Using Interactive Story Maps Enriched by Direct Knowledge Queries for the Development of E-Learning Modules on Climate Change

Abstract

Predicted precipitation and temperature development for the lee area of the Harz Mountains increase the requirements for climate adaptation. Particularly sensitive to the effects of climate change is the agricultural sector in Central Germany, as reported in the Vulnerability Study for the Federal Republic of Germany. The e-learning platforms introduced in this paper, therefore, focus on sensitizing different educational and agricultural stakeholder to the regional and local impacts of climate change and necessary adaptation strategies. The aim is to combine the possibilities of conventional classroom learning with web-based learning units. Regional case studies serve as training objects, presented in web-based learning modules as well as in lecture series or science camps. Additionally, virtual landscape models and interactive maps are generated for selected processes in the context of climate change, supplemented by simplified simulations. The educational concept focuses not only on the visualization of directly perceptible structures such as snow cover, but also on the representation of non-observable processes (e.g., soil water). The results of the project are implemented as a Rich Internet application in a modular e-learning platform, that combines semantic web technologies and cross media ESRI Story Maps with R-based models, scenarios, and database-supported long climate measurement series. In addition, numerous immediate self-examination applications are integrated. The web-based teaching and learning methods are developed for a usage within blended learning models and to support individual learning under the consideration of previous knowledge.

Zusammenfassung

Die vorhergesagten Niederschlags- und Temperaturentwicklungen im Leebereich des Harzes erhöhen die Anforderungen an die Klimaanpassung. Laut der Vulnerabilitätsstudie für die Bundesrepublik Deutschland, ist der Agrarsektor in Mitteldeutschland besonders anfällig. Die in diesem Artikel vorgestellten E-Learning-Plattformen konzentrieren sich daher auf die Sensibilisierung verschiedener Bildungs- und Agrarakteure für die regionalen und lokalen Auswirkungen des Klimawandels und die notwendigen Anpassungsstrategien. Ziel ist es, die Möglichkeiten des konventionellen Präsenzlernens mit webbasierten Lerneinheiten zu kombinieren. Als Trainingsobjekte dienen regionale Fallstudien, die in webbasierten Lernmodulen sowie in Vortragsreihen oder Science Camps präsentiert werden. Darüber hinaus werden für ausgewählte Prozesse im Zusammenhang mit dem Klimawandel virtuelle Landschaftsmodelle und interaktive Karten erstellt, die durch vereinfachte Simulationen ergänzt werden. Der Schwerpunkt des Bildungskonzepts konzentriert sich nicht nur auf die Visualisierung direkt wahrnehmbarer Strukturen, wie der Schneebedeckung, sondern auch auf die Darstellung nicht beobachtbarer Prozesse (z. B. Bodenwasser). Die Ergebnisse des Projekts werden als Rich Internet Application in einer modularen E-Learning-Plattform umgesetzt, die crossmediale ESRI Story Maps mit R-basierten Modellen, Szenarien und datenbankgestützten Klimamessreihen kombiniert. Außerdem sind zahlreiche Tests zur Selbstkontrolle integriert. Die webbasierten Lehr- und Lernmethoden werden für den Einsatz in Blended-Learning-Modellen entwickelt und unterstützen das individuelle Lernen unter Berücksichtigung der Vorkenntnisse.