Syftet med denna undersökning har varit att utifrån pedagogernas erfarenheter undersöka vilka faktorer som bidrar till alternativt hindrar att interaktiva tavlor används utifrån sin interaktiva potential i klassrummet - vilka påverkansfaktorer kan urskiljas för införande och användande av interaktiva tavlor i klassrummet? Undersökningen har även belyst motiven för satsningarna, användningen av den interaktiva tavlan i relation till erbjudandet om interaktivitet samt hur olika faktorer påverkar integreringen av tavlan i klassrummet. Undersökningen baseras på litteraturstudie, en mindre enkätundersökning samt ett par kompletterande observationer av klassrumspraktik.Respondenternas skolor har utifrån min tolkning valt att satsa på interaktiva tavlor utifrån arbetslivsaspekter och/eller demokratiaspekter snarare än inlärningsaspekter. Organisationerna har påverkats av omgivningens krav. De faktorer som lyfts fram i undersökningen utgår dels från lärarens kompetens, värderingar och intressen, dels till den praktik där individen agerar och dess egenskaper, krav och möjligheter. Faktorerna berör också själva införandet i sig avseende upplägg och karakteristika. Tidsaspekter samt behov av kompetensutveckling har starkt förts fram i utsagorna. För att individen skall finna förtrogenhet, trygghet och mening med att integrera tavlan i undervisningspraktiken framgår det att satsningarna i högre grad borde varit kopplade till pedagogiska frågeställningar och till pedagogernas olika förutsättningar. Respondenternas skolor har varit medvetna om vikten av att tillhandahålla handledning och erfarenhetsutbyte. Intentionen har dock inte alltid omsatts i praktiken. Om så varit fallet hade hade förutsättningarna för att lyckas integrera tavlan i klassrumspraktiken varit större enligt respondenterna. Undersökningen visar att för att den interaktiva tavlan skall användas utifrån sitt erbjudande om interaktivitet så behöver en organisation i sin införandeprocess kontinuerligt ta hänsyn till tidsaspekten, men även till personliga referensramar, sammanhang och utvecklingsagenter. Först då kan tavlan få en naturlig roll i pedagogernas vardag

Studies have shown elementary teachers may not be well prepared to use technology in their classrooms. This study examines one elementary teacher’s feelings of technology self-efficacy (TSE), needs and pedagogical strategies when using the interactive whiteboard (IWB) to teach elementary science. It employed a single case study design, where the researcher and participant worked together during supportive professional development (PD) sessions. Data sources are twelve PD sessions, the Computer Technology Integration Survey (adapted for IWB use in the classroom), and two interviews, three in-class observations of IWB science lessons, and three lesson debriefs. Descriptive and thematic analysis show the participant’s TSE was positively influenced by the PD. Five factors were determined to influence TSE: the participant’s level of interest, attitude, experience with technology, student assistance, and familiarity with the setting. Teacher, contextual and IWB- level needs were explained. Pedagogical strategies for technology use based on interactive IWB features are also discussed. Findings could contribute to current trends in teacher PD, continuing education, and preservice teaching programs related to science teaching. / Plusieurs enseignants ne sont pas bien préparés pour utiliser la technologie en classe. En particulier, le tableau blanc interactif (TBI) n’est pas utilisé de façon optimale par les enseignants lorsqu’ils enseignent les sciences et la technologie à l’élémentaire. Cette thèse présente l’étude de cas unique d’une enseignante de l’élémentaire ayant cheminé dans un processus de développement professionnel (DP) pour l’aider à intégrer le TBI en sciences et technologie. Douze sessions de DP, un questionnaire sur l’efficacité avec le TBI (CTIS adapté), deux entrevues, trois sessions d’observation en classe et trois discussions sur les leçons constituent les sources de données. La participante est devenue plus confiante pour utiliser le TBI suite au DP. Elle a rehaussé son sentiment d’autoefficacité et accru son intérêt et sa connaissance du TBI. Elle a acquis des compétences techniques et une connaissance des contenus d’enseignement adaptés au TBI, bien que plusieurs besoins perdurent. Certaines stratégies pédagogiques avec le TBI expérimentées en classe par l’enseignante sont discutées. Cette thèse peut contribuer à fournir des pistes pour aider les enseignants au primaire à mieux intégrer le TBI en sciences et technologie, que ce soit lors de leur formation initiale à l’enseignement ou en cours d’emploi.

