Entwicklung eines eLearning-Bausteins für das Thema "Verschlüsselung"

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Fallstudienarbeit
Hochschule:	Hochschule für Oekonomie & Management
Standort:	Essen
Studiengang:	Bachelor Wirtschaftsinformatik
Veranstaltung:	Fallstudie / Wissenschaftliches Arbeiten
Betreuer:	Dipl-Inf._(FH)_Christian_Schäfer
Typ:	Fallstudienarbeit
Themengebiet:	Entwicklung von eLearning Bausteinen
Autor(en):	Sebastian Köwitsch, Darius Kaczmarczyk, Tobias Ridder, Christian Schmidt
Studienzeitmodell:	Abendstudium
Semesterbezeichnung:	WS10
Studiensemester:	4
Bearbeitungsstatus:	begutachtet
Prüfungstermin:
Abgabetermin:

Inhaltsverzeichnis 1 Abkürzungsverzeichnis 2 Einleitung 2.1 Problemstellung 2.2 Ziel der Arbeit 2.3 Aufbau der Arbeit 3 Thematische Ausarbeitung "E-Learning" 3.1 Grundlagen 3.2 Definition 3.3 Merkmale 3.4 Formen 4 Thematische Ausarbeitung "Verschlüsselung" 4.1 Grundlagen 4.1.1 Einordnung und Definition 4.1.2 Angriffe auf Nachrichten 4.1.3 Ziele der Verschlüsselung 4.2 Arten der Verschlüsselung 4.2.1 Symmetrische Verschlüsselung 4.2.2 Asymmetrische Verschlüsselung 4.3 Protokolle 4.4 Praktischer Einsatz 5 Konzeption des E-Learning Bausteins 5.1 Projektphasen bei der Erstellung von E-Learningsystemen 5.2 Entwicklung des Drehbuchs 5.2.1 Auswahl der Art des E-Learnings 5.2.2 Didaktisches Konzept 5.2.3 Gestaltung multimedialer Elemente 5.2.4 Motivation und Emotion 5.2.5 Aufgaben 5.2.6 Lernfortschrittskontrollen 6 Umsetzung des E-Learning Bausteins 6.1 Zielgruppenbestimmung und Auswahl des didaktischen Konzepts 6.2 Verwendete Software 6.3 Aufbau 6.4 Visualisierung 6.5 Anwender-Interaktion 7 Ausblick und Zukunftsaspekte 8 Kritische Betrachtung und Beurteilung 9 Abbildungsverzeichnis 10 Tabellenverzeichnis 11 Fußnoten 12 Literatur- und Quellenverzeichnis 13 Anhang

1 Abkürzungsverzeichnis

Abkürzung	Bedeutung
CBT	Computer Based Training
DNSsec	Domain Name System Security Extension
LMS-Plattform	Learning Management System Plattform
VPN	Virtual Private Network
WBT	Web Based Training
WLAN	Wireless Local Area Network

2 Einleitung

In der heutigen Zeit sind die Bereiche des Lernens und Arbeitens deutlich stärker miteinander verknüpft als in der Vergangenheit. Früher sah der typische Ausbildungsvorgang eines Unternehmens häufig vor, dass die Mitarbeiter bei externen, qualifizierten Lerneinrichtungen fortgebildet werden. Diese Art der Weiterbildung hat im Laufe der letzten Jahre nachgelassen und sich zu einem Lernprozess umgewandelt, der nach und nach im Unternehmen selbst stattfindet.^[1].

Das typische Karrierebild bei dem nach der Schule die Ausbildung, dann eine langfristige Beschäftigung und anschließend nur noch der Ruhestand folgt, ist bis auf wenige Ausnahmen in der heutigen Zeit nicht mehr anzutreffen.

Flexibilität ist das Wort, das in Stellenausschreibungen sehr häufig zu finden ist. Für heutige und zukünftige Bewerber bildet dies die Voraussetzung zur erfolgreichen Anpassung an den Arbeitsmarkt. Somit bleibt die Anpassung an einen neuen Beruf mit anderen Qualifikationen durch Weiterbildungsmaßnahmen nicht aus. Doch in einer wachsenden Wirtschaft gilt die Devise „Zeit ist Geld".

Bisherige Informations- und Weiterbildungsmaßnahmen erforderten einen erheblichen zeitlichen und finanziellen Aufwand. Diese Nachteile befinden sich nicht im Einklang mit der immer größer und schneller wachsenden Wirtschaft. Das E-Learning bietet einen Ansatz zur Lösung dieses Problems^[2]. Heutzutage sind Computer im Berufsleben und im Alltag nicht mehr weg zu denken. Fast in jedem Bereich des Lebens sind Computer präsent, die das Leben und Arbeiten beeinflussen. Auch im Bereich der Bildung wird auf die Unterstützung von Computern nicht mehr verzichtet.

In den 90er Jahren wurden die ersten Lerndisketten zur betrieblichen Weiterbildung auf dem Markt angeboten, was allerdings nur große Konzerne finanzieren konnten. Darüber hinaus blieb der Erfolg aufgrund mangelnder Akzeptanz bei den Mitarbeitern zunächst aus. Zurückzuführen war die geringe Akzeptanz auf die mäßige Qualität der E-Learning Programme sowie auf die fehlende Aufklärung der Mitarbeiter in Bezug auf das Lernen mit E-Learning und dessen Vorteile.^[3].

Erst in den letzten 10 – 15 Jahren hat sich der Einsatz von E-Learning zum Positiven verändert. Die Entwicklung neuer Kommunikationsformen, z.B. des Internets, hat dazu beigetragen. So entstanden E-Learning Programme, die sowohl internetbasiert als auch unabhängig davon betrieben werden konnten. Desweiteren entwickelten sich Foren und Chats, die den Austausch von Informationen ermöglichten und dies auch erleichterten. Infolgedessen war der Einsatz nicht nur bei großen Konzernen möglich, sondern stellenweise auch bei mittelständigen Unternehmen im kleineren Rahmen.^[4].

Nach wie vor existiert in Deutschland noch kein flächendeckender Einsatz von E-Learning^[5]. Jedoch sind sich die Experten sicher, dass dem E-Learning die Zukunft gehört. Der Einsatz von E-Learning und die damit verbundene Anpassungsfähigkeit an die wachsende Wirtschaft ist abhängig von den Anforderungen eines Unternehmens oder einer unabhängigen Lerneinrichtung. Der Wissenstransfer für ein Unternehmen findet mehr und mehr Beachtung und entwickelt sich zu einem eigenen strategischen Geschäftsprozess der Zukunft.

Eine Unternehmungsführung könnte sich dementsprechend folgende Kernfragen stellen:^[6]

• Kann mit E-Learning eine Einbindung in die Unternehmensstrategie stattfinden?
• Ist E-Learning eine Möglichkeit zur Strategieimplementierung mit Hilfe von Wissentransfer-Systemen?
• Kann das E-Learning unterstützend zu Aktivitäten und Projekten beitragen?
• Unterstützt das E-Learning die Einbindung in die Marketing- und Vertriebsstrategie?
• Stärkt das E-Learning die Kernkompetenzen eines Unternehmens?

Gründe für Unternehmen das E-Learning zu nutzen sind die zunehmende Komplexität eines Unternehmens, die abnehmende Mitarbeiterloyalität sowie die Zunahme der virtuellen Strukturen und des E-Business in den kommenden Jahren^[7].

2.1 Problemstellung

Der Umgang mit elektronischen Medien gehört im 21. Jahrhundert zum Alltag. Technologien wie Webseiten, E-Mails, Instant Messaging und IP-Telefonie erleichtern die weltweite Kommunikation. Doch je mehr Kommunikation durch "das Netz" betrieben wird, umso breiter wird die Angriffsfläche der übertragenen Daten.

Um sich vor Angriffen auf Daten sowie deren Manipulationen zu schützen und die Arbeitsweise und den Umgang mit entsprechenden Verschlüsselungssystemen zu verstehen, ist es erforderlich, das entsprechende Wissen möglichst individuell und verständlich zu vermitteln. An dieser Stelle stößt die klassische Wissensvermittlung, z.B. in Form von Präsenzschulungen, häufig an ihre Grenzen, was zu qualitativ schlechten und quantitativ geringen Schulungsangeboten führen könnte.

Ein vermeintlich besserer Ansatz besteht in der Wissensvermittlung durch E-Learning Bausteine. Allerdings werden Programme mitunter an der Zielgruppe vorbei entwickelt oder die Zielgruppe wird von vornherein falsch bestimmt. Auch der Einsatz deplatzierter oder überflüssiger Elemente innerhalb eines E-Learning Bausteins mindert den erhofften Lernerfolg mitunter beträchtlich, oft aufgrund unübersichtlicher oder unverständlicher Inhalte. Im Endeffekt können somit zwar hochentwickelte und kostenintensive Programme entstehen, die ihr Ziel jedoch nur teilweise oder sogar gar nicht erreichen können.

2.2 Ziel der Arbeit

Das primäre Ziel dieser Fallstudie besteht in der Konzeption und Entwicklung eines E-Learning Bausteins zum Thema Verschlüsselung für eine bestimmte Zielgruppe. Der Baustein soll das theoretische Wissen zum Thema Verschlüsselung durch den Einsatz verschiedener multimedialer Elemente veranschaulichen und zielgruppenorientiert vermitteln. Da das Thema sehr breit aufgestellt ist, beschränkt sich die Ausarbeitung dabei auf wesentliche Aspekte und Methoden der Verschlüsselung, ohne dabei zu weit ins Detail zu gehen.^[8]

2.3 Aufbau der Arbeit

Als Vorbereitung auf die Entwicklung eines E-Learning-Bausteins wird dabei zunächst auf die Grundlagen des E-Learnings und der Verschlüsselung eingegangen. Im Anschluss daran werden die verschiedenen Elemente zur Konzeption eines E-Learning Bausteins erarbeitet. Dazu gehören die Arten des E-Learnings, didaktische Konzepte, multimediale Elemente und Aspekte der Motivation. Darauf aufbauend wird die praktische Umsetzung des E-Learning Bausteins beschrieben um zuletzt auf zukünftige Entwicklungen einzugehen. Abschließend erfolgt eine Zusammenfassung der gesamten Arbeit in einer Schlussbetrachtung.

3 Thematische Ausarbeitung "E-Learning"

3.1 Grundlagen

In Zeiten finanziell knapper Ressourcen fließt trotz allem jährlich ein hoher Geldbetrag in betriebliche Weiterbildung von Personal. Zumeist investieren Unternehmen nach wie vor in die klassischen Weiterbildungsbereiche wie Seminare oder Workshops. Nicht immer kann das Weiterbildungsangebot jedoch den bestehenden Bedarf decken. Besonders bei fachspezifischen Themen oder IT-Schulungen ist es häufig schwierig oder gar nicht möglich eine geeignete Weiterbildungsmaßnahme zu finden. Bedingt durch die bereits erwähnten knappen finanziellen Mittel sowie durch die Problematik die eigenen Mitarbeiter aufgrund hoher Arbeitsbelastung für Schulungsmaßnahmen freizustellen, ist ein Angebot alternativer, progressiver Maßnahmen von hoher Bedeutung, welche die Nachteile, z.B. eines Seminars, ausgleichen können. Dabei ist es wichtig in erster Linie an die zu schulenden Personen und deren Bedürfnisse zu denken. Eine zu starke Konzentration auf die zur Verfügung stehenden Medien und deren Möglichkeiten führt nicht selten zu kaum genutzten aber hochmodernen Lernzentren oder zu aufwendig entwickelten Lernprogrammen, die nur wenige Interessenten finden^[9].

