Bildungstechnologie

Bildungstechnologie (oft abgekürzt als EdTech ) umfasst Computerhardware, Software sowie pädagogische Theorien und Praktiken, die das Lernen und Lehren unterstützen. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Die Abkürzung „EdTech“ bezeichnet häufig die Branche der Unternehmen, die Bildungstechnologie entwickeln. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} Wissenschaftler wie Tanner Mirrlees und Shahid Alvi (2019) beschreiben die EdTech-Branche als überwiegend aus privat geführten Unternehmen bestehend, die Bildungstechnologien für kommerzielle Zwecke produzieren und vertreiben. ^{[ 4 ]}

Neben praktischer Bildungserfahrung greift die Bildungstechnologie auf theoretisches Wissen aus verschiedenen Disziplinen wie Kommunikationswissenschaft, Pädagogik, Psychologie, Soziologie, Künstlicher Intelligenz und Informatik zurück. ^{[ 7 ]} Sie umfasst mehrere Bereiche, darunter Lerntheorie, computergestütztes Training, Online-Lernen und mobiles Lernen (m-Learning).

Die Association for Educational Communications and Technology (AECT) definiert Bildungstechnologie als „die Erforschung und ethische Praxis der Förderung des Lernens und der Leistungsverbesserung durch die Entwicklung, Nutzung und Verwaltung geeigneter technologischer Prozesse und Ressourcen“ ^{[ 8 ]} . Sie bezeichnet Unterrichtstechnologie als „die Theorie und Praxis der Konzeption , Entwicklung, Nutzung, Verwaltung und Evaluation von Prozessen und Ressourcen für das Lernen“ ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} . Bildungstechnologie umfasst somit verschiedene valide und zuverlässige Anwendungen der Erziehungswissenschaft, wie beispielsweise Ausrüstung, sowie Prozesse und Verfahren, die aus wissenschaftlicher Forschung abgeleitet sind . Im jeweiligen Kontext kann sie sich auf theoretische, algorithmische oder heuristische Prozesse beziehen und ist nicht zwangsläufig auf physische Technologie beschränkt. Bildungstechnologie ist der Prozess der positiven Integration von Technologie in die Bildung, der ein vielfältigeres und inklusiveres Lernumfeld fördert und es den Lernenden ermöglicht, neben ihren regulären Studienleistungen sowohl technologische Kompetenzen als auch fachspezifisches Wissen zu entwickeln.

Demnach lassen sich mehrere unterschiedliche Aspekte zur Beschreibung der intellektuellen und technischen Entwicklung der Bildungstechnologie zusammenfassen:

• Bildungstechnologie als Theorie und Praxis pädagogischer Lernansätze.
• Bildungstechnologie umfasst technologische Werkzeuge und Medien , beispielsweise Massive Online Courses (MOCs) , die die Vermittlung, Entwicklung und den Austausch von Wissen unterstützen. Dies ist in der Regel das, was gemeint ist, wenn der Begriff „EdTech“ verwendet wird.
• Bildungstechnologien für Lernmanagementsysteme (LMS), wie z. B. Werkzeuge für das Studenten- und Lehrplanmanagement sowie Bildungsmanagementinformationssysteme (EMIS).
• Bildungstechnologie als Backoffice-Management, wie z. B. Trainingsmanagementsysteme für Logistik und Budgetverwaltung sowie Learning Record Store (LRS) für die Speicherung und Analyse von Lerndaten.
• Bildungstechnologie selbst als Bildungsfach; solche Kurse können als „Computerstudien“ oder „ Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT)“ bezeichnet werden. ^{[ 12 ]}

Bildungstechnologie ist ein umfassender Begriff, der sowohl die Werkzeuge und Prozesse zur Unterstützung von Lernen und Lehren als auch die ihnen zugrunde liegenden theoretischen Grundlagen umfasst. Er beschränkt sich nicht auf moderne digitale Systeme, sondern schließt vielmehr alle Ressourcen und Methoden ein, die die Unterrichtsgestaltung verbessern, sei es durch Blended Learning, traditionellen Präsenzunterricht oder Online-Umgebungen. ^{[ 13 ]}

Fachkräfte in diesem Bereich werden als Bildungstechnologen bezeichnet. Sie sind verantwortlich für die Analyse, das Design, die Entwicklung und die Evaluation von Lernsystemen und -werkzeugen zur Verbesserung der Lernergebnisse. ^{[ 14 ]} Der Begriff „Lerntechnologe“ ist im Vereinigten Königreich gebräuchlich, während er in Kanada und einigen anderen Regionen synonym verwendet wird. ^{[ 15 ]} Moderne elektronische Bildungstechnologien spielen eine bedeutende Rolle in den heutigen Bildungssystemen. ^{[ 16 ]} Bildungstechnologie umfasst E-Learning, Unterrichtstechnologie, Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) im Bildungsbereich, EdTech, Lerntechnologie, Multimedia- Lernen, technologiegestütztes Lernen (TEL), computergestützten Unterricht (CBI), computergesteuerten Unterricht, computerbasiertes Training (CBT), computergestützten Unterricht oder computergestützten Unterricht (CAI), ^{[ 17 ]} internetbasiertes Training (IBT), flexibles Lernen, webbasiertes Training (WBT), Online-Bildung, digitale Bildungszusammenarbeit, verteiltes Lernen, computervermittelte Kommunikation , Cyber-Learning und multimodaler Unterricht, virtuelle Bildung, persönliche Lernumgebungen, vernetztes Lernen , virtuelle Lernumgebungen (VLE) (die auch Lernplattformen genannt werden), mobiles Lernen (M-Learning ) und digitale Bildung. ^{[ 18 ]}

Jeder dieser zahlreichen Begriffe hat seine Befürworter, die auf potenzielle Alleinstellungsmerkmale hinweisen. ^{[ 19 ]} Viele Begriffe und Konzepte im Bereich der Bildungstechnologie sind jedoch vage definiert. Singh und Thurman führen beispielsweise über 45 Definitionen für Online-Lernen an. ^{[ 20 ]} Moore sah diese Terminologien zudem eher als Betonung bestimmter Merkmale wie Digitalisierungsansätze, Komponenten oder Vermittlungsmethoden, als dass sie sich konzeptionell oder prinzipiell grundlegend unterscheiden. ^{[ 19 ]} So betont beispielsweise mobiles Lernen (m-Learning) die Mobilität, die eine flexible Gestaltung von Zeitpunkt, Ort, Zugänglichkeit und Kontext des Lernens ermöglicht; dennoch entsprechen Zweck und konzeptionelle Prinzipien denen der Bildungstechnologie. ^{[ 19 ]}

Mit dem technologischen Fortschritt hat sich der ursprünglich stark betonte, eng gefasste Begriff „virtuelles Lernen“ in der Praxis mit dem allgemeinen Feld der Bildungstechnologie vermischt. ^{[ 19 ]} Ursprünglich bedeutete „virtuelles Lernen“ im engeren Sinne das Eintauchen in eine Umgebungssimulation in einer virtuellen Welt , beispielsweise zur Behandlung von posttraumatischen Belastungsstörungen (PTBS). ^{[ 21 ] [ 22 ]} Heute bezeichnet ein „virtueller Bildungskurs“ jeden Kurs, der vollständig oder zumindest zu einem wesentlichen Teil über das Internet angeboten wird . „Virtuell“ wird in diesem weiteren Sinne verwendet, um einen Kurs zu beschreiben, der nicht in Präsenz, sondern virtuell stattfindet, sodass die Teilnehmenden nicht physisch anwesend sein müssen. Virtuelle Bildung bezeichnet somit eine Form des Fernlernens, bei der die Kursinhalte mithilfe verschiedener Methoden wie Lernmanagementsystemen , Multimedia- Ressourcen und Videokonferenzen vermittelt werden . ^{[ 23 ]} Virtuelle Bildung und simuliertes Lernen, wie zum Beispiel Spiele oder Sektionen, regen die Studierenden dazu an, Unterrichtsinhalte mit authentischen Situationen zu verknüpfen. ^{[ 24 ]}

Lerninhalte, die allgegenwärtig in Objekten eingebettet sind, umgeben den Lernenden, der sich des Lernprozesses möglicherweise gar nicht bewusst ist. ^{[ 25 ]} Die Kombination aus adaptivem Lernen – mithilfe einer individualisierten Benutzeroberfläche und Materialien, die sich an den Einzelnen anpassen und so individuell differenzierten Unterricht ermöglichen – und dem orts- und zeitunabhängigen Zugriff auf digitale Ressourcen und Lernmöglichkeiten wird als intelligentes Lernen bezeichnet. ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]} Intelligentes Lernen ist Bestandteil des Konzepts der intelligenten Stadt . ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Die Bemühungen, Menschen und Kindern das Lernen auf einfachere, schnellere, genauere oder kostengünstigere Weise zu ermöglichen, lassen sich bis zu den frühesten Werkzeugen zurückverfolgen, wie beispielsweise Höhlenmalereien. ^{[ 31 ] [ 32 ]} Verschiedene Arten von Abakus wurden verwendet. Schiefertafeln und Kreidetafeln sind seit mindestens einem Jahrtausend in Gebrauch. ^{[ 33 ]} Seit ihrer Einführung spielen Bücher und Broschüren eine wichtige Rolle in der Bildung. Ab dem frühen 20. Jahrhundert wurden Vervielfältigungsmaschinen wie der Mimeograph und Gestetner -Schablonendrucker eingesetzt, um kleinere Auflagen (typischerweise 10–50 Exemplare) für den Unterricht oder den Gebrauch zu Hause herzustellen. Der Einsatz von Medien zu Unterrichtszwecken lässt sich im Allgemeinen auf das erste Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts zurückführen ^{[ 34 ]} , mit der Einführung von Lehrfilmen (Anfang des 20. Jahrhunderts) und Sidney Presseys mechanischen Lehrmaschinen (1920er Jahre).

Mitte der 1960er Jahre experimentierten die Psychologieprofessoren Patrick Suppes und Richard C. Atkinson von der Stanford University mit dem Einsatz von Computern , um Grundschülern im Palo Alto Unified School District in Kalifornien über Fernschreiber Arithmetik und Rechtschreibung beizubringen . ^{[ 35 ] [ 36 ]}

Die Anfänge der Online-Bildung reichen bis ins Jahr 1960 zurück und gehen auf die University of Illinois zurück. Obwohl das Internet erst ein Jahrzehnt später entwickelt wurde, konnten Studierende bereits über vernetzte Computerterminals auf Kursinformationen zugreifen. Online-Lernen etablierte sich 1982, als das Western Behavioral Sciences Institute in La Jolla, Kalifornien, seine School of Management and Strategic Studies eröffnete. Die Schule nutzte Computerkonferenzen über das Electronic Information Exchange System (EIES) des New Jersey Institute of Technology, um Führungskräften ein Fernstudium anzubieten. ^{[ 37 ]} Ab 1985 bot Connected Education über die New School in New York City den ersten vollständig online absolvierbaren Masterstudiengang in Medienwissenschaften an, ebenfalls über das EIES-Computerkonferenzsystem. ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]} Weitere Kurse wurden 1986 vom Electronic University Network für DOS- und Commodore-64-Computer angeboten. Im Jahr 2002 begann das MIT , Online-Kurse kostenlos anzubieten. Im Jahr 2009 belegten rund 5,5 Millionen Studierende mindestens einen Kurs online. Aktuell belegt jeder dritte Studierende während seines Studiums mindestens einen Online-Kurs. An der DeVry University absolvieren 80 % aller Studierenden, die einen Bachelor-Abschluss anstreben, zwei Drittel ihrer Studienleistungen online. Im Jahr 2014 absolvierten 2,85 Millionen der 5,8 Millionen Studierenden, die Online-Kurse belegten, ihr gesamtes Studium online. Daraus lässt sich schließen, dass die Zahl der Studierenden, die Online-Kurse belegen, stetig zunimmt. ^{[ 41 ] [ 42 ]}

1971 veröffentlichte Ivan Illich sein einflussreiches Buch „ Die Entschulung der Gesellschaft “, in dem er „Lernnetzwerke“ als Modell für die Vernetzung des benötigten Lernstoffs vorstellte. In den 1970er und 1980er Jahren leisteten Murray Turoff und Starr Roxanne Hiltz am New Jersey Institute of Technology ^{[ 43 ]} bedeutende Beiträge zum computergestützten Lernen , ebenso wie die University of Guelph in Kanada ^{[ 44 ]} . In Großbritannien förderte der Council for Educational Technology den Einsatz von Bildungstechnologien und verwaltete insbesondere das staatliche Nationale Entwicklungsprogramm für computergestütztes Lernen ^{[ 45 ]} (1973–1977) sowie das Mikroelektronik-Bildungsprogramm (1980–1986).