An increasing number of university freshmen has been observable in absolute number as well as percentage of population over the last decade. However, at the same time the drop-out rate has increased significantly. While a drop in attendance could be observed at the same time, statistics show that young professionals consider only roughly thirty percent of their qualification to originate in their university education. Taking this into consideration with the before mentioned, one conclusion could be that students fail to see the importance of fundamental classes and choose to seek knowledge elsewhere, for example in free online courses. However, the so acquired knowledge is a non-attributable qualification. One solution to this problem must be to make on-site activities more attractive. A promising approach for raised attractiveness would be to support students in self-regulated learning processes, making them experience importance and value of own decisions based on realistic self-assessment and self-evaluation. At the same time, strict ex-cathedra teaching should be replaced by interactive forms of education, ideally activating on a meta-cognitive level. Particularly, as many students bring mobile communication devices into classes, this promising approach could be extended by utilising these mobile devices as second screens. That way, enhanced learning experiences can be provided. The basic idea is simple, namely to contribute to psychological concepts with the means of computer science. An example for this idea are audience response systems. There has been numerous research into these and related approaches for university readings, but other forms of education have not been sufficiently considered, for example tutorials. This technological aspect can be combined with recent didactics research and concepts like peer instruction or visible learning. Therefore, this dissertation presents an experimental approach at providing existing IT solutions for on-site tutorials, specifically tools for audience responses, evaluations, learning demand assessments, peer discussion, and virtual interactive whiteboards. These tools are provided under observation of anonymity and cognisant incidental utilisation. They provide insight into students\' motivation to attend classes, their motivation to utilise tools, and into their tool utilisation itself. Experimental findings are combined into an extensible system concept consisting of three major tool classes: anonymous peer discussion means, anonymous control facilities, and learning demand assessment. With the exception of the latter, promising findings in context of tutorials are presented, for example the reduction of audience response systems to an emergency brake, the versatility of (peer) discussion systems, or a demand for retroactive deanonymisation of contributions. The overall positive impact of tool utilisation on motivation to attend and perceived value of tutorials is discussed and supplemented by a positive impact on the final exams\' outcomes. / Über die vergangene Dekade ist eine zunehmende Zahl Studienanfänger beobachtbar, sowohl in der absoluten Anzahl, als auch im Bevölkerungsanteil. Demgegenüber steht aber eine überproportional hohe Steigerung der Abbruchquote. Während gleichzeitig die Anwesenheit in universitären Lehrveranstaltungen sinkt, zeigen Statistiken, dass nur etwa ein Drittel der Berufseinsteiger die Grundlagen ihrer Qualifikation im Studium sieht. Daraus könnte man ableiten, dass Studierende den Wert und die Bedeutung universitärer Ausbildung unterschätzen und stattdessen Wissen in anderen Quellen suchen, beispielsweise unentgeltlichen Online-Angeboten. Das auf diese Art angeeignete