Eine der wichtigsten Leitfragen bei der Entwicklung von E-Learning Programmen lautet deshalb: "Wie lässt sich der individuelle Lernprozess am besten unterstützen"^[10]? E-Learning hat keinen Einfluss auf die Art und Weise wie Menschen etwas lernen, kann aber zu einem deutlich produktiveren Lernprozess beitragen. Der Fokus wird demnach auf den individuellen Lernprozess des Einzelnen gelegt, womit genau das erreicht werden soll, was bei Präsenzschulungen zwar gefordert, aber nur selten erreicht wird^[11].

3.2 Definition

"Definiert man E-Learning sehr weit, so versteht man darunter Lernprozesse, die durch moderne Informations- und Kommunikationssysteme unterstützt werden und sich durch diese Unterstützung von klassischen Lernformen wie Präsenzunterricht/-seminaren oder Lernen aus Büchern und Skripten unterscheiden"^[12]. Das vorangestellte "E" kann dabei vielseitig interpretiert werden, beschränkt sich im Allgemeinen aber auf das englische Wort "electronic", womit das Lernen mithilfe digitaler Technologien angedeutet werden soll. Denkbar wäre hierbei z.B. eine Softwarelösung, die auf einem Computer betrieben wird. Weiterhin liegt der Schwerpunkt des E-Learning beim Lernen selbst und nicht beim Lehren. Daran anknüpfend werden beim E-Learning im Voraus ausgestaltete Themenbereiche behandelt, welche für eine bestimmte Zielgruppe entwickelt werden^[13].

Das E-Learning selbst basiert auf so genannten LMS-Plattformen. Diese bezeichnen eine auf dem Client-Server-Modell basierende Softwarearchitektur, welche u.a für die Entwicklung umfassender, netzbasierter E-Learning Szenarien benötigt wird. Eine ganzheitliche Darstellung der mitwirkenden Personen sowie deren Aufgaben innerhalb einer LMS-Plattform stellt Abbildung ^{[Abb. 1]} dar^[14].

3.3 Merkmale

Nachfolgend werden einige Merkmale des E-Learning genannt, um diese Methodik besser von klassischen Lernformen abgrenzen zu können. Merkmale sind:^[15]

• der dynamische, prozesshafte Charakter des Lernens und von Inhalten im Gegensatz zu statischen, starren Lernformen
• internetbasierte Kommunikation in Diskussionsforen, Chats und synchronen Foren der Kommunikation (z.B. Videokonferenzen, etc.)
• die Integration von Präsenzphasen, ausschließliche Onlinephasen oder hybride Formen (Mischformen, Hybrid Learning)[...]
• die Veränderung konventioneller Lehr- und Lernsituationen
• die Veränderung konventioneller Verhältnisse von Lehrenden und Lernenden

3.4 Formen

Auch beim E-Learning existieren unterschiedliche Formen zur Vermittlung der Lehrinhalte. Um diese Formen voneinander abzugrenzen besteht die Möglichkeit diese anhand der Interaktions- bzw. Kommunikationsfähigkeit des Lernenden sowie anhand des zeitlichen Bezugs zwischen Angebot und Nachfrage der Lerninhalte zu differenzieren. Kommunikationsfähigkeit des Lernenden bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Lernende bei der Bearbeitung der Lernmaterialien die Möglichkeit haben, sich mit anderen Lernenden auszutauschen oder mit dem Lehrenden kommunizieren können, um beispielsweise weitergehende Fragen zu besprechen. Beim zeitlichen Bezug wird festgelegt, ob der Inhalt des Lehrstoffs synchron nachgefragt wird, also zum gleichen Zeitpunkt wie er angeboten bzw. hergestellt wurde, oder ob dies asynchron, also zu verschiedenen Zeitpunkten, geschieht. Abbildung ^{[Abb. 2]} soll die Formen des E-Learning und deren Merkmale noch einmal grafisch veranschaulichen. Die dargestellten Formen, welche nachfolgend näher erläutert werden, erheben allerdings keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern geben einen allgemeinen Überblick über bereits bestehende Formen.

• CBT: Bei dieser Form wird der zu vermittelnde Lerninhalt den Lernenden meist mittels eines optischen Datenträgers (z.B. CD oder DVD) zur Verfügung gestellt. Voraussetzung dafür ist dementsprechend eine funktionierende multimediale Technologie, wie ein PC oder Notebook, auf welcher ein entsprechendes Programm installiert wird, außer der Lehrinhalt kann direkt vom Datenträger abgerufen werden.
• WBT: Beim Web Based Trainig werden die Lehrinhalte zentral auf einem Webserver gespeichert und verwaltet. Von dort können sie durch die Lernenden mit einem geeigneten Web-Browser abgerufen und genutzt werden. Dies hat zum Vorteil, dass durch einen geübten Umgang mit dem Web-Browser ein schneller und einfacher Zugang zu den Lehrinhalten besteht. Weiterhin stehen diese zentral zur Verfügung und müssen nicht erst über verschiedene Vetriebswege zu den Lernenden gelangen. Daran anknüpfend ist auch eine zeitnahe Aktualisierung der Inhalte durch den/die Autor/in möglich. Voraussetzung für die Lernenden ist allerdings eine performante Internetverbindung mit ausreichender Bandbreite, welche ggf. die Netzwerkkosten für das Unternehemen erhöhen könnte.
• Business TV: Hierbei wird ein unternehmensinterner oder unternehmenseigener Fernsehkanal genutzt, über welchen individuell produzierte Inhalte, z.B. über Satellit, ausgestrahlt werden können. Innerhalb des Unternehmens können die Inhalte per Fernseher oder auch auf dem PC dekodiert und anschließend gesehen werden. Nachteilig ist hier die Zeitgebundenheit, da die Teilnehmer zum Zeitpunkt der Sendung anwesend sein müssen^[16].
• Virtuelle Seminarräume: Die Vermittlung der Lehrinhalte findet zu einer bestimmten Zeit statt, jedoch können Lehrende und Lernende an unterschiedlichen Orten sein. Die Teilnehmer können miteinander kommunizieren und durch eine Bildübertragung wird zusätzlich die Anonymität zwischen den Teilnehmern aufgehoben. Voraussetzung dafür ist jedoch ein relativ hoher technischer Aufwand. Nachteilig ist hier ebenfalls, wie beim Business TV, die Zeitgebundenheit^[17]. Folgende Ausprägungen virtueller Seminarräume sind denkbar:^[18]
  • Der Lehrende hält ein normales Präsenzseminar mit realen Lernenden. Dieses Seminar wird über Kommunikationstechnologien zu den Teilnehmern übertragen, die das Seminar in einem speziellen Raum zusammen mit anderen Teilnehmern verfolgen.
    
  • wie 1, die virtuellen Teilnehmer verfolgen das Seminar vom persönlichen Arbeitsplatz aus.
    
  • wie 1 oder 2 mit dem Unterschied, dass der Referent keine realen Seminarteilnehmer vor sich hat.
    
  • wie 1, 2 oder 3 in Kombination mit anderen Technologien wie Chat, Mail oder (Bild-)Telefon, damit auch die virtuellen Teilnehmer in Interaktion mit dem Referenten treten können.

4 Thematische Ausarbeitung "Verschlüsselung"

4.1 Grundlagen

Um Transaktionsvorgänge, besonders in weltumspannenden, teils öffentlichen Netzen, wie dem Internet, gegen unbefugten Zugriff Dritter abzusichern, werden die technischen Möglichkeiten kryptologischer Verfahren benötigt, deren Grundlage verschiedenste Verschlüsselungsverfahren sind. Praktische Anwendungsbeispiele für die Verschlüsselung sensibler Daten gibt es viele. Firmeninterne Kennziffern, die für die Konkurrenz nicht zugänglich sein dürfen, Transaktionen beim Online-Banking oder die sichere Eingabe persönlicher Daten auf einer Web-Seite sind nur ein kleiner Teil des Bereichs in dem Verschlüsselungsalgorithmen Verwendung finden. Über den augenscheinlichen Aspekt der Geheimhaltung hinaus dient die Kryptologie der Authentizität, der Integrität sowie der Verbindlichkeit beim Datenaustausch, was in den folgenden Kapiteln näher erläutert werden soll^[19].

4.1.1 Einordnung und Definition

Kryptographie bezeichnet die "Lehre der Absicherung von Nachrichten durch Verschlüsselung"^[20]. Kryptanalyse bezeichnet die Techniken zum Umkehren der Verschlüsselung und der Gewinnung des ursprünglichen Klartextes. Kryptographie und Kryptanalyse werden unter dem Begriff Kryptologie vereinigt.

Verschlüsselung bezeichnet allgemein Verfahren, um Nachrichten unverständlich zu machen. Dabei wird mit einem Algorithmus aus einer Nachricht M mit einem Schlüssel K das Chiffrat C erzeugt. Die Invertierung des Algorithmus, d.h. das Wiederherstellen der Nachricht M aus dem Chiffrat C mit dem Schlüssel K wird als Entschlüsselung bezeichnet^[21].

4.1.2 Angriffe auf Nachrichten

Bei moderner Kommunikation besteht oft das Problem, dass der Übertragungskanal unsicher ist. Ein Beispiel dafür ist Kommunikation über das Internet, bei dem die Nachricht über viele u.U. nicht vertrauenswürdige Stationen übermittelt wird. Aber auch gespeicherte Daten können angegriffen und von nicht autorisierten Personen ausgelesen werden. Eckert definiert einen Angriff als "nicht autorisierten Zugriff bzw. einen nicht autorisierten Zugriffsversuch auf das System"^[22]. Dabei unterscheidet man zwischen passiven und aktiven Angriffen:^[23]

• passive Angriffe: Der Angreifer kann die Nachricht abhören, jedoch nicht aktiv verändern. Beispiele dafür sind das Abhören von Kommunkationswegen (kabelgebunden als auch kabellos) oder unautorisiertes Lesen von Daten aus Dateien.
  Abbildung ^{[Abb. 3]} zeigt einen solchen passiven Angriff auf eine Kommunkation zwischen Alice und Bob über einen unsicheren Kanal. Der Angreifer Oscar kann die Nachricht mitlesen, ohne dass Alice und Bob dies bemerken.

• aktive Angriffe: Der Angreifer ist in der Lage Nachrichten abzufangen und durch eigene Nachrichten auszutauschen. Beispiel: Der Angreifer gibt sich als Gateway aus und routet sämtlichen Traffic, welchen er nach belieben manipulieren kann.
  Abbildung ^{[Abb. 4]} zeigt einen solchen aktiven Angriff auf eine Kommunkation zwischen Alice und Bob über einen unsicheren Kanal. Der Angreifer Oscar kann die Nachricht i durch seine eigene Nachricht i' austauschen, ohne dass Alice und Bob dies bemerken.

