsam mit dem nationalen Excellence-Schulnetzwerk MINT-EC als Kooperationspartner startet ab sofort die Pilotphase. Aufgrund des modularen, skalierbaren Ansatzes der Schul-Cloud kommt dem infrastrukturellen Prototypen langfristig das Potential zu, auch {\"u}ber die begrenzte Anzahl an Pilotschulen hinaus bundesweit effizient eingesetzt zu werden.}, language = {de} } @misc{BruechnerRenzKlingbeil2019, author = {Bruechner, Dominik and Renz, Jan and Klingbeil, Mandy}, title = {Creating a Framework for User-Centered Development and Improvement of Digital Education}, series = {Scale}, journal = {Scale}, publisher = {Association for Computing Machinery}, address = {New York}, isbn = {978-1-4503-6804-9}, doi = {10.1145/3330430.3333644}, pages = {4}, year = {2019}, abstract = {We investigate how the technology acceptance and learning experience of the digital education platform HPI Schul-Cloud (HPI School Cloud) for German secondary school teachers can be improved by proposing a user-centered research and development framework. We highlight the importance of developing digital learning technologies in a user-centered way to take differences in the requirements of educators and students into account. We suggest applying qualitative and quantitative methods to build a solid understanding of a learning platform's users, their needs, requirements, and their context of use. After concept development and idea generation of features and areas of opportunity based on the user research, we emphasize on the application of a multi-attribute utility analysis decision-making framework to prioritize ideas rationally, taking results of user research into account. Afterward, we recommend applying the principle build-learn-iterate to build prototypes in different resolutions while learning from user tests and improving the selected opportunities. Last but not least, we propose an approach for continuous short- and long-term user experience controlling and monitoring, extending existing web- and learning analytics metrics.}, language = {en} }