Konzeption und Entwicklung von Mobile-Learning-Anwendungen für das Apple iphone und ipad

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1 Konzeption und Entwicklung von Mobile-Learning-Anwendungen für das Apple iphone und ipad Masterarbeit Axel Michael Krieger Fachhochschule Mainz Lehreinheit Geoinformatik und Vermessung Lucy-Hillebrand-Straße 2 D Mainz Betreuer: Dipl. Inf. Dennis Fenchel Prüfer: Professor Dr.-Ing. Klaus Böhm Bearbeitungszeitraum: Mainz, November 2010

2 Kurzfassung Seite 2 von 88 Kurzfassung Gegenstand der hier vorgestellten Masterthese ist die Untersuchung der Möglichkeiten zur Umsetzung eines vorhandenen E-Learning-Frameworks als mobile Version für Apples iphone und ipad. Hierzu müssen Teile des Frameworks umgeschrieben oder neu definiert werden. Das Design der mobilen Umsetzung richtet sich nach den Anforderungen, welche die mobilen Endgeräte definieren. Anzeigeelemente werden mit den Fingern bedient, statt der herkömmlichen Maus. Durch die Nutzung des Fingers als Zeigegerät ergeben sich neue Möglichkeiten zur Bedienung. Mehrere Finger gleichzeitig im Einsatz steigern diese Innovation. Das Design ist ebenfalls geprägt von Restriktionen und Vorgaben, welche sich durch das kleine Display mobiler Endgeräte (zumindest hinsichtlich des Apple iphones) ergeben. Es ist daher erforderlich, die angezeigten Elemente zu klassifizieren, zu generalisieren oder anders darzustellen. Hierzu werden zwei Detail- Stufen definiert für das Apple ipad und iphone als Vertreter aller Tablet-PCs und Smartphones hinsichtlich der Displaygrößen. Das originäre E-Learning-Framework liegt als Internetseite vor. Die mobile Umsetzung ist daher ebenfalls eine internetbasierte Anwendung. Das theoretische Ergebnis dieser Masterthese ist eine Bewertung der mobilen Anwendung. Hierzu wird das programmatische Ergebnis der Umsetzung durch Testpersonen evaluiert. Den Testpersonen wird ein Fragebogen zur Begleitung eines speziell angefertigten Testszenarios vorgelegt, welches zur Bewertung der interessantesten Details der mobilen Umsetzung anweist. Dabei wird unterschieden, welches Gerät zum Testen verwendet wurde. Die Probanden werden also in drei Gruppen eingeteilt. Anhand der so gerätespezifisch getrennten Aussagen kann ein Vergleich der Umsetzungen je Gerät herbeigeführt werden.

3 Abstract Seite 3 von 88 Abstract The subject of this master thesis is to analyse possibilities to implement an existing e-learning framework on a mobile platform with focus on the Apple iphone and ipad. Some parts of the existing e-learning framework have to be redefined or newly developed. The design of the mobile platform implementation conforms to the requirements defined by the mobile device manufacturer. The touch display is one of the most important pointing devices, as well as pens and other such tools. On mobile devices, there is no mouse available and so using the finger on the touch display creates new possibilities of application. The use of several fingers further boosts the innovation possibilities on such platforms. The design is also affected by restrictions and specifications resulting from smaller displays on some types of mobile devices (for example, the Apple iphone). It is, therefore, essential to classify or generalize all of the existing elements of the design or display them in a different way. For this reason, two levels of detail shall be defined for the Apple ipad and iphone, as representative for all tablet PCs and smartphones, to take account of their differing display screen dimensions. The original e-learning framework exists already as a website. The mobile implementation of the framework is, therefore, also a web based application. The theoretical result of this master thesis is an evaluation of the mobile application. For this, the programmatic result is being tested by testers. They are equipped with a questionnaire to accompany a specially created scenario test for evaluation of the most important and most interesting details of the mobile implementation. Thereby, the testers are divided into three groups according to the device they are using for their particular evaluation. These test groups are defined by the two specifically designed Apple e-learning products and the original non-mobile version of the e-learning framework. On the basis of these device-specific evaluations, a comparison of the mobile implementations for each device and platform can be made.