4.1.3 Ziele der Verschlüsselung

Durch den Einsatz von Verschlüsselung werden i.A. vier Ziele verfolgt:^[24]

1. Geheimhaltung: Die Nachricht kann von Unbefugten nicht gelesen werden. Nur durch die Zusatzinformation des "Schlüssels" kann ein Befugter die Nachricht wiederherstellen.
2. Authentifizierung: Der Empfänger der Nachricht kann sich sicher sein, dass die Nachricht wirklich vom angegeben Sender stammt.
3. Integrität: Es ist nachweisbar, dass die Nachricht während des Transports nicht verändert wurde.
4. Verbindlichkeit: Der Sender kann den Versand der Nachricht nicht abstreiten.

Je nach Implementation werden nicht alle Ziele auf einmal erfüllt. Dies ist jedoch auch nicht immer zweckmäßig.

4.2 Arten der Verschlüsselung

4.2.1 Symmetrische Verschlüsselung

Bei symmetrischen Algorithmen wird für die Verschlüsselungsfunktion E (wie Encryption) und Entschlüsselungsfunktion D (wie Decryption) der gleiche Schlüssel k (wie key) benötigt. Die Funktion E erzeugt das Chiffrat C (wie Chiffretext), eine Nachricht ohne erkennbaren Inhalt. Daraus ergibt sich folgendes mathematisches Bild:^[25]

In der Praxis wird Alice zunächst lokal die Nachricht mit dem vereinbarten Schlüssel verschlüsseln. Die verschlüsselte Nachricht kann sie dann über den unsicheren Kanal senden. Auch wenn Oscar die Nachricht abfängt, so kann er den Inhalt nicht verstehen. Bob hingegen weiß, dass er die scheinbar sinnlose Nachricht lokal mit dem vereinbarten Schlüssel entschlüsseln muss, um die ursprüngliche Nachricht zu erhalten.

Das hier dargestellte Verfahren setzt jedoch voraus, dass Alice und Bob einen sicheren Kanal für den Schlüsselaustausch zur Verfügung haben. Der Schlüsselaustausch ist ein grundsätzliches Problem bei symmetrischen Algorithmen. Für ein Netzwerk von n Teilnehmern, in dem jeder mit jedem kommunizieren will, müssen n*(n-1)/2 Schlüssel erzeugt und verwaltet werden^[26].

Vergleicht man die Funktionsweise der symmetrischen Algorithmen mit den zuvor definierten Zielen der Verschlüsselung stellt sich heraus, dass nur das Ziel der Geheimhaltung effektiv erreicht wird. Eine eindeutige Authentifizierung ist zwar auch möglich, setzt jedoch voraus, dass die Kommunikation nur zwischen zwei Personen stattfindet, obwohl prinzipiell auch mehrere Teilnehmer mit dem gleichen Schlüssel kommunizieren könnten. Die Integrität ist nicht gesichert, da der Empfänger keine Informationen über die Ursprungsnachricht hat. Eine Nachricht ist auch nicht verbindlich, denn der Empfänger könnte sie selbst verfasst haben oder ein Angreifer hat eine abgefangene verschlüsselte Nachricht zu einem anderen Zeitpunkt erneut versendet.

4.2.2 Asymmetrische Verschlüsselung

Bei asymmetrischen Algorithmen kommen für die Ver- und Entschlüsselung unterschiedliche Schlüssel zum Einsatz. Dabei gehört der Schlüssel nicht mehr allen Teilnehmern der Kommunikation, stattdessen hat jeder Teilnehmer ein Paar von Schlüsseln: einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel. Der öffentliche Schlüssel muss an alle verteilt werden, die mit der Person kommunizieren wollen, während der private Schlüssel geheim gehalten werden muss^[27].

Eine Möglichkeit, die Schlüssel zu verteilen, besteht in einer Veröffentlichung im Internet, z.B. auf Webseiten oder per Email. Abbildung ^{[Abb. 6]} zeigt schematisch, wie die Schlüsselverteilung aussehen könnte. In Schritt 1 werden zunächst lokal die Schlüsselpaare bei den jeweiligen Personen (Alice und Bob) erzeugt. Die Veröffentlichung der Schlüssel erfolgt in Schritt 2. Danach sind die öffentlichen Schlüssel prinzipiell für jeden zugänglich, auch für Angreifer (Oscar).

Für die Anwendung von asymmetrischen Algorithmen gibt es zwei Modelle, die völlig unterschiedliche Ziele abdecken:

Asymmetrischer Algorithmus mit Verschlüsselung

Zum Einen lässt sich eine Nachricht mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsseln. In Abbildung ^{[Abb. 7]} verwendet Alice zur Verschlüsselung den öffentlichen Schlüssel von Bob. Da die Nachricht nur vom Besitzer des privaten Schlüssels gelesen werden kann, ist nur Bob, nicht aber Oscar in der Lage, die Nachricht zu entschlüsseln.

Untersucht man dieses Modell auf die Abdeckung der Ziele der Verschlüsselung ergibt sich ein ähnliches Bild wie bei symmetrischen Algorithmen: nur die Geheimhaltung ist gegeben. Da der öffentliche Schlüssel jedem zugänglich ist, kann eine Nachricht nicht eindeutig einem Absender zugeordnet werden. Auch Integrität und Verbindlichkeit sind nicht gewährleistet.

Asymmetrischer Algorithmus mit Signatur

Im zweiten Anwendungsmodell wird die Nachricht nicht mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers chiffriert, stattdessen kommt der private Schlüssel des Senders zum Einsatz. Wie in Abbildung ^{[Abb. 8]} erkennbar, ist die Nachricht für jeden lesbar, der sie empfängt, in dem Fall also neben Bob auch Oscar. Dieses Verfahren bezeichnet man daher als Signatur.

Das Ziel der Geheimhaltung wird in diesem Modell also bewusst nicht erfüllt. Stattdessen bietet dieses Modell jedoch andere Vorteile: Da nur der Absender (hier: Alice) den privaten Schlüssel besitzt, kann auch nur er die Nachricht verschlüsselt haben. Damit ist eine Authentifizierung gewährleistet. Auch die Verbindlichkeit der Nachricht ist gewährleistet, sofern die Nachricht einen Zeitstempel oder etwas vergleichbares enthält, um wiederholte Nachrichten zu erkennen.

Die Integrität der Nachricht ist im dargestellten Schema zunächst nicht gesichert. In der Regel wird jedoch nicht die gesamte Nachricht signiert, sondern ein eindeutiger Code, der die Nachricht repräsentiert. Dieser Code wird durch Hash-Funktionen erzeugt. Nur der Sender ist in der Lage, den Hash-Wert zu signieren. Manipuliert ein Angreifer die Nachricht, müsste er einen neuen Hash-Wert erzeugen und diesen signieren. Aufgrund des fehlenden Schlüssels ist dies jedoch nicht möglich. Daher ist für eine signierte Nachricht zumeist auch die Integrität gewährleistet.

4.3 Protokolle

Wenn zwei Maschinen (z.B. PCs oder Mobiltelefone) miteinander kommunizieren, brauchen sie eine Beschreibung, wie die Kommunikation auszusehen hat. Ein Protokoll ist eine formalisierte Form eben dieser Beschreibung. Diese Formalisierung bringt einige Vorteile: Zum einen ist eine eindeutig definierte Verhaltensweise gegeben, desweiteren lässt sich das Protokoll so entwerfen, dass es gegen betrügerische Absichten immun ist^[28]. Darüber hinaus bietet es aber eine so hohe Abstraktion, dass die konkrete Implementierung unabhängig vom zu verwendenden Gerät ist.^[29]

Die nachfolgenden Beispiele zeigen, wie ein Protokoll oder zumindest Teile davon aussehen könnten:^[30]

• Username/Password: Bei diesem Protokoll muss sich der Anwender eines Dienstes mit seinem Namen ("Username") und seinem Passwort ("Password") authentifizieren. Die angegebenen Daten werden dann mit einer Datenbank oder Tabelle auf seiten des Dienstes abgeglichen. Aus Sicherheitsgründen wird das Passwort nicht im Klartext gespeichert sondern in verschlüsselter oder gehashter Form^[31]. So sind die Passwörter auch bei Zugriff auf den Dienst nicht lesbar. Die Sicherheit dieses Verfahrens beruht dabei auf der Schwierigkeit, das Passwort zu erraten oder durchzuprobieren und hängt damit maßgeblich vom gewählten Schlüssel des Anwenders ab.
• Challenge-and-Response: Wenn sich der Client beim Server anmelden möchte, erhält er vom Server eine Zufallszahl ("Challenge"), die er mit einem symmetrischen Algorithmus verschlüsseln und das Ergebnis zurückschicken muss ("Response"). Da nur Client und Server den Schlüssel kennen, kann nur der "echte" Client das richtige Ergebnis berechnen.
• Certificate/Verify: Dieses Protokoll funktioniert ähnlich wie "Challenge-and-Response", mit dem Unterschied, dass hierbei asymmetrische Verfahren zum Einsatz kommen. So kann der Server verlangen, dass der Client eine von ihm geschickte Zufallszahl signiert. Der Server überprüft dann die Signatur anhand des ihm vorliegenden öffentlichen Schlüssels.

In einem kryptographischen Protokoll werden also meistens einige der zuvor dargestellten grundlegenden Verfahren verwendet. Dabei ist es erforderlich, festzustellen, welche Ziele mit der eingesetzten Verschlüsselung in welchem Schritt erreicht werden sollen. Von hoher Bedeutung ist auch die Frage, welche Informationen der eigentlichen Nachricht mitgegeben werden (z.B. Kennung des Absender oder Empfängers, Zeitstempel, o.Ä.), um Angriffe auf das Protokoll abzuwenden. Durch die falsche Anwendung von Verschlüsselungen besteht die Gefahr, dass ganze Protokoll unsicher zu machen.^[32]

Beim Einsatz eines Protokolls bestehen damit theoretische Schwachstellen

• bei der Wahl der im Protokoll verwendeten Daten^[33],
• bei der Wahl der verwendeten Algorithmen^[34],
• bei der Kombination der Algorithmen^[35] und
• bei der eigentlichen Implementierung^[36].

Schneier definiert für kryptographische Protokolle daher folgende Richtlinie: "Es sollte nicht möglich sein, mehr zu tun oder zu erfahren, als im Protokoll festgeschrieben ist."^[37] Die Anforderungen an die Sicherheit von Protokollen ist also relativ hoch. In der Vergangenheit haben sich viele Protokolle als unsicher herausgestellt, weil die Erfinder die Anforderungen nicht streng genug definiert haben. Das Problem dabei ist, dass die Sicherheit eines Protokolls schwer zu beweisen ist, seine Unsicherheit dagegen relativ einfach (der gleiche Grundsatz gilt auch für Algorithmen).^[38]

4.4 Praktischer Einsatz

Die Entwicklung der Verschlüsselung hat seit ihrer Entstehung immer den Zweck, Informationen durch Missbrauch jeglicher Art zu schützen. So entstanden diverse Anwendungsgebiete bei denen der Schutz vor Informationsmissbrauch wichtig ist. Bereits im 2. Weltkrieg entstand mit der Verschlüsselungsmaschine "Enigma" dieses Bedürfnis^[39].