Videokonferenzen waren ein wichtiger Vorläufer der heutigen Bildungstechnologien. Besonders in der Museumspädagogik erfreuten sie sich großer Beliebtheit . Auch in den letzten Jahren hat die Popularität von Videokonferenzen weiter zugenommen und erreichte 2008/09 über 20.000 Schüler in den USA und Kanada . Die Nachteile dieser Bildungstechnologie liegen auf der Hand: Bild- und Tonqualität sind oft körnig oder pixelig; für die Übertragung von Videokonferenzen muss im Museum eine Art Mini-Fernsehstudio eingerichtet werden; der Platzbedarf ist begrenzt; und sowohl der Anbieter als auch die Teilnehmer benötigen spezielle Ausrüstung. ^{[ 46 ]}

Die Open University in Großbritannien ^{[ 44 ]} und die University of British Columbia (wo WebCT, heute Teil von Blackboard Inc., entwickelt wurde) revolutionierten die Nutzung des Internets für die Wissensvermittlung ^{[ 47 ]} und setzten dabei intensiv auf webbasierte Schulungen, Online-Fernstudium und Online-Diskussionen zwischen Studierenden ^{[ 48 ]} . Praktiker wie Harasim (1995) ^{[ 49 ]} betonten die Bedeutung von Lernnetzwerken.

1994 wurde die erste Online-Gymnasium gegründet. 1997 beschrieb Graziadei Kriterien zur Bewertung von Produkten und zur Entwicklung technologiebasierter Kurse, darunter Portabilität, Replizierbarkeit, Skalierbarkeit, Erschwinglichkeit und eine hohe Wahrscheinlichkeit langfristiger Kosteneffektivität. ^{[ 50 ]}

Verbesserte Internetfunktionen ermöglichten neue Kommunikationsformen mit Multimedia-Inhalten oder Webcams . Das Nationale Zentrum für Bildungsstatistik schätzt, dass die Zahl der Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen K-12, die an Online-Fernlernprogrammen teilnehmen, zwischen 2002 und 2005 um 65 % gestiegen ist. Dies ist auf größere Flexibilität, einfachere Kommunikation zwischen Lehrkräften und Lernenden sowie schnelles Feedback zu Vorlesungen und Aufgaben zurückzuführen.

Laut einer Studie des US-Bildungsministeriums aus dem Jahr 2008 boten im Studienjahr 2006/07 rund 66 % der öffentlichen und privaten Hochschulen, die an Programmen zur Studienfinanzierung teilnahmen, Fernlehrgänge an; die Aufzeichnungen zeigen, dass 77 % der Studierenden in anrechenbaren Studiengängen einen Online-Anteil hatten. ^{[ 51 ]} Im Jahr 2008 verabschiedete der Europarat eine Erklärung, in der er das Potenzial von E-Learning zur Förderung von Chancengleichheit und Bildungsverbesserungen in der gesamten EU bekräftigte. ^{[ 52 ]}

Computervermittelte Kommunikation (CMC) findet zwischen Lernenden und Lehrenden statt und wird durch den Computer vermittelt. Im Gegensatz dazu bezeichnet CBT/CBL üblicherweise individualisiertes (Selbst-)Lernen, während CMC die Unterstützung durch Lehrende/Tutoren beinhaltet und die Skalierung flexibler Lernaktivitäten erfordert. Moderne Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) bieten der Bildung zudem Werkzeuge zur Unterstützung von Lerngemeinschaften und damit verbundenen Wissensmanagementaufgaben.

Schüler, die im digitalen Zeitalter aufwachsen, sind einer Vielzahl von Medien umfassend ausgesetzt. ^{[ 53 ]} Große Technologieunternehmen haben Schulen finanziell unterstützt, um ihnen die Möglichkeit zu geben, ihre Schüler mithilfe von Technologie zu unterrichten. ^{[ 54 ]}

2015 war das erste Jahr, in dem private gemeinnützige Organisationen mehr Online-Studierende als gewinnorientierte Unternehmen verzeichneten, obwohl staatliche Universitäten weiterhin die höchste Anzahl an Online-Studierenden aufwiesen. Im Herbst 2015 waren mehr als 6 Millionen Studierende in mindestens einen Online-Kurs eingeschrieben. ^{[ 55 ]}

Im Jahr 2020 mussten aufgrund der COVID-19-Pandemie weltweit viele Schulen schließen. Dies führte dazu, dass immer mehr Grundschüler am Online-Unterricht teilnahmen und Studierende sich für Online-Kurse einschrieben, um das Fernstudium zu ermöglichen. ^{[ 56 ] [ 57 ]} Organisationen wie die UNESCO setzten auf Bildungstechnologie-Lösungen, um Schulen bei der Umsetzung des Fernunterrichts zu unterstützen . ^{[ 58 ]} Die verlängerten Lockdowns während der Pandemie und der Fokus auf Fernunterricht zogen Rekordsummen an Risikokapital in den EdTech-Sektor. ^{[ 59 ]} Allein in den USA sammelten EdTech-Startups im Jahr 2020 1,78 Milliarden US-Dollar Risikokapital in 265 Finanzierungsrunden ein, verglichen mit 1,32 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019. ^{[ 60 ]}

Nach der Pandemie nutzen Lehrer digitale Technologien zwar weniger, aber immer noch häufiger als vor der COVID-19-Pandemie. ^{[ 61 ]}

Dieses theoretische Rahmenwerk wurde Anfang des 20. Jahrhunderts auf Grundlage von Tierlernversuchen von Iwan Pawlow , Edward Thorndike , Edward C. Tolman , Clark L. Hull und B. F. Skinner entwickelt . Viele Psychologen nutzten diese Ergebnisse zur Entwicklung von Theorien des menschlichen Lernens, doch moderne Pädagogen betrachten den Behaviorismus im Allgemeinen als einen Aspekt einer ganzheitlichen Synthese. Der behavioristische Unterricht wird mit Training in Verbindung gebracht, wobei Tierlernversuche besonders hervorgehoben werden. Da der Behaviorismus die Auffassung vertritt, Menschen mithilfe von Belohnung und Bestrafung beizubringen, wie sie etwas tun, besteht ein Zusammenhang mit dem Training von Menschen. ^{[ 62 ]}

B. F. Skinner schrieb ausführlich über Verbesserungen im Unterricht, basierend auf seiner funktionalen Analyse des verbalen Verhaltens ^{[ 63 ] [ 64 ]} , und verfasste „The Technology of Teaching“ ^{[ 65 ] [ 66 ],} ein Versuch, die Mythen der zeitgenössischen Pädagogik zu entkräften und sein System des programmierten Unterrichts zu fördern . Ogden Lindsley entwickelte ein Lernsystem namens Celeration, das zwar auf Verhaltensanalyse basierte, sich aber wesentlich von den Modellen Kellers und Skinners unterschied.

Die Kognitionswissenschaft erfuhr in den 1960er und 1970er Jahren einen tiefgreifenden Wandel, der mitunter als „kognitive Revolution“ bezeichnet wurde, insbesondere als Reaktion auf den Behaviorismus. ^{[ 67 ]} Kognitionspsychologische Theorien behalten zwar den empirischen Rahmen des Behaviorismus bei , gehen aber über das Verhalten hinaus und erklären gehirnbasiertes Lernen, indem sie untersuchen, wie das menschliche Gedächtnis das Lernen fördert. Lernen wird dabei als „alle Prozesse, durch die sensorische Eingaben vom menschlichen Geist transformiert, reduziert, verarbeitet, gespeichert, abgerufen und genutzt werden“ definiert. ^{[ 67 ] [ 68 ]} Das Atkinson-Shiffrin-Gedächtnismodell und Baddeleys Arbeitsgedächtnismodell etablierten sich als theoretische Rahmen. Informatik und Informationstechnologie haben die kognitionswissenschaftliche Theorie maßgeblich beeinflusst. Die kognitiven Konzepte des Arbeitsgedächtnisses (früher Kurzzeitgedächtnis) und des Langzeitgedächtnisses wurden durch Forschung und Technologie aus der Informatik weiterentwickelt. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf die Kognitionswissenschaft ist Noam Chomsky . Heutzutage konzentrieren sich Forscher auf Themen wie kognitive Belastung , Informationsverarbeitung und Medienpsychologie . Diese theoretischen Perspektiven beeinflussen die Gestaltung von Lernprozessen . ^{[ 69 ]}

Es gibt zwei unterschiedliche Schulen des Kognitivismus: den kognitivistischen und den sozialen Kognitivismus. Ersterer konzentriert sich auf das Verständnis der Denk- oder kognitiven Prozesse eines Individuums, während letzterer neben der Kognition auch soziale Prozesse als Einflussfaktoren auf das Lernen einbezieht. ^{[ 70 ]} Beide Schulen stimmen jedoch darin überein, dass Lernen mehr als eine Verhaltensänderung ist, sondern vielmehr ein mentaler Prozess, der vom Lernenden angewendet wird. ^{[ 70 ]}

Pädagogische Psychologen unterscheiden verschiedene Arten des Konstruktivismus : den individuellen (oder psychologischen) Konstruktivismus, wie beispielsweise Piagets Theorie der kognitiven Entwicklung , und den sozialen Konstruktivismus . Letzterer konzentriert sich primär darauf, wie Lernende neue Informationen im Austausch mit der Realität und anderen Lernenden mit unterschiedlichen Perspektiven verstehen und daraus eigene Bedeutungen entwickeln. Konstruktivistische Lernumgebungen fordern Lernende auf, ihr Vorwissen und ihre Erfahrungen zu nutzen, um neue, verwandte und/oder adaptive Konzepte zu formulieren. ^{[ 71 ]} In diesem Rahmen fungiert die Lehrkraft als Lernbegleiter, der die Lernenden anleitet, ihr Wissen selbstständig zu konstruieren. Konstruktivistische Lehrende müssen sicherstellen, dass die Vorerfahrungen der Lernenden relevant und mit den zu vermittelnden Konzepten verknüpft sind. Jonassen (1997) argumentiert, dass gut strukturierte Lernumgebungen für Anfänger geeignet sind, während schlecht strukturierte Umgebungen nur für fortgeschrittene Lernende sinnvoll sind. ^{[ 2 ]} Pädagogen, die einen konstruktivistischen Ansatz verfolgen, betonen möglicherweise eine aktive Lernumgebung , die lernerzentriertes problembasiertes Lernen , projektbasiertes Lernen und forschendes Lernen integriert , idealerweise unter Einbeziehung realer Szenarien, in denen die Lernenden aktiv kritisches Denken entwickeln. Ein anschauliches Beispiel hierfür ist der Einsatz konstruktivistischer kognitiver Lernmethoden in der Computerbildung in den 1980er Jahren, bei dem Programmierung als Lerninstrument eingesetzt wurde. ^{[ 72 ] : 224} Die Programmiersprache LOGO verkörperte den Versuch, Piagetsche Ideen mit Computern und Technologie zu verbinden. ^{[ 72 ] [ 73 ]} Anfänglich gab es weitreichende, hoffnungsvolle Behauptungen, darunter die wohl kontroverseste, dass LOGO die allgemeinen Problemlösungsfähigkeiten disziplinübergreifend verbessern würde. ^{[ 72 ] : 238} Allerdings führten die Programmierkenntnisse in LOGO nicht durchgängig zu kognitiven Vorteilen. ^{[ 72 ] : 238} Es war „nicht so konkret“, wie seine Befürworter behaupteten, es bevorzugte „eine Form des Denkens gegenüber allen anderen“ und es war schwierig, die Denkaktivität auf nicht LOGO -basierte Aktivitäten anzuwenden. ^{[ 74 ]} Ende der 1980er Jahre wurde LOGOund andere ähnliche Programmiersprachen hatten ihren Neuheitswert und ihre Vormachtstellung verloren und wurden angesichts von Kritik allmählich weniger beachtet. ^{[ 75 ]}