4 Erklärung Seite 4 von 88 Erklärung Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Masterarbeit selbstständig angefertigt habe. Es wurden nur die in der Arbeit ausdrücklich benannten Quellen und Hilfsmittel benutzt. Wörtlich oder sinngemäß übernommenes Gedankengut habe ich als solches kenntlich gemacht. Alzey, Ort, Datum Unterschrift

5 Inhaltsverzeichnis Seite 5 von 88 Inhaltsverzeichnis Kurzfassung... 2 Abstract... 3 Erklärung... 4 Inhaltsverzeichnis... 5 Abbildungsverzeichnis... 7 Tabellenverzeichnis Überblick Einleitung und Motivation Aufgabenstellung und Ziele Stand der Technik Definition Mobile Learning Vergleich der technischen Möglichkeiten Übersicht über die Bedientechniken M-Learning im Einsatz Institute of Tropical Medicine, Antwerpen, Belgien Einsatz an Hochschulen Fazit Anforderungsanalyse Analyse des E-Learning-Frameworks Architekturmodell Anwendungsszenario Anwendungsbeispiel Didaktik Probleme Klassifizierung der Darstellungselemente Zusammenfassung Verwendete Techniken und Programmiersprachen HTML XML CSS Level JavaScript... 36

6 Inhaltsverzeichnis Seite 6 von PHP Konzept Klassifizierung des Endgerätes Detail-Stufen Stufe 1 volle Auflösung Stufe 2 Apple ipad Stufe 3 Apple iphone Anpassung des E-Learning-Frameworks Administrationsinterface Offline-Nutzung der Anwendung Realisierung ipad iphone Anwendung des Systems und Evaluierung Testszenario Fragebogen zur Evaluierung des Systems Inhalt des Fragebogens Erstellung des Fragebogens Durchführung der Evaluation Ergebnisse der Evaluation Zusammenfassung & Ausblick Glossar Quellenverzeichnis Anhang Fragebogen... 83

7 Abbildungsverzeichnis Seite 7 von 88 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: native Applikation "Stern 4.0" für das Apple iphone Abbildung 2: native Applikation "Lufthansa" für das Apple iphone Abbildung 5: mobile Endgeräte Apple iphone und Nokia N Abbildung 6: Beispiel eines browserbasierten Wissenstests Abbildung 7: Architekturmodell des E-Learning-Frameworks Abbildung 8: Beispielhafter Einsatz des E-Learning-Frameworks an der FH Mainz Abbildung 9: Wissensabfrage des E-Learning-Frameworks Abbildung 10: Videoeinbindung beim E-Learning-Framework Abbildung 11: Design-Konzept für das Apple ipad im Hochformat Abbildung 12: Design-Konzept für das Apple ipad im Querformat Abbildung 15: Änderungen am originären E-Learning-Framework (grün markiert) Abbildung 16: Screenshot des mobilen PAH-Kurses auf dem ipad (Querformat) Abbildung 18: Screenshot des Geoinformatik-Kurses (GPS) auf dem iphone Abbildung 21: Screenshot des Testszenarios auf dem iphone (mit Audio) Abbildung 22: Testszenario auf dem ipad Abbildung 23: Programm GrafStat zur Erstellung von Fragebögen Abbildung 24: Fragebogen zur Evaluierung... 59

8 Tabellenverzeichnis Seite 8 von 88 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Übersicht über die Vor- und Nachteile nativer und internetbasierter Applikationen Tabelle 2: Übersicht über die kategorisierten Darstellungselemente... 32