Die typischen Anwendungsgebiete der Verschlüsselung in der heutigen Zeit sind überwiegend im Internet zu finden, da der Austausch wichtiger Informationen über dieses Netz mittlerweile zum Alltag geworden ist.Die nachfolgende Tabelle gibt einen beispielhaften Überblick, wo Verschlüsselung aktuell zum Einsatz kommt:^[40]

Kategorie	Nutzungsart	Anwendungsfall
Kommunikation	Webbasiert	E-Banking (Webbrowser, Software)
	Textbasiert	Email (Mail-Client, Software) Instant Messaging (Messenger, Software)
	Audio/Video	Mobiltelefonie (Mobiltelefon, Hardware) IP-Telefonie (Software oder Hardware) Videokonferenzen (Software oder Hardware)
Authentifikation	Amtlich	Personalausweis (RFID, Hardware) Reisepass (RFID, Hardware)
	Geschäftlich	EC-Karte (RFID, Hardware)
Infrastruktur	Netzwerk	WLAN (Software) VPN (Software)

^{[Tabelle 1]} Anwendungsfälle für Verschlüsselung

Die getroffene Unterteilung nach Software und Hardware kann nicht immer trennscharf erfolgen, da die Verschlüsselung manchmal über spezielle Krypto-Hardware durchgeführt wird, manchmal aber auch in der Software eines Geräts. Die Unterteilung soll nur ein Indikitor dafür sein, dass Verschlüsselung auf verschiedene Arten implementiert werden kann.

Verschlüsselung findet oft passiv statt, durch das Benutzen einer Software, z.B. eines Webbrowsers. Die Software meldet dann zurück, ob eine Verbindung sicher ist oder nicht (vgl. Abbildung ^{[Abb. 9]}). Hier liegt der Aufwand zur Verschlüsselung beim Betreiber des Dienstes. In anderen Fällen muss der Benutzer selbst aktiv werden, z.B. wenn ein Schlüssel für eine WLAN-Verbindung abgefragt wird (vgl. Abbildung ^{[Abb. 11]}). Es gibt auch Mischzustände, wie z.B. im Emailverkehr, wo einerseits die Verbindung zum Senden und Empfangen durch den Betreiber abgesichert werden kann, andererseits aber die Anwendung selbst.

5 Konzeption des E-Learning Bausteins

5.1 Projektphasen bei der Erstellung von E-Learningsystemen

Die Erstellung von E-Learningsystemen unterteilt Mair in acht Projektphasen^[41].

Initiiert durch die Entscheidung ein E-Learningsystem zur Aus- oder Weiterbildung einzusetzten, startet die Projektphase mit der so genannten "Projektinitialisierung". Hier wird unter anderem festgelegt, welches Budget zur Verfügung steht und welche Ausbildungsinhalte vermittelt werden sollen.

In der darauf folgenden "Briefingphase" werden die technischen Möglichkeiten und Anforderungen sowie bestehende Richtlinien, beispielsweise bezüglich zu integrierender Corporate-Design-Aspekte, festgelegt. Stehen bisherige Ausbildungsmedien beispielsweise in Form von Videos, Lehrbüchern oder Foliensätzen zur Verfügung, werden diese ebenfalls berücksichtigt. Dies dient neben der Vollständigkeit auch zur Akzeptanz, da vertraute Inhalte wiedererkannt werden. Auch externe Unterstützung bei Teilaufgaben wird hier beschlossen, falls diese möglicherweise zum Ausgleich technischer Einschränkungen oder fehlender Erfahrung der Beteiligten erforderlich sind. Die aus dem Briefing zusammengetragenen Entscheidungen werden, wenn diese Design-Themen betreffen, in dem sogenannten Style-Guide, allgemeine Beschlüsse in einem Protokoll dokumentiert.

Die eigentliche Konzeption beginnt mit dem "Grobkonzept", welches der Medienautor aus dem Style-Guide und dem Briefing-Protokoll erstellt. An dieser Stelle des Projekts wird der erste Entwurf für das zu verwendende didaktische Konzept entwickelt. Je nach Zielgruppe fällt hier die Entscheidung in welcher Art die Schulungsinhalte zu vermitteln sind. Nach Abnahme des Grobkonzeptes durch den Auftraggeber wird ein "Feinkonzept" angefertigt, welches neben dem Auftraggeber zusätzlich inhaltlich durch Fachleute validiert wird.

Mit der schriftlichen Bestätigung des Feinkozeptes beginnt die Erstellung des "Drehbuchs". Nach vollständiger Abnahme des Drehbuchs und der technischen Umsetzung der Schulungsinhalte entsteht die so genannte "Beta-Version" des Lernprogramms. Diese wird vor allem im Hinblick auf technische Fehler und inhaltliche Abweichungen von einer möglichst heterogenen Gruppe getestet. Optimalerweise sollten in dieser Gruppe Teilnehmer aus der Zielgruppe integriert werden. Zum "Projektabschluss" gehört neben der erfolgreichen Fertigstellung des Lernprogramms, eine evaluierende Qualitätssicherung über den Verlauf der Transferleistungen, welche bei der lernenden Zielgruppe erzielt wurden.

5.2 Entwicklung des Drehbuchs

Zu Beginn eines Drehbuchs stellt sich die Frage, in wie weit das E-Learning in die bestehenden Weiterbildungssysteme eingebunden wird oder diese ersetzt. Soll ein E-Learning Baustein zu vermittelnde Schulungsinhalte vollständig abdecken und nicht nur ergänzen, so wird oft eine weitreichende Community aus Tutoren, Coaches und Moderatoren zur Unterstützung und Vertiefung angeboten. Das trifft vor allem für WBTs zu, welche von einfachen Kommunikationsmöglichkeiten besonders profitieren. Im Fall von ergänzenden E-Learning Elemeten zu konventionellen Präsenzschulungen spricht man von Blended Learning, welche in der Praxis oft Anwendung finden^[42].

5.2.1 Auswahl der Art des E-Learnings

Grundsätzlich gibt es zwei hauptsächliche Varianten, die bei der Entwicklung von elektronischen Lernprogrammen gewählt werden können. Die Beantwortung der Frage, ob nun ein CBT oder WBT die richtige Wahl ist, richtet sich ganz nach der Zielgruppe und den technischen Gegebenheiten.

Anhand der Gegenüberstellung in Tabelle ^{[Tabelle 2]} lässt sich die Entscheidungsfindung für die optimale Lösung vereinfachen:

Computer Based Training (CBT)	Web Based Training (WBT)
allein lernen	(virtuell) in Gruppen lernen
keine Kommunikationsmöglichkeiten mit dem Tutor oder Mitlernenden	Chatrooms, Foren, tutorielle Betreuung
viel Multimedia oder andersweitige große Datenmengen, da hohes Speichervolumen von ca. 700MB (CD-ROM)	wenig Multimedia*
ortsunabhängig nutzbar	nur im Netzwerk/Internet nutzbar
bewährt	aktuell und modern
kurze und schnelle Datenübertragung, da der Rechner über das CD-ROM-Laufwerk direkt auf die Daten zugreift	längere Dauer der Datenübertragung (Wartezeiten)
Bildqualität am Bildschirm, wie von Pragrammierung vorgesehen	oft schlechtere Bildqualität am Bildschirm
3D-Lernwelten abbilden	einfacher Datenaustausch zwischen verschiedenen PCs in einem Netzwerk
Inhalte dürfen nicht änderungsanfällig sein, da aufwändiger Änderungsprozess (Daten sind auf CD "gebrannt")	aktuelle und sich häufig ändernde Inhalte lassen sich einfach, schnell und ohne hohen Kostenaufwand anpassen
Speicherung von Lernerdaten (nur) direkt auf CD möglich	zentrale Verwaltung von Lernerdaten - dadurch einfache Anpassung von Lerninhalten gemäß dem Lernfortschritt

In Anlehnung an: Mair, D. (2005), S. 26, ^{[Tabelle 2]} Gegenüberstellung CBT/WBT

Sollte die Wahl auf eine WBT-Lösung fallen, so ist des Weiteren zu beachten, dass die WBT-Programme zur vollständigen Funktionsbereitstellung einen zentralen Server mit entsprechenenden Leistungsmerkmalen benötigen. Hier stellt sich in Unternehmen die Frage nach der Betreibung einer eigenen Lernplattform oder dem Mieten von einem externen Anbieter. Dem möglicherweise hohen Aufwand für den Eigenbetrieb und somit hohen Einstiegskosten, steht die vor allem zu Beginn kostengünstigere Mietvariante gegenüber, welche jedoch oft individuelle Anpassungen an Unternehmenswünsche, wie z.B. Coporate Identity, erschweren.

5.2.2 Didaktisches Konzept

Um das E-Learning Programm effektiv zu gestalten und einen Lernerfolg zu erzielen, ist es erforderlich sich neben den inhaltlichen Fakten auch mit deren Vermittlungsweise zu beschäftigen. Die Didaktik beschäftigt sich mit der inhaltlichen und methodischen Gestaltung von Lehr- und Lernprozessen und wird somit zum Bestandteil bei der Konzeptionierung des Drehbuchs.

Seit dem 20. Jahrhundert haben sich in Deutschland eine Vielzahl von didaktischen Theorien entwickelt, welche sich auf unterschiedliche Wissenschaftstheorien stützen. Zu den bedeutensten didaktischen Modellen zählen:^[43]

Bildungstheoretische Didaktik (1962-1985)
In der "Bildungstheoretischen Didaktik" definiert sich die Didaktik als Theorie des Bildungsinhalts, ihrer Struktur, Auswahl und Rechtfertigung. Die lehrenden Personen "konfrontieren die Lernenden mit sog. Schlüsselproblemen und vermittelt dadurch allgemeine Bildung"^[44]. Die Entscheidungen für Inhalt, Methodik und Organisation sind vor allem durch die Ziele bestimmt.

Lehr-/Lerntheoretische Didaktik (1965-1980)
Vertreter der "Lehr- und Lerntheoretischen Didaktik" verstehen den Begriff der Didaktik in seiner ganzheitlichen Form und schließen alle, den Unterricht und ihn bedingende Faktoren, mit ein. Methodik, Inhalt und Zielrichtung werden in einer Wechselwirkung betrachtet und werden in Ihrer Ausprägung möglichst im Gleichgewicht gehalten.

Lernzielorientierter Unterricht (1965-1970)
Bei diesem theoretischen Ansatz wird die Didaktik in Prozesse gegliedert, deren ständige Optimierung anzustreben ist. Unterteilt wird in die Lernplanung (Zielplanung), die Lernorganisation (Inhalts- und Methodenauswahl) und Kontrolle, wobei ständige Präzision und Transparenz angestrebt werden.