Wissen stellt aber eine formell nicht nachweise Qualifikation dar. Ein Weg aus diesem Dilemma muss die Steigerung der Attraktivität der universitären Lehrveranstaltungen sein. Ein vielversprechender Ansatz ist die Unterstützung der Studierenden im selbst-regulierten Lernen, wodurch sie die Wichtigkeit und den Wert eigener Entscheidung(sfindungsprozesse) auf Basis realistischer Selbsteinschätzung und Selbstevaluation erlernen. Gleichzeitig sollte Frontalunterricht durch interaktive Lehrformen ersetzt werden, idealerweise durch Aktivierung auf meta-kognitiver Ebene. Dies ist vielversprechend insbesondere, weil viele Studierende ihre eigenen mobilen Endgeräte in Lehrveranstaltungen bringen. Diese Geräte können als Second Screen für die neuen Lehrkonzepte verwendet werden. Auf diese Art kann dann eine verbesserte Lernerfahrung vermittelt werden. Die Grundidee ist simpel, nämlich in der Psychologie bewährte Didaktik-Konzepte durch die Mittel der Informatik zu unterstützen. Ein Beispiel dafür sind Audience Response Systeme, die hinlänglich im Rahmen von Vorlesungen untersucht worden sind. Andere Lehrformen wurden dabei jedoch unzureichend berücksichtigt, beispielsweise Tutorien. Ähnliche Überlegungen gelten natürlich auch für bewährte didaktische Konzepte wie Peer Instruction oder Betrachtungen in Form von Visible Learning. Deshalb präsentiert diese Dissertation einen experimentellen Ansatz, informationstechnische Lösungen für vor-Ort-Übungen anzubieten, nämlich Werkzeuge für Audience Response Systeme, Evaluationen, Lernbedarfsermittlung, Peer Discussion, sowie virtuelle interaktive Whiteboards. Die genannten Werkzeuge wurden unter Beachtung von Anonymitäts- und Beiläufigkeitsaspekten bereitgestellt. Sie erlauben einen Einblick in die Motivation der Studierenden Tutorien zu besuchen und die Werkzeuge zu nutzen, sowie ihr Nutzungsverhalten selbst. Die experimentellen Ergebnisse werden in ein erweiterbares Systemkonzept kombiniert, das drei Werkzeugklassen unterstützt: anonyme Peer Discussion, anonyme Kontrollwerkzeuge und Lernbedarfsermittlung. Für die ersten beiden Klassen liegen vielversprechende Ergebnisse vor, beispielsweise die notwendige Reduktion des Audience Response Systems auf eine Art Notbremse, die Vielseitigkeit von (Peer-)Discussion-Systemen, oder aber auch der Bedarf für eine retroaktive Deanonymisierung von initial anonymen Beiträgen. Der allgemein positive Einfluss der Werkzeugnutzung auf die Motivation an Tutorien teilzunehmen sowie den wahrgenommenen Wert der Tutorien werden abschließend diskutiert und durch verbesserte Abschlussklausurergebnisse untermauert.

An increasing number of university freshmen has been observable in absolute number as well as percentage of population over the last decade. However, at the same time the drop-out rate has increased significantly. While a drop in attendance could be observed at the same time, statistics show that young professionals consider only roughly thirty percent of their qualification to originate in their university education. Taking this into consideration with the before mentioned, one conclusion could be that students fail to see the importance of fundamental classes and choose to seek knowledge elsewhere, for example in free online courses. However, the so acquired knowledge is a non-attributable qualification. One solution to this problem must be to make on-site activities more attractive. A promising approach for raised attractiveness would be to support students in self-regulated learning processes, making them experience importance and value of own decisions based on realistic self-assessment and self-evaluation. At the same time, strict ex-cathedra teaching should be replaced by