9 Überblick Seite 9 von 88 1 Überblick Diese Masterarbeit gliedert sich in verschiedene Abschnitte. Zunächst wird einleitend der Hintergrund der Arbeit beleuchtet und die Motivation zur Themenwahl hergeleitet. Darauf folgend wird auf die Aufgabenstellung und die hieraus abgeleiteten Probleme eingegangen. Die Lösung dieser Probleme wird als Ziel definiert. Das Kapitel über den Stand der Technik gibt Einblicke in bereits vorhandene Techniken und Projekte, gibt Aufschluss über die Definition des mobile Learnings und stellt einen Vergleich der Techniken auf. In der Anforderungsanalyse wird das dem programmatischen Ergebnis der These zugrunde liegende E-Learning-Framework der Firma health&media GmbH (Darmstadt) näher beleuchtet. Funktionale Zusammenhänge werden aufgeschlüsselt und sich daraus ergebende Probleme aufgezeigt. Zudem werden die Darstellungselemente klassifiziert. Es folgt eine kurze Beschreibung der in dieser Masterarbeit angewandten Techniken und Programmiersprachen mit dem Hinweis auf den Teil der Implementation, in dem sie eingesetzt werden. Das Konzept zum Erreichen der definierten Ziele wird im folgenden Kapitel beschrieben. Es geht auf die Klassifizierung des zugreifenden Gerätes ein, beschreibt die zu definierenden Detailstufen der mobilen Implementation, gibt Überblick über die Änderungen am originären E-Learning-Framework, befasst sich mit der theoretischen Umsetzung einer Administrationsschnittstelle und umreißt theoretisch die Möglichkeit der Offline-Nutzung des mobilen Systems. Das hierauf folgende Kapitel zeigt die Realisierung der im Konzept theoretisch erarbeiteten Implementation. Hierbei werden je Detailstufe zwei verschiedene E- Learning-Kurse (Geoinformatik & Vermessung / medizinischer PAH-Kurs) für die mobile Nutzung technisch umgesetzt. Zur Bewertung des programmatischen Ergebnisses wird die Realisierung evaluiert. Im folgenden Kapitel wird die Evaluation und Anwendung des Systems beschrieben. Am Ende wird ein Fazit gezogen und ein Ausblick auf eine mögliche weitere Entwicklung des mobile Learning-Frameworks in der Zukunft gegeben.

10 Einleitung und Motivation Seite 10 von 88 2 Einleitung und Motivation Die Nutzung mobiler Endgeräte wie Mobiltelefone, Notebooks oder Tablet-PCs hat innerhalb der letzten Jahre stetig zugenommen. So haben heute laut des Horizon Reports 2010 (Quelle 1) die weltweiten Mobilfunkbetreiber nahezu 4 Milliarden Anschlussinhaber, von denen über zwei Drittel in den Industrieländern angesiedelt sind. Innovation und Technik begünstigen die weltweite, jährliche Herstellung von fast einer Milliarde neuer Mobilfunkgeräte, wovon Smartphones den größten Anteil am Umsatz ausmachen. Diese Geräte sind heutzutage meist durch eine mobilfunkgestützte Verbindung (z.b. UMTS oder künftig LTE) oder über Drahtlosnetzwerke (WiFi) optimalerweise dauerhaft mit dem Internet verbunden. Hierdurch sind Informationen aus dem Internet omnipräsent verfügbar. Die stetig sinkenden Kosten für das mobile Internet und spezielle Flatrate- Angebote tragen zu dieser Allgegenwärtigkeit des Internets bei. Gleichzeitig ist bereits seit Jahren das E-Learning interessant für Forschung und Lehre, aber auch beispielsweise zu Zwecken der Online-Fortbildung in verschiedenen Bereichen (u.a. Medizin). Seit einigen Jahren wird der Versuch unternommen, die beiden hochaktuellen Bereiche E-Learning und mobile Endgeräte miteinander zu verknüpfen um hierdurch einen Mehrwert zu generieren. Das weitgefasste Ziel des M- Learnings ist die Verbesserung des Lernens durch die Revolution des Angebotes von Lerninhalten. Im Rahmen dieser Masterthese soll dieses neue und aktuelle Thema Mobile Learning beleuchtet und exemplarisch umgesetzt werden. Es gilt, die technischen Rahmenbedingungen festzustellen und Chancen aufzuzeigen. Die technologische Basis hierzu bildet ein bereits vorhandenes E-Learning-Framework. Dieses ist bisher nicht adäquat auf mobile Endgeräte anwendbar und soll entsprechend erweitert werden.