Inwieweit E-Learning andere Lern- und Lehransätze unterstützt oder ersetzt, ist variabel und reicht von keiner Unterstützung bis hin zu reinem Online- Fernstudium . ^{[ 76 ] [ 77 ]} Zur Kategorisierung des Technologieeinsatzes wurden verschiedene (teilweise uneinheitliche) Begriffe verwendet. So kann beispielsweise „Hybrid Learning“ oder „ Blended Learning “ sowohl Präsenzunterricht mit Laptops als auch Ansätze bezeichnen, bei denen die traditionelle Präsenzzeit reduziert, aber nicht vollständig abgeschafft und durch Online-Lernen ersetzt wird. ^{[ 78 ] [ 79 ]} „Verteiltes Lernen“ kann entweder die E-Learning-Komponente eines Hybrid-Ansatzes oder vollständig digitale Fernlernumgebungen beschreiben . ^{[ 76 ]}

E-Learning kann entweder synchron oder asynchron erfolgen . Synchrones Lernen findet in Echtzeit statt, wobei alle Teilnehmenden gleichzeitig interagieren. Im Gegensatz dazu ist asynchrones Lernen selbstbestimmt und ermöglicht es den Teilnehmenden, Ideen oder Informationen auszutauschen, ohne auf die gleichzeitige Beteiligung anderer angewiesen zu sein. ^{[ 80 ]}

Synchrones Lernen bezeichnet den Austausch von Ideen und Informationen mit einem oder mehreren Teilnehmern gleichzeitig. Beispiele hierfür sind Präsenzgespräche, Online-Live-Unterricht mit Feedback, Skype-Gespräche sowie Chaträume oder virtuelle Klassenzimmer, in denen alle gleichzeitig online sind und zusammenarbeiten. Durch die Zusammenarbeit fördert synchrones Lernen die Offenheit der Lernenden, da sie aktiv zuhören und von ihren Mitschülern lernen müssen. Synchrones Lernen stärkt zudem die Online-Kompetenz und verbessert die Schreibfähigkeiten vieler Schüler. ^{[ 81 ]}

Asynchrones Lernen kann Technologien wie Lernmanagementsysteme , E-Mail , Blogs , Wikis und Diskussionsforen sowie webbasierte Lehrbücher ^{[ 82 ]} , Hypertext- Dokumente, Audio- ^{[ 83 ]} Videokurse und soziale Netzwerke über Web 2.0 nutzen . Im Bereich der beruflichen Weiterbildung können Schulungen auch virtuelle Operationssäle umfassen . Asynchrones Lernen ist vorteilhaft für Studierende mit gesundheitlichen Problemen oder Betreuungspflichten. Sie haben die Möglichkeit, ihre Aufgaben in einer stressarmen Umgebung und mit flexiblerer Zeiteinteilung zu erledigen. ^{[ 48 ]} In asynchronen Online-Kursen können Studierende ihre Aufgaben in ihrem eigenen Tempo bearbeiten. Als Studierende mit atypischem Studienverlauf können sie ihr Studium und ihren Alltag vereinbaren und gleichzeitig soziale Kontakte pflegen. Asynchrone Zusammenarbeit ermöglicht es den Studierenden, bei Bedarf Hilfe zu suchen und je nach Bearbeitungszeit Unterstützung zu erhalten. Zu den in diesen Kursen verwendeten Tools gehören unter anderem Videos, Kursdiskussionen und Gruppenprojekte. ^{[ 84 ]}

Computerbasiertes Training (CBT) bezeichnet selbstgesteuertes Lernen auf Computern oder mobilen Endgeräten wie Tablets oder Smartphones. Ursprünglich wurden CBT-Inhalte per CD-ROM bereitgestellt und typischerweise linear präsentiert, ähnlich wie beim Lesen eines Online-Buches oder -Handbuchs. ^{[ 85 ]} Daher wird CBT häufig zum Erlernen statischer Prozesse eingesetzt, beispielsweise zur Bedienung von Software oder zum Lösen mathematischer Gleichungen. Computerbasiertes Training ist konzeptionell ähnlich wie webbasiertes Training (WBT), das über das Internet mithilfe eines Webbrowsers durchgeführt wird .

Die Lernerfolgskontrolle in computergestützten Trainingsprogrammen erfolgt häufig mithilfe von Tests, die sich leicht computergestützt auswerten lassen, wie z. B. Multiple-Choice-Fragen, Drag-and-Drop-Aufgaben, Optionsfelder, Simulationen oder andere interaktive Elemente. Die Auswertung und Speicherung der Tests erfolgt unkompliziert über Online-Software, wodurch den Nutzern umgehend Feedback und der Status ihrer Teilnahme angezeigt werden. Die Nutzer können sich ihre Teilnahmebescheinigungen oft in Form von Zertifikaten ausdrucken. ^{[ 85 ]}

CBTs bieten Lernanreize, die über traditionelle Lernmethoden wie Lehrbücher, Handbücher oder Präsenzunterricht hinausgehen. CBTs können eine gute Alternative zu gedruckten Lernmaterialien darstellen, da sich vielfältige Medien wie Videos oder Animationen einbetten lassen, um das Lernen zu verbessern. ^{[ 85 ]}

Allerdings stellen CBTs einige Lernherausforderungen dar. Die Entwicklung effektiver CBTs erfordert in der Regel enorme Ressourcen. Die Software zur Entwicklung von CBTs ist oft komplexer als das, was ein Fachexperte oder Lehrer bedienen kann. ^{[ 85 ]}

Computergestütztes kollaboratives Lernen (CSCL) nutzt didaktische Methoden, die Lernende zur Zusammenarbeit an Lernaufgaben anregen oder verpflichten und so soziales Lernen ermöglichen . CSCL ist konzeptionell ähnlich wie die Begriffe „E-Learning 2.0“ und „vernetztes kollaboratives Lernen“ (NCL). ^{[ 86 ]} Mit den Fortschritten von Web 2.0 ist der Informationsaustausch zwischen mehreren Personen in einem Netzwerk deutlich einfacher geworden, und die Nutzung hat zugenommen. ^{[ 85 ] [ 87 ] : 1 [ 88 ]} Ein Hauptgrund für die Nutzung ist, dass es „einen Nährboden für kreative und anregende Lernprozesse“ bietet. ^{[ 87 ] : 2} Lernen findet durch Gespräche über Inhalte und durch die Auseinandersetzung mit Problemen und Handlungsabläufen statt . Dieses kollaborative Lernen unterscheidet sich vom Frontalunterricht, bei dem die Lehrkraft die Hauptquelle für Wissen und Fertigkeiten ist. ^{[ 85 ]} Der Neologismus „E-Learning 1.0“ bezeichnet den direkten Unterricht, der in frühen computergestützten Lern- und Trainingssystemen (CBL) eingesetzt wurde. Im Gegensatz zur linearen Inhaltsvermittlung, oft direkt aus den Lehrmaterialien, nutzt CSCL soziale Software wie Blogs , soziale Medien, Wikis , Podcasts , cloudbasierte Dokumentenportale, Diskussionsforen und virtuelle Welten. ^{[ 89 ]} Dieses Phänomen wird als „Long-Tail-Learning“ bezeichnet. ^{[ 90 ]} Befürworter des sozialen Lernens argumentieren, dass das Lehren anderer eine der besten Lernmethoden ist. ^{[ 90 ]} Soziale Netzwerke werden genutzt, um Online-Lerngemeinschaften zu so unterschiedlichen Themen wie Prüfungsvorbereitung und Sprachunterricht zu fördern . Mobiles Sprachenlernen (MALL) bezeichnet den Einsatz von Handheld-Computern oder Mobiltelefonen zur Unterstützung des Sprachenlernens.

Kollaborative Apps ermöglichen es Schülern und Lehrern, während des Lernens zu interagieren. Die Apps sind spielerisch gestaltet und bieten eine unterhaltsame Möglichkeit zum Lernen. Wenn das Lernen Spaß macht, sind die Schüler engagierter. Spiele vermitteln zudem meist ein Gefühl des Fortschritts, was die Motivation und Kontinuität beim Lernen fördern kann. ^{[ 91 ]}

Classroom 2.0 bezeichnet virtuelle Online-Umgebungen für mehrere Nutzer (MUVEs), die Schulen über geografische Grenzen hinweg vernetzen. Das computergestützte kollaborative Lernen (CSCL), auch bekannt als „eTwinning“, ermöglicht es Lernenden einer Schule, mit Lernenden einer anderen Schule zu kommunizieren, die sie sonst nicht kennenlernen würden ^{[ 92 ] [ 93 ],} wodurch die Lernergebnisse ^{[ 94 ]} und die kulturelle Integration verbessert werden.

Darüber hinaus unterscheiden viele Forscher zwischen kollaborativen und kooperativen Ansätzen des Gruppenlernens. Roschelle und Teasley (1995) argumentieren beispielsweise, dass „Kooperation durch die Arbeitsteilung unter den Teilnehmern erreicht wird, als eine Aktivität, bei der jede Person für einen Teil der Problemlösung verantwortlich ist“, im Gegensatz zur Kollaboration, die das „gegenseitige Engagement der Teilnehmer in einer koordinierten Anstrengung zur gemeinsamen Lösung des Problems“ beinhaltet. ^{[ 95 ]}

Soziale Technologien, insbesondere soziale Medien, eröffnen Studierenden neue Lernmöglichkeiten. So können sie beispielsweise mit Forschenden, Politikern und Aktivisten in Kontakt treten und sich mit ihnen austauschen. Dadurch werden geografische Barrieren, die Menschen sonst trennen würden, überwunden. ^{[ 96 ]} Vereinfacht gesagt, ermöglichen soziale Medien Studierenden eine Reichweite, die ihnen Chancen und Gespräche eröffnet und sie so in ihrer Kommunikationsfähigkeit stärkt. ^{[ 97 ]}

Soziale Technologien wie Twitter bieten Studierenden ein Archiv kostenloser Daten, das mehrere Jahrzehnte zurückreicht. Viele Lehrende und Hochschulen nutzen diese kostenlose Ressource bereits – beispielsweise verwendeten Forschende und Lehrende der University of Central Florida im Jahr 2011 Tweets zu Notfällen wie Hurrikan Irene als Datenpunkte, um ihren Studierenden die Datenanalyse zu vermitteln. ^{[ 98 ] [ 99 ]} Soziale Medien ermöglichen es Lehrenden außerdem, Studierenden zu zeigen, wie professionelle Netzwerke die Arbeit auf technischer Ebene erleichtern. ^{[ 100 ]}

Dies ist eine Unterrichtsstrategie, bei der der Großteil des Lernens zunächst zu Hause mithilfe von Technologie stattfindet. Anschließend bearbeiten die Studierenden im Unterricht gemeinsam mit der Lehrkraft anspruchsvollere Lernaufgaben. Häufig werden für das individuelle Lernen zu Hause Online-Tools wie Lernvideos, Lernmanagementsysteme, interaktive Tools und andere webbasierte Ressourcen eingesetzt. ^{[ 101 ] [ 102 ]} Zu den Vorteilen des Flipped Classroom zählen verbesserte Lernergebnisse, höhere Zufriedenheit und stärkeres Engagement der Studierenden, flexiblere Lernmöglichkeiten sowie mehr Interaktionsmöglichkeiten zwischen Studierenden und Lehrenden. ^{[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]} Demgegenüber stehen Nachteile wie Herausforderungen im Zusammenhang mit der Motivation der Studierenden, dem Internetzugang, der Videoqualität und der erhöhten Arbeitsbelastung der Lehrenden. ^{[ 106 ] [ 107 ]}

Zahlreiche Arten von physikalischen Technologien kommen derzeit zum Einsatz: ^{[ 108 ] [ 109 ]} Digitalkameras, Videokameras, interaktive Whiteboards, Dokumentenkameras, elektronische Medien und LCD-Projektoren. Kombinationen dieser Techniken umfassen Blogs , Kollaborationssoftware , E-Portfolios und virtuelle Klassenzimmer . ^{[ 110 ]}

Das aktuelle Design dieser Art von Anwendung beinhaltet die Evaluierung mithilfe von Instrumenten der kognitiven Analyse, die es ermöglichen, diejenigen Elemente zu identifizieren, die die Nutzung dieser Plattformen optimieren. ^{[ 111 ]}

Die Videotechnologie ^{[ 112 ]} umfasst VHS- Kassetten und DVDs sowie On-Demand- und synchrone Verfahren mit digitalem Video über Server oder webbasierte Optionen wie Streaming-Video und Webcams . Videotelefonie ermöglicht die Verbindung mit Referenten und anderen Experten. Interaktive digitale Videospiele werden in Grund- und weiterführenden Schulen sowie Hochschulen eingesetzt. ^{[ 113 ]}

Screencasting ermöglicht es Nutzern, ihren Bildschirm direkt aus ihrem Browser freizugeben und das Video online verfügbar zu machen, sodass andere Zuschauer das Video direkt streamen können. ^{[ 114 ]}

Webcams und Webcasting haben die Schaffung virtueller Klassenzimmer und virtueller Lernumgebungen ermöglicht . ^{[ 115 ] [ 116 ]} Webcams werden auch eingesetzt, um Plagiat und andere Formen akademischer Unehrlichkeit, die in einer E-Learning-Umgebung auftreten können, zu bekämpfen.

