Aus dem Institut für Informationssysteme des Gesundheitswesens Institutsvorstand: Univ.-Prof. Dr. Elske Ammenwerth

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1 Aus dem Institut für Informationssysteme des Gesundheitswesens Institutsvorstand: Univ.-Prof. Dr. Elske Ammenwerth Erstellung eines e-learning Moduls zum ARIS-Konzept und zum Software-Werkzeug ARIS Easy Design Bakkalaureatsarbeit von: Martin Jung Im Rahmen des Studiums Biomedizinische Informatik an der Privaten Universität für Gesundheitswissenschaften, Medizinische Informatik und Technik Betreuerin: Univ.-Prof. Dr. Elske Ammenwert Hall in Tirol, September 2008

2 Betreuerbestätigung Betreuerbestätigung Hiermit bestätige ich die vorliegende Abschlussarbeit betreut zu haben, und ich befürworte damit die Abgabe der von mir insgesamt positiv benoteten Arbeit.. Datum und Unterschrift des Betreuers. (Name des Betreuers in Blockbuchstaben) Annahme durch das Studienmanagement am: von: I

3 Zusammenfassung Zusammenfassung An der UMIT in Hall in Tirol wird im Rahmen des Bakkalaureatsstudiums der Biomedizinischen Informatik taktisches Management von Krankenhaus-IT-Systemen gelehrt. Im Rahmen einer Vorlesung erhalten die Studenten einen Einblick in das Modellieren solcher Systeme. ARIS-Unternehmensmodellen kommen dabei eine wichtige Rolle zu und werden im Rahmen einer Übung durchgenommen. Bislang existieren keine expliziten Schulungs- und Lehrunterlagen für das ARIS- Konzept und die Modellierung mit ARIS-Toolset. Darüber hinaus steht zu wenig Übungszeit zur Verfügung, um sich eingehend mit der Thematik zu beschäftigen. Zielsetzung dieser Arbeit ist es, ein plattformunabhängiges e-learning Modul zu ARIS zu spezifizieren und zu erstellen. Zusätzlich dazu soll das erstellte Modul mediendidaktischen und pädagogischen Designaspekten genügen. Das Thema wurde mittels einer umfangreichen Literaturrecherche erarbeitet und schriftlich ausgearbeitet. Anschließend erfolgten die Auswahl eines Autorentools und die Erstellung des Moduls mit Methoden des Software-Engineerings. Im Rahmen der Arbeit wurde eine Spezifikation der Inhalte und Oberfläche, sowie ein Katalog von didaktischen Kriterien formuliert. Ein Lernvideo bietet einen kurzen Einstieg in das Modellieren mit dem Softwaretool ARIS Easy Design, die Vermittlung des Wissens erfolgt mittels Lerntexten und Fragen zur Kontrolle. Abschließend findet eine praktische Modellierungsübung statt, in welcher die Studenten das Gelernte direkt umsetzen können. Das Modul selbst wurde mit dem Autorentools Matchware Mediator erstellt und wird als plattformunabhängige Flashversion sowie ausführbare Desktopanwendung über die Webseite des Instituts für Informationssysteme im Gesundheitswesen bereitgestellt. Das Ergebnis der Arbeit kann als gelungen betrachtet werden. Es verbleiben noch Ansatzpunkte zur Verbesserung und Optimierung. Auch erste Rückmeldungen zum Modul werden erst nach dem ersten Produktiveinsatz im Wintersemester 2008/09 vorliegen und könnten auch erst danach eingearbeitet werden. Es ist jedoch fraglich, ob nachträglich noch Veränderungen durchgeführt werden. Das Modul ist nur ein kleiner Stein in den elektronische Lehr- und Lernunterlagen der UMIT. Es bleibt zu hoffen, dass diese eines Tages Teil eines größeren umfassenderen e-learning Konzeptes an der Universität sein werden. II

4 Summary Summary One of the focuses of the Undergraduate course in Biomedical Information Technology at the UMIT in Hall (Tyrol) is to teach tactical management of IT-systems for medical facilities. Within the framework of a lecture students receive an insight into handling these systems. In this context the Enterprise modelling method ARIS plays a major role and students have been exposed to it in the course of a seminar. Actual materials for training and teaching purposes of the ARIS concept and the modelling of the ARIS toolset have not existed up to now and it generally lacks time for further studies and practice in this field. The target of this paper is therefore to specify and create a multi-platform e-learning module for ARIS, which, additionally, is supposed to meet visual criteria of media didactics. The topic has been elaborated by means of an extensive research of secondary literature and realised in written form followed by the selection of an authoring tool and the creation of the module with methods of software engineering. In the course of the research a specification of the contents and the user interface and a list of didactic criteria were formulated. A tutoring video offers a short introduction to the modelling with the software tool ARIS Easy Design. The text tutorial holds extensive information and the combination of check questions together with a concluding practical modelling exercise provide the opportunity to apply the knowledge gained. The module itself was designed with the authoring tool Matchware Mediator and is provided as a multi-platform Flash version as well as an executable Desktop version available from the website of the Institute for Health Information Systems. The results of the paper can be regarded as successful with a few remaining aspects to be still improved. First feedback concerning the module will be available after the first use in the winter term 2008/09 and will be included after that. It is still in question, though, whether any further changes will be made. The module forms only a small contribution to the electronic tutoring materials of the UMIT and it is to be hoped that they will once belong to a bigger and more extensive e-learning concept at the faculty. III

5 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Betreuerbestätigung Zusammenfassung Summary Inhaltsverzeichnis I II III IV 1 Einleitung Gegenstand und Motivation Problemstellung Zielsetzung Gliederung der Arbeit 3 2 Grundlagen Grundlegende Definitionen Modellierung Definitionen Arten von Metamodellen Unternehmensmodellierung Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) ARIS-Produktfamilie ARIS-Konzept Beschreibungssichten Beschreibungsebenen Modellierung innerhalb der Sichten und Ebenen E-Learning Einführung und Geschichte Begriffsdefinitionen Technische Gestaltungsebenen Mediendidaktik und Medienpädagogik Begriffserklärungen Mediendidaktische Grundsätze Einzelne Designaspekte Usability 37 IV

6 Inhaltsverzeichnis 3 Methoden und Vorgehensplanung Literaturrecherche Internet Bibliotheken Modulerstellung Autorensystem-Auswahl Software-Prozess Planungsphase Lastenheft Glossar Definitionsphase Pflichtenheft Glossar 49 4 Ergebnisse Entwurfsphase Lernvideo Modellierungsszenario Lerntexte Didaktische Designspezifikationen Implementierungsphase E-Learning Modul Oberfläche Bedienung und Navigation Lernvideo Fragen Übung Hilfe Impressum 60 5 Diskussion Diskussion der Methodik Diskussion der Ergebnisse 62 6 Ausblick 64 7 Danksagung 65 8 Literaturverzeichnis 66 V

7 Inhaltsverzeichnis Glossar 72 Abbildungs- und Tabellenverzeichnis 75 Anhang 77 Lerntexte und Fragen 77 Moduldokumentation 89 Eidesstattliche Erklärung 95 VI