11 Aufgabenstellung und Ziele Seite 11 von 88 3 Aufgabenstellung und Ziele Ziel dieser Arbeit ist die exemplarische Umsetzung einer M-Learning- Umgebung. Aus dem E-Learning-Framework der Firma health&media GmbH in Darmstadt als technologische Basis ergeben sich für die Aufgabenstellung folgende Probleme: o o Die Art der Nutzung als E-Learning-Umgebung unterscheidet sich von der des Mobile Learnings. Durch die Art des Zugriffs über mobile Endgeräte auf das E-Learning-Projekt ergeben sich Probleme hinsichtlich der Nutzbarkeit des Projektes: o o o Nutzeraktionen wie Scrollen in Kontainern mit Fließtext sind nicht immer möglich, da sich die Eingabegeräte unterscheiden. Bei herkömmlichen Computern ist es die Maus, es kann bei mobilen Geräten auch ein Stift oder der Finger sein. Nicht alle Web-Elemente reagieren wie gewünscht auf diese Zeigegeräte. Somit ist das genannte E-Learning-Framework nicht vollständig bedienbar. Elemente wie Flash sind nicht auf allen Geräte verfügbar. Die Detailliertheit der originären Darstellung üblicher E-Learning- Angebote überfordert den Nutzer aufgrund teilweise weit abweichender Auflösungen und Displaygrößen der mobilen Endgeräte. Auch ein automatischer Zoom der Geräte oder eine simulierte optimierte Auflösung lösen das Problem nicht vollständig. Die Anzeige ist zu klein und Elemente sind daher möglicherweise nicht bedienbar. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine M-Learning-Umgebung speziell für das Apple iphone und ipad umgesetzt werden. Die Anwender des Systems sollen entsprechend ihres Zugriffsgerätes eine für dieses Endgerät passende Version und Detailstufe angezeigt bekommen. Hieraus ergeben sich folgende Teilaufgaben: o o o Die originäre Darstellung des E-Learning-Frameworks muss entsprechend den Anforderungen mobiler Endgeräte angepasst und sinnvoll reduziert werden. Es müssen displaygrößenabhängige Detailstufen im Rahmen dieser Detail-Reduktion konzipiert werden. Das zugreifende Endgerät muss erkannt und der Anwender auf die richtige Detailstufe weitergeleitet werden. Elemente wie Flash müssen entweder funktionstüchtig gemacht oder ausgeblendet werden.

12 Aufgabenstellung und Ziele Seite 12 von 88 o o o Moderne mobile Endgeräte erkennen ihre Ausrichtung im Raum. Daher soll die mobile Umsetzung verschiedene Orientierungen (Hoch- und Querformat) erkennen und die Anzeige entsprechend verändern und anpassen. Ein Administrationsinterface soll zur Steuerung der Anzeige von Lerninhalten in der mobilen Version dienen. Hierüber sollen Inhalte verändert und das System gesteuert werden. Das Interface wird hier nur theoretisch beschrieben und ist nicht Teil der programmatischen Implementation. Zur Evaluierung des Systems soll eine Gruppe von Testpersonen das programmatische Ergebnis der Arbeit auf Sinnhaftigkeit der Umsetzung und des Funktionsumfangs untersuchen. Die Tester sollen ein Testszenario auf verschiedenen Endgeräten durchlaufen. Begleitend wird ihnen ein Fragebogen vorgelegt. Das Ergebnis der Auswertung dieser Befragung soll Probleme aufdecken und künftige mögliche Weiterentwicklungen des Systems vorantreiben.

13 Stand der Technik Seite 13 von 88 4 Stand der Technik 4.1 Definition Mobile Learning Der Begriff Mobile Learning oder einfach M-Learning (teilweise auch mlearning ) ist ein Derivat des Begriffes E-Learning. E-Learning wird allgemein definiert als Lernen unter Verwendung elektronischer, bzw. digitaler Medien und/oder zur Unterstützung zwischenmenschlicher, lernbezogener Kommunikation. Es steht für electronic learning, also elektronisches Lernen. Im Falle des Mobile Learnings steht hier das Mobile für die Verwendung portabler, ubiquitärer Medien. Die Definition des Mobile Learnings geht über die pure Betrachtung der Mobilität beim Lernen hinaus. Yiannis Laouris beschreibt Mobile Learning in seinem Vortrag auf der mlearn 2005 ( Quelle 2) als einen funktionalen Zusammenhang aus der Zeit, dem Ort, der Lernumgebung (den Voraussetzungen zum Lernen), der Thematik, der Technologie, der mentalen Verfassung des Lernenden und der Methode des Umganges mit Lernmaterial (Quelle 3). Er beschreibt so einen Ansatz zur Definition, welcher die Komplexität der Thematik zu erfassen versucht. Der Vortragende forciert somit eine endgeräteunabhängige Definition des Begriffes und distanziert sich von vielen anderen Definitionen, welche sich unter Anderem nur auf die Möglichkeit der mobilen Nutzung vorhandener E-Learning-Ressourcen beschränken. Seine Definition verweist auf eine vom E-Learning unterschiedliche Art des Lernens. Die Beschränkung auf bestimmte Räumlichkeiten oder die begrenzte Zeit beim E-Learning haben beim Mobile Learning kaum mehr Relevanz. Lernende können speziell für den mobilen Einsatz erstellte Lerninhalte zu jeder Zeit überall abrufen. Sie sollen sich ubiquitär fortbilden können. Dies bedeutet auch, dass im Optimalfall umfangreiche Texte aus E-Learning-Umgebungen reduziert oder in einer anderen Form dargestellt werden, beispielsweise als Audio-Sequenz. Möglicherweise müssen diese vorhandenen Inhalte ebenfalls hinsichtlich der Didaktik des Mobile Learnings überarbeitet werden. 4.2 Vergleich der technischen Möglichkeiten Die technischen Möglichkeiten beim Design einer M-Learning-Anwendung sind umfangreich und hängen von der Art der Realisierung ab. Die Anwendung kann einerseits über eine native, plattformabhängige Applikation auf dem mobilen Endgerät oder als internetbasierte Browser-Applikation realisiert werden.