Computer und Tablets ermöglichen Lernenden und Lehrenden den Zugriff auf Websites und Anwendungen. Viele mobile Geräte unterstützen mobiles Lernen (m-Learning) . ^{[ 117 ]}

Mobile Geräte wie Clicker und Smartphones können für interaktives Feedback aus dem Publikum eingesetzt werden . ^{[ 118 ]} Mobiles Lernen kann die Durchführung von Lernprozessen unterstützen, z. B. durch Zeiterfassung, das Einstellen von Erinnerungen, das Abrufen von Arbeitsblättern und Anleitungen. ^{[ 119 ] [ 120 ]}

Geräte wie iPads werden laut dem Bericht zur Stimulationspraxis dazu eingesetzt, behinderten Kindern (sehbehinderten oder mehrfachbehinderten) bei der Entwicklung ihrer Kommunikationsfähigkeiten sowie bei der Verbesserung ihrer physiologischen Aktivität zu helfen. ^{[ 121 ]}

Studien im Vorschul- , Primar- und Sekundarbereich haben untersucht, wie digitale Geräte eingesetzt werden können, um effektive Lernergebnisse zu ermöglichen und Systeme zu entwickeln, die Lehrkräfte unterstützen. ^{[ 122 ]} Digitale Technologien können Lehre und Lernen verbessern, indem sie Schülerinnen und Schüler durch ansprechende, interaktive und unterhaltsame Lernumgebungen motivieren. Diese Online-Interaktionen eröffnen weitere Möglichkeiten zur Entwicklung digitaler Kompetenzen , Fähigkeiten des 21. Jahrhunderts und digitaler Bürgerschaft . ^{[ 122 ]}

Eingebettete Einplatinencomputer und Mikrocontroller wie Raspberry Pi , Arduino und BeagleBone sind einfach zu programmieren, einige können Linux ausführen und sich mit Geräten wie Sensoren, Displays, LEDs und Robotern verbinden. Diese kostengünstigen Geräte eignen sich ideal zum Erlernen der Programmierung und sind mit Cloud Computing und dem Internet der Dinge (IoT) kompatibel. Das Internet der Dinge bezeichnet ein Netzwerk, das beliebige Geräte über festgelegte Protokolle mithilfe von Sensorik mit dem Internet verbindet, um Informationsaustausch und Kommunikation zu ermöglichen und so intelligente Erkennung, Positionierung, Verfolgung, Überwachung und Verwaltung zu realisieren. ^{[ 123 ]} Diese Geräte sind Teil der Maker-Kultur , die das Experimentieren mit Elektronik und Programmierung zur Entwicklung von Software- und Hardwarelösungen fördert. Die Maker-Kultur bietet ein umfangreiches Angebot an Schulungen und Unterstützung. ^{[ 124 ]}

Gruppenwebseiten, Blogs , Wikis und Twitter ermöglichen es Lernenden und Lehrenden, Gedanken, Ideen und Kommentare in einer interaktiven Lernumgebung auf einer Webseite zu veröffentlichen. ^{[ 125 ] [ 126 ]} Soziale Netzwerke sind virtuelle Gemeinschaften, in denen sich Menschen mit Interesse an einem bestimmten Thema per Sprache, Chat, Instant Messaging, Videokonferenz oder Blogs austauschen können. ^{[ 127 ]} Die National School Boards Association stellte fest, dass 96 % der Schüler mit Internetzugang soziale Netzwerke nutzen und mehr als 50 % online über Schularbeiten sprechen. Soziale Netzwerke fördern Zusammenarbeit und Engagement ^{[ 128 ]} und können die Selbstwirksamkeit von Schülern stärken. ^{[ 129 ]}

Es gibt drei Arten von Whiteboards. ^{[ 130 ]} Die ersten Whiteboards , analog zu Schultafeln , stammen aus den späten 1950er Jahren. Der Begriff Whiteboard wird auch metaphorisch für virtuelle Whiteboards verwendet, bei denen Computersoftware Whiteboards simuliert, indem sie das Schreiben und Zeichnen ermöglicht. Dies ist ein gängiges Merkmal von Groupware für virtuelle Meetings, Zusammenarbeit und Instant Messaging. Interaktive Whiteboards ermöglichen es Lernenden und Lehrenden, auf dem Touchscreen zu schreiben. Die Bildschirmmarkierungen können entweder auf einem leeren Whiteboard oder auf beliebigen Bildschirminhalten erfolgen. Je nach Berechtigungseinstellungen kann dieses visuelle Lernen interaktiv und partizipativ gestaltet werden, einschließlich des Schreibens und Bearbeitens von Bildern auf dem interaktiven Whiteboard. ^{[ 130 ]}

Eine virtuelle Lernumgebung (VLE), auch Lernplattform genannt, simuliert ein virtuelles Klassenzimmer oder Meeting durch die gleichzeitige Nutzung verschiedener Kommunikationstechnologien. ^{[ 131 ]} Webkonferenzsoftware ermöglicht es Studierenden und Lehrenden, in einer Gruppenumgebung über Webcam, Mikrofon und Echtzeit-Chat miteinander zu kommunizieren. Teilnehmende können sich melden, an Umfragen teilnehmen oder Tests absolvieren. Studierende können Whiteboard- und Bildschirmaufnahmen nutzen, sofern ihnen die entsprechenden Berechtigungen vom Lehrenden erteilt werden. Dieser legt die Zugriffsrechte für Textnotizen, Mikrofonnutzung und Maussteuerung fest. ^{[ 132 ]}

Ein virtuelles Klassenzimmer bietet Studierenden die Möglichkeit, in einer interaktiven Umgebung direkt von qualifizierten Lehrkräften unterrichtet zu werden. ^{[ 133 ]} Lernende haben direkten und unmittelbaren Zugang zu ihren Lehrkräften, um sofortiges Feedback und Unterstützung zu erhalten. Das virtuelle Klassenzimmer bietet einen strukturierten Stundenplan, was für Studierende hilfreich sein kann, denen die Freiheit des asynchronen Lernens überfordernd erscheint. Darüber hinaus bietet das virtuelle Klassenzimmer eine soziale Lernumgebung, die dem traditionellen Präsenzunterricht nachempfunden ist. ^{[ 134 ]} Zusätzlich zu formalen virtuellen Klassenzimmern können Studierende Online-Plattformen wie StudySoup nutzen , um auf Vorlesungsmitschriften und Lernmaterialien zuzugreifen und diese zu teilen. ^{[ 135 ] [ 136 ]}

Insbesondere im Hochschulbereich wird eine virtuelle Lernumgebung (VLE) mitunter mit einem Managementinformationssystem (MIS) kombiniert, um eine verwaltete Lernumgebung zu schaffen . In dieser werden alle Aspekte eines Kurses über eine einheitliche Benutzeroberfläche innerhalb der gesamten Hochschule gesteuert. ^{[ 137 ]} Präsenzuniversitäten und neuere reine Online-Hochschulen bieten ausgewählte akademische Abschlüsse und Zertifikatsprogramme über das Internet an. Einige Programme erfordern die Anwesenheit auf dem Campus oder bei Einführungsveranstaltungen, viele werden jedoch vollständig online angeboten. Zahlreiche Universitäten bieten Online-Services für Studierende an, wie z. B. Online-Beratung und -Anmeldung, E-Counseling, Online-Buchkauf, Studierendenvertretungen und Studierendenzeitungen. ^{[ 138 ]}

Aufgrund der COVID-19-Pandemie waren viele Schulen gezwungen, auf Online-Unterricht umzustellen. Schätzungsweise 90 % der Länder mit hohem Einkommen boten im April 2020 Online-Lernen an, während dies nur bei 25 % der Länder mit niedrigem Einkommen der Fall war. ^{[ 139 ]}

Die AR-Technologie spielt eine wichtige Rolle für die Zukunft des Klassenzimmers, in dem die menschliche Ko-Orchestrierung nahtlos stattfindet. ^{[ 140 ]}

Ein Lernmanagementsystem (LMS) ist eine Software zur Bereitstellung, Nachverfolgung und Verwaltung von Schulungen und Weiterbildungen. Es erfasst Daten zu Anwesenheit, Bearbeitungszeit und Lernfortschritt. Lehrende können Ankündigungen veröffentlichen, Aufgaben bewerten, Kursaktivitäten einsehen und an Diskussionen teilnehmen. Studierende können ihre Arbeiten einreichen, Diskussionsfragen lesen und beantworten sowie Tests absolvieren. ^{[ 125 ]} Ein LMS ermöglicht es Lehrenden, Administratoren und Studierenden sowie gegebenenfalls weiteren berechtigten Parteien (z. B. Eltern), verschiedene Kennzahlen zu verfolgen. LMS reichen von Systemen zur Verwaltung von Schulungs- und Bildungsdaten bis hin zu Software zur Online-Kursbereitstellung mit Funktionen für die Online-Zusammenarbeit. Die Erstellung und Pflege umfassender Lerninhalte erfordert erhebliche Investitionen in Personal – sowohl anfänglich als auch fortlaufend. Eine effektive Übersetzung in andere Sprachen und kulturelle Kontexte erfordert noch mehr qualifiziertes Personal. ^{[ 141 ]}

A learning content management system (LCMS) is software for author content (courses, reusable content objects). An LCMS may be solely dedicated to producing and publishing content that is hosted on an LMS, or it can host the content itself. The Aviation Industry Computer-Based Training Committee (AICC) specification provides support for content that is hosted separately from the LMS.