8 1 Einleitung 1 Einleitung 1.1 Gegenstand und Motivation Laut Wikipedia versteht man unter Lernen den bewussten und unbewussten, individuellen oder kollektiven Erwerb von geistigen, körperlichen, sozialen Kenntnissen und Fertigkeiten oder Fähigkeiten [1]. In der heutigen Dienstleistungsgesellschaft gilt es sich permanent weiterzubilden, um den sich ständig ändernden Anforderungen gerecht zu werden [2], schließlich gibt es einen messbaren Zusammenhang zwischen betrieblichen Weiterbildungen und der Firmenproduktivität [3]. Gemäß den Daten der Statistik Austria nahmen im Jahr 2005 ein Drittel aller Beschäftigten an Weiterbildungskursen teil. Die Gesamtkosten dafür beliefen sich österreichweit auf über 1 Milliarde Euro. Der Vergleich mit den Daten aus dem Jahr 1999 zeigt, dass sich nicht nur der Anteil an sich weiterbildenden Beschäftigten von 31% auf 33% erhöht hat, sondern auch die Kosten pro Kursstunde von 42 auf 63 um etwa 50% gestiegen sind [4]. Die zunehmende Technologisierung und Digitalisierung unserer Gesellschaft hat auch nicht vor der Bildung halt gemacht: E-Learning, das elektronisch unterstützte Lernen, gewinnt seit dem Ende der 90er-Jahre, mit kräftiger Unterstützung durch das Internet, zunehmend an Bedeutung [5]. Ein Umfrage unter deutschen Top- Unternehmen 2001 stellt Kostensenkung als den wichtigsten Anreiz für den Einsatz von e-learning dar (siehe Abbildung 1) [6] und auch in der Realität steigen immer mehr Betriebe und Unternehmen auf neue Lern- und Unterrichtsmethoden um und versuchen somit der Kostensteigerung zu begegnen [2]. Abbildung 1: Gründe für den Einsatz von elearning (n=76) [6] Aber nicht nur in Betrieben und Unternehmen begegnet man Formen des elektronischen Lernens. Gerade in Bildungseinrichtungen und Universitäten, wo die Lehre an der Tagesordnung steht, greifen Lehrende immer öfter auf digitale Medien zurück. Als Gründe hierfür werden unter anderem der unkomplizierte Zugang zu Information, neue Formen der Kommunikation und Kollaboration, wie auch die Vorteile der neuen Medien als Lernmittel und Werkzeuge genannt [7]. War aber noch vor einigen Jahren die komplette Virtualisierung der Universitäten das zukünftige Szenario, so ist man in der aktuellen Diskussion mittlerweile zur Integration von e- 1

9 1 Einleitung Learning in den Präsenzunterricht übergegangen [8]. Denn mittlerweile weiß man, dass der traditionelle Lernprozess nicht ersetzt, dieser jedoch durch ein breiteres Spektrum an Vermittlungsformen unterstützt und optimiert werden kann. Der dafür verwendete Begriff des blended learning bezeichnet Lehr- und Lernkonzepte, bei dem die Vorteile von traditionellen Lernformen und e-learning durch so genannte hybride Lernarrangements kombiniert werden [9]. Dieses Konzept greift und kommt in der Praxis auch schon häufig zum Einsatz, so finden sich schon etwa 2900 Kurse auf der e-learning Plattform der Universität Wien. Auch die räumliche und zeitliche Unabhängigkeit ist ein Aspekt, der an Universitäten und anderen höheren Bildungseinrichtungen unterstützend wirkt und über die Form des Fernstudiums völlig neue Formen des Studierens ermöglicht. Die Nachfrage nach einer Bildungsform parallel zu einem anderen Vollstudium, zur Berufstätigkeit oder etwa in der Karenz ist vorhanden. Das Multimedia Fernstudium Jus an der Universität in Linz kann mit 2800 aktiv Studierenden auf durchaus ansprechende Zahlen verweisen [10]. Vom finanziell-profitablen Beweggrund des zunehmenden Einsatzes von e-learning an Hochschulen ist man seit einiger Zeit abgegangen [8]. Dittler vermutet als wahren Initiator dahinter den Bologna-Prozess und seine Auswirkungen auf die traditionelle Lehre, den aber viele bisher (noch) nicht als treibende Kraft und nachhaltigen Impuls erkannt haben [11]. An der Privaten Universität für Gesundheitswissenschaften, Medizinische Informatik und Technik (UMIT), einer jungen österreichischen Privatuniversität in Hall in Tirol, werden die Studiengänge schon gemäß Bologna im Bachelor- und Mastersystem angeboten. So können sich Studenten seit dem Start des Studienbetriebs im Jahre 2001 unter anderem für das Studium der Biomedizinischen Informatik immatrikulieren [12]. Im Rahmen der Lehrveranstaltung Informationssysteme im Gesundheitswesen 2, welche im 5. Semester des Bakkalaureatstudiums angeboten wird, erhalten Studenten einen Einblick in das taktische Management von Informationssystemen [13]. Gemäß der Definition von Ammenwerth [14] werden im taktischen Management unter anderem Informationssysteme oder ihre Komponenten analysiert und bewertet, wobei die Modellierung der Informationen eine große Bedeutung für die Analyse und Bewertung hat. Hierfür werden verschiedene Methoden verwendet, angefangen von einfachen textuellen und tabellarischen Darstellungen bis hin zu aufwändigeren grafischen Modellierungsmethoden [14]. Eine Kombination verschiedener Methoden verfolgt der ARIS-Ansatz (Architektur Integrierter Informationssysteme) von Prof. August-Wilhelm Scheer, welcher der Unternehmensmodellierung dient und Betriebe aus 5 Sichten beleuchtet und in verschiedenen Modellen beschreibt [15]. Aufgrund seiner Bedeutung in der Medizininformatik stellt eine Einführung in das ARIS- Konzept und in das zugehörige Softwareprodukt ARIS-Toolset der Firma IDS-Scheer einen wichtigen Teil der Vorlesung dar. 1.2 Problemstellung Bislang bietet die UMIT den Studenten nur eine kurze dreistündige Einführung in ARIS, in welcher von einem Dozenten jede Sicht theoretisch erläutert und anschließend mit einem praktischen Beispiel umgesetzt und vertieft wird. Jedoch müssen sich die Studenten die Oberfläche und Bedienung der Modellierungssoftware ARIS Easy Design selbst durch beobachten aneignen. Die kurze Übung am Ende jeder Sicht wird nach dem Prinzip watch & copy (engl. beobachten und kopieren/nachmachen) durchgeführt und die Verknüpfung der Sichten kann in der kurzen Zeit nur teilweise vermittelt werden. Darüber hinaus 2

