Die Komplexita¨t der Bedienung von Fertigungsmaschinen in der industriellen Produktion nimmt stetig zu. Dies geht einher mit sich vera¨ndernden Anforderungen hinsichtlich des erforderlichen Wissens, Fertigkeiten und Kompetenzen bei den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Fu¨ r die Fo¨ rderung der Kompetenzen in der beruflichen Bildung sollen die betrieblichen Arbeitsta¨tigkeiten multimedial erhoben und anschließend semi-automatisch in adaptive, didaktisch aufbereitete Lernszenarien transformiert werden. Dieser Beitrag beleuchtet den aktuellen Stand der Entwicklung, der Evaluation und der organisationalen Integration des dafu¨ r entwickelten Aufnahmewerkzeugs.
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Ein Ziel des Projekts besteht darin, Arbeitsprozesswissen so zu erheben, dass aus diesen Aufnahmen adaptive Lernszenarien generiert werden ko¨nnen [FK15]. Unter einem Lernszenario verstehen wir eine multimediale Darstellung eines Arbeitsprozesses, unter bewusstem Einsatz didaktisch fundierter Lehrmethoden. 2.1
Das Aufnahmesystem besteht aus einem Server und einem Tablet, die u¨ber ein WLAN miteinander verbunden sind. Fu¨r Ta¨tigkeiten, bei denen beide Ha¨nde beno¨tigt werden, kann zusa¨tzlich eine Action-Cam verwendet werden. Die tragbaren Gera¨te haben den Vorteil, dass die Arbeitsprozessaufnahme in den Betriebsablauf integriert werden kann. Der Aufnahmeprozess wird von einer Mitarbeiterin oder einem Mitarbeiter u¨ber das Tablet gesteuert. Mit Tablet oder Action-Cam ko¨nnen Fotos oder Videos erstellt werden. Alle Medien werden strukturiert auf einem Server gespeichert. In Abb. 1 wird das Setting zur Arbeitsprozessaufnahme schematisch dargestellt.
Abb. 1: Aufbau des Systems zur Aufnahme von Arbeitsprozessen 2.2
Die Erhebung von Arbeitsprozessen und die nachfolgende Erstellung von Lernszenarien erfordert ein Arbeitsprozessmodell. In der industriellen Produktion sind fu¨r die Analyse von Arbeitsprozessen Zeitstudien nach den Methoden Methods-Time Measurement (MTM) [BL12] oder REFA [Bi05] u¨blich. Bei beiden Methoden liegt das Ziel nicht in der Erstellung didaktisch fundierter Lernszenarien, sondern in der Erstellung eines Systems vorbestimmter Zeiten zur Ermittlung von Plan- und Vorgabezeiten. MTM legt den Fokus der Modellierung auf die Ru¨ckfu¨hrung jeglicher Bewegungen auf verschiedene Grundbewegungen wie bspw. hinlangen, greifen usw. und wird besonders in der Planung von Arbeitsprozessen verwendet. Mit REFA werden manuelle Ta¨tigkeiten beobachtet und die jeweils beno¨tigte Zeit gestoppt. Fu¨r die Aufnahme von Arbeitsta¨tigkeiten im laufenden Betrieb wa¨re die Aufnahme aller manuellen Handlungen, in der durch MTM und REFA geforderten Granularita¨t, zu zeitintensiv.
Aufnahmewerkzeug fu¨r die semi-automatische Erstellung von Lernszenarien 197 Im Projekt PLuTO8, in dem Arbeitsprozess- und Erfahrungswissen multimedial erhoben wird, so dass es in eine Wissensplattform integriert werden kann, werden Wartungsprozesse an Werkstattmaschinen erhoben und semi-automatisch verschlagwortet. Die aufgenommenen Inhalte und Metadaten werden in einer Ontologie gespeichert [Bl15]. Hier werden allerdings nicht gesamte Arbeitsprozesse betrachtet, sondern Einzelta¨tigkeiten im Bereich der Wartung von Maschinen. Im Projekt APPsist9 werden intelligente Wissensund Assistenzdienste entwickelt, die Bescha¨ftigte in Werkshallen adaptiv bei ihren Arbeitsta¨tigkeiten unterstu¨tzen. Ziel ist die Ermo¨glichung einer breitgefa¨cherten Weiterentwicklung der Bescha¨ftigten [Ul15]. Fu¨r die Erhebung und Modellierung von Arbeitsprozessen wird bei APPsist BPMN10 als Prozessbeschreibungssprache verwendet, mit der sich beliebige Arbeitsprozesse modular und wiederverwendbar mit beliebiger Granularita¨t darstellen lassen. BPMN bietet allerdings keine einfache Mo¨glichkeit, Handlungen in eine auslo¨sende und resultierende Situation einzubetten. Diese Einbettung hat jedoch bei der Erstellung von Lernszenarien den Vorteil, dass den Lernenden Feedback angeboten werden kann. So ko¨nnen sie die Ist- bzw. Soll-Situation ihrer Handlung mit der Ist- bzw. Soll-Situation der dargestellten Handlung vergleichen.