Computer-aided assessment (e-assessment) ranges from automated multiple-choice tests to more sophisticated systems. With some systems, feedback can be geared towards a student's specific mistakes, or the computer can navigate the student through a series of questions adapting to what the student appears to have learned or not learned. Formative assessment sifts out the incorrect answers, and these questions are then explained by the teacher. The learner then practices with slight variations of the sifted-out questions. The learning cycle often concludes with summative assessment, using a new set of questions that cover the topics previously taught.^[142]

A training management system or training resource management system is software designed to optimize instructor-led training management. Similar to an enterprise resource planning (ERP), it is a back office tool that aims at streamlining every aspect of the training process: planning (training plan and budget forecasting), logistics (scheduling and resource management), financials (cost tracking, profitability), reporting, and sales for-profit training providers.^[143]

• List of iPads and Magic Keyboard for iPad
• Comparison of music education software
• Comparison of tablet computers
• Chromebooks
• List of laptops
• GPU workstations
• List of music software
• List of guitar tablature software and List of piano software
• Comparison of scorewriters
• Digital audio workstations and music studio
• Electronic drum set and modern electronic musical instruments
• Graphics tablets and stylus
• List of 3D modeling software and List of 3D rendering software
• Lists of mathematical software and List of open-source software for mathematics
• List of computational writing software
• List of computational art software
• List of online integrated development environments
• Digital textbooks, e-book software, and audiobooks
• Vergleich von E-Readern , Vergleich von iOS-E-Reader-Software und Vergleich von Android-E-Reader-Software

Zu den Fragen der Inhalts- und Designarchitektur gehören Pädagogik und die Wiederverwendung von Lernobjekten . Ein Ansatz betrachtet fünf Aspekte: ^{[ 144 ]}

• Fakt – einzigartige Daten (z. B. Symbole für Excel-Formeln oder die Bestandteile eines Lernziels )
• Konzept – eine Kategorie, die mehrere Beispiele umfasst (z. B. Excel-Formeln oder die verschiedenen Arten/Theorien des Instructional Designs ).
• Prozess – ein Ablauf von Ereignissen oder Aktivitäten (z. B. die Funktionsweise einer Tabellenkalkulation oder die fünf Phasen des ADDIE-Modells)
• Vorgehensweise – Schritt-für-Schritt-Anleitung (z. B. Eingabe einer Formel in eine Tabellenkalkulation oder die Schritte, die innerhalb einer Phase in ADDIE befolgt werden sollten)
• Strategisches Prinzip – eine Aufgabe, die durch die Anpassung von Richtlinien erfüllt wird (z. B. die Erstellung einer Finanzprognose in einer Tabellenkalkulation oder die Verwendung eines Rahmens für die Gestaltung von Lernumgebungen).

Die akademische Erforschung und Entwicklung künstlicher Intelligenz (KI) lässt sich mindestens bis ins Jahr 1956 zurückverfolgen , als Kognitionswissenschaftler begannen, Denk- und Lernprozesse bei Menschen und Maschinen zu untersuchen. Die ersten Anwendungen von KI im Bildungsbereich lassen sich auf die Entwicklung intelligenter Tutoringsysteme (ITS) und deren Einsatz zur Verbesserung von Lernerfahrungen zurückführen. ^{[ 145 ]} Sie sind darauf ausgelegt, Lernenden unmittelbares und personalisiertes Feedback zu geben. ^{[ 146 ]} Der Anreiz zur Entwicklung von ITS ergibt sich aus Bildungsstudien, die zeigen, dass individuelle Betreuung deutlich effektiver ist als Gruppenunterricht, ^{[ 147 ] [ 148 ]} und aus dem Bedürfnis, das Lernen in größerem Umfang zu fördern. Im Laufe der Jahre hat eine Kombination aus Kognitionswissenschaft und datengetriebenen Verfahren die Fähigkeiten von ITS erweitert und es ihnen ermöglicht, eine Vielzahl von Merkmalen von Lernenden zu modellieren, wie beispielsweise Wissen, ^{[ 149 ]} Emotionen, ^{[ 150 ] [ 151 ]} Ablenkung ^{[ 152 ]} und das Drehen des Rades. ^{[ 153 ]} Es gibt zahlreiche Belege dafür, dass ITS Lernende sehr effektiv unterstützen. ^{[ 154 ]} Intelligente Transportsysteme (ITS) können dazu beitragen, dass Schüler in der Zone der proximalen Entwicklung (ZPD) bleiben: dem Bereich, in dem Schüler mit Unterstützung lernen können. Solche Systeme können Schüler durch Aufgaben führen, die etwas über ihrem Leistungsniveau liegen. ^{[ 155 ]}

Generative Künstliche Intelligenz (GenAI) erlangte mit der Einführung von ChatGPT im November 2022 breite öffentliche Aufmerksamkeit. ^{[ 156 ]} Dies löste Besorgnis an Schulen und Hochschulen aus, ^{[ 157 ]} und einige große Schulbezirke verboten GenAI aufgrund von Bedenken hinsichtlich potenziellen akademischen Fehlverhaltens ^{[ 158 ]} . ^{[ 159 ]} Im Zuge der Debatte wurden diese Verbote jedoch innerhalb weniger Monate weitgehend aufgehoben. ^{[ 160 ] Zur} Bekämpfung akademischen Fehlverhaltens wurden Erkennungswerkzeuge entwickelt, deren Genauigkeit jedoch ^{begrenzt ist . [ 162 ] [ 163 ]}

Im Bildungsbereich gibt es verschiedene Anwendungsfälle, darunter personalisiertes Feedback, Brainstorming für Unterrichtsaktivitäten, Unterstützung von Schülern mit sonderpädagogischem Förderbedarf, Vereinfachung administrativer Aufgaben und Beschleunigung von Bewertungsprozessen. ^{[ 164 ]} Allerdings kann GenAI fehlerhafte Informationen ausgeben, was auch als Halluzinationen bezeichnet wird . ^{[ 156 ]} Ihre Ergebnisse können zudem verzerrt sein, ^{[ 165 ]} was Forderungen nach Transparenz hinsichtlich der Trainingsdaten von GenAI-Modellen und deren Verwendung laut werden lässt. ^{[ 156 ] [ 166 ]} Fortbildungen für Lehrkräfte sowie die Entwicklung von Richtlinien und Vorschriften können dazu beitragen, die ethischen Bedenken im Zusammenhang mit GenAI zu mindern . ^{[ 156 ] [ 165 ]} Obwohl KI-Systeme individualisierten Unterricht und adaptives Feedback für Schüler ermöglichen, besteht die Möglichkeit, dass sie das Gemeinschaftsgefühl der Schüler im Klassenzimmer beeinträchtigen.

Verschiedene Formen elektronischer Medien können ein Bestandteil des Vorschullebens sein . ^{[ 167 ]} Obwohl Eltern von positiven Erfahrungen berichten, wurde der Einfluss einer solchen Nutzung nicht systematisch untersucht. ^{[ 167 ]}

Das Alter, in dem ein Kind eine bestimmte Technologie, wie beispielsweise ein Handy oder einen Computer, nutzen könnte, hängt möglicherweise davon ab, ob das jeweilige technologische Angebot den Entwicklungsfähigkeiten des Kindes entspricht, etwa den von dem Schweizer Psychologen Jean Piaget beschriebenen altersgemäßen Entwicklungsstufen . ^{[ 168 ]} Für die Medienauswahl wurden Parameter wie Altersangemessenheit, Übereinstimmung mit angestrebten Werten sowie der gleichzeitige Unterhaltungs- und Bildungsaspekt vorgeschlagen. ^{[ 169 ]}

Im Vorschulalter kann Technologie auf verschiedene Weise eingeführt werden. Am einfachsten ist der Einsatz von Computern, Tablets sowie Audio- und Videoressourcen im Unterricht. ^{[ 170 ]} Darüber hinaus stehen Eltern und Erziehern zahlreiche Ressourcen zur Verfügung, um Kindern den Umgang mit Technologie näherzubringen oder den Unterricht durch Technologie zu ergänzen und das Lernen zu fördern. Zu den altersgerechten Möglichkeiten gehören Video- oder Audioaufnahmen der eigenen Kreationen, die Einführung in die Internetnutzung durch das Stöbern auf altersgerechten Websites, die Bereitstellung von Assistenztechnologien, um Kindern mit Behinderungen die Teilhabe am Unterricht zu ermöglichen, ^{[ 171 ]} sowie Lern-Apps, E-Books und Lernvideos. ^{[ 172 ]} Es gibt viele kostenlose und kostenpflichtige Lern-Websites und -Apps, die speziell auf die Bedürfnisse von Vorschulkindern zugeschnitten sind. Beispiele hierfür sind Starfall, ABC Mouse, ^{[ 172 ]} PBS Kids Video, Teach Me und Montessori-Kreuzworträtsel. ^{[ 173 ]} Bildungstechnologien in Form von E-Books [109 ] bieten Vorschulkindern die Möglichkeit, mehrere Bücher auf einem Gerät zu speichern und abzurufen. Dadurch wird das traditionelle Lesen mit dem Einsatz von Bildungstechnologie verbunden. Es wird angenommen, dass Bildungstechnologie auch die Hand-Augen-Koordination, die Sprachkompetenz, die visuelle Aufmerksamkeit und die Motivation zur Erledigung von Lernaufgaben verbessert und Kindern Erfahrungen ermöglicht, die ihnen sonst verschlossen blieben. ^{[ 122 ]} Um Technologie im Vorschulalter optimal zu nutzen, sind mehrere Faktoren entscheidend: Technologie muss angemessen eingesetzt werden, Zugang zu Lernmöglichkeiten ermöglichen, die Interaktion von Eltern und anderen Erwachsenen mit den Vorschulkindern einbeziehen und der Entwicklungsstufe der Kinder entsprechen. ^{[ 174 ]} Der Zugang zu Lernmöglichkeiten ist besonders wichtig für Kinder mit Behinderungen, bietet zweisprachigen Kindern die Möglichkeit, in mehr als einer Sprache zu kommunizieren und zu lernen, vermittelt mehr Informationen über MINT-Fächer und integriert Bilder von Vielfalt, die im unmittelbaren Umfeld des Kindes möglicherweise fehlen. ^{[ 174 ]}

Programmieren wird zunehmend in die frühkindliche Bildung integriert, und Vorschulkinder profitieren von Angeboten, die ihnen Programmierkenntnisse auch ohne Bildschirm vermitteln. Es gibt Aktivitäten und Spiele, die praktische Programmiererfahrungen ermöglichen und die Kinder auf die Programmierkonzepte vorbereiten, denen sie später begegnen und die sie anwenden werden. ^{[ 175 ]} Minecraft und Roblox sind zwei beliebte Programmier-Apps, die von Institutionen mit kostenlosem oder kostengünstigem Zugang genutzt werden. ^{[ 175 ]}

E-Learning wird zunehmend von Schülern genutzt, die aufgrund schwerer Allergien oder anderer gesundheitlicher Probleme, Angst vor Gewalt und Mobbing in der Schule sowie von Schülern, deren Eltern sie gerne zu Hause unterrichten würden, sich aber nicht qualifiziert fühlen, keine traditionellen Präsenzschulen besuchen möchten. ^{[ 176 ]} Online-Schulen bieten Schülern einen geschützten Raum für eine qualitativ hochwertige Bildung und vermeiden dabei nahezu vollständig diese häufigen Probleme. Zudem sind Online-Privatschulen oft nicht durch Standort, Einkommensverhältnisse oder Klassengröße eingeschränkt wie traditionelle Privatschulen. ^{[ 177 ]}

E-Learning gewinnt auch als Ergänzung zum traditionellen Unterricht zunehmend an Bedeutung. Schüler mit besonderen Talenten oder Interessen, die über die angebotenen Lehrpläne hinausgehen, nutzen E-Learning, um ihre Fähigkeiten zu erweitern oder die Anforderungen der jeweiligen Klassenstufe zu erfüllen. ^{[ 178 ]}

Virtuelle Bildung im Primar- und Sekundarbereich bezieht sich häufig auf virtuelle Schulen , im Hochschulbereich auf virtuelle Universitäten . Virtuelle Schulen sind „Cyber- Charterschulen “ ^{[ 179 ]} mit innovativen Verwaltungsmodellen und Kursvermittlungstechnologien. ^{[ 179 ]}

Bildungstechnologie scheint auch eine interessante Methode zu sein, um hochbegabte Jugendliche, die in ihrem aktuellen Bildungsprogramm unterfordert sind, zu fördern. ^{[ 180 ]} Dies kann durch außerschulische Programme oder auch durch technologieintegrierte Lehrpläne erreicht werden . Kurse mit integriertem 3D-Druck (3dPIC) können Jugendlichen ebenfalls die nötige Anregung für ihren Bildungsweg bieten. ^{[ 181 ]} Das Projekt SEUR der Université de Montréal ^{[ 182 ]} entwickelt dieses Feld in Zusammenarbeit mit dem Collège Mont-Royal und La Variable intensiv weiter. ^{[ 183 ]}