14 Stand der Technik Seite 14 von 88 Native Applikation Internetbasierte Applikation Vorteile Offline nutzbar Keine Kostenbelastung durch Internetnutzung Appklikation ist schneller Lokale Datenspeicherung App-Store zur breiten Verteilung Volle Nutzung nativer Techniken (Multitouch, GPS, Kamera, Bibliotheken oder Sensoren) Einfachere Entwicklung (Web- Design) Unabhängig von Zulassung im App-Store Immer verfügbar durch Internet Plattformunabhängig Möglichkeit für SEO Offline-Cache-Nutzung Nachteile Höherer Entwicklungsaufwand Höhere Entwicklungskosten Plattformabhängigkeit Von propietärem App-Store abhängig Abhängig von Empfang u.u. starke Datenbelastung u.u. langsamere Anwendung Eingeschränkte Nutzungbarkeit nativer Techniken Tabelle 1: Übersicht über die Vor- und Nachteile nativer und internetbasierter Applikationen Natürlich sind die Möglichkeiten, die Sensoren (Multitouch-Display, Kamera, GPS, Beschleunigungsmesser, Neigungssensor, etc.) der mobilen Endgeräte optimal und umfangreich anzusprechen, als native plattformabhängige Applikation am größten, da hier direkt auf die Programmierschnittstellen des Betriebssystems (Symbian OS, ios, Windows Mobile, Android, o. Ä.) zugegriffen werden kann. Zudem läuft die native Anwendung technisch bedingt möglicherweise schneller als eine internetbasierte Browser-Applikation, da hier die Signalstärke und der Empfang, bzw. die verfügbare Bandbreite (EDGE, UMTS, HSDPA, etc.) irrelevant sind. Viele Nutzer mobilen Internets unterliegen Einschränkungen in Bezug auf die herunterladbaren Datenmengen. Sogenannte Volumen-Flatrates sind immer noch weit verbreitet. Durch native Applikationen werden diese weitestgehend nicht beansprucht. Die Realisierung einer nativen Anwendung bietet dem Entwickler die Möglichkeit, lokale Datenbanken einzubinden oder lokale Speicherressourcen zu verwenden. Von den genannten Einschränkungen der internetbasierten Browseranwendung abgesehen, bietet diese allerdings auch Vorteile gegenüber nativen Anwendun-