10 1 Einleitung existieren keine gezielten Schulungsunterlagen, lediglich das offizielle ARIS- Handbuch der IDS-Scheer AG kann unterstützend verteilt werden, welches aber mit über 3500 Seiten zu umfangreich für die Lehre ist. Insgesamt erscheint die verfügbare Übungszeit zu gering, um ein vertieftes Verständnis von ARIS zu vermitteln. 1.3 Zielsetzung Ziel dieser Arbeit ist es, ein e-learning Modul für eine Einführung in ARIS in der Vorlesung zu spezifizieren und zu erstellen, welches es den Studierenden ermöglichen soll, eigenständig die wesentlichen Elemente der ARIS-Methodik zu erarbeiten und in ARIS Easy Design umzusetzen. Ziel 1: Spezifikation der Inhalte und Oberfläche eines e-learning Moduls zum ARIS- Konzept und zum Softwaretool ARIS Easy Design unter Berücksichtigung von mediendidaktischen und pädagogischen Aspekten. Ziel 2: Erstellung eines plattformunabhängigen Moduls, welches webbasiert zur Verfügung gestellt werden kann. 1.4 Gliederung der Arbeit Das Kapitel 2 beschreibt die nötigen Grundlagen zum Verständnis von e-learning, Modellierung im Allgemeinen und ARIS im Speziellen und geht auf lernpsychologischen Grundlagen sowie mediendidaktische und -pädagogische Fragestellungen ein. Das 3. Kapitel befasst sich mit den verwendeten Methoden, mit welchen diese Arbeit erstellt wurde. Es wird näher auf die Literaturrecherche eingegangen sowie der Prozess der Modulerstellung beleuchtet. Im Kapitel 4 werden anschließend die Ergebnisse der Arbeit gemäß der Zielstellung aufgeführt und präsentiert. Das 5. Kapitel diskutiert kritisch die Ergebnisse der Arbeit und listet mögliche Schwachstellen auf. Das Kapitel 6 versucht einen Ausblick auf mögliche Verbesserungen und Optimierungsschritte des erstellten Moduls und liefert Argumente für das Einführen einer einheitlichen Lernplattform an der UMIT. 3

11 2 Grundlagen 2 Grundlagen 2.1 Grundlegende Definitionen Im folgenden Kapitel werden einige Begriffe erläutert, welche in der Arbeit öfters genannt werden und für das grundlegende Verständnis der Materie unabdingbar sind. Informationssystem Ein Informationssystem ist das gesamte informationsverarbeitende und informationsspeichernde Teilsystem einer Einrichtung, welches aus den physischen und logischen Werkzeugen der Informationsverarbeitung und aus den Menschen, die es benützen, besteht [14]. Krankenhaus-Informationssystem Basierend auf oben genannter Definition eines Informationssystems, stellt ein Krankenhaus-Informationssystem das Informationssystem in einem Krankenhaus dar [14]. (Taktisches) Management von Informationssystemen Ammenwerth [14] unterscheidet beim Management von Informationssystemen zwischen strategischem, taktischen und operativen Management. Das taktische Management beschäftigt sich mit der Einführung oder Änderung einzelner Informationssystemkomponenten [14]. Systemanalyse Laut [14] versteht man unter einer Systemanalyse in IT-Projekten jenes Projektmodul in der Phase der Projektbegleitung, in welcher eine genaue Analyse eines Informationssystems oder seiner Komponenten durchgeführt wird, um eine exakte Beschreibung dessen zu erhalten. 2.2 Modellierung Das folgende Kapitel erklärt verschiedene Begriffe, welche im Modellierungsumfeld auftreten. Der Bogen spannt sich von der allgemeinen Definition eines Modells spezifizierend bis hin zum ARIS-Ansatz der Unternehmensmodellierung Definitionen Dieser Abschnitt beschäftigt sich mit den Definitionen abstrakter Überbegriffe zum Thema Modellierung. Modell Ein Model (ital. modello Muster [16]) ist eine vereinfachte Darstellung der Wirklichkeit [14]. Stachowiak liefert in seiner 1973 vorgeschlagenen allgemeinen Modelltheorie [17] einen generellen Ansatz, welcher sich nicht auf einen bestimmten Fachbereich konzentriert und allgemein gültig ist. Er geht von 3 grundsätzlichen Merkmalen eines Modells aus: Abbildung, Verkürzung und Pragmatismus. Ein Modell ist somit als eine Abstraktion zu sehen, eine Abbildung von Objekten, welche nicht 4

12 2 Grundlagen alle ursprünglichen Eigenschaften besitzt und für einen gewissen Zweck geschaffen wurde [17]. Modellierung Modellierung kann wie eine mathematische Abbildung verstanden werden, wobei Elemente aus dem Definitionsbereich über eine Abbildungsvorschrift in den Wertebereich abgebildet werden (siehe Abbildung 2). Es wird somit von der Realität auf ein Modell abstrahiert, wobei das verwendete Metamodell die Abbildungsvorschrift sowie die Modellierungssprache vorgibt [14]. Im Kontext der Systemanalyse eines Krankenhaus-Informationssystems bezeichnet die Modellierung jenen Schritt, in welchem die Ergebnisse der Informationsbeschaffung aufbereitet und in Modellen dargestellt werden [14]. Abbildung 2: Modellierung als Abbildung [14] Metamodell Ein Metamodell (griech. meta zwischen [16]) kann als ein Übermodell verstanden werden. Es stellt das Modell einer Modellierungssprache zum Beschreiben von bestimmten Modellen dar [18]. Ein Metamodell liefert die Modellierungssyntax und Modellierungssemantik, beschreibt wie Objekte im Modell repräsentiert werden sollen und gibt die Regeln vor, nach denen die Modellierung zu erfolgen hat [19] Arten von Metamodellen Der kommende Abschnitt befasst sich näher mit dem Begriff des Metamodells und erklärt verschiedene Arten von Metamodellen im Kontext der Modellierung von Informationssystemen. Funktionale Metamodelle Funktionale Metamodelle dienen zur Konstruktion von Modellen, welche die Aufgaben einer Einrichtung modellieren. Die Elemente, welche typischerweise in diesen Modellen verwendetet werden, sind neben den Unternehmensaufgaben selbst die unterstützenden Anwendungssysteme. Darüber hinaus können Verknüpfungen definiert werden, welche hierarchische Beziehungen illustrieren oder den Informationsfluss darstellen [19]. 5

13 2 Grundlagen Technische Metamodelle Gemäß Haux [19] werden technische Metamodelle benötigt um Modelle zu bauen, welche sich mit den informationsverarbeitenden Komponenten eines Systems befassen. Typische Komponenten hierbei stellen Datenverarbeitungsbausteine und Anwendungssysteme dar. Zwischen den einzelnen Objekten können Beziehungen in Form von Datenübertragungen oder der Kommunikation zwischen den Anwendungssystemen modelliert werden [19]. Organisatorische Metamodelle Um die organisatorische Struktur eines Bereiches darzustellen werden Modelle verwendet, welche auf organisatorischen Metamodellen fußen. Einheiten und Rollen stellen darin typische Elemente dar, zwischen welchen auch Beziehungen modelliert werden können [19]. Daten-Metamodelle Aus Daten-Metamodellen abgeleitete Modelle zeichnen die Datenobjekte, welche in einem System existieren oder verwendet werden. Die einzelnen Objekte stehen üblicherweise zueinander in Beziehung [19]. Geschäftsprozess-Metamodelle Laut [14] ist ein Geschäftsprozess eine Menge von zielgerichteten Aktivitäten, die in einem logischen und zeitliche Zusammenhang stehen und in ihrer Gesamtheit zur Erfüllung von Unternehmensaufgaben beitragen. Geschäftsprozess-Metamodelle und die daraus entstandenen Modelle konzentrieren sich in ihrer Modellierung auf die dynamischen Aspekte eines Informationssystems. Sie bestehen aus Aktivitäten, welche, wie bereits erwähnt, in einem zeitlichen und logischen Zusammenhang stehen [19]. Unternehmens-Metamodelle Im Gegensatz zu den bisher vorgestellten Metamodellen beschränken sich Modelle von Unternehmens-Metamodellen nicht ausschließlich auf die Betrachtung eines Aspektes oder einer Sicht eines Informationssystems, sondern versuchen sich an einer ganzheitlichen Modellierung [19] Unternehmensmodellierung Das folgende Unterkapitel spezifiziert den Begriff der Unternehmens-Metamodelle weiter, indem konkret verschiedene Ansätze hierzu beschrieben und erläutert werden. Gemäß oben genannter Definition nach Haux [19] wird in der Unternehmensmodellierung versucht, eine integrierte Sicht auf ein Informationssystems zu bekommen (siehe Abbildung 3). 6