Abb. 2: Arbeitsprozessmodell in DigiLernPro Als Grundlage zur Erstellung des Modells dienten unterschiedliche Arbeitsprozesse in den Anwendungsbereichen der Projektpartner aus der industriellen Produktion. Dazu geho¨ren bspw. Inbetriebnahmen, Sto¨rungsbeseitigungen und Umru¨stungen von Maschinen oder das Messen mit Messinstrumenten. Wie in Abb. 2 dargestellt, besteht jeder dieser Arbeitsprozesse aus einzelnen Arbeitsprozessschritten, die sequentiell nacheinander ausgefu¨hrt werden. Ein Arbeitsprozessschritt besteht nicht nur aus einer Ta¨tigkeit, sondern beinhaltet ebenso eine der Ta¨tigkeit vorangehende Ist-Situation (z. B. Auslo¨ser) und eine der Ta¨tigkeit folgende Soll-Situation (z. B. Effekt). Die Beschreibung von Ist- bzw. Soll-Situationen in Arbeitsprozesschritten bietet den Lernenden bei der spa¨teren Durchfu¨hrung des Lernszenarios die Mo¨glichkeit, die Effekte ihrer durchgefu¨hrten Ta¨tigkeiten mit den Vorgaben zu vergleichen. 8 http://www.plutoprojekt.de/index.php/de/ 9 http://www.appsist.de/ 10 http://www.omg.org/spec/BPMN/
Zu einer Ta¨tigkeit ko¨nnen Warnhinweise, typische Fehler und Zusatzinformationen erhoben werden. Warnhinweise dienen zur Erhebung von Arbeitssicherheitsinformationen, bspw. ein Hinweis auf die Notwendigkeit, eine Arbeitsschutzbrille zu tragen. Mit der Aufnahme von Zusatzinformationen ko¨nnen Tipps und Tricks aufgenommen oder ein allgemeiner Bezug des Arbeitsprozesses oder des Betriebsmittels zu seinem Kontext hergestellt und dargestellt werden. Das Ziel besteht dabei in der Motivationsfo¨rderung in Bezug auf den aktuellen Arbeitsprozess, der Sinnhaftigkeit von Qualita¨tsanspru¨chen und der Relevanz der Ta¨tigkeit fu¨r das entstehende Produkt. 2.3
Das Aufnahmewerkzeug fu¨hrt auf dem Tablet Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter durch die Aufnahme von Arbeitsprozessen. Das Ziel besteht dabei in einer mo¨glichst vollsta¨ndigen und medial sinnvollen Erhebung anhand von Fotos und Videos bzw. auch textuellen Beschreibungen und der Einbindung von externen Dokumenten.
Ist-Situation, Ta¨tigkeit und Soll-Situation werden nacheinander und multimedial erhoben. Fotos und Videos ko¨nnen mit einer Action-Cam oder direkt mit dem Tablet aufgezeichnet werden. Textuelle Beschreibungen in Form von Kommentaren ko¨nnen mit Hilfe der im Tablet integrierten Spracheingabe aufgezeichnet werden. Nach Aufnahme eines Fotos kann die Mitarbeiterin bzw. der Mitarbeiter direkt in dem Foto fu¨r den Arbeitsschritt relevante Positionen kennzeichnen und kommentieren.