Die Zahl der Online-Studiengänge an Hochschulen ist um 29 % gestiegen; fast ein Drittel aller Studierenden, schätzungsweise 6,7 Millionen, sind derzeit in Online-Kursen eingeschrieben. ^{[ 184 ] [ 185 ]} Im Jahr 2009 absolvierten 44 % der Studierenden an US-amerikanischen Hochschulen einige oder alle Kurse online; Prognosen zufolge sollte dieser Anteil bis 2014 auf 81 % steigen. ^{[ 186 ]}

Obwohl ein Großteil der gewinnorientierten Hochschulen mittlerweile Online-Kurse anbietet, tun dies nur etwa die Hälfte der privaten, gemeinnützigen Hochschulen. Private Einrichtungen könnten sich mit sinkenden Kosten verstärkt auf Online-Angebote konzentrieren. Zudem müssen entsprechend geschulte Mitarbeiter eingestellt werden, die Studierende online betreuen. ^{[ 187 ]} Diese Mitarbeiter müssen über Fachkenntnisse verfügen und im Umgang mit Computer und Internet versiert sein. Online-Bildung gewinnt rasant an Bedeutung, und an führenden Forschungsuniversitäten haben sich sogar Online- Doktorandenprogramme entwickelt. ^{[ 188 ]}

Obwohl Massive Open Online Courses (MOOCs) aufgrund ihrer Einschränkungen die Hochschulbildung nicht vollständig ersetzen können ^{[ 189 ]} , haben sich solche Programme deutlich verbreitet. Das MIT , Stanford und die Princeton University bieten Kurse für ein globales Publikum an, allerdings nicht für Studienpunkte. ^{[ 190 ]} Universitätsbasierte Programme wie edX , gegründet vom Massachusetts Institute of Technology und der Harvard University , bieten ein breites Spektrum an Disziplinen kostenlos an, während andere es Studierenden ermöglichen, Kurse kostenlos zu belegen, jedoch eine geringe Gebühr für die Anerkennung erheben. MOOCs hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Hochschulbildung und gingen nach der anfänglichen Expansion zurück, werden aber voraussichtlich in irgendeiner Form bestehen bleiben. ^{[ 191 ]} In letzter Zeit nutzen kleinere Universitäten MOOCs, um sich mit hochspezialisierten Kursen für spezielle Zielgruppen zu profilieren, beispielsweise mit einem Kurs zur Einhaltung technologischer Datenschutzbestimmungen. ^{[ 192 ]}

Es wurde beobachtet, dass MOOCs den Großteil ihrer anfänglichen Kursteilnehmer verlieren. Eine Studie der Universitäten Cornell und Stanford führte die hohen Abbruchraten bei MOOCs auf die Anonymität der Studierenden, die Isolation des Lernprozesses und den Mangel an Interaktion mit Kommilitonen und Dozenten zurück. ^{[ 193 ]} Effektive Maßnahmen zur Steigerung der Studierendenbeteiligung und zur Reduzierung von Abbrüchen sind die Teilnahme an Foren und die virtuelle Präsenz von Dozenten oder Tutoren – Maßnahmen, die jedoch mit Personalkosten verbunden sind, die mit der Anzahl der teilnehmenden Studierenden steigen.

E-Learning wird von Unternehmen eingesetzt, um verpflichtende Compliance-Schulungen und -Updates zu regulatorischen Vorgaben , Soft Skills, IT-Kenntnissen, beruflicher Weiterbildung (CPD) und anderen wichtigen Kompetenzen für den Arbeitsplatz anzubieten. ^{[ 194 ]} Unternehmen mit weitverzweigten Vertriebsketten nutzen E-Learning, um über die neuesten Produktentwicklungen zu informieren . Die meisten E-Learning-Angebote in Unternehmen sind asynchron und werden über Lernmanagementsysteme bereitgestellt und verwaltet . ^{[ 195 ]} Die größte Herausforderung beim betrieblichen E-Learning besteht darin, die Mitarbeiter zu motivieren, insbesondere bei Compliance-Themen, für die regelmäßige Schulungen gesetzlich vorgeschrieben sind. ^{[ 194 ]}

Bildungstechnologien werden von Regierungsbehörden zur Schulung von Mitarbeitern und Beamten eingesetzt. Regierungsbehörden haben zudem ein Interesse daran, die Nutzung digitaler Technologien zu fördern und die Kompetenzen der Bevölkerung zu verbessern.

Effektiver Technologieeinsatz nutzt mehrere evidenzbasierte Strategien gleichzeitig (z. B. adaptive Inhalte, regelmäßige Tests, unmittelbares Feedback usw.), ebenso wie effektive Lehrkräfte. ^{[ 196 ]} Der Einsatz von Computern oder anderen Technologien ermöglicht es Schülerinnen und Schülern, Kerninhalte und -fertigkeiten zu üben, während die Lehrkraft mit anderen arbeiten, Leistungsbeurteilungen durchführen oder andere Aufgaben erledigen kann. ^{[ 196 ] [ 197 ]} Durch den Einsatz von Bildungstechnologien kann der Unterricht individualisiert werden, was eine bessere Differenzierung ermöglicht und es den Schülerinnen und Schülern erlaubt, in ihrem eigenen Tempo Lernziele zu erreichen. ^{[ 198 ]} In Indien nutzte die National Level Common Entrance Examination (NLCEE) Bildungstechnologien, um kostenlose Online-Kurse und Stipendien anzubieten. Durch die Nutzung digitaler Plattformen während der COVID-19-Pandemie stellte die NLCEE sicher, dass Schülerinnen und Schüler, insbesondere solche aus benachteiligten Verhältnissen, aus der Ferne Zugang zu qualitativ hochwertiger Bildung und Berufsberatung erhielten. ^{[ 199 ]}

Moderne Bildungstechnologien können den Zugang zu Bildung verbessern ^{[ 200 ]} , einschließlich vollständiger Studiengänge. ^{[ 201 ]} Sie ermöglichen eine bessere Integration von Teilzeitstudierenden, insbesondere in der Weiterbildung, ^{[ 200 ]} und verbessern die Interaktion zwischen Studierenden und Lehrenden. ^{[ 202 ] [ 201 ]} Lernmaterialien können für Fernunterricht genutzt werden und sind für ein breiteres Publikum über geografische Grenzen hinweg zugänglich. ^{[ 203 ] [ 200 ]} Kursmaterialien sind leicht zugänglich. ^{[ 204 ] [ 200 ]} Im Jahr 2010 hatten 70,3 % der amerikanischen Familienhaushalte Zugang zum Internet. ^{[ 205 ]} Laut der kanadischen Kommission für Rundfunk und Telekommunikation (CRTC) hatten im Jahr 2013 79 % der Haushalte Zugang zum Internet. ^{[ 206 ]} Studierende können von zu Hause aus auf zahlreiche Online-Ressourcen zugreifen und diese nutzen. Die Nutzung von Online-Ressourcen kann Studierenden helfen, sich zu Hause intensiver mit spezifischen Aspekten des Lernstoffs auseinanderzusetzen. Hochschulen wie das Massachusetts Institute of Technology (MIT) stellen bestimmte Kursmaterialien kostenlos online zur Verfügung. ^{[ 207 ]}

Studierende schätzen die Vorteile des E-Learnings, berichten aber von einem stärkeren Engagement in Präsenzveranstaltungen. ^{[ 208 ]} Hochschulen arbeiten daran, diesem Problem durch den Einsatz von Web-2.0-Technologien und die Förderung von Mentoring-Programmen zwischen Studierenden und Lehrenden entgegenzuwirken. ^{[ 209 ]}

Laut James Kulik, der die Effektivität computergestützten Unterrichts untersucht, lernen Schüler in computergestütztem Unterricht in der Regel mehr in kürzerer Zeit. Sie haben mehr Freude am Unterricht und entwickeln eine positivere Einstellung zu Computern. Schüler können Probleme selbstständig lösen. ^{[ 202 ]} Es gibt keine altersbedingten Beschränkungen des Schwierigkeitsgrades; die Schüler können also in ihrem eigenen Tempo lernen. Die Bearbeitung von Texten mit Textverarbeitungsprogrammen verbessert die Qualität ihrer Texte. Studien zufolge können Schüler Texte, die sie über ein Computernetzwerk mit ihnen bekannten Schülern austauschen, besser beurteilen und bearbeiten. ^{[ 204 ]} Untersuchungen in computerintensiven Umgebungen zeigten Verbesserungen in den Bereichen schülerzentriertes, kooperatives und abstraktes Lernen, Schreibkompetenz, Problemlösungsfähigkeit und Technologieeinsatz. ^{[ 210 ]} Darüber hinaus verbessert sich die Einstellung von Eltern, Schülern und Lehrern gegenüber Technologie als Lernwerkzeug.

Die Akzeptanz von Online-Bildung durch Arbeitgeber hat im Laufe der Zeit zugenommen. ^{[ 211 ]} Mehr als 50 % der von SHRM für einen Bericht im August 2010 befragten Personalmanager gaben an, dass es bei zwei Bewerbern mit gleicher Berufserfahrung keinen Unterschied mache, ob der Abschluss online oder an einer Präsenzhochschule erworben wurde. 79 % gaben an, in den letzten zwölf Monaten einen Bewerber mit einem Online-Abschluss eingestellt zu haben. Allerdings sagten 66 %, dass Bewerber mit Online-Abschluss nicht so positiv wahrgenommen würden wie Bewerber mit einem traditionellen Abschluss. ^{[ 211 ]}

Die Nutzung von Lern-Apps wirkt sich im Allgemeinen positiv auf das Lernen aus. Vorher-Nachher-Tests haben gezeigt, dass die Nutzung von Lern-Apps auf mobilen Geräten die Leistungslücke zwischen leistungsschwachen und durchschnittlichen Schülern verringert. ^{[ 212 ]}

Weltweit stellen Faktoren wie Change-Management, technologische Veralterung und die Partnerschaft zwischen Anbietern und Entwicklern wesentliche Hemmnisse für das Wachstum des Marktes für Bildungstechnologien dar. ^{[ 213 ]}

In den USA haben sowohl staatliche als auch bundesstaatliche Stellen ihre Mittel für den Bildungssektor erhöht, und auch privates Risikokapital ist in den Bildungssektor geflossen. Allerdings untersuchte bis 2013 niemand den Return on Investment (ROI) von Technologieinvestitionen, um einen Zusammenhang zwischen Technologieausgaben und verbesserten Lernergebnissen herzustellen. ^{[ 214 ]}

Neue Technologien gehen häufig mit unrealistischen Versprechungen und übertriebenen Erwartungen hinsichtlich ihrer transformativen Kraft einher, die Bildung zum Besseren zu verändern oder der breiten Masse bessere Bildungschancen zu eröffnen. Beispiele hierfür sind Stummfilm, Rundfunk und Fernsehen, die sich im Schulalltag des regulären formalen Bildungswesens nicht wirklich durchsetzen konnten. ^{[ 215 ]} Technologie allein führt nicht zwangsläufig zu grundlegenden Verbesserungen der Bildungspraxis. ^{[ 216 ]} Der Fokus sollte auf der Interaktion der Lernenden mit der Technologie liegen – nicht auf der Technologie selbst. Diese Interaktion sollte als „ökologisch“ und nicht als „additiv“ oder „subtraktiv“ verstanden werden. In diesem ökologischen Wandel bewirkt eine bedeutende Veränderung einen umfassenden Wandel. ^{[ 217 ]}

Laut Branford et al. garantiert Technologie kein effektives Lernen, und unangemessene Nutzung kann es sogar behindern. ^{[ 24 ]} Eine Studie der University of Washington zum Wortschatz von Säuglingen zeigt, dass dieser durch Lern-DVDs für Babys beeinträchtigt wird. Die 2007 im Journal of Pediatrics veröffentlichte Studie der University of Washington befragte über 1.000 Eltern in Washington und Minnesota. Die Studie ergab, dass Babys im Alter von 8 bis 16 Monaten pro Stunde, die sie DVDs und Videos ansahen, 6 bis 8 von 90 gängigen Babywörtern weniger kannten als Babys, die keine DVDs und Videos ansahen. Andrew Meltzoff, einer der Studienleiter, erklärt, dass dieses Ergebnis einleuchtend sei: Wenn Babys ihre Aufmerksamkeitszeit vor DVDs und Fernseher verbringen, anstatt mit sprechenden Menschen zu interagieren, erhalten sie nicht die gleichen sprachlichen Erfahrungen. Dimitri Chistakis, ein weiterer Studienleiter, berichtet, dass sich die Hinweise mehren, dass Lern-DVDs für Babys wertlos und möglicherweise sogar schädlich sind. ^{[ 218 ] [ 219 ] [ 220 ] [ 221 ]}