14 2 Grundlagen Abbildung 3: Modellierung der Trias Mensch, Anwendungssystem, Aufgabe im Zusammenhang mit Informationssystemmodellen [14] Folgende Ansätze versuchen eine holistische Modellierung zu erreichen: 3LGM² Drei-Ebenen-Metamodell Das 3LGM²-Model (engl. 3 layer graph-based metamodel version 2) beschreibt ein Informationssystem statisch auf der fachlichen Ebene (Aufgabe und Informationsobjekte) sowie der logischen (Anwendungssysteme) und physikalischen Werkzeugebene (Datenverarbeitungsbausteine) [14]. MOSAIK-M MOSAIK-M (Modellierung, Simulation und Animation von Informations- und Kommunikationssystemen in der Medizin) ist, wie der volle Name bereits andeutet, eine Methode zur Modellierung, Simulation und Animation von Informations- und Kommunikationssystemen in der Medizin [14]. Das Modell selbst trennt sich in zwei große Teile, dem Anwendungssystem (Softwareprodukte) und der Anwendungssystemumgebung (Organisation, Objekte und Ereignisse) [14]. ARIS Architektur Integrierter Informationssysteme Der ARIS Ansatz stellt ein ganzheitliches Modell der betriebswirtschaftlichen Struktur und der eingesetzten Anwendungssysteme eines Betriebes dar, welcher aus 5 getrennten Blickwinkeln (Organisations-, Daten-, Steuerungs-, Funktions- und Leistungssicht) betrachtet wird [14]. Auf dieses Konzept wird im folgenden Kapitel 2.3 noch näher eingegangen. 2.3 Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) Dieses Kapitel widmet sich dem Thema ARIS. Es wird ein kurzer Einblick in die ARIS Produktfamilie gegeben und das ARIS-Konzept mit seinen Sichten, Ebenen und den verwendeten Modellierungsmethoden ausführlich behandelt. Die Architektur integrierter Informationssysteme, in weiterer Folge mit ARIS abgekürzt, wurde 1992 von Prof. Dr. August-Wilhelm Scheer an der Universität Saarbrücken entwickelt. Die von ihm gegründete IDS Scheer GmbH brachte ein Jahr später das Softwareprodukt ARIS-Toolset auf den Markt, welches sich an dieses Konzept anlehnt. Der Begriff ARIS wird umgangssprachlich homonym verwendet. Er umfasst einerseits das ARIS-Konzept und das ARIS-Toolset. Eine genaue Trennung 7

15 2 Grundlagen der beiden Begriffe ist zum Verständnis der Materie unabdingbar. Während das Konzept ein Rahmenwerk zur Beschreibung von Unternehmen und betriebswirtschaftlichen Anwendungssystemen [15] darstellt, handelt es sich beim Toolset um das Softwarewerkzeug, welches dieses Konzept umsetzt und zur konkreten Modellierung dient [15] ARIS-Produktfamilie In diesem Kapitel wird eine kurze Übersicht über die Gesamtheit der ARIS-Produkte gegeben, um Missverständnisse und Verwechslungen bei der Nennung von Produktbezeichnungen zu vermeiden. Die ARIS-Produktfamilie wurde aufbauend auf dem ARIS-Konzept entwickelt. Die Palette teilt sich in vier Plattformen auf (Strategy Platform, Design Platform, Implementation Platform und Controlling Platform), welche je verschiedene Softwareprodukte vereinen um im Sinne der von Scheer entwickelten Vorgehensweise für BPM-Projekte (engl. business process modeling - Geschäftsprozessmodellierung) eine optimale Modellierung zu ermöglichen [20]. Die Design Platform widmet sich ganz der verteilten Modellierung, Simulation, Optimierung und Publikation von Geschäftsprozessen sowie dem Management von IT-Architekturen [20]. In dem für diese Arbeit relevanten Kontext der Prozessmodellierung sind zwei Softwareprodukte dieser Plattform von Interesse: Das ARIS-Toolset und das ARIS Easy Design. Während es sich beim ARIS Toolset um ein professionelles und vor allem umfangreiches Modellierungstool handelt, stellt das ARIS Easy Design ein Werkzeug für den Anfänger und den Einstieg in die Prozessmodellierung dar [15]. Das durch diese Arbeit entstehende e-learning Modul ist für die Erlernung von und mit ARIS Easy Design ausgelegt und konzipiert ARIS-Konzept Dieses Kapitel erläutert grob die Grundzüge des ARIS-Konzeptes. Wie bereits im vorangegangen Kapitel erläutert, strebt ARIS eine ganzheitliche Modellierung von Unternehmensprozessen an. Da dies eine hohe Komplexität des Gesamtmodells unumgänglich macht, geht das Konzept von zwei Ansätzen zur Unterstützung des Anwenders aus. Zunächst wird durch eine Aufteilung des Gesamtmodells in Einzelsichten die Komplexität jeder Betrachtungsrichtung reduziert. Jede Sicht kann durch eigens für den jeweiligen Zweck spezialisierte und bewährte Methoden präzise modelliert werden, ohne auf etwaige Zusammenhänge im Gesamtmodell Rücksicht nehmen zu müssen. Erst am Ende werden in der Steuerungssicht, die speziell auf die Modellierung von Beziehungen zwischen den bereits beschreibenden Sichten ausgelegt ist, die Einzelteile redundanzfrei zu einem Gesamtpuzzle zusammengefügt [21]. Neben der bereits angesprochenen Komplexitätsreduktion erfährt der Anwender eine Strukturierung und somit Vereinfachung der Materie. Mehrfachverwendungen von Objekten und durch Redundanzen entstandene Fehler können ebenfalls durch die Möglichkeit der Wiederverwendung von Elementen reduziert werden [22]. Der zweite Ansatz zur Komplexitätsreduktion greift über die Einführung von Beschreibungsebenen für jede Beschreibungssicht. Ziel dieses Ansatzes ist es, von der betriebswirtschaftlichen Beschreibung einer Problemstellung über eine schrittweise Verfeinerung bis hin zu einer Beschreibungsform zu gelangen, welche 8