interactive forms of education, ideally activating on a meta-cognitive level. Particularly, as many students bring mobile communication devices into classes, this promising approach could be extended by utilising these mobile devices as second screens. That way, enhanced learning experiences can be provided. The basic idea is simple, namely to contribute to psychological concepts with the means of computer science. An example for this idea are audience response systems. There has been numerous research into these and related approaches for university readings, but other forms of education have not been sufficiently considered, for example tutorials. This technological aspect can be combined with recent didactics research and concepts like peer instruction or visible learning. Therefore, this dissertation presents an experimental approach at providing existing IT solutions for on-site tutorials, specifically tools for audience responses, evaluations, learning demand assessments, peer discussion, and virtual interactive whiteboards. These tools are provided under observation of anonymity and cognisant incidental utilisation. They provide insight into students\' motivation to attend classes, their motivation to utilise tools, and into their tool utilisation itself. Experimental findings are combined into an extensible system concept consisting of three major tool classes: anonymous peer discussion means, anonymous control facilities, and learning demand assessment. With the exception of the latter, promising findings in context of tutorials are presented, for example the reduction of audience response systems to an emergency brake, the versatility of (peer) discussion systems, or a demand for retroactive deanonymisation of contributions. The overall positive impact of tool utilisation on motivation to attend and perceived value of tutorials is discussed and supplemented by a positive impact on the final exams\' outcomes.:List of Definitions, Theorems and Proofs List of Figures List of Tables Introduction and Motivation Part I: Propaedeutics 1 Working Theses 1.1 Definitions 1.2 Context of Working Theses and Definitions 2 Existing Concepts 2.1 Psychology 2.1.1 Self-Regulation and self-regulated Learning 2.1.2 Peer Instruction, Peer Discussion 2.1.3 Learning Process Supervision: Learning Demand Assessment 2.1.4 Cognitive Activation 2.1.5 Note on Gamification 2.1.6 Note on Blended Learning 2.2 Computer Science 2.2.1 Learning Platforms 2.2.2 Audience Response Systems (ARS) 2.2.3 Virtual Interactive Whiteboard Systems (V-IWB) 2.2.4 Cognisant Incidential Utilisation (CIU) 2.3 Appraisal 3 Related Work 3.1 Visible Learning 3.2 auditorium 3.3 Auditorium Mobile Classroom Service 3.4 ARSnova and other Audience Response Systems 3.5 Google Classroom 3.6 StackOverflow 3.7 AwwApp Part II: Proceedings 4 Global Picture and Prototype 4.1 Global Picture 4.2 System Architecture 4.2.1 Anonymous Discussion Means 4.2.2 Anonymous Control Facilities 4.3 Implementation 4.3.1 The Prototype 5 Investigated Tools 5.1 Note on Methodology 5.2 Anonymity 5.2.1 Methodology 5.2.2 Visible Learning Effects 5.2.3 Assertion 5.2.4 Experiments 5.2.5 Results 5.2.6 Conclusions 5.3 Learning Demand Assessment 5.3.1 Methodology 5.3.2 Visible Learning Effects 5.3.3 Tool Description 5.3.4 Assertion 5.3.5 Experiments 5.3.6 Results 5.3.7 Conclusions 5.4 Peer Discussion System 5.4.1 Methodology 5.4.2 Visible Learning Effects 5.4.3 Tool Description 5.4.4 Assertion 5.4.5 Experiments 5.4.6 Results 5.4.7 Conclusions 5.5 Virtual Interactive Whiteboard 5.5.1 Methodology 5.5.2 Visible Learning Effects 5.5.3 Tool Description 5.5.4 Assertion 5.5.5 Experiments 5.5.6 Results 5.5.7 Conclusions 5.6 Audience Response System