Adaptive Lernmaterialien passen die Fragen an die Fähigkeiten jedes einzelnen Schülers an und berechnen dessen Ergebnisse. Dies fördert jedoch eher individuelles als soziales oder kollaboratives Arbeiten (Kruse, 2013). Soziale Beziehungen sind wichtig, doch hochtechnologische Umgebungen können das Gleichgewicht von Vertrauen, Fürsorge und Respekt zwischen Lehrern und Schülern beeinträchtigen. ^{[ 222 ]}

Massive Open Online Courses (MOOCs) sind zwar in Diskussionen über Technologie und Bildung in Industrieländern (insbesondere in den USA) sehr beliebt, spielen aber in den meisten Entwicklungs- und Schwellenländern keine große Rolle. Eines der erklärten Ziele von MOOCs ist es, benachteiligten Bevölkerungsgruppen (z. B. in Entwicklungsländern) die Möglichkeit zu geben, Kurse mit US-amerikanischen Inhalten und Strukturen zu besuchen. Studien zeigen jedoch, dass nur 3 % der Teilnehmenden aus Schwellenländern stammen und dass, obwohl viele Kurse Tausende von Studierenden verzeichnen, nur 5–10 % den Kurs abschließen. ^{[ 223 ]} Dies lässt sich auf mangelnde Unterstützung durch das Lehrpersonal, den Schwierigkeitsgrad der Kurse und die geringe Interaktion mit anderen Teilnehmenden zurückführen. ^{[ 224 ]} MOOCs suggerieren zudem, dass bestimmte Lehrpläne und Lehrmethoden überlegen seien, was letztendlich lokale Bildungseinrichtungen, kulturelle Normen und Bildungstraditionen verdrängen (oder gar auslöschen) könnte. ^{[ 225 ]}

Durch das Internet und soziale Medien sind Schülerinnen und Schüler bei der Nutzung von Lern-Apps besonders anfällig für Ablenkungen und das Schwänzen des Unterrichts. Obwohl Studien gezeigt haben, dass die korrekte Nutzung die schulischen Leistungen steigern kann, wirkt sich Ablenkung nachteilig aus. Ein weiterer Nachteil ist das erhöhte Risiko des Betrugs. ^{[ 226 ]}

Ein Nachteil des E-Learnings ist, dass es laut einer Studie, die während der COVID-19-Quarantänemaßnahmen im Jahr 2021 durchgeführt wurde, Depressionen verursachen kann. ^{[ 227 ]}

Elektronische Geräte wie Handys und Computer ermöglichen den schnellen Zugriff auf eine Vielzahl von Informationsquellen, die oft nur oberflächlich wahrgenommen werden. Michel Rich, außerordentlicher Professor an der Harvard Medical School und Leiter des Zentrums für Medien und Kindergesundheit in Boston, sagte über die digitale Generation: „Ihr Gehirn wird nicht dafür belohnt, konzentriert zu bleiben, sondern dafür, zum nächsten Thema zu springen. Die Sorge ist, dass wir eine Generation von Kindern vor Bildschirmen erziehen, deren Gehirne anders vernetzt sein werden.“ ^{[ 228 ]} Schüler waren schon immer Ablenkungen ausgesetzt; Computer und Handys stellen eine besondere Herausforderung dar, da der Datenstrom die Konzentration und das Lernen beeinträchtigen kann. Obwohl diese Technologien auch Erwachsene beeinflussen, sind junge Menschen möglicherweise stärker betroffen, da sich ihr sich entwickelndes Gehirn leicht an den ständigen Aufgabenwechsel gewöhnt und es verlernt, die Aufmerksamkeit aufrechtzuerhalten. ^{[ 228 ]} Zu viele Informationen, die zu schnell einströmen, können das Denkvermögen überfordern. ^{[ 229 ]}

Technologie verändert unser Gehirn rasant und tiefgreifend. ^{[ 230 ]} Hohe Expositionsniveaus stimulieren die Veränderung von Gehirnzellen und setzen Neurotransmitter frei, was zur Stärkung einiger neuronaler Verbindungen und zur Schwächung anderer führt. Dies führt zu erhöhtem Stress im Gehirn, der zunächst das Energieniveau steigert, langfristig jedoch das Gedächtnis beeinträchtigt, die Kognition mindert, zu Depressionen führt und die neuronalen Schaltkreise des Hippocampus, der Amygdala und des präfrontalen Cortex verändert. Diese Hirnregionen steuern Stimmung und Denken. Wird dem nicht entgegengewirkt, kann sich die grundlegende Struktur des Gehirns verändern. ^{[ 228 ] [ 230 ]} Überstimulation durch Technologie kann bereits im frühen Kindesalter beginnen. Werden Kinder vor dem siebten Lebensjahr Technologie ausgesetzt, können wichtige Entwicklungsschritte verzögert werden und sich schlechte Lerngewohnheiten entwickeln, wodurch ihnen die für ihre Entwicklung notwendige Erkundung und das freie Spiel vorenthalten werden. ^{[ 231 ]} Die Medienpsychologie ist ein aufstrebendes Spezialgebiet, das elektronische Geräte und die sensorischen Verhaltensweisen umfasst, die durch den Einsatz von Bildungstechnologie beim Lernen entstehen.

Laut Lai ist die Lernumgebung ein komplexes System, in dem das Zusammenspiel vieler Faktoren den Lernerfolg beeinflusst. ^{[ 216 ]} Wird Technologie in den Bildungsbereich eingeführt, verändert sich der pädagogische Rahmen, da technologiegestütztes Lehren die Bedeutung einer Aktivität ohne ausreichende wissenschaftliche Validierung grundlegend verändern kann. Monopolisiert die Technologie eine Aktivität, kann bei den Lernenden der Eindruck entstehen, dass ein Leben ohne Technologie kaum noch vorstellbar sei. ^{[ 232 ]}

Leo Marx betrachtete den Begriff „Technologie“ selbst als problematisch ^{[ 233 ]} , da er anfällig für Verdinglichung und „Phantomobjektivität“ sei, welche sein wahres Wesen verschleiere: Technologie ist nur insofern wertvoll, als sie dem Menschen nützt. Letztlich beeinflusst Technologie die Beziehungen zwischen Menschen, doch dieser Gedanke wird vernebelt, wenn Technologie als abstrakter Begriff ohne Gut und Böse behandelt wird. Langdon Winner argumentiert ähnlich, indem er behauptet, die Unterentwicklung der Technikphilosophie führe zu einer allzu simplen Reduktion unseres Diskurses auf die vermeintlich dichotomen Begriffe „Herstellung“ versus „Nutzung“ neuer Technologien. Eine zu enge Fokussierung auf die „Nutzung“ lasse uns glauben, alle Technologien seien moralisch neutral. ^{[ 232 ] : ix–39}

Winner betrachtete Technologie als eine „Lebensform“, die nicht nur menschliche Aktivitäten unterstützt, sondern auch eine starke Kraft bei der Umgestaltung dieser Aktivitäten und ihrer Bedeutung darstellt. ^{[ 232 ] : ix–39}

Die mit Abstand größte Wahlfreiheit besteht bei der erstmaligen Einführung eines bestimmten Instruments, Systems oder Verfahrens. Da sich Entscheidungen in Bezug auf materielle Ausrüstung, wirtschaftliche Investitionen und soziale Gewohnheiten tendenziell stark verfestigen, geht die ursprüngliche Flexibilität praktisch verloren, sobald die ersten Verpflichtungen eingegangen sind. In diesem Sinne ähneln technologische Innovationen Gesetzen oder politischen Beschlüssen, die einen Rahmen für die öffentliche Ordnung schaffen, der über viele Generationen Bestand haben wird. (S. 29)

Bei der Einführung neuer Technologien gibt es möglicherweise nur eine einzige Chance, alles richtig zu machen. Seymour Papert (S. 32) nennt ein gutes Beispiel für eine (schlechte) Entscheidung, die sich fest in sozialen Gewohnheiten und materieller Ausstattung verankert hat: unsere „Wahl“ zur Verwendung der QWERTY- Tastatur. ^{[ 234 ]}

Neil Postman befürwortete die Auffassung, dass Technologie menschliche Kulturen, einschließlich der Kultur von Klassenzimmern, beeinflusst und dass dies ein noch wichtigerer Aspekt sei als die Effizienz neuer Technologien als Lehrmittel. ^{[ 217 ]} Bezüglich des Einflusses des Computers auf die Bildung schreibt Postman (S. 19):

Was wir im Zusammenhang mit dem Computer bedenken müssen, hat nichts mit seiner Effizienz als Lehrmittel zu tun. Wir müssen verstehen, wie er unser Verständnis von Lernen verändert und wie er, in Verbindung mit dem Fernsehen, das traditionelle Schulbild untergräbt.

Es besteht die Annahme, dass Technologie an sich interessant und daher im Bildungsbereich hilfreich sein muss; Forschungen von Daniel Willingham zeigen jedoch, dass dies nicht immer der Fall ist. Er argumentiert, dass es nicht unbedingt auf das technologische Medium ankommt, sondern darauf, ob die Inhalte ansprechend sind und das Medium sinnvoll nutzen. ^{[ 235 ]}

Das Konzept der digitalen Kluft beschreibt die Ungleichheit zwischen Menschen mit und ohne Zugang zu digitalen Technologien. ^{[ 236 ]} Der Zugang kann mit Faktoren wie Alter, Geschlecht, sozioökonomischem Status, Bildung, Einkommen, ethnischer Zugehörigkeit und geografischer Lage zusammenhängen. ^{[ 236 ] [ 237 ]}

Laut einem Bericht der Electronic Frontier Foundation werden in den USA über elektronische Geräte an Schulen große Mengen personenbezogener Daten von Kindern gesammelt. Oft werden weit mehr Informationen als nötig erfasst, hochgeladen und dauerhaft gespeichert. Neben Name und Geburtsdatum können diese Daten auch den Browserverlauf, Suchbegriffe, Standortdaten, Kontaktlisten sowie Verhaltensinformationen umfassen. ^{[ 238 ] :5} Die Eltern werden nicht informiert oder haben, falls sie informiert werden, kaum eine Wahlmöglichkeit. [238] ^:6 Dem Bericht zufolge kann diese ständige Überwachung durch Bildungstechnologien „die Erwartungen von Kindern an ihre Privatsphäre verzerren, sie zur Selbstzensur verleiten und ihre Kreativität einschränken“. ^{[238 ] : 7 In einer} öffentlichen Bekanntmachung aus dem Jahr 2018 warnte das FBI davor ^, dass die weitverbreitete Erfassung von Schülerdaten durch Bildungstechnologien, einschließlich Browserverlauf , schulischer Leistungen, medizinischer Daten und biometrischer Daten , potenzielle Gefahren für die Privatsphäre und Sicherheit birgt, falls diese Daten kompromittiert oder ausgenutzt werden. ^{[ 239 ]}

Der durch die COVID-19-Pandemie bedingte Übergang von Präsenz- zu Fernlehre im Hochschulbereich hat zu einer verstärkten Erfassung von Studierendendaten geführt, ermöglicht durch komplexe Dateninfrastrukturen. Diese Infrastrukturen sammeln Informationen wie Anmeldedaten von Lernmanagementsystemen, Bibliothekskennzahlen, Wirkungsanalysen, Rahmenwerke zur Lehrveranstaltungsevaluation, Bewertungssysteme, Lernanalysen, Längsschnittdaten zu Studienergebnissen, Anwesenheitslisten, Aktivitäten in sozialen Medien usw. Die enormen Datenmengen werden für die Kommerzialisierung des Hochschulwesens quantifiziert. Diese Daten dienen dazu, die Studienleistungen verschiedener Hochschulen zu vergleichen und so potenzielle Studierende anzulocken. Dies spiegelt die kapitalistische Vorstellung wider, durch Messung ein effizientes Funktionieren des Marktes und ständige Verbesserung zu gewährleisten. ^{[ 240 ]} Dieses Datenbedürfnis hat die Ausbeutung des Hochschulwesens durch Plattformunternehmen und Datendienstleister befeuert, die von den Hochschulen für ihre Dienstleistungen beauftragt werden. Die Monetarisierung von Studierendendaten zur Integration unternehmerischer Marktmodelle treibt das Hochschulwesen, das gemeinhin als öffentliches Gut gilt, weiter in einen privatisierten Wirtschaftssektor. ^{[ 241 ]}