Handlungsorientierter Unterricht (ab 1980)
Bei dem handlungsorientierten Ansatz, erfolgt eine Vermittlung von Handlungskompetenzen und Eigeninitiative. Durch die Interaktion von Lehrenden und Lernenden gestalten sich die Unterrichtsprozesse und schaffen ein ausgewogenes Verhältnis von "Kopf- und Handarbeit"^[45] bei dem Lernenden.

Didaktische Ansätze in E-Learning Systemen
Aus den grundlegenden Theorien abgeleitet ergeben sich in der Praxis Möglichkeiten sich für oder gegen die unterschiedlichen Ausprägungen der Theorien zu entscheiden. Bei der Übertragung auf multimedial gestützte Lernprogramme unterteilt Mair in drei grundsätzliche Bereiche didaktischer Ansätze.

• Fremdsteuerung/Darbietung: Der Lernende wird durch einen Tutor oder durch vorgegebene Navigationsmöglichkeiten innerhalb des Lernprogrammes geführt. Vor allem für objektive Inhalte oder Orientierungswissen geeignet, welches in begrenzter Zeit vermittelt werden soll.
• Selbststeuerung/Erarbeitung: Autodidaktisches Lernen, bei dem das Lernen durch Eigenaktivität der Lernenden getrieben wird. Besonders eignet sich dieser Ansatz für den Erwerb von komplexem Spezialwissen und bei viel zur Verfügung stehender Lernzeit.
• Kombination: Bei der Kombination von Fremd- und Selbststeuerung wird dem Lernenden oft eine empfohlene Vorgehensweise durch Navigation oder Tutor angeboten. Den letztendlichen Lernweg kann er jedoch durch alternative Entscheidungen oder das Wiederholen von Bestandteilen selbst wählen.
  

Die Übersicht in der Tabelle ^{[Tabelle 3]} kann die Wahl des didaktischen Ansatzes für die jeweilige Zielgruppe erleichtern:

Ansatz	Zielgruppe	Lernziel(e)	Kurzbeschreibung
Tutorielle Systeme (informieren und prüfen)	homogene Zielgruppe bezüglich Vorwissen	neues Wissen, neue Fachinhalte, neue Fakten werden vermittelt und oftmals später in Präsenzterminen vertieft	Linearer Aufbau der Lerneinheiten, Wissensvermittlung und -abfrage mit kommentierendem Feedback, CBT/WBT übernimmt Rolle des Tutoren, Lernwege können fest vorgegenen sein oder frei wählbar
Interlligenter tutorieller Ansatz (ITS)	heterogene Zielgruppe bezüglich Vorwissen	neues oder ergänzendes Wissen vermitteln, Lernender kann damit eigenens Wissensmodell generieren	flexible Reaktion auf aktuellen Wissenstand, ähnlich Expertensystem, hohe Entwicklungskosten
Übungsprogramme (Drill & Practice)	Lernender will erworbenes Wissen prüfen	wiederholen und üben bereits gelernter Inhalte, Wissenskontrolle, Faktenwissen vermitteln	tutorielles Übungssystem ohne kommentiertes Feedback, nur "richtig" und "falsch", keine didaktische Aufbereitung der Lerninhalte, Aufgaben oft per Zufallsgenerator aus größerem Pool
Simulation	Lernender mit Vorwissen, Lernende, deren Entscheidung in der Realität ernste Konsequenzen hätte	Bedienungs-, Anwendungs-, Prozess-, Handlungs-, Verhaltens- und Entscheidungswissen sowie motorisches Wissen vermitteln, intellektuelle Fähigkeiten vermitteln	Das Programm stellt modellhaft reale Abläufe dar, Lernender kann auf verschiedene Arten eingreifen, nur eine ist richtig, u.U. mit Videoeinsatz
Virual Reality (VR)	beliebig	"gefährliches" Wissen vermitteln (Operationen)	Programm läuft selbst ab, funktioniert mit 3D-Lautsprechern, Monitorhelmen u.ä.
VR-Umgebung	Lernender in der Aus- und Weiterbildung	Kommunikation in virtuellen Klassenzimmern, Diskussionen	Nachstellung realer Arbeitsumfelder
Mikrowelten	Lernende in der Hochschulausbildung	Wissen produktiv-kreativ nutzen, selbstständiges Ausarbeiten von Lösungen und Strategien, intellektuelle Fähigkeiten und motorisches Wissen vermitteln	Entdeckungssystem mit Experimentiermöglickeiten, ohne speziellen Inhalt und ohne vorgegebene Lernwege; mit Einführung zur Bedienung
Wissensdatenbanken, Informationssysteme (Hypermedia-Konzept)	Lernende mit Vorwissen, die selbstständig Informationen abrufen möchten; Lernende in Ausbildung	Informationen lernbegleitend oder als Nachschlagewerk bereit stellen	Datenbanksysteme mit allen Arten von Medien und mit verschienen Navigations- bzw. Suchmöglichkeiten, z.B. thematisch, aphabetisch etc.; nicht zum Erwerb von Wissen geeignet, da die Information nicht didaktisch strukturiert ist und die Gefahr der Verzettelung besteht

In Anlehnung an: Mair, D. (2005), S. 28-29 ^{[Tabelle 3]} Übersichtstabelle didaktischer Ansätze multimedialer Lernumgebungen

5.2.3 Gestaltung multimedialer Elemente

Zur Visualisierung von zu vermittelnden Inhalten, gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, welcher man sich bedienen kann. Dabei unterstreicht der Einsatz einer bestimmten Art der Visualisierung die Ausdruckskraft oder kann diese verringern.

Bildschirmtext

Bei der Darstellung von Inhalten in Textform ist zu beachten, dass sich Buchstaben auf dem Bildschirm bis zu 30% langsamer lesen lassen, als dies bei gedruckten Texten der Fall ist. Aus diesem Grund sind bei der Verwendung von Bildschrimtexten einige Gestaltungsrichtlinien einzuhalten:^[46]

• Gliederung in inhaltlich sinnvolle Absätze
• Absätzlänge von 3 bis 7 Sätzen
• Maximale Anzahl von 10 Wörtern in einer Zeile
• Minimale Schriftgröße von 12 Punkt
• 1 1/2-zeilger Zeilenabstand bei 12 Punkt
• konstante Verwendung einer einheitlichen und serifenlosen Schriftart (z.B. Arial)
• Verzicht auf die Verwendung von Schattierungen oder Konturen
  

Grafiken

Eine verbreitete Art der Vermittlung von Inhalten sind Grafiken, welche in Ihrer Ausprägungstiefe von einfachen Ablaufdarstellungen bis zu komplexen Verarbeitungsprozessen reichen können. Durch die zeitliche Einschränkung der Betrachtung dieser Grafiken und dem Wiedererkennnen von Detailinformationen wird der Lernende motiviert^[47].

Fotografien

Die Verwendung von Fotografien oder Bildern ermöglicht die Vermittlung von Inhalten oder Situationen oft mit nur wenigen Abbildungen. So kann durch Assoziation der Bilder mit eigenen Erfahrungen des Lernenden ein erhöhtes Erfassen von Sachverhalten erreicht werden. Beispielsweise durch das Abbilden einer Zielflagge zum Ende einer Lerneinheit. Entscheidend für die Wirkung einer Fotografie ist jedoch immer der Betrachter. Je nach dem wie sehr das E-Learning System auf eine Zielgruppe ausgerichtet ist, kann eine mögliche Interpretation und Reaktion durch den Lernenden erwartet werden. Bei der Farbgebung ist auf ein einheitliches Konzept für das E-Learning System zu achten, welches sich in Unternehmen i.A. nach dem Coporate Design richtet^[48].

Piktogramme

Piktogramme sind kleine Symbole oder Bilder, die durch Ihre einfache und direkte Aussage ein einheitliches Verständnis beim Betrachter hervorrufen. Die Abbildung zeigt ein nicht nur national bekanntes Piktogramm, das dem Betrachter einen Fluchtweg kennzeichnet, welcher im Gefahrenfall zu verwenden ist. Oft werden Piktogramme auf Navigationsschaltflächen innerhalb von E-Learning Programmen genutzt um die Bedienung zu vereinfachen. Dabei soll für das Verständnis eines Piktogramms keine Augenbewegung nötig sein und ist somit ein "Schnellschuss ins Gehirn"^[49] des Lernenden. Somit nehmen diese, auch mit dem englischen Ausdruck Icon bezeichneten Symbole, vor allem durch ihre schnelle Verständlichkeit und Sprachenunabhängigkeit, einen entscheidenden Stellenwert ein^[50].

Animationen

Einsatzgebiete für Animationen sind vor allem bei der Visualisierung komplizierter Zusammenhänge, räumlicher Darstellungen, dynamischer Prozesse und Schilderung von Abläufen. Sie ziehen die Aufmerksamkeit des Lernenden auf sich und können durch ansprechende Effekte die Motivation erhöhen. Beim Einsatz von Effekten ist jedoch darauf zu achten, dass diese die Kernaussage der Animation unterstreichen und nicht einschränken. Ziel einer Animation ist weiterhin die Vermittlung von Inhalten^[51].

Audio

Mit der Gruppe Audio werden alle Medien zusammengefasst, welche dem Lernenden über Laute einen optionalen Mehrwert zur Art der Wissensvermittlung bieten, wie zum Beispiel Sprechertexte, Sounds, Geräusche und Musik. Optional bedeutet in jedem Fall, dass die Lerneinheit keine inhaltlichen Verluste durch das Weglassen der akustischen Informationen erleidet. Wichtig bei der Auswahl von akustischen Zusätzen ist, dass bei der Auswahl auf angenehme Klänge gesetzt wird um den Lernenden nicht in seiner Konzentration zu beeinträchtigen.

• Vorgelesene Sprechertexte, in mittlerer Geschwindigkeit und mit ausgeprägter Intonation fördern die Verarbeitung der Inhalte. Bei Sprechertexten sollte eine Wiederholbarkeit des Vorgetragenen und ggf. eine Pausefunktion zur Verfügung stehen.
• Töne oder Sounds können zur Unterstreichung von visuellen Vorgängen benutzt werden, beispielsweise bei der Auswertung von beantworteten Fragen oder zum Anzeigen von richtigen oder falschen Anworten.
• Geräusche dienen vor allem bei Simulationen zur Erhöhung des Bezugs zur Realität.
• Musik oder Melodien können in einem Lernprogramm für einen Wiedererkennungswert von Themen oder Produkten dienen^[52].

Video

Videos dienen wie Animationen zur Vermittlung komplizierterer Vorgänge. Die Erstellung von Videomaterial ist in der Praxis meist eine zeit- und kostenintensive Variante, die optimalerweise nur dann zum Einsatz kommt, wenn keine andere Visualisierungsmöglickeit verwendet werden kann. Zwar bieten Videos auf den ersten Blick oft die naheliegenste Variante, es muss jedoch bedacht werden, dass ebenso wie bei Fotografien die Warnehmung von Videos subjektiv vom Betrachter abhängt. Das bedeutet übertragen auf ein Video mit Lerninhalten, dass beim Lernenden die Aufmerksamkeit sofort verloren geht, wenn das Video zu schnell oder zu langsam Inhalte bereitstellt, oder durch eine ungünstige Länge das Tempo des Lernenden stört^[53].