16 2 Grundlagen für die Informationstechnik direkt umsetzbar ist [22]. Abbildung 4 verdeutlicht diesen Weg. Abbildung 4: Beschreibungsebenen eines Informationssystems [21] Beschreibungssichten Dieses Unterkapitel widmet sich den einzelnen ARIS Beschreibungssichten. Funktionssicht In der Funktionssicht werden die fachlichen Aufgaben und Tätigkeiten und deren Zusammenhänge visualisiert [15]. Datensicht Die Datensicht beschreibt die Datenobjekte im System, deren Eigenschaften und Beziehungen [23]. Organisationssicht Die Organisationsstruktur des Unternehmens steht im Mittelpunkt der Organisationssicht, welche die Organisationseinheiten und deren Beziehungen der Aufbauorganisation beschreibt [15]. 9

17 2 Grundlagen Leistungssicht In der Leistungssicht widmet man sich der Modellierung der Leistungen und deren Beziehungen untereinander. Sie enthält alle materiellen und immateriellen Inputund Output-Leistungen einschließlich der Geldflüsse [22]. Eine Leistung stellt somit eine Sach- oder Dienstleistung bzw. auch eine finanzielle Leistung dar [21]. Steuerungssicht Die Steuerungssicht, oftmals auch als Prozesssicht bezeichnet, beschreibt die, durch die Sichtenzerlegung verloren gegangen, globalen Beziehungen zwischen den einzelnen Teilsichten [21] und versucht eine ablaufbezogene Betrachtung des gesamten Geschäftsprozesses zu liefern [15]. Abbildung 5 stellt das ARIS-Haus dar, welches als eine grafische Bündelung der verschiedenen Beschreibungssichten verstanden werden kann und auch die Sichtverknüpfung über die Steuerungssicht anschaulich illustriert. Abbildung 5: Beschreibungssichten im ARIS-Haus [21] Beschreibungsebenen Dieses Unterkapitel geht auf die einzelnen Beschreibungsebenen von ARIS ein. Fachkonzept Im Fachkonzept wird die halbformal beschriebene betriebliche Problemstellung in formalen Modellen dargestellt und dient als Ausgangsstellung für die spätere technische Umsetzung [21]. DV-Konzept Das DV-Konzept wird anschließend an das Fachkonzept entwickelt und ersetzt die fachlichen Modelle durch sie ausführende Module und Transaktionen. Es übersetzt das Fachkonzept sozusagen in die Sprache der Datenverarbeitung [21]. 10

18 2 Grundlagen Implementierung Die Phase der Implementierung stellt das letzte Verbindungsglied zwischen der ursprünglichen betriebswirtschaftlichen Problemstellung und der Informationstechnik dar. Hier werden die Umsetzung der technischen Anforderungen durch konkrete Hardware- und Softwareprodukte dargestellt [21]. Abbildung 6 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen Sichten und Ebenen im ARIS-Haus. Abbildung 6: Sichten im ARIS-Haus mit den Beschreibungsebenen [21] Modellierung innerhalb der Sichten und Ebenen Dieses Unterkapitel beschäftigt sich mit den Modellierungsmethoden und den konkreten Modellen, die in den einzelnen Ebenen der Sichten zur Anwendung kommen. Pro Beschreibungsebene wird ein Modelltyp im Näheren betrachtet, sowie mögliche Alternativen dazu aufgezählt. Funktionssicht Fachkonzept Auf der Ebene des Fachkonzeptes werden in der Funktionssicht die fachlichen Aufgaben, welche der Unterstützung der Unternehmensziele dienen (= Funktionen), sowie deren hierarchische Zusammenhänge modelliert. Um die Zerlegung der Funktionen von allgemeinen Funktionsbündeln bis hin zu den Elementarfunktionen in einem Modell abzubilden, bieten sich Funktionsbäume an (siehe Abbildung 7). Als Elementarfunktionen werden jene Funktionen bezeichnet, welche aus betriebswirtschaftlicher Sicht nicht mehr sinnvoll zerlegbar sind. Je nach Zweck kann die Gruppierung bzw. Zerlegung nach verschiedenen Aspekten erfolgen. Gängige 11

19 2 Grundlagen Zerlegungsaspekte sind beispielsweise objekt-, prozess- oder verrichtungsorientiert. [21]. Abbildung 7 zeigt einen Ausschnitt aus einem Funktionsbaum mit der Verfeinerung der Funktionsbündel Produktion und Vertrieb. Funktionen werden in ARIS generell in grünen, runden Vierecken dargestellt. Abbildung 7: Ausschnitt aus einem Funktionsbaum [21] Weitere Modelle, auf welche nicht näher eingegangen wird [21]: Y-Diagramm SAP-Applikationendiagramm Zieldiagramm DV-Konzept Im DV-Konzept der Funktionssicht werden den Funktionen aus dem Fachkonzept Anwendungssystem- und Modultypen zugeordnet, welche diese Funktionen unterstützen. Des Weiteren wird auf den modularen Aufbau der Anwendungssystemtypen und erste Listen- und Maskenentwürfe eingegangen. Anwendungssystemtypen stellen noch keine konkreten Anwendungssysteme, sondern generalisierte Zusammenfassungen technologisch gleicher Anwendungssysteme dar. Modultypen sind für sich alleine ablauffähige Bestandteile eines Anwendungssystemtyps [21]. Der hierfür verwendete Modelltyp ist das Anwendungssystemtypdiagramm (siehe Abbildung 8). 12

20 2 Grundlagen Abbildung 8 stellt zwei Anwendungssystemtypdiagramme dar. Im linken Diagramm wird der modulare Aufbau des Anwendungssystemtyps ARIS Business Architect in seine Modultypen (Home, Explorer, ) dargestellt. Das rechte Diagramm illustriert die ebenenübergreifende Zuordnung von Anwendungssystemtypen (hellblaue Rechtecke) zu Funktionen des Fachkonzeptes (grüne abgerundete Vierecke). Abbildung 8: Links der modulare Aufbau eines Anwendungssystemtyps, rechts die Zuordnung der Funktionen (grün) zu Anwendungssystemtypen (türkis) [21] Implementierung Auf der Implementierungsebene der Funktionssicht werden die im DV-Konzept modellierten generellen Anwendungssystem- und Modultypen konkreten Anwendungssystemen und Modulen, sprich real existierenden Exemplaren und Lizenzen, zugeordnet. Dies kann in einem Anwendungssystemdiagramm (siehe Abbildung 9) passieren [21]. Abbildung 9 stellt ein Anwendungssystemdiagramm mit der Zuordnung einzelner Anwendungssysteme (Lizenzen 2, 11, 15) zu den Anwendungssystemtypen (ARIS Business Designer, ARIS Business Architect) dar. 13