Da Technologie nicht das Endziel von Bildung ist, sondern lediglich ein Mittel zu deren Erreichung, müssen Pädagogen die Technologie sowie ihre Vor- und Nachteile gut verstehen. Die Lehrerausbildung zielt auf die effektive Integration von Technologie im Unterricht ab. ^{[ 242 ]}

Die sich ständig weiterentwickelnde Technologie kann Lehrkräfte verunsichern, die sich dadurch möglicherweise als ewige Anfänger fühlen. ^{[ 243 ]} Qualitativ hochwertiges Material zur Unterstützung der Unterrichtsziele zu finden, ist oft schwierig. Spontane Fortbildungstage reichen nicht aus. ^{[ 243 ]}

Laut Jenkins wäre es „statt jede Technologie isoliert zu betrachten, sinnvoller, einen ökologischen Ansatz zu verfolgen und die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Kommunikationstechnologien, den damit verbundenen kulturellen Gemeinschaften und den von ihnen unterstützten Aktivitäten zu berücksichtigen.“ ^{[ 237 ]} Jenkins schlug außerdem vor, dass der traditionelle Lehrplan Lehrkräfte dazu anleitete, Schüler zu selbstständigen Problemlösern auszubilden. ^{[ 237 ]} Heutzutage werden Arbeitnehmer jedoch zunehmend dazu angehalten, in Teams zu arbeiten, auf unterschiedliche Fachkenntnisse zurückzugreifen und gemeinsam Probleme zu lösen. ^{[ 237 ]} Lernstile und Methoden der Informationsbeschaffung haben sich weiterentwickelt, und „Schüler fühlen sich oft von den in ihren Lehrbüchern beschriebenen Welten ausgeschlossen, da diese in einer unpersönlichen und abstrakten Sprache beschrieben werden.“ ^{[ 237 ]} Diese Kompetenzen des 21. Jahrhunderts können durch die Integration und den Umgang mit Technologie erworben werden. ^{[ 244 ]} Veränderungen im Unterricht und im Technologieeinsatz können zudem das Lernniveau von Schülern mit unterschiedlichen Intelligenztypen steigern. ^{[ 245 ]}

Es gibt zwei unterschiedliche Fragestellungen der Leistungsbeurteilung: die Beurteilung von Bildungstechnologien ^{[ 237 ] [ 246 ]} und die Beurteilung mit Technologie. ^{[ 247 ]}

Zu den Beurteilungen von Bildungstechnologien gehörte auch das Follow Through- Projekt.

Die Leistungsbeurteilung im Bildungsbereich mithilfe von Technologie kann entweder formativ oder summativ erfolgen . Lehrkräfte nutzen beide Arten von Beurteilungen, um den Lernfortschritt der Schüler im Unterricht zu erfassen. Technologie hat Lehrkräften geholfen, bessere Beurteilungen zu erstellen, um zu erkennen, wo Schüler Schwierigkeiten mit dem Lernstoff haben.

Formative Beurteilung ist schwieriger, da die optimale Form ein fortlaufender Prozess ist und es den Lernenden ermöglicht, ihre Lernerfolge je nach Lernstil auf unterschiedliche Weise zu zeigen . Technologie hat einigen Lehrkräften geholfen, ihre formativen Beurteilungen zu verbessern, insbesondere durch den Einsatz eines interaktiven Abstimmungssystems ( Classroom Response System , CRS). ^{[ 248 ]} Ein CRS ist ein System, bei dem jeder Lernende ein mobiles Gerät besitzt, das mit dem Computer der Lehrkraft verbunden ist. Die Lehrkraft stellt dann Multiple-Choice- oder Richtig/Falsch-Fragen, die die Lernenden auf ihren Geräten beantworten. ^{[ 248 ]} Je nach verwendeter Software können die Antworten anschließend in einem Diagramm dargestellt werden, sodass Lernende und Lehrkraft den prozentualen Anteil der Antworten einsehen können und die Lehrkraft sich auf die Fehlerquellen konzentrieren kann. ^{[ 249 ]}

Lernanalytik (LA) wird eingesetzt, um den Zusammenhang zwischen selbstreguliertem Lernen (SRL) und akademischem Erfolg zu untersuchen. Durch die Integration von Lernmanagementsystemen mit psychologischen Daten wie Selbstwirksamkeit und kognitiven Strategien konnten Forschende Korrelationen zwischen Lernpraktiken und Erfolg feststellen. ^{[ 250 ]} Studien haben gezeigt, dass Studierende, die an fokussierten, moderaten Lernsitzungen teilnehmen und regelmäßig Anmerkungen oder Reflexionsbeiträge verfassen, tendenziell mehr Selbstvertrauen und bessere Leistungen erzielen als diejenigen, die über längere Zeiträume ohne Struktur lernen. Diese Erkenntnisse führten zur Entwicklung von Dashboards, die Lernanalytik nutzen und es Lernenden ermöglichen, ihren Lernprozess zu visualisieren und metakognitiv zu reflektieren. Diese Integration von Lernanalytik und Selbstregulationstheorie trägt auch zur Beurteilung von Lernenden bei. ^{[ 250 ] [ 251 ]}

Die Geschichte von interaktiven Abstimmungssystemen für den Unterricht reicht bis in die späten 1960er und frühen 1970er Jahre zurück, als sie noch mit analoger Elektronik realisiert wurden. ^{[ 252 ]} Es gab zwar einige kommerzielle Produkte, diese waren jedoch kostspielig, weshalb manche Universitäten lieber eigene Systeme entwickelten. ^{[ 253 ]} Das erste derartige System wurde anscheinend an der Stanford University eingeführt , hatte aber Schwierigkeiten in der Anwendung. ^{[ 252 ]} Ein weiteres frühes System wurde von Raphael M. Littauer , einem Physikprofessor an der Cornell University , entwickelt und gebaut und für große Vorlesungen eingesetzt. ^{[ 253 ] [ 254 ]} Es war erfolgreicher als die meisten anderen frühen Systeme, unter anderem, weil der Entwickler des Systems auch der Dozent war, der es nutzte. ^{[ 252 ]} Eine spätere Technologie für interaktive Abstimmungssysteme im Unterricht nutzte H-ITT mit Infrarotgeräten . ^{[ 254 ]}

Summative Leistungsbeurteilungen sind im Unterricht weit verbreitet und lassen sich in der Regel leichter benoten, da sie in Form von Tests oder Projekten mit festgelegten Bewertungsschemata erfolgen. Ein großer Vorteil technologiebasierter Tests ist die Möglichkeit, Schülerinnen und Schülern direktes Feedback zu ihren Antworten zu geben. Durch dieses Feedback erfahren sie, wie sie im Unterricht abschneiden, was sie zu Verbesserungen anspornen oder ihnen Selbstvertrauen in ihre Leistungen geben kann. ^{[ 255 ]} Technologie ermöglicht zudem verschiedene Formen der summativen Leistungsbeurteilung, wie z. B. digitale Präsentationen, Videos oder andere Formate, die Lehrkräfte und Schüler gemeinsam entwickeln. Dadurch können unterschiedliche Lerntypen ihre Lernerfolge effektiver präsentieren. ^{[ 255 ]} Lehrkräfte können Technologie auch nutzen, um benotete Leistungsbeurteilungen online zu veröffentlichen und den Schülerinnen und Schülern so ein besseres Verständnis für gute Projekte zu vermitteln.

Elektronische Prüfungen nutzen Informationstechnologie . Sie umfassen verschiedene Anwendungsmöglichkeiten, die sich an Lehrkräfte oder Lernende richten können, darunter die Leistungsbeurteilung im gesamten Lernprozess, beispielsweise computergestützte Klassifizierungstests , computergestützte adaptive Tests , Schülerprüfungen und die Benotung von Prüfungen. Die elektronische Bewertung (E-Marking) ist eine prüfergeleitete Aktivität, die eng mit anderen Formen der elektronischen Leistungsbeurteilung wie E-Testing oder E-Learning verwandt ist, welche schülergeleitet sind. E-Marking ermöglicht es Prüfern, ein eingescanntes Dokument oder eine Online-Antwort am Bildschirm anstatt auf Papier zu bewerten.

Es gibt keine Beschränkungen hinsichtlich der Art der Prüfungen, die elektronisch bewertet werden können. Die entsprechenden Anwendungen sind für Multiple-Choice-, schriftliche und sogar Video-Einreichungen bei praktischen Prüfungen ausgelegt. Die Software für die elektronische Bewertung wird von einzelnen Bildungseinrichtungen genutzt und kann auch an die teilnehmenden Schulen von Prüfungsorganisationen ausgerollt werden. Die elektronische Bewertung wird bereits für viele bekannte, wichtige Prüfungen eingesetzt, darunter in Großbritannien die A-Levels und GCSE- Prüfungen sowie in den USA der SAT- Test für die Hochschulzulassung. Laut Ofqual ist die elektronische Bewertung die gängigste Bewertungsmethode für allgemeine Qualifikationen in Großbritannien.

Im Jahr 2014 kündigte die Scottish Qualifications Authority (SQA) an, dass die meisten Prüfungsaufgaben des National 5 elektronisch bewertet werden würden. ^{[ 256 ]}

Im Juni 2015 kündigte die Regierung des indischen Bundesstaates Odisha an, dass sie ab 2016 die elektronische Bewertung aller Plus-II-Prüfungen einführen wolle. ^{[ 257 ]}

Die Bedeutung der Selbsteinschätzung mithilfe von Tools auf Bildungsplattformen hat zugenommen. Selbsteinschätzung im Bildungsbereich basiert darauf, dass Lernende ihre Stärken, Schwächen und Verbesserungspotenziale analysieren, um realistische Lernziele zu setzen, ihre Leistungen zu verbessern und ihren Fortschritt zu verfolgen. ^{[ 258 ] [ 259 ]} Ein einzigartiges, durch Bildungstechnologie ermöglichtes Tool zur Selbsteinschätzung ist die Datenanalyse. Dabei werden Daten zu den Aktivitäten der Lernenden auf der Lernplattform erfasst und in aussagekräftige Muster umgewandelt, die zu validen Schlussfolgerungen führen. Die Datenvisualisierung erfolgt üblicherweise in Form von Diagrammen. Lernanalytik ist das Fachgebiet, das sich mit der Analyse und Auswertung von Daten zu den Aktivitäten der Lernenden befasst, um das Lernen zu fördern.

Die fünf Schlüsselsektoren der E-Learning-Branche sind Beratung, Inhalte, Technologien, Dienstleistungen und Support. ^{[ 260 ]} Weltweit wurde der E-Learning-Markt im Jahr 2000 konservativen Schätzungen zufolge auf über 48 Milliarden US-Dollar beziffert. ^{[ 261 ]} Das kommerzielle Wachstum war rasant. ^{[ 262 ] [ 263 ]} Im Jahr 2014 wurde das weltweite Marktvolumen für E-Learning auf 6 Milliarden US-Dollar Risikokapital in den vergangenen fünf Jahren geschätzt. ^{[ 262 ] : 38} Allein das selbstgesteuerte Lernen generierte 2011 35,6 Milliarden US-Dollar. ^{[ 262 ] : 4} In Nordamerika erzielte der E-Learning-Markt 2013 einen Umsatz von 23,3 Milliarden US-Dollar, mit einer Wachstumsrate von 9 % bei cloudbasierten Autorenwerkzeugen und Lernplattformen. ^{[ 262 ] : 19}