5.2.4 Motivation und Emotion

Motivation

Im Gegensatz zu Präsenzveranstaltungen in denen Dozenten oder Seminarleiter die Motivation initiieren und aufrechterhalten, ist es bei E-Learning-Systemen der Lernende der sich selbst motivieren muss. Dabei ist eine generelle Motivation immer vom Lernenden abhängig und kann somit nicht für alle Lernenden gleich angenommen werden. Sie muss sich also stark an der Zielgruppe ausrichten und Vertrautes integrieren^[54].

Um die Motivation langfristig aufrecht zu erhalten, ist anzustreben, dass die Motivation durch den Lernenden selbst entsteht. Bei dieser so genannten intrinsischen Motivation, wird "eine Handlung um ihrer selbst willen ausgeführt"^[55]. Anzutreffen ist diese Art der Motivation bei Freizeitaktivitäten. Will der Lernende ein Ziel erreichen, was außerhalb der zu lernenden Sache liegt, so nennt man diese Motivation extrinsische Motivation.

In der Praxis bewährt hat sich das in den 1980er Jahren entwickelte ARCS-Modell nach John Keller ^[56]. Hierbei unterscheidet Keller vier Hauptkategorien der Motivation: die Aufmerksamkeit (attention), die Relevanz (relevance), die Erfolgszuversicht (confidence) und die Zufriedenheit (satisfaction).

Mit der Zusammenfassung in Tabelle ^{[Tabelle 4]} soll ein Überblick über die Hauptkategorien des ARCS-Modells gegeben werden und durch Ergänzung der ursprünglichen Tabelle mit Prozessfragen, eine Handlungsempfehlung entstehen.

Hauptkategorie	Aufgabe des Motivationsdesigns	Prozessfragen	Empfehlung
Aufmerksamkeit (Attention)	Gewinnen und Aufrechterhalten der Aufmerksamkeit bzw. des Interesses der Lernenden	Was kann ich tun, um das Interesse der Lernenden zu wecken? Wie kann ich Fragehaltungen anregen? Wie kann ich die Aufmerksamkeit der Lernenden aufrechterhalten?	Audiovisuelle Effekte Lerninteraktion herausforden (z.B. "Frage-Antwort-Rückmeldung"-Sequenzen)
Relevanz (Relevance)	Vermittlung der Nützlichkeit der Lerneinheit für die Erreichung persönlicher Ziele und für die Befriedigung bestimmter Bedürfnisse	Wie kann ich am besten den Erwartungen und Bedürfnissen der Lernenden begegnen? (Kenne ich ihre Erwartungen?) Wie und wann sollte ich den Lernenden angemessene Wahlmöglichkeiten zur Verfügung stellen und ihnen Verantwortung übertragen? Wie kann ich die Instruktionen mit den Erfahrungen der Lernenden verknüpfen?	Darbierung von Lernzielen mit Hinweisen auf deren Wichtigkeit bzw. den Nutzen Auswahl möglicher Lernziele bei heterogenen Zielgruppen Angebot unterschiedlicher Anspruchsniveaus bei Übungsaufgaben, Wettbewerbsspiele nur als Option
Erfolgszuversicht (Confidence)	Aufbau einer positiven Erfolgserwartung und Kompetenzmeinung sowie Wahrnehmung einer Kontrolle	Wie kann ich den Aufbau einer positiven Erfolgshaltung unterstützen? Wie kann die Wahrnemung der eigenen Kompetenz (Kompetenzmeinung) untertützt und gefördert werden? Wie kann ich die Lernenden darin unterstützen, ihre Anstrengungen und ihre Fähigkeiten als Ursache für ihren Erfolg wahrzunehmen (Kontrollmeinung)?	Erreichbarkeit der Lernziele Notwendiges bzw. nützliches Vorwissen angeben Unterschiedliche Einstiegsmöglichkeiten bieten (Empfehlung durch Einstiegstest)
Zufriedenheit (Satisfaction)	Angebot attraktiver Handlungsmöglichkeiten, Belohnungen, Rückmeldungen und Möglichkeiten zur Einschätzung der eingenen Leistung	Wie kann ich Ihre Zufriedenheit mit den Lernfortschritten fördern und unterstützen? Was sind mögliche Belohnungen für erfolgreiche Lernfortschritte? Wie kann ich die Lernenden von einer angemessenen Beurteilung überzeugen?	Positive Rückmeldungen nach jeder Aufgabe bzw. nach sinnvollen Augabeneinheiten Verzicht auf übertriebenes Lob (Selbst wählbare) Belohnungen durch Spielangebote Übereinstimmung der Übungen und Testaufgaben mit den Lernzielen

In Anlehnung an: Niegemann, H.M. (2008), S. 371ff
^{[Tabelle 4]} Veranschaulichung der Hauptkategorien des ARCS-Modells

Emotion

Im Bereich der Motivation spielen zusätzlich die Emotionen der Lernenden, eine nicht selten unterschätze Rolle. Dabei können schon aufkommende Langeweile, durch monotone Vermittlung von Lerninhalten oder Verärgerung durch das Fehlschlagen einer technischen Funktion innerhalb eines E-Learning-Systems zu erheblichen Motivationseinbrüchen führen^[57]. Zur Begegnung negativer Emotionen in E-Learning-Umgebungen unternimmt H. Astleitner (1999)^[58] mit dem FEASP-Ansatz den Versuch, einen "emotional stimmigen Unterricht"^[59] zu entwickeln. In diesem Ansatz geht es darum:

• die Angst (engl. fear) durch Akzeptanz von fehlerhaften Antworten als Chance zum Lernen zu akzeptieren,
• den Neid (engl. envy) durch konsitente und transparente Bewertungskriterien und individuelle Leistungsbewertung zu vermeiden,
• den Ärger (engl. anger) durch Vermeidung jeglicher Form von Gewalt zu verhindern,
• die Sympathien (engl. sympathy) durch das Anbieten von Lernhilfen und sensitiver Interaktion zu erhöhen und
• das Vergnügen (engl. pleasure) durch eine offene, humorvolle Lernumgebung zu erhöhen^[60].

5.2.5 Aufgaben

In E-Learning-Systemen können Aufgaben zu unterschiedlichen Zwecken eingesetzt werden. Zum einen eignen sie sich dafür, eine Einstufung des Lernenden vor dem Beginn zu bekommen. Hieraus können Schlüsse gezogen werden, die zusammen mit Aufgaben am Ende eines Kapitels oder am Ende des gesamten E-Learningsystems, den Lernfortschritt dokumentieren. Aufgaben haben jedoch auch für den Lernenden motivierenden Charakter und geben auch ihm Aufschluss über seinen Kenntnisstand.
Nach Mair lassen sich die vielen Varianten von Aufgabentypen, welche für E-Learnings in Frage kommen, im Wesentlichen von ein paar wenigen grundsätzlichen Aufgabentypen ableiten^[61]. Bei der Auswahl der Aufgabentypen ist darauf zu achten, dass diese dem Lernenden nicht zuviel Aufmerksamkeit abverlangen, um den Fokus weiterhin auf der inhaltlichen Lösung der Aufgabe zu halten und ihn nicht bereits mit der Handhabung dieser zu überfordern.

Auswahlaufgaben

Auswahlaufgaben bilden den wohl bekanntesten Aufgabentyp, da sie schon in der schulischen Ausbildung verwendet werden. Dabei unterscheidet man in Single-, Multiple- und Cross-Choice Aufgaben. Diese Aufgaben bilden mit ihrer weniger komplexen Verständlichkeit eine gute Wahl bei der Vermittlung von Grundlagen^[62].

Drag- & Drop-Aufgaben

Mit "Drag & Drop", zu deutsch "ziehen und fallen lassen", wird das grafische Bewegen von Elementen bezeichnet, um ihnen einen neuen Platz zuzuweisen. Oft sind vorgegebene Begriffe oder Symbole, in so genannten Zuordnungsaufgaben, in eine sinnvolle Reihenfolge zu bringen oder anderweitig in semantischer Weise zu verknüpfen. Von der Komplexität der Handhabung etwas erhöht eignen sich derartige Aufgabentypen vor allem für das Verstehen und Vertiefen von Zusammenhängen^[63].

Markierungsaufgaben

Bei Markierungsaufgaben kommen Richtungspfeile oder Verbindungspfeile zum Einsatz, mit denen eine Ablaufreihenfolge oder Zusammenhänge abgefragt werden können. Hier, wie auch bei den anderen Aufgabentypen, kann durch das Vorkommen von falschen Antworten der Schwierigkeitsgrad reguliert werden.

Aufgaben mit freier Eingabe

Bei Aufgaben mit freier Eingabe der Lösung, sind keine Lösungsmöglichkeiten vorgegeben aus denen eine Auswahl zu treffen wäre. Optimalerweise sollten als Eingabe nicht zu lange Worte oder Sätze erwartet werden. Einsatz findet dieser Aufgabentyp vor allem in Bereichen in denen Rechenergebnisse oder Buchstaben abzufragen sind ^[64].

Hör- und Sprechaufgaben

Vor allem interessant für Schulungs- und Weiterbildungsangebote im Fremdsprachenbereich, können diese Aufgaben in Verbindung mit Aufgabentypen der zuvor genannten Varianten genutzt werden^[65]. Beispielsweise durch Markierung der gehörten Begriffe oder der Zuordnung zu wahren und falschen Aussagen.

Spielaufgaben

Insbesondere bei langen Kapiteln mit einer Vielzahl von neuen Inhalten kann es ratsam sein Lernspiele zu integrieren um die Motivation aufrecht zu halten und das Lernen etwas aufzulockern. Oftmals finden hier Spiele wie zum Beispiel Memory, Kreuzwort-Rätsel oder Bilderrätsel ihre Anwendung^[66]. Bei der Auswahl ist jedoch auf die Zielgruppe zu achten, um nicht demotivierend einzugreifen.

Simulationen

Es gibt Bereiche in denen Schulungen mit E-Learning-Systemen nicht nur kostengünstiger, sondern unersetzbar sind. In Bereichen der Medizin beispielsweise können für Lerninhalte Simulationen zum Einsatz kommen, bei denen der Lernende eine simulierte Apparatur bedient oder eine Operation durchführt. Bei einer Fehlbedienung sind die Auswirkungen in einer Simulation, mit den Folgen einer wirklichen Fehlentscheidung oder Fehlhandhabung, nicht zu vergleichen.

Aufgaben in Virtuellen Realitäten

Bei Aufgaben in virtuellen Realitäten wird zusätzlich zur reinen Simulation von Maschinen oder Abläufen, besonders viel Wert auf reale Einflüsse gelegt, die dem Lernenden zusätzliche Aufmerksamkeit abverlangen oder für das Ergebnis notwendig sind. Beispielhaft sind hier die Crash-Simulationen in der Automobilindustrie, bei denen Umwelteinflüsse und Fahrzeuginsassen virtuell integriert werden. Durch Eingabegeräte kann der Lernende während des Ablaufes der virtuellen Realität in das Geschehen eingreifen, "als lerne er fast wie am am lebenden Objekt"^[67].