21 2 Grundlagen Abbildung 9: Zuordnung der Anwendungssysteme zu ihren Anwendungssystemtypen [21] Datensicht Fachkonzept Das Fachkonzept der Datensicht beinhaltet die Beschreibung des semantischen Datenmodells des betrachteten Untersuchungsfeldes [21]. Somit werden alle vorhandenen Objekte der Vorgangskette sowie deren Eigenschaften und Beziehungen beschrieben. Ein gängiges Modell stellt das Entity-Relationship-Modell nach Chen (kurz ERM) dar, welches bereits im Grundmodell eine vielfach komplexere Modellierung erlaubt, als dies zum Beispiel im Fachkonzept der Funktionssicht der Fall ist. Das Grundmodell (siehe Abbildung 10) beinhaltet Entitäten (reale Dinge oder abstrakte Begriffe der Realität), Attribute (Eigenschaften von Entitäten) und verschieden kardinale Beziehungen (logische Verknüpfung zweier Entitäten). Entitäten und Beziehungen können jeweils zu Entitäts- bzw. Beziehungstypen abstrahiert werden [21]. Abbildung 10 stellt ein ERM dar. Die beiden Entitäten KUNDE und ADRESSE (türkise Rechtecke) werden jeweils durch ihre Attribute (Ort, Name, - graue Ovale) beschrieben und stehen über die Beziehung WOHNEN (gelbe Raute) in Verbindung. Schlüsselattribute werden durch Ovale mit Doppelrand dargestellt und auch Beziehung WOHNEN wird durch Attribute spezifiziert. Abbildung 10: ER-Modell mit Kunde-Adresse Beziehung [21] 14

22 2 Grundlagen Weitere Modelle, auf welche nicht näher eingegangen wird [21]: Erweitertes ER-Modell (eerm) SAP-SERM IE-Datenmodell SeDaM DV-Konzept Das DV-Konzept als Mittelglied zwischen dem Fachkonzept und der Implementierung schlägt die Brücke zwischen dem Entwurf des logischen Datenmodells und der konkreten Umsetzung in einer Datenbank. Das Modell der Wahl in ARIS stellt hierbei das Relationenmodell dar, welches aus Relationendiagramm und Attributzuordnungsdiagramm besteht. Das ER-Modell des Fachkonzeptes wird in ein Relationendiagramm überführt, indem in einem ersten Schritt Entitäten in Relationen abgebildet und den ursprünglichen Entitäten zugeordnet werden. Anschließend werden die Beziehungen entsprechend der Kardinalität umgesetzt und auch die Attribute ausformuliert [21]. In Abbildung 11 ist ein solches Relationendiagramm zu sehen. Die Entität KUNDE (türkises Rechteck) wird in die Relation Kunde (gelbes Viereck) abgebildet. Zusätzlich dazu werden die Attribute der Relation (graue abgerundete Vierecke) sowie die entsprechenden Attribute der Entität (graue Ovale) dargestellt. Abbildung 11: Relationendiagramm [21] Implementierung Die Implementierungsebene der Datensicht beschäftigt sich mit der Frage, wie letztendlich die Tabellen und Felder in der Datenbank aussehen sollen. In einem Tabellendiagramm (siehe Abbildung 12) werden hierbei die einzelnen Felder einer Tabelle beschrieben und dieser zugeordnet. Darüber hinaus kann auch die Beziehung zu den Objekten des Fach- sowie DV-Konzeptes hergestellt werden [21]. Abbildung 12 skizziert ein Tabellendiagramm. Die Tabelle Kundentabelle wird durch ihre Felder KDNR, Name 1, Name 2 und Klass.Nr. (gelbe runde Vierecke) 15

23 2 Grundlagen beschrieben, sowie die Domänen der Felder (grüne abgerundete Vierecke) dargestellt. Abbildung 12: Tabellendiagramm [21] Organisationssicht Fachkonzept Als Organisation bezeichnet man das Ergebnis eines Ordnungsprozesses in einem Unternehmen durch Organisationsmuster und Regeln. Generell werden Ablauf- und Aufbauorganisation unterschieden. Mit der aufgabenbezogenen Ablauforganisation wird in ARIS die Steuerungssicht betraut, während in der Organisationssicht hauptsächlich Betrachtungen zur statischen Strukturierung der Aufbauorganisation vorherrschen. Diese Strukturierung kann nach verschiedenen Gesichtspunkten erfolgen: Funktional, nach Gebieten oder Produkten, sowie Mischformen. Das typische hierfür verwendete Modell stellt das Organigramm (siehe Abbildung 13) dar, welches die vorherrschenden Organisationseinheiten und die Verknüpfungen dazwischen beschreibt. Organigramme sind hierarchische Modelle, die eine Verfeinerung von allgemeinen Aufgabenträgern über einzelne Stellen bis zu natürlichen Personen ermöglichen. Um Metastrukturen im Modell sichtbar zu machen, kann man zusätzlich von Organisationseinheits- und Personentypen Gebrauch machen, sowie Gebietsinformationen durch zugeordnete Standorte verdeutlichen [21]. Abbildung 13 stellt ein solches Organigramm dar. Gut zu erkennen ist die hierarchische Verfeinerung der Organisationseinheiten (Geschäftsleitung, Produktion, ). Zusätzlich wird das Organigramm um weitere Informationen angereichert, indem die Organisationseinheit Lager in Stellen (wie etwa Leiter) bis hin zu natürlichen Personen (z.b. Franz Müller) spezifiziert wird. Ebenfalls zu finden sind Typisierungen von Personen und Organisationseinheiten. Die Erklärung der einzelnen grafischen Objekte erfolgt in der Abbildung selbst. 16

24 2 Grundlagen Abbildung 13: Organigramm mit Stellen, Personen, Personentypen sowie Organisationseinheitstypen [21] Weiteres Modell, auf welche nicht näher eingegangen wird [21]: Schichtkalender DV-Konzept Das DV-Konzept der Organisationssicht stellt dar, wie die im Fachkonzept beschriebene Aufbauorganisation durch eine Kommunikations- und Informationssystem-Infrastruktur unterstützt werden kann. Dafür werden Netztopologien (siehe Abbildung 14) verwendet. Analog zu den Anwendungssystemtypen der Funktionssicht spricht man hier generalisiert von Netz-, Netzkanten-, Netzknoten- und Hardwarekomponenten-Typen. Dabei verbinden die Netzkantentypen die Netzknotentypen, welche wiederum durch konkrete Hardwarekomponententypen unterstützt und umgesetzt werden können. Ein Netztyp ist aus diesen Komponenten aufgebaut und umfasst die Typisierung eines gesamten Netzexemplares. Verbindungen zum Fachkonzept erfolgen über Standortzuweisungen, wodurch dem Objekttyp Standort im Fachkonzept eine besondere und wichtige Rolle zuteil wird [21]. Abbildung 14 zeigt eine Netztopologie. Dargestellt wird welche Netzknotentypen (graue Ovale) prinzipiell durch welche Hardwarekomponententypen (grüne Rechtecke) unterstützt werden können. 17

25 2 Grundlagen Abbildung 14: Netztopologie [21] Implementierung In der Implementierungsebene werden den typisierten Objekten des DV-Konzepts konkrete Ausprägungen zugeordnet, so zum Beispiel den Netztypen Netze, den Netzknotentypen Netzknoten, usw.. Dies geschieht in Netzdiagrammen (siehe Abbildung 15), welche eine beschriebene Topologie konkret durch Netzknoten und Netzkanten sowie die realisierenden Hardwarekomponenten umsetzen. Der Zusammenhang zum DV-Konzept kann über Typzuweisungen, zum Fachkonzept unter anderem durch Standortverknüpfungen erfolgen [21]. Abbildung 15 zeigt ein solches Netzdiagramm. Dargestellt wird die Zuweisung des Netzes Novell Lizenz 51 zum Netztyp Novell Version 4.11 (beide rosa Vierecke). Das Netz wird zusätzlich durch seine Knoten (graue Ovale) sowie die angeschlossenen Hardwarekomponenten (grüne Rechtecke) weiter spezifiziert. Die Standortzuweisung zum Werk Zeppelinstr. erstellt eine Verbindung zum Fachkonzept. 18