and Emergency Brake 5.6.1 Methodology 5.6.2 Visible Learning Effects 5.6.3 Tool Description 5.6.4 Assertion 5.6.5 Experiments 5.6.6 Results 5.6.7 Conclusions 5.7 Evaluation System 5.7.1 Methodology 5.7.2 Visible Learning Effects 5.7.3 Tool Description 5.7.4 Assertion 5.7.5 Experiments 5.7.6 Results and Conclusion 6 Exam Outcome 7 Utilisation and Motivation 7.1 Prototype Utilisation 7.2 Motivational Aspects Part III: Appraisal 8 Lessons learned 9 Discussion 9.1 Working Theses’ Validity 9.2 Research Community: Impact and Outlook 9.2.1 Significance to Learning Psychology 9.3 Possible Extension of existing Solutions 10 Conclusion 10.1 Summary of scientific Contributions 10.2 Future Work Part IV: Appendix A Experimental Arrangement B Questionnaires B.1 Platform Feedback Sheet B.1.1 Original PFS in 2014 B.1.2 Original PFS in 2015 B.2 Minute Paper B.3 Motivation and Utilisation Questionnaires B.3.1 Motivation 2013 and 2014 B.3.2 Motivation 2015 B.3.3 Utilisation 2014 B.3.4 Utilisation 2015, Rev. I B.3.5 Utilisation 2015, Rev. II C References C.1 Auxiliary Means D Publications D.1 Original Research Contributions D.2 Student Theses E Glossary F Index G Milestones Acknowledgements / Über die vergangene Dekade ist eine zunehmende Zahl Studienanfänger beobachtbar, sowohl in der absoluten Anzahl, als auch im Bevölkerungsanteil. Demgegenüber steht aber eine überproportional hohe Steigerung der Abbruchquote. Während gleichzeitig die Anwesenheit in universitären Lehrveranstaltungen sinkt, zeigen Statistiken, dass nur etwa ein Drittel der Berufseinsteiger die Grundlagen ihrer Qualifikation im Studium sieht. Daraus könnte man ableiten, dass Studierende den Wert und die Bedeutung universitärer Ausbildung unterschätzen und stattdessen Wissen in anderen Quellen suchen, beispielsweise unentgeltlichen Online-Angeboten. Das auf diese Art angeeignete Wissen stellt aber eine formell nicht nachweise Qualifikation dar. Ein Weg aus diesem Dilemma muss die Steigerung der Attraktivität der universitären Lehrveranstaltungen sein. Ein vielversprechender Ansatz ist die Unterstützung der Studierenden im selbst-regulierten Lernen, wodurch sie die Wichtigkeit und den Wert eigener Entscheidung(sfindungsprozesse) auf Basis realistischer Selbsteinschätzung und Selbstevaluation erlernen. Gleichzeitig sollte Frontalunterricht durch interaktive Lehrformen ersetzt werden, idealerweise durch Aktivierung auf meta-kognitiver Ebene. Dies ist vielversprechend insbesondere, weil viele Studierende ihre eigenen mobilen Endgeräte in Lehrveranstaltungen bringen. Diese Geräte können als Second Screen für die neuen Lehrkonzepte verwendet werden. Auf diese Art kann dann eine verbesserte Lernerfahrung vermittelt werden. Die Grundidee ist simpel, nämlich in der Psychologie bewährte Didaktik-Konzepte durch die Mittel der Informatik zu unterstützen. Ein Beispiel dafür sind Audience Response Systeme, die hinlänglich im Rahmen von Vorlesungen untersucht worden sind. Andere Lehrformen wurden dabei jedoch unzureichend berücksichtigt, beispielsweise Tutorien. Ähnliche Überlegungen gelten natürlich auch für bewährte didaktische Konzepte wie Peer Instruction oder Betrachtungen in Form von Visible Learning. Deshalb präsentiert diese Dissertation einen experimentellen Ansatz, informationstechnische Lösungen für vor-Ort-Übungen anzubieten, nämlich Werkzeuge für Audience Response Systeme, Evaluationen, Lernbedarfsermittlung, Peer Discussion, sowie virtuelle interaktive Whiteboards. Die genannten Werkzeuge wurden unter Beachtung von Anonymitäts- und Beiläufigkeitsaspekten bereitgestellt. Sie erlauben einen Einblick in die Motivation der Studierenden Tutorien zu besuchen und die Werkzeuge zu nutzen, sowie ihr Nutzungsverhalten