15 Stand der Technik Seite 15 von 88 gen. Die neuen Internet-Standards HTML5 und CSS3 revolutionieren die Art und Weise, wie Medien und Inhalte in Internetseiten eingebunden werden können. So ist HTML5 in der Lage, Audio- und Video-Material direkt abzuspielen, ohne die Verwendung des proprietären Adobe Flash. Der Nachteil einiger mobiler Endgeräte (Hersteller Apple), von Haus aus kein Adobe Flash bei Internetseiten zu unterstützen, kann durch Verwendung der neuen HTML5-Technologie ausgeglichen werden. Ebenfalls neu ist die Nutzung des Offline-Caches mobiler Browser. So ist es mittels HTML5 möglich, im Browsercache beim ersten Aufruf der Seite eine Offline-Kopie von allen vorhandenen Inhalten, Medien und Anzeigeelementen anzulegen. Sollte sich der Nutzer beim Aufruf der Seite später mit seinem Endgerät in einem Gebiet mit unzureichendem Empfang befinden oder seine Volumen-Flatrate nicht weiter belasten wollen, so nutzt HTML5 die bereits im voraus geladenen Elemente aus dem Cache und stellt sie offline zur Verfügung. So kann der Nachteil des schlechten Empfangs bei mobilen Endgeräten für die Nutzung von browserbasierten Anwendungen ausgeglichen werden. Des Weiteren können Änderungen oder Updates des Angebotes bei vorhandener Internetverbindung dynamisch nachgeladen und die lokale Offline-Kopie auf den aktuellen Stand gebracht werden. Der augenscheinliche Vorteil nativer Applikationen, Datenbanken und andere Speicherformen zu nutzen, wird ebenfalls durch HTML5 in Verbindung mit JavaScript hinfällig. Es ist durchaus möglich, lokale SQL-Datenbanken auf dem mobilen Endgerät anzulegen und je Gerät eine eigene Datenbankverwaltung zu realisieren. Bei Bedarf wäre zudem über eine AJAX-gestützte JavaScript- Schnittstelle die Synchronisierung der lokalen Datenbank mit einer Online- Datenbank realisierbar. So wären beispielsweise erweiterte Community- Funktionen denkbar, welche den Austausch von lokal eingetragenen Notizen oder Ähnlichem ermöglichen. Dies hat den weiteren Vorteil, dass zur Erfassung von Informationen nicht zwingend eine Onlineverbindung des Gerätes vorhanden sein muss. Eine Prüfroutine kann feststellen, wann das Gerät mit dem Internet verbunden ist und dann innerhalb von wenigen Sekunden die Datenbanken synchronisieren. Die neue Technik ermöglicht zudem seitenabhängig Inhalte in einem sogenannten localstorage zu speichern. Ebenso wie durch den sessionstorage wird hier die bewährte Cookie -Technik erweitert und revolutioniert. Über die genannten Methoden können wesentlich mehr Daten individuell gespeichert werden. Dem Webentwickler werden hier sehr wichtige und mächtige Werkzeuge in die Hand gegeben. Ein großer Vorteil internetbasierter Applikationen ist die offensichtliche Plattformunabhängigkeit. Entwickler nativer Anwendungen sind gezwungen, sich mit den Bedingungen und Einschränkungen eines jeden mobilen Betriebssystems auseinander zu setzen, für welches sie eine Applikation erstellen. Im Gegensatz hierzu benötigt der Entwickler internetbasierter Applikationen lediglich die

16 Stand der Technik Seite 16 von 88 Kenntnis der Techniken zur Gestaltung von Internetseiten und muss auf einen modernen Browser auf dem mobilen Endgerät hoffen, was allerdings auf den meisten Geräten bereits der Fall ist und andere Geräte werden diesem Verhalten bald folgen. Ein weiterer marketingtechnischer Vorteil ist die Erhöhung der Nutzerzahlen durch eine geschickte Platzierung des Angebotes in Suchmaschinen. Spezielle Techniken zur Erhöhung der Trefferraten bei Suchmaschinen können bei browserbasierten Applikationen zur weiteren Verbreitung der Anwendung beitragen. Native Anwendungen werden durch sogenannte App- Stores oder ähnliches vertrieben. Für internetbasierte Anwendungen werden von verschiedenen Plattformbetreibern Abwandlungen der nativen App-Stores zur Verfügung gestellt, welche ebenfalls marketingtechnisch genutzt werden können. Hier werden die Angebote für die Verwendung auf der bestimmten Plattform freigegeben und zum Download angeboten. Suchmaschinen sind jedoch weiter verbreitet und das Auffinden einer internetbasierten Applikation wird dem Nutzer erleichtert. Viele Plattformen haben ein Kontrollsystem eingeführt, durch welches jede einzelne native Anwendung geprüft wird, bevor Nutzer sie auf ihrem mobilen Endgerät installieren können. Hier müssen gewisse Kriterien erfüllt werden, welche eine Einschränkung in der Anwendungsentwicklung darstellen können. Diese Einschränkungen haben browserbasierte Anwendungen nicht. Zudem sind sie kostengünstiger in der Entwicklung, schon allein durch ihre Plattformunabhängigkeit. 4.3 Übersicht über die Bedientechniken Prominente Demonstrationsbeispiele für mögliche Bedientechniken mobiler Endgeräte (hier Apple iphone), für mögliche Designs oder für die Anordnung von Elementen, bzw. deren sinnvolle Darstellung, stellen die folgenden Anwendungen dar. Hierbei spielt die Art der Anwendung keine Rolle. Die Möglichkeiten zur Bedienung und zur Darstellung von Inhalten sind bei nativen wie bei internetbasierten Anwendungen nahezu identisch. Spezielle Frameworks (jqtouch) machen internetbasierte Anwendungen leichtfüßig und verspielt, wie es bei einer nativen Anwendung nicht anders sein könnte. Das Look and Feel beider Anwendungen kann bis auf wenige Unterschiede als annähernd gleich beschrieben werden. Medien-Designer und Programmierer müssen hier eng zusammen arbeiten. Abbildung 1 zeigt die native iphone-anwendung Stern 4.0. Beim Aufruf der Applikation werden alle Inhalte für die Startseite und einige Unterseiten zuerst aus dem Internet heruntergeladen. Die Startseite listet aktuelle Themen kategorisiert nach allgemeinen Informationen auf, welche als horizontal scrollbare Galerie mit dem Finger durchblättert werden können. Der weitere Inhalt wird im