26 2 Grundlagen Abbildung 15: Netzdiagramm mit Netztyp- und Standortzuweisung [21] Leistungssicht Eine Leistung ist das Ergebnis einer menschlichen Handlung oder eines technischen Vorgangs und wird im Verlauf eines Wertschöpfungsprozesses erbracht [21]. Man unterscheidet Sach- und Dienstleistungen, also materielle und immaterielle Leistungen. ARIS stellt eine Vielzahl an Modelltypen bereit, welche sich zwar nicht immer eindeutig einer Beschreibungsebene zuordnen lassen, dafür aber umso geeigneter sind, das breite Spektrum und die Vielzahl an kombinierten Leistungen zu modellieren [21]. Leistungsbaum In einem Leistungsbaum werden Teilbeziehungen zwischen Leistungen modelliert. Über verschiedene Abstraktionsstufen hinweg werden Beziehungsverknüpfungen zwischen Leistungen und ihren Teilleistungen beschrieben und somit dieser statische Aspekt in einem eigenen Modell abgelegt [21]. Einen Beispielsleistungsbaum zeigt Abbildung 16. Beschrieben wird, welche Dienstleistungen (grüne Männchen) und welche Produkte (grüne Würfel) vonnöten sind, um das Unternehmensziel Verbesserung der Unternehmensorganisation des Kunden zu erreichen. 19

27 2 Grundlagen Abbildung 16: Leistungsbaum [21] Produktauswahlmatrix Eine Produktauswahlmatrix dient der Modellierung einer Organisationseinheit mit den von ihr erstellten bzw. verwalteten Produkten. Zusätzlich dazu werden die Produkte durch sie erstellende Funktionen näher spezifiziert [21]. In Abbildung 17 wird eine Produktauswahlmatrix gezeigt. Der Standort Sozialamt wird mit seinen angebotenen Produkten (grüne Fünfecke) dargestellt. Ergänzend werden die Funktionen (grüne abgerundete Vierecke) illustriert, welche für die Erstellung der einzelnen Produkte notwendig sind. 20

28 2 Grundlagen Abbildung 17: Produktauswahlmatrix [21] Weitere Modelle, auf welche nicht näher eingegangen wird [21]: Leistungsaustauschdiagramm Produktzuordnungsdiagramm Produktbaum Wettbewerbskräftemodell Steuerungssicht Fachkonzept In der Steuerungssicht werden die durch die Sichtenteilung verloren gegangenen Beziehungen zwischen den vorher beschriebenen Sichten wieder hergestellt. Dies kann entweder in einzelnen Zuordnungsdiagrammen geschehen, welche je paarweise zwei Sichten verknüpfen oder durch Modelle, welche in der Lage sind, die Verbindungen zwischen allen Sichten herzustellen. Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) bzw. erweiterte ereignisgesteuerte Prozessketten (eepk, siehe Abbildung 18) stellen probate Modellierungsmethoden dar, um eine umfassende Sichtverknüpfung auf Fachkonzeptebene zu erzielen [21]. EPKs in ihrer Reinform stellen den reinen Ablauf von Funktionen dar, wobei jede Funktion durch ein Startereignis ausgelöst wird und anschließend wiederum ein Endereignis auslöst. Ereignisse können als eingetretene betriebswirtschaftliche Zustände verstanden werden, welche auf einen Zeitpunkt hin bezogen sind. Durch das Hintereinanderschalten von Ereignissen und Funktionen ergibt sich die Prozesskette. Verknüpfungen zwischen Ereignissen und Funktionen können in EPKs mit Verzweigungen und logischen Operatoren (AND, OR, XOR ) nach bestimmten Regeln erfolgen. Es wird die Ereignis- und Funktionsverknüpfung unterschieden. Erweiterte ereignisgesteuerte Prozessketten vergrößern den Umfang 21

29 2 Grundlagen der reinen EPKs und führen schlussendlich zu der gewünschten Sichtverknüpfung durch Zuordnung der Daten und Organisationseinheiten zu Funktionen. Die dafür nötigen Symbole werden aus der jeweiligen Beschreibungssicht übernommen [21]. Eine Beispiels-eEPK stellt Abbildung 18 mit dieser Angebotsanfrage dar: Ereignisse (rosa Sechsecke) und Funktionen (grüne abgerundete Vierecke) stellen den Ablauf dar. Zugeschalten werden die entsprechenden Organisationseinheiten (gelbe Ovale) und Daten (rote Rechtecke), welche zu den Funktionen und somit zu den ausgeführten Tätigkeiten in Beziehung stehen. Abbildung 18: eepk vom Eintreten einer Anfrage bis zur Prüfung des Angebots [21] Weitere Modelle, auf welche nicht näher eingegangen wird [21]: Vorgangskette Funktionszuordnungsdiagramm Klassendiagramm Prozessauswahlmatrix DV-Konzept Auf der Ebene des DV-Konzeptes werden in der Steuerungssicht Objekte des DV- Konzeptes anderer Sichten verknüpft. Dies kann zum Beispiel durch ein Zugriffsdiagramm (siehe Abbildung 19) geschehen, wo wiederum schrittweise Objekte der Funktions-, Daten- und Organisationssicht miteinander in Beziehung gesetzt werden [21]. 22

30 2 Grundlagen Abbildung 19 zeigt ein Zugriffsdiagramm. Dargestellt wird, welche Personen (gelbe Rechtecke) auf welche Relationenattribute (graue, abgerundete Vierecke) zugreifen bzw. zugreifen können. Abbildung 19: Zugriffsdiagramm für Zugriffsrechte bestimmter Personen auf Relationenattribute [21] Weitere Modelle, auf welche nicht näher eingegangen wird [21]: Programmablaufdiagramm Programmablaufplan Maskendiagramm SAP Integrationsprozess Implementierung Analog zum Fach- und DV-Konzept dreht sich auch auf der Implementierungsebene der Steuerungssicht alles um die Verknüpfung der Sichten. Allerdings behandeln Implementierungsmodelle konkrete Objekte und nicht Objekttypen wie im DV- Konzept. Ansonsten sind aber viele Parallelen, wie etwa der Name physikalisches Zugriffssdiagramm, im Vergleich zum Zugriffsdiagramm, erkennbar [21]. Abbildung 20 zeigt ein solches physikalisches Zugriffsdiagramm. Modelliert wird, welche Anwender bzw. Personen (gelbe Rechtecke) welche Anwendungssysteme (türkise Rechtecke) benützen. Abbildung 20: Verknüpfung von Anwendern und Anwendungssystemen [21] 2.4 E-Learning Dieses Kapitel vermittelt einen Einstieg in die Thematik des e-learnings. Es werden die häufigsten Begriffe in diesem Umfeld definiert und aus einer technischen Betrachtungsrichtung in einen Kontext gebracht. 23