selbst. Die experimentellen Ergebnisse werden in ein erweiterbares Systemkonzept kombiniert, das drei Werkzeugklassen unterstützt: anonyme Peer Discussion, anonyme Kontrollwerkzeuge und Lernbedarfsermittlung. Für die ersten beiden Klassen liegen vielversprechende Ergebnisse vor, beispielsweise die notwendige Reduktion des Audience Response Systems auf eine Art Notbremse, die Vielseitigkeit von (Peer-)Discussion-Systemen, oder aber auch der Bedarf für eine retroaktive Deanonymisierung von initial anonymen Beiträgen. Der allgemein positive Einfluss der Werkzeugnutzung auf die Motivation an Tutorien teilzunehmen sowie den wahrgenommenen Wert der Tutorien werden abschließend diskutiert und durch verbesserte Abschlussklausurergebnisse untermauert.:List of Definitions, Theorems and Proofs List of Figures List of Tables Introduction and Motivation Part I: Propaedeutics 1 Working Theses 1.1 Definitions 1.2 Context of Working Theses and Definitions 2 Existing Concepts 2.1 Psychology 2.1.1 Self-Regulation and self-regulated Learning 2.1.2 Peer Instruction, Peer Discussion 2.1.3 Learning Process Supervision: Learning Demand Assessment 2.1.4 Cognitive Activation 2.1.5 Note on Gamification 2.1.6 Note on Blended Learning 2.2 Computer Science 2.2.1 Learning Platforms 2.2.2 Audience Response Systems (ARS) 2.2.3 Virtual Interactive Whiteboard Systems (V-IWB) 2.2.4 Cognisant Incidential Utilisation (CIU) 2.3 Appraisal 3 Related Work 3.1 Visible Learning 3.2 auditorium 3.3 Auditorium Mobile Classroom Service 3.4 ARSnova and other Audience Response Systems 3.5 Google Classroom 3.6 StackOverflow 3.7 AwwApp Part II: Proceedings 4 Global Picture and Prototype 4.1 Global Picture 4.2 System Architecture 4.2.1 Anonymous Discussion Means 4.2.2 Anonymous Control Facilities 4.3 Implementation 4.3.1 The Prototype 5 Investigated Tools 5.1 Note on Methodology 5.2 Anonymity 5.2.1 Methodology 5.2.2 Visible Learning Effects 5.2.3 Assertion 5.2.4 Experiments 5.2.5 Results 5.2.6 Conclusions 5.3 Learning Demand Assessment 5.3.1 Methodology 5.3.2 Visible Learning Effects 5.3.3 Tool Description 5.3.4 Assertion 5.3.5 Experiments 5.3.6 Results 5.3.7 Conclusions 5.4 Peer Discussion System 5.4.1 Methodology 5.4.2 Visible Learning Effects 5.4.3 Tool Description 5.4.4 Assertion 5.4.5 Experiments 5.4.6 Results 5.4.7 Conclusions 5.5 Virtual Interactive Whiteboard 5.5.1 Methodology 5.5.2 Visible Learning Effects 5.5.3 Tool Description 5.5.4 Assertion 5.5.5 Experiments 5.5.6 Results 5.5.7 Conclusions 5.6 Audience Response System and Emergency Brake 5.6.1 Methodology 5.6.2 Visible Learning Effects 5.6.3 Tool Description 5.6.4 Assertion 5.6.5 Experiments 5.6.6 Results 5.6.7 Conclusions 5.7 Evaluation System 5.7.1 Methodology 5.7.2 Visible Learning Effects 5.7.3 Tool Description 5.7.4 Assertion 5.7.5 Experiments 5.7.6 Results and Conclusion 6 Exam Outcome 7 Utilisation and Motivation 7.1 Prototype Utilisation 7.2 Motivational Aspects Part III: Appraisal 8 Lessons learned 9 Discussion 9.1 Working Theses’ Validity 9.2 Research Community: Impact and Outlook 9.2.1 Significance to Learning Psychology 9.3 Possible Extension of existing Solutions 10 Conclusion 10.1 Summary of scientific Contributions 10.2 Future Work Part IV: Appendix A Experimental Arrangement B Questionnaires B.1 Platform Feedback Sheet B.1.1 Original PFS in 2014 B.1.2 Original PFS in 2015 B.2 Minute Paper B.3 Motivation and Utilisation Questionnaires B.3.1 Motivation 2013 and 2014 B.3.2 Motivation 2015 B.3.3 Utilisation 2014 B.3.4 Utilisation 2015, Rev. I B.3.5 Utilisation 2015, Rev. II C References C.1 Auxiliary Means D Publications D.1 Original Research Contributions D.2 Student Theses E Glossary F Index G Milestones Acknowledgements