5.2.6 Lernfortschrittskontrollen

Eine besondere Wichtigkeit kommt der Reflexion der gegebenen Antworten gegenüber dem Lernenden durch Feedbacks zu. Hierbei kann z.B. durch eine vorhandene Leitfigur innerhalb des E-Learning Systems eine Kommentierung der Antworten erfolgen oder auch durch Sounds oder einen erscheindenden Bildschirmtext. Je nach Umfang der Fragen kann es Sinn machen bei jeder gegebenen Antwort oder nach der Beantwortung aller Fragen eine Rückmeldung über deren Ergebnis zu geben. Es kann auch schon während der Antwortfindung, beispielsweise zeitgesteuert, eine Reflexion erfolgen, wie ein Lösungs- oder Fehlerhinweis. Eine Reflexion der Ergebnisse hat einen motivierenden Charakter und kann auf Defizite bei dem eben gelernten Kapitel aufmerksam machen^[68].

6 Umsetzung des E-Learning Bausteins

6.1 Zielgruppenbestimmung und Auswahl des didaktischen Konzepts

Im Rahmen dieser Fallstudie soll ein E-Learning Baustein zum Thema Verschlüsselung für die folgende Zielgruppe entwickelt werden:

• Merkmal / Alter: Internetuser zwischen 15 und 30 Jahren
• Kenntnisse: Grundlegende Computerkenntnisse werden vorausgesetzt

Auf eine Zielgruppenanalyse wurde bewusst verzichtet, da die hier dargestellten Ausführungen der Veranschaulichung dienen und zu diesem Zweck lediglich die zwei Kriterien "Alter" und "Kenntnisse" herangezogen wurden. In der professionellen Entwicklung von E-Learning Programmen sollte auf eine ausführliche Zielgruppenanalyse allerdings nicht verzichtet werden, da sonst die Gefahr besteht, die Themenbereiche an der gewählten Zielgruppe vorbei zu entwickeln.

Bezugnehmend auf die thematische Ausrichtung dieser Fallstudie und der gewählten Zielgruppe fällt die Entscheidung auf eine Verbindung von "tutoriellem Ansatz" und einer Bereitstellung entsprechender "Übungsprogramme" (siehe Tabelle ^{[Tabelle 3]}). Durch die Herangehensweise kann an bereits vorhandenes Wissen angeknüpft und neues Wissen geschaffen werden. In angeschlossenen "Drill & Practice-Übungen" wird dem Lernenden die Möglichkeit geboten, sein erworbenes Wissen zu prüfen und so ggf. zu wiederholende Inhalte zu identifizieren.

6.2 Verwendete Software

Zur Erstellung des E-Learning Bausteins kommt die Adobe eLearning Suite 2 zum Einsatz. Das Hauptsächlich eingesetzt Programm ist dabei Adobe Captivate 5. Dieses erzeugt eine Datei im Flash-Format oder als ausführbare Datei. Der Link zum fertigen Baustein ist im Anhang zu finden.

Captivate bietet die Möglichkeit, den E-Learning Baustein in Foliensätzen (vergleichbar mit anderen Präsentationssoftware, wie z.B. MS Powerpoint) zusammmenzustellen. Jede Folie hat dabei eine eigene Zeitlinie, mit der die Reihenfolge der einzublendenden Elemente, deren Verweildauer, etc. bestimmt werden kann. Abbildung ^{[Abb. 14]} zeigt die Anwendungsoberfläche von Captivate.

Captivate bietet besondere Unterstützung bei der Zusammenstellung von Aufgaben bzw. Aufgabensets. Eine Übersicht der unterstützten Aufgabentypen bietet Abbildung ^{[Abb. 15]}. Die Adobe eLearning Suite 2 unterstützt dabei gängige Standards für Learning Management-Systeme und kann so in eine bestehende LMS-Plattform eingebunden werden.

[Abb. 14] Die Oberfläche von Captivate

[Abb. 15] Von Captivate unterstützte Aufgabentypen

6.3 Aufbau

Der erste Lernabschnitt entspricht zunächst einmal einer Situationsbeschreibung, welche eine Einführung in den E-Learning Baustein enthält. Aufgrund der Kürze der einzelnen Lernabschnitte erfolgt eine Wissensüberprüfung erst im letzten Abschnitt, welche dabei dem Drill & Practice-Modell entspricht.

Auf der Startseite des Bausteins kann der Anwender in einen beliebigen Abschnitt springen. Diese sind wie folgt gegliedert:

1. Aufbau dieses Moduls

   Dieses Kapitel entspricht der o.g. Situationsbeschreibung.

2. Was ist Verschlüsselung?

   Die Inhalte dieses Abschnitts entsprechen Abschnitt 4.1 dieser Fallstudie.

3. Wie funktioniert Verschlüsselung?

   Die Inhalte dieses Abschnitts entsprechen Abschnitt 4.2 dieser Fallstudie.

4. Protokolle

   Die Inhalte dieses Abschnitts entsprechen Abschnitt 4.3 dieser Fallstudie.

5. Praktischer Einsatz

   In diesem Abschnitt werden einmal die Anwendungsfelder der Verschlüsselung beispielhaft erläutert (vgl. Abschnitt 4.4). Darüber hinaus wird ein umfassendes Beispiel über Verschlüsselung mit dem Webbrowser "Firefox" demonstriert.

6. Übungsaufgaben

   Dieses Kapitel enthält verschiedenste Aufgabentypen zur Wissensüberprüfung.

6.4 Visualisierung

Die Thematik des E-Learning Bausteins "Verschlüsselung" ist prinzipiell ein sehr theoretisches und mathematik-lastiges Thema. Um dem Anwender dieses näher zu bringen, wird eine Situation entworfen, in der der Anwender immer wieder auf die gleichen Akteure trifft. Diese Situationsbeschreibung wird dem Anwender im ersten Kapitel präsentiert. Dabei werden gleichzeitig einige der wiederkehrend verwendeten Piktogramme vorgestellt.

Wie in Abbildung ^{[Abb. 16]} ersichtlich, wird für den E-Learning Baustein das Farbmuster der FOM als Corporate Design gewählt.

6.5 Anwender-Interaktion

Der Großteil des E-Learning Bausteins läuft als Animation ab, bei dem die einzelnen Elemente Schritt für Schritt eingeblendet werden. Um die Aufmerksamkeit des Lernenden über den Zeitraum aufrecht zu erhalten sind jedoch einige interaktive Elemente in den Lerninhalt integriert worden. Die folgenden Elemente kommen dabei zum Einsatz:

• Rollover-Bereich: Es steht eine begrenzte Anzahl von Objekte zur Auswahl. Durch Berührung mit der Maus wird eine Beschreibung eingeblendet.
• Klickfeld: Ein Objekt auf dem Bildschirm ist von zentraler Bedeutung. Erst durch den Klick auf das Objekt wird mit dem Lerninhalt fortgefahren.
• Zuordnungsaufgabe: Eine Aufzählung von Fachbegriffen soll den richtigen Beschreibungen zugeordnet werden. Bei falscher Zuordnung wird so oft wiederholt, bis die richtige Zuordnung erfolgt ist. So kann der Lernende Inhalte eigenständig erschließen.

[Abb. 17] Beispiel für Rollover-Bereiche

[Abb. 18] Beispiel für ein Klickfeld

[Abb. 19] Beispiel für eine Zuordnungsaufgabe

7 Ausblick und Zukunftsaspekte

Ausgehend von der Mutmaßung, dass "[...]heutige Studenten bis zu elf Mal den Job wechseln und ihre Wissensbasis drei Mal austauschen"^[69], wird deutlich, wie wichtig ein individuelles Lernangebot sein wird. Sollte diese Entwicklung tatsächlich eintreten, wäre der Wissensbedarf in Anbetracht eines, bereits in den vorangegangenen Kapiteln beschriebenen, geringen zeitlichen und finanziellen Spielraums, wohl kaum durch klassische Lernmethoden zu befriedigen. Aus diesem Grund können u.a. die folgenden Trends genannt werden, welche im Bereich des E-Learnings in Zukunft eine wichtige Rolle spielen sollen:^[70]

• Blended Learning: Bei dieser Lernform werden Präsenzschulungen mit Onlineschulungen, unter zu Hilfenahme neuer Informations- und Kommunikationsmedien, kombiniert. Zwar findet diese Form des E-Learnings bereits Anwendung in der Praxis, das Angebot aber auch die Qualität dieser Methode wird vermutlich noch deutlich steigen.
• Schüler Podcasts in virtuellen Klassenräumen: Über so genannte Web 2.0 Appliaktionen, wie Blogs, Wikis oder Podcasts, sind Lernanwendungen auch im schulischen Bereich möglich. Virtuelle Klassenzimmer wären für Lernende dann über das Internet erreichbar und durch die Implementierung von Social Networks wäre auch ein sozialer Austausch der Lernenden untereinander möglich. Erste Podcast, z.B. für den Fremdsprachenunterricht, sind bereits in der Praxis zu finden und werden sehr gut angenommen.
• Sofatutor für daheim: Durch Bildungsvideos, die im Internet abrufbar sind, werden Interessierten von anderen Nutzern die verschiedensten Themenbereiche für Schule, Studium oder Beruf erklärt. Die Videos sind unterschiedlich lang und können durch die Nutzer selbst auf der entsprechenden Internetseite hochgeladen werden. Um die Korrektheit der Inhalte zu gewährleisten, werden sämtliche Lernvideos vor dem Veröffentlichen einer Qualitätskontrolle von Fachleuten unterzogen.
• Lernspielwelten in 3-D: An der FHTW Berlin wird z.Zt. an einem E-Learning Konzept geforscht, bei dem Lerninhalte in einer 3-D Spielwelt vermittelt werden. Dazu ist es wichtig die Wirkungsweise eines Computerspiels auf Lernende zu kennen, um anhand dieser Erkenntnisse eine Lernumgebung für bestimmte Zielgruppen entwicklen zu können. Denkbar wäre z.B. ein Lernspiel für angehende Mechatroniker, die anhand von Echtzeit-Simulationen technische Funktionen und Abläufe lernen könnten.

Orientiert man sich hingegen an den Ergenbissen der Cegos Studie "Training Today and Tomorrow", wobei die Firma Cegos international für die Konzeption und Durchführung anspruchsvoller Projekte steht, so deutet vieles auf Blended Learning als führendes Zukunftskonzept hin. Dies liegt u.a. an der steigenden Akzeptanz von Schulungsprogrammen, die eine Mischung aus Präsenztrainings und Online-Lernphasen verfolgen. Im Moment liegt der Prozentsatz der in der Studie befragten 2200 Angestellten, welche ihre Weiterbildung durch Blended Learning erhalten haben, bei relativ kleinen 31 Prozent; allerdings gehen 75 Prozent bereits von einer zukünftigen deutlichen Zunahme dieser Maßnahme aus. In einer weiteren Cegos Studie legten 89 Prozent der Befragten Blended Learning als effektivste Lernmethode fest.