31 2 Grundlagen Einführung und Geschichte Dieses Einführungskapitel definiert den Begriff des e-learnings und gibt einen gerafften geschichtlichen Überblick über das Thema. E-Learning findet laut Seufert dann statt, wenn Lernprozesse in Szenarien ablaufen, in denen gezielt multimediale und (tele)kommunikative Technologien integriert sind [9]. Kerres geht einen Schritt weiter und spezifiziert den Begriff genauer als alle Formen von Lernen bei denen digitale Medien für die Präsentation und Distribution von Lernmaterialien und/oder zur Unterstützung zwischenmenschlicher Kommunikation zum Einsatz kommen [24]. Einfaches und schnelles Lernen durch Maschinen war schon seit jeher ein Menschheitstraum [5]. Erste Versuche das Lernen selbst zu mechanisieren gehen in das 16. Jahrhundert, genauer gesagt in das Jahr 1588 zurück, als der italienische Ingenieur Agostino Ramelli mit der Lesemaschine das erste mechanische Leserad erfand [25] (siehe Abbildung 21). Dennoch, echte Lehrmaschinen wurden erst im 20. Jahrhundert erfunden. Während zu Beginn des Jahrhunderts in Kriegs- und Krisenzeiten das Thema nicht im großen Stil verfolgt wurde, erlebte das maschinelle Lernen in den 50er Jahren unter dem US-amerikanischen Psychologen Skinner eine wahre Renaissance. Aufbauend auf seinen Theorien der operanten Konditionierung und des von ihm entwickelten programmierten Lernens, schuf er eine Lernmaschine, welche Inhalte in kleinen Happen präsentierte und über eine direkte Rückmeldung den Lernenden konditionierte. Nach dem darauf folgenden Boom in den 60er Jahren verfielen die Maschinen aufgrund ihrer Inflexibilität und steigender öffentlicher Kritik wieder in einen Dornröschenschlaf [5]. Abbildung 21: Ramellis Leserad [5] Ende der 80er Jahre wurde das Thema durch die damals beginnende Verbreitung von Heim-PCs wieder aktueller. Das so genannte computer based training (CBT) wurde aber hauptsächlich in der betrieblichen Weiterbildung eingesetzt. Mit intelligenten tutoriellen Systemene (ITS) wurde der Schritt zum selbstbestimmten und selbstgesteuerten Lernen getan und mit einer höheren Individualität und Flexibilität 24

32 2 Grundlagen die Kinderkrankheiten der 60er Jahre ausgemerzt. Mitte der 90er Jahre erlebte das computerbasierte Training dank dem Aufschwung des Internets eine weitere Entwicklung hin zum web based training (WBT). Leichte Kommunikation und Kollaboration, sowie die lokale und temporäre Unabhängigkeit des Lernenden eröffnen seither völlig neue Perspektiven. Allgemein wird das Jahr 1999 als der Beginn des e-learning Zeitalters beschrieben [5], welches sich in Deutschland knapp nach dem Millennium durch die Projekte Schule ans Netz, Neue Medien in der Bildung und Notebook-University manifestierte [26] Begriffsdefinitionen Dieses Kapitel befasst sich mit einigen häufig auftretenden Begriffen im Umfeld von e-learning und versucht den Begriffsdschungel durch klare Definitionen durchsichtig zu machen. ComputerbasiertesTraining (CBT) Man spricht von computerbasiertem Training (engl. computer based training CBT), wenn ein Lernsystem dem Lernenden über Interaktion computerunterstützt und multimedial Lerninhalte vermittelt [9]. Im Bereich von CBT treten häufig ähnliche Begriffe und Abkürzungen auf, die synonym verwendet werden [9]: CAL: Computer aided/assisted learning CAI: Computer aided/assisted instruction CUL: Computer-unterstütztes Lernen CUI: Computer-unterstützte Instruktion Als Beispiel kann hier das Lern- und Übungsprogramm Steig ein! der Innsbrucker Fahrschule Eigenstiller genannt werden, das auf CD erhältlich ist und zur Vorbereitung auf die Führerschein-Prüfung in den verschiedenen Fahrzeugklassen mit Übungen und Prüfungssimulationen dient (siehe Abbildung 22). 25

33 2 Grundlagen Abbildung 22: CBT zur Führerscheinprüfung der Fahrschule Eigenstiller Webbasiertes Training (WBT) Webbasiertes Training (engl. web based training WBT) stellt eine netzgestützte Weiterentwicklung von computerbasiertem Training dar, wobei das Lernprogramm nicht in Form eines Datenträgers weitergegeben, sondern über das Inter- oder Intranet bereitgestellt wird [9]. Blended Learning Blended learning (engl. to blend - vermischen [27]) bezeichnet den im deutschen Sprachraum üblichen Begriff des hybriden Lernens. Wie bereits in der Einleitung angedeutet, versteht man unter hybridem Lernen Lehr-/Lernkonzepte, die eine didaktisch sinnvolle Verknüpfung von traditionellem Klassenzimmerlernen und virtuellem bzw. Online Lernen auf der Basis neuer Informations- und Kommunikationsmedien anstreben [9]. Dabei werden traditionelle Methoden aus der klassischen Präsenzveranstaltung mit neuen Medienformen zu einem hybriden Arrangement integriert und versucht, die jeweiligen Vorteile daraus zu maximieren [9]. Autorensysteme Autorensysteme (engl. authorware [9], authoring tools [28]) stellen laut Seufert [9] Werkzeuge dar, die der Entwicklung von Lernsoftware (CBT und WBT) dienen, wobei 26

34 2 Grundlagen je nach Programmkomplexität oftmals keine Programmierkenntnisse der erstellenden Dozenten erforderlich sind. Seufert [9] unterscheidet folgende Arten von Autorensystemen: Seitenorientierte Autorensysteme orientieren sich an klassischen Buchseiten. Die Inhalte und Elemente werden auf einer Bildschirmseite ausgerichtet und mittels einer Navigation lässt sich umblättern. Zeitachsenorientierte Autorensysteme präsentieren Inhalte in ihrer zeitlichen Abfolge auf einer Zeitachse, wobei die Entwickler fixe Präsentationsdauern festlegen können. Struktogrammorientierte Autorensysteme übertragen Inhalte in strukturierter und übersichtlicher Form, dienen aber mehr der reinen Inhaltsübergabe. Objektorientierte Autorensysteme definieren so genannte learning objects (engl. Lernobjekte) die in einer bestimmten Zusammensetzung ein spezifisches Lernangebot darstellen. Ihr Hauptvorteil liegt in der objektorientierten Wiederverwendbarkeit. Zwei bekannte kommerzielle Autorensysteme sind [29]: Adobe Authorware Matchware Mediator Abbildung 23 stellt einen Screenshot des seitenorientierten Autorensystems Matchware Mediator dar. In der linken Spalte sind Übersichten über die einzelnen Seiten bzw. die Objekte der aktuellen Seite dargestellt. Das Hauptfenster enthält die zu bearbeitende Seite sowie GUI-Elemente zum Festlegen von Eigenschaften und Ereignissen. Abbildung 23: Autorensystem Matchware Mediator 27