17 Stand der Technik Seite 17 von 88 senkrechten Seitenverlauf in die Kategorien Politik, Extra, Videos, Wissenstests, Bilder des Tages und andere eingeteilt. Der Anwender erkennt intuitiv, wo er die gewünschten Informationen findet und wie er dort hin gelangt. Ein Tap, das Klicken mit dem Finger auf das Display des iphones lässt die Anwendung in die gewünschte Themenkategorie springen und listet alle kategoriespezifischen Inhalte auf. Ein direkter Tap auf das kategorisierte Themauf der Startseite bringt sofort die gewünschte Information zum Vorschein. Die Navigation am Fuße der Anwendung leitet den Benutzer durch die Flut der Informationen. Hier wird der schnelle Zugriff auf die Top News, Bilder, Wissenstests zu den Kategorien, Videos und Mehr gewährt. Die Bedienung des Systems ist einfach und intuitiv. Dem Nutzer wird geboten, was er sucht. Der Zugriff auf das Gesuchte erfolgt schnell und reibungslos. Abbildung 1: native Applikation "Stern 4.0" für das Apple iphone (Quelle 4)

18 Stand der Technik Seite 18 von 88 Abbildung 2: native Applikation "Lufthansa" für das Apple iphone (Quelle 5) Bemerkenswert und inspirierend sind die in der Stern -Anwendung angebotenen Bedienhilfen bei der Einblendung informativer Inhalte. Die Schriftgröße kann bei Bedarf angepasst oder die Farben zur besseren Lesbarkeit invertiert werden. So wird aus schwarzer Schrift auf weißem Grund das Gegenteil. Bilder und andere Inhalte werden nicht verändert. Zudem werden neben einer Lesezeichen-Funktion verschiedene Schnittstellen zu sozialen Netzwerken angeboten (Twitter und Facebook). Die Anwendung der Lufthansa AG bietet interessantes und Nützliches zur Erleichterung der Flugreise. Die Startseite gibt eine Übersicht über die verschiedenen Funktionen wie Buchung, Flugplan, Flugstatus oder Check-In. Ebenso ist es möglich, Informationen zu bereits getätigten Buchungen, Miles & More oder aktuellen Ereignissen abzurufen. Wie bereits erwähnt, können mittels dieser Anwendungen Buchungen durchgeführt und das eigene Flugticket zum schnellen Check-In vorgehalten werden. Am Flughafen wird dem Reisenden so die Wartezeit am Check-In verkürzt. Insofern man Gepäck schon am Vortag bequem eingecheckt hat, werden das Warten und der Besuch des Check-In-Schalters überflüssig. Das Ticket wird auf das iphone heruntergeladen und kann am Gate direkt ausgelesen werden. Neben diesen Innovationen in der Reiseplanung bietet die Anwendung auch in technischer Hinsicht interessante Details. Die Applikation lässt sich intuitiv von der Startseite aus linear bedienen. Das bedeutet, dass ein Springen zwischen