Aus den so erhobenen Daten werden im Nachgang automatisch Lernszenarien generiert, die adaptiv am Vorwissen einer Lernerin oder eines Lerners anknu¨pfen. Mit diesem Schrittfu¨r-Schritt-Konzept der Aufnahme von Arbeitsprozessen soll die Aufmerksamkeit der aufnehmenden Person so gelenkt werden, dass mo¨glichst keine Schritte vergessen werden. 3
Die Entwicklung des Aufnahmewerkzeugs in DigiLernPro wird von einer formativen Evaluation begleitet, mit deren Hilfe (Verbesserungs-)Vorschla¨ge zur Softwareentwicklung, organisationalen Integration und Akzeptanz der Technologie formuliert werden. Die Basis des Projekts bildete eine Bestandsaufnahme zur Analyse der Ausgangsbedingungen und der Anforderungen der Praxispartner, um an diese bei der Entwicklung des mediendidaktischen Konzepts, der technologischen Anwendung und der organisationalen Integration anknu¨pfen zu ko¨nnen. Im Folgenden werden die ersten Schritte der Usability-Evaluation zur Weiterentwicklung des Aufnahmewerkzeugs vorgestellt. 3.1
Die in Abschnitt 3.2 beschriebenen Ergebnisse basieren auf zwei Evaluationen: Einem Expertenreview [SB11] hinsichtlich Software-Ergonomie und Barrierefreiheit (basierend
Aufnahmewerkzeug fu¨r die semi-automatische Erstellung von Lernszenarien 199 auf der DIN EN ISO 9241-110 [DI08] sowie der BITV 2.0 [BI11]), um grundlegende Probleme zu identifizieren, sowie zwei Workshops einschließlich Nutzertests [SB11], um die Sicht der realen Benutzerinnen und Benutzer zu erheben. Die im Expertenreview festgestellten Probleme wurden kategorisiert, hinsichtlich ihres Schweregrades bewertet und vor der Durchfu¨hrung der Nutzertests im Aufnahmewerkzeug behoben. In den Nutzertests wurden den Testpersonen Arbeitsaufgaben gestellt, die sie an ihrem Arbeitsplatz durchfu¨hrten. Sie planten die Erhebung von Arbeitsprozessen und nahmen diese mit dem Aufnahmewerkzeug auf. Hierbei wurden sie von den Testleiterinnen und Testleitern beobachtet, wobei zusa¨tzlich die Think-Aloud-Methode [SB11] verwendet wurde. Zu Auswertungszwecken wurde die Interaktion mit dem Aufnahmewerkzeug mittels einer Screenrecording-Software und einer Videokamera aufgenommen. 3.2
Die Ergebnisse des Expertenreviews und der Nutzertests umfassen Aspekte der Bedienbarkeit bzw. Usability des Aufnahmewerkzeugs, der didaktischen Konzeptionierung sowie der organisationellen Einbettung. Bema¨ngelt wurden z. B. die fehlende Abbruchmo¨glichkeit bestimmter Vorga¨nge, wie das Erstellen eines Kommentars, oder fehlende Funktionen hinter Interaktionselementen. Zudem gab es Probleme bzgl. der Versta¨ndlichkeit und Erwartungskonformita¨t der Bedienung. Texte konnten nach dem Speichern nicht editiert werden. Teils war nicht ersichtlich, wozu Interaktionselemente genutzt werden ko¨nnen (z. B. durch unklare Symbolik) oder dass sie generell vorhanden sind. So wurde z. B. der Logout-Button nicht gesehen bzw. nicht als wichtig erachtet. Auch die Mo¨glichkeit der Spracheingabe zum Hinzufu¨gen von Text war nicht sofort ersichtlich.
Der Aufbau des Systems bedarf einer Anpassung an die Rahmenbedingungen der Arbeitsumgebung, vor allem um mo¨gliche Unfallquellen (z. B. durch Kabelverbindungen zwischen den einzelnen Elementen) und den Umgebungsla¨rm so weit wie mo¨glich zu reduzieren. Letzterer hatte deutlichen Einfluss auf die Qualita¨t der aufgenommenen Audioinhalte und die Spracherkennung. Insgesamt wurde die Notwendigkeit eines didaktischen Konzepts deutlich. Ein solches Konzept wird im Projektkontext ebenfalls erarbeitet, konnte aufgrund der parallelen Entwicklung der Software bislang jedoch noch nicht in diese integriert werden. Es wurde ersichtlich, dass ein didaktisches Konzept auch Hinweise zur angemessenen Visualisierung von Arbeitsschritten enthalten sollte. In einem Test wurden ausschließlich Videos eingesetzt, da diese laut Testperson anschaulicher seien. Ein Review zeigte, dass die Arbeitsschritte anhand dieser Videos nicht nachvollzogen werden konnten. Der Einsatz der Kamera wurde von Scheu begleitet, insbesondere, wenn diese idealerweise auf dem Kopf zu tragen war. Obwohl fu¨r die Visualisierung der Arbeitsschritte beide Ha¨nde beno¨tigt wurden, wurden eher verwackelte Aufnahmen in Kauf genommen, als die Kamera auf den Kopf zu setzen. Bei der Abgrenzung der Arbeitsschritte in Ist-Situation, Ta¨tigkeit und Soll-Situation konnten Unsicherheiten beobachtet werden, da nicht immer klar wurde, welche Informationen den einzelnen Phasen zuzuordnen waren. Es ist zu u¨berlegen, wie die Prozessorientierung bei der Aufnahme sta¨rker fokussiert und unterstu¨tzt werden kann. 4
Die rein technisch orientierte Implementierung und die darauf aufbauende Evaluation sind fu¨r die ganzheitliche Implementierung eines solchen Systems nicht allein ausschlaggebend. Vielmehr muss dies mit einem Konzept zur organisationalen Integration einhergehen. Die organisationale Integration bescha¨ftigt sich mit der Einfu¨hrung des entwickelten Lernsystems in den Arbeitsalltag der beteiligten Industriepartner, um ein arbeitsplatzintegriertes Lernen zu ermo¨glichen. Hierzu mu¨ssen unterschiedliche Rahmenbedingungen analysiert und konzeptionalisiert werden.
Es hat sich gezeigt, dass eine große Herausforderung fu¨r Produktionsbetriebe das Schaffen von Freira¨umen fu¨r die Erstellung von Lerninhalten darstellt. Es sind geeignete Konzepte zu entwickeln, die eine Beteiligung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ermo¨glichen. Aber auch die Aspekte der Einbeziehung des Betriebsrats, die Beachtung der Interessen der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die Beru¨cksichtigung von Arbeitssicherheitsaspekten sowie die Qualita¨tssicherung der aufgenommenen Lernszenarien sind einige der fokussierten Themenbereiche.
Gleichzeitig ist es neben der organisationalen Integration unabdingbar, das bestehende System sta¨ndig weiter zu entwickeln und zu evaluieren. Die Evaluation ist somit noch nicht abgeschlossen. Die bisherige Evaluation hat gezeigt, dass das Aufnahmewerkzeug geeignet ist, um Arbeitsprozesse aufzuzeichnen, aber auch, dass die Entwicklung eines intuitiv zu bedienenden Aufnahmewerkzeugs voraussetzungsreich ist und dass die Nutzerinnen und Nutzer Unterstu¨tzung bei der Erhebung der einzelnen Schritte beno¨tigen. Bei der Aufnahme von Arbeitsprozessen muss nicht nur auf Vollsta¨ndigkeit und Granularita¨t der Darstellungen geachtet werden, die Aufnahme muss ebenso einem didaktischen Konzept folgen, da mit DigiLernPro nicht das Ziel verfolgt wird, ein Assistenzsystem, sondern ein Lernsystem zu entwickeln, das am Vorwissen der Anwenderin oder des Anwenders anknu¨pft. Dieses didaktische Konzept stellt eine große Herausforderung fu¨r das Projekt dar und wird in den na¨chsten Monaten stark fokussiert. Eng damit verbunden ist die Entwicklung des Wiedergabewerkzeugs, mit dessen Hilfe die Lernenden die aus den erhobenen Arbeitsprozessen generierten Lernszenarien nutzen ko¨nnen. Hier wird zu u¨berpru¨fen sein, ob die aufgenommenen Arbeitsprozesse als Lernszenarien verwendet werden ko¨nnen.
[Bi05] Binner, H. F.: Handbuch der prozessorientierten Arbeitsorganisation. Methoden und Werkzeuge zur Umsetzung. Hanser Verlag, 2005. [BI11] BITV 2.0. Barrierefreie-Informationstechnik-Verordnung, 2011. [BL12] Bokranz, R.; Landau, K.: Handbuch Industrial Engineering. Produktivita¨tsmanagement mit
MTM. Band 1: Konzept. Scha¨ffer Poeschel, 2012. [Bl15] Blu¨mling, S; Reithinger, N.: PLuTO - Portable Lern- und Wissensplattform zum Transfer episodischen Wissens in Organisationen. Proceedings of DeLFI Workshops 2015, S. 10–18, 2015.
Aufnahmewerkzeug fu¨ r die semi-automatische Erstellung von Lernszenarien