19 Stand der Technik Seite 19 von 88 den Funktionen nicht möglich ist, sondern nur über die Startseite erfolgt, auf welche man immer wieder zurück gelangt. Dies steht im Gegensatz zur Bedienmöglichkeit der Stern -Anwendung. Die dargestellten Informationen sind exakt auf das Nötige zugeschnitten und sind mit wenigen Nutzerinteraktionen erreichbar. Im Gegensatz zur Stern -Applikation bietet die Lufthansa-Anwendung wenige Bedienhilfen. In den Einstellungen lassen sich lediglich der Ton und das horizontale Scrollen ein- und ausschalten. Daneben lassen sich der allgemeine Lufthansa-Login für nutzerspezifische Funktionen und die Check-In ID abspeichern. Alles in Allem ist die Anwendung intuitiv bedienbar und bietet dem Reisenden exakt die Funktionalität, die er benötigt und bietet durch oben genannte Reisefunktionen einen besonderen Komfort. Technisch gesehen kommen auch hier wieder horizontal und vertikal scrollbare Inhalte zum Einsatz. Beide Anwendungen sind gute Beispiele für die auf den mobilen Einsatz zugeschnittene Präsentation von Information und Funktionalität. Darstellungselemente werden auf das Nötigste reduziert um die Anwendung übersichtlich zu gestalten. Die iphone-übliche, intuitive Nutzerführung wird hier konsequent umgesetzt. Beide Applikationen sind nativer Natur sie wären auch ohne weiteres als internetbasierte Anwendungen mit exakt gleichem Aussehen umsetzbar. Die Vorund Nachteile in technischer Hinsicht sind offensichtlich und bereits beschrieben, jedoch ist es Teil dieser Masterarbeit, herauszufinden, inwiefern auch die Bedienung und die Leichtfüßigkeit internetbasierter Anwendungen der nativer Anwendungen adäquat gerecht werden kann. Abbildung 4: Horizontales Swipen mit dem Finger Abbildung 3: Vertikales Scrollen mit dem Finger

20 Stand der Technik Seite 20 von 88 Die Möglichkeiten zur Bedienung mobiler Endgeräte sind vielfältig. Neben dem ganz normalen Klick, welcher hier aufgrund der Bedienung durch den Finger (oder einen Stift ) zu einem Tap wird, gibt es noch andere Möglichkeiten, eine Anwendung zu steuern. Ein horizontales Wischen über den Bildschirm ( Swipe ) kann mit der Bewegung der Maus bei gedrückter linker Maustaste verglichen werden. Das Gleiche gilt für das Scrollen in vertikaler Richtung. Interessant wird es bei neuen Techniken wie Multitouch. Hier kommen mehrere Finger zum Einsatz, welche somit schon die Möglichkeiten einer Maus übersteigen. Mit mehreren Fingern ist es möglich, Elemente zu drehen, zu verkleinern, zu zoomen oder durch ein Wischen oder Scrollen mit mehr als einem Finger weitere Funktionalitäten einzubinden. Wischen mit einem Finger kann die Anzeige der nächsten Inhaltsseite bewirken, während das Wischen mit zwei oder mehr Fingern beispielsweise direkt zur nächsten Inhaltskategorie führen kann. Den Szenarien und Möglichkeiten für den Einsatz dieser innovativen Techniken sind fast keine Grenzen gesetzt und bieten dem Entwickler nativer und internetbasierter Applikationen viele neue Spielräume zur Gestaltung und zur Verbesserung der Präsentation des Inhaltes. 4.4 M-Learning im Einsatz Institute of Tropical Medicine, Antwerpen, Belgien Das Institut für Tropenmedizin (ITM) in Antwerpen (Belgien) hat 2008 in Zusammenarbeit mit dem Institut für Tropenmedizin Alexander von Humboldt (IMTAvH) in Lima (Peru) ein Projekt zur Weiterbildung medizinischen Personals gestartet (Quelle 8). Hierdurch sollen Forscher und Ärzte im Kampf gegen HIV/AIDS immer Zugriff auf die neuesten Informationen zur aktuellen Entwicklung in diesem Bereich haben. Es wurde eine mobile Plattform zur fortwährenden medizinischen Fortbildung ( Continuing Medical Education, CME) geschaffen, worüber die neuesten Informationen über ein Kurs-/ Modul-System zu jeder Zeit und an jedem Ort der Welt dorthin gelangen können, wo sie gebraucht werden. So sollen verschiedene HIV/AIDS-Stationen in Peru permanent auf dem aktuellsten Stand der Wissenschaft gehalten werden. Genauso soll medizinisches Personal bei Bedarf bei Patienten vor Ort Zugriff auf Informationen haben. In 20 von 24 peruanischen Department-Hauptstädten (Art Bundesländer- Hauptstädte, semipräsidiale Republik) nahmen die dortigen Gesundheitszentren an dem Projekt teil, welches das komplette Jahr 2009 lief. Insgesamt 20 mobile Endgeräte (10 Apple iphones und 10 Nokia N95) wurden mit einem portablen Solarladegerät versehen und von 20 Medizinern in den urbanen HIV-Kliniken getestet.