Um diesen Trend auch umzusetzen erfodert es jedoch ein Umdenken in den Managementebenen vieler Unternehmen. Aktuell führt das klassische Präsenzlernen die Liste der Schulungsmaßnahmen noch mit deutlichem Abstand an. Einer der Gründe dafür könnten z.B. Generationsunterschiede zwischen Lernenden und Personalverantwortlichen sein. Während Lernende aufgrund ihres jüngeren Alters zumeist fundierte Computer- und Internetkenntnisse besitzen, gehören Personalverantwortliche häufig einer älteren Generation an, welche auf klassische Lernmethoden besteht. Um jedoch die Vorteile des Blended Learning, wie individuelles, ortsunabhängiges Arbeiten im selbst gewählten Tempo, nutzen zu können, sollte in eben diesen genannten Unternehmensbereichen nicht mehr die Frage "Wie kann ich Präsenzlernen besser machen?"^[71] im Mittelpunkt stehen, sondern die Frage "Wie kann ich ein Training anbieten, das alle Lerngenerationen erreicht?"^{[72] [73]}.

Der Weg dorthin scheint somit noch recht lang zu sein, die Bestrebungen zum Ausbau der E-Learning Quote und dessen Aktzeptanz hingegen, bestehen bereits seit einigen Jahren. So soll mit Hilfe der Unternehmen und der Politik durch Schaffung und Durchsetzung von Qualitätsstandards eine weitere Attraktivitätssteigerung des E-Learnings erreicht werden und die Unternehmen sollen dazu aufgefordert werden, das Lernen in ihr bestehende Wissensmanagement zu integrieren^[74].

8 Kritische Betrachtung und Beurteilung

Das E-Learning ist eine allgemeine Methode und lässt sich daher bei der Entwicklung aus verschiedenen Gesichtspunkten betrachten. So hat beispielsweise eine Berufsschule bei der Vermittlung von Wissen ein anderes Ziel an die Lernenden als ein Unternehmen. Eine Berufsschule ist daran interessiert eine allgemeine Vermittlung von Wissen unabhängig von Spezifikationen zu vermitteln, wohingegen ein Unternehmen daran interessiert sein könnte das Wissen in Bezug auf die unternehmensinternen Gegebenheiten anzupassen und zu vermitteln. Somit ist eine Differenzierung von allgemeinen Wissen und Wissen mit der Kombination der Spezifikationsvermittlung gegeben, was die Entwicklung eines E-Learning Bausteins nachhaltig beeinflussen kann. Weiterhin ist an dieser Stelle keine definitive Aussage darüber möglich, welche E-Learning Form einem Unternehmen oder den Lernenden die meisten Vorteile bieten würde. Letztendlich kommt es dementsprechend auf die gewählte Zielgruppe und auf die Art der gewünschten Lösung, Pauschallösung oder Individuallösung, an.

Nach Abschluss dieser Seminararbeit lässt sich weiterhin festhalten, dass die Vermittlung des Themas "Verschlüsselung" grundsätzlich mit Hilfe eines E-Learning Bausteins erfolgen kann. Hierbei ist allerdings ein stimmiges, schlüssiges und vor allem auf die jeweilige Zielgruppe zugeschnittenes Konzept von besonderer Bedeutung. Die Nutzung multimedialer Elemente, z.B. in Form von Piktogrammen oder Animationen, sowie die Verwendung eines einheitlichen Layouts können die Motivation des Lernenden erhalten und somit auch zu einem besseren Lernerfolg beitragen. Die Schwierigkeit bei der Integration solcher Elemente besteht jedoch in der adäquaten Verwendung innerhalb des Bausteins. Zu viele Grafiken oder zu schnell ablaufende Videos könnten zu Unübersichtlichkeit und Verständnisschwierigkeiten führen, was die Qualität des Bausteins und letztlich auch den Lernerfolg der Anwender negativ beeinflusst. Auch die Wahl der Art des E-Learnings kann, wie bereits erwähnt, über Erfolg oder Misserfolg entscheiden. Für interneterfahrene Anwender könnte ein WBT Baustein durchaus angemessen sein, während Personen ohne die Affinität zu einem Computer den virtuellen Seminarraum für ihren Wissensaufbau bevorzugen könnten. Positiv hervorzuheben, gegenüber klassischen Lernmethoden, sind in jedem Fall die hohe Flexibilität sowie die individuellen Anpassungsmöglichkeiten an persönliche Fähigkeiten und Bedürfnisse der Anwender.

Um den in dieser Arbeit entwickelten Baustein für die Zielgruppe der 15-30 jährigen Personen, welche über grundlegende Computerkenntnisse verfügen, möglichst ansprechend zu gestalten, wurde zum Einen auf ein farblich einheitliches Layout geachtet und zum Anderen wurden über den gesamten Baustein stets Grafiken im selben Stil verwendet. Weiterhin wurden verschiedene Aufgaben eingebaut, die eine abschließende Wissensüberprüfung ermöglichen und dadurch auch als eine Art Lernfortschrittskontrolle im gesamten Lernprozess fungieren. Darüber hinaus besteht für Lernende zu jeder Zeit die Möglichkeit das Programm anzuhalten, um sich so Detailaspekte besser einprägen zu können. Im Anschluss kann der Ablauf des Programms einfach fortgesetzt werden, was ein individuelles Lerntempo ermöglichen soll.

Zuletzt bleibt zu erwähnen, dass E-Learning-Lösungen durchaus auch das Potential für gewisse Kosteneinsparungen bieten könnten. So entfällt beim E-Learning für die zu schulenden Mitarbeiter i.d.R. die Fahrt zu einem bestimmten Veranstaltungsort, was Zeit aber auch Reisekosten spart und somit der Devise "Zeit ist Geld" durchaus gerecht werden könnte.

9 Abbildungsverzeichnis

1. ↑ ^{1,0 1,1} Beteiligte Personen beim E-Learning
2. ↑ ^{2,0 2,1} Charakteristische Merkmale von Formen des E-Learning
3. ↑ ^{3,0 3,1} Schematische Darstellung für passiven Angriff
4. ↑ ^{4,0 4,1} Schematische Darstellung für aktiven Angriff
5. ↑ Schematische Darstellung der Anwendung eines symmetrischen Algorithmus
6. ↑ ^{6,0 6,1} Schematische Darstellung für die Schlüsselverteilung bei der Verwendung asymmetrischer Algorithmen
7. ↑ ^{7,0 7,1} Schematische Darstellung für die Anwendung eines asymmetrischen Algorithmus zur Verschlüsselung
8. ↑ ^{8,0 8,1} Schematische Darstellung für die Anwendung eines asymmetrischen Algorithmus zur Signatur
9. ↑ ^{9,0 9,1} Hinweis für sichere Verbindung im Webbrowser "Firefox"
10. ↑ Verschlüsselungs-Funktionen im Mail-Client "Thunderbird"
11. ↑ ^{11,0 11,1} Verschlüsselung des WLANs bei "Windows 7"
12. ↑ Projektphasen im E-Learning-Produktionsprozess
13. ↑ Piktogramm für einen Fluchtweg
14. ↑ ^{14,0 14,1} Die Oberfläche von Captivate
15. ↑ ^{15,0 15,1} Von Captivate unterstützte Aufgabentypen
16. ↑ ^{16,0 16,1} Situationsbeschreibung des E-Learning Bausteins
17. ↑ Beispiel für Rollover-Bereiche
18. ↑ Beispiel für ein Klickfeld
19. ↑ Beispiel für eine Zuordnungsaufgabe

10 Tabellenverzeichnis

1. ↑ Anwendungsfälle für Verschlüsselung
2. ↑ ^{2,0 2,1} Gegenüberstellung CBT/WBT
3. ↑ ^{3,0 3,1 3,2} Übersichtstabelle didaktischer Ansätze multimedialer Lernumgebungen
4. ↑ ^{4,0 4,1} Veranschaulichung der Hauptkategorien des ARCS-Modells

11 Fußnoten

1. ↑ Vgl. mmb Expertise (2004), S. 8f
2. ↑ Vgl. mmb Expertise (2004), S. 11f
3. ↑ Vgl. Ferreira, P. (2007), S. 1f.
4. ↑ Vgl. Ferreira, P. (2007), S. 1f.
5. ↑ Vgl. Ferreira, P. (2007), S. 1f.
6. ↑ Vgl. Riekhof, H.-C., Schüle, H. (2002), S. 17f.
7. ↑ Vgl. Riekhof, H.-C., Schüle, H. (2002), S. 22f.
8. ↑ Das Ergebnis in Form einer E-Learning Anwendung ist dem Anhang zu entnehmen.
9. ↑ Vgl. Meier, R. (2006), S. 14f.
10. ↑ Meier, R. (2006), S. 15.
11. ↑ Vgl. Meier, R. (2006), S. 15f.
12. ↑ Riekhof, H.-C., Schüle, H. (2002), S. 47.
13. ↑ Vgl. Bruns, K., Meyer-Wegener, K. (2005), S. 451f.
14. ↑ Vgl. Wache, M. (2003).
15. ↑ Hug, T. (2004), S. 35.
16. ↑ Vgl. Riekhof, H.-C., Schüle, H.(2002), S. 48f.
17. ↑ Vgl. Alpar, P. et al. (2008), S. 115.
18. ↑ Riekhof, H.-C., Schüle, H.(2002), S. 49.
19. ↑ Vgl. Proeller, U., Manhart, K. (2000).
20. ↑ Ertel, W. (2007), S.18.
21. ↑ Vgl. Ertel, W. (2007), S.18f.
22. ↑ Eckert, C. (2008), S.17.
23. ↑ Vgl. Eckert, C. (2008), S. 17f.
24. ↑ Vgl. Ertel, W. (2007), S. 19, sowie Beutelspacher et al. (2005), S.2.
25. ↑ Vgl. auch Buchmann (2004), S. 59f.
26. ↑ Vgl. Schneier, B., Karsunke, K. (1996), S.34.
27. ↑ Vgl. Beutelspacher et al. (2005), S. 107ff.
28. ↑ Dies bedeutet jedoch nicht, dass alle Protokolle diesen Punkt tatsächlich erfüllen.
29. ↑ Vgl. Schneier, B., Karsunke, K. (1996), S.26f.
30. ↑ Vgl. Schwenk (2010), S. 19ff.
31. ↑ Wichtig dabei ist, dass der Schlüssel nicht wieder hergestellt werden kann.
32. ↑ Vgl. Eckert, C. (2008) S. 287ff.
33. ↑ Vgl. Eckert, C. (2008), ebd.
34. ↑ Ein Beispiel für einen schlecht gewählten Algorithmus bietet das GSM-Protokoll zur Verschlüsselung. Der Angriff auf das Protokoll wurde 2009 auf dem 26C3-Kongress des Chaos Computer Clubs präsentiert. Die Unterlagen dazu befinden sich auf http://events.ccc.de/congress/2009/Fahrplan/attachments/1519_26C3.Karsten.Nohl.GSM.pdf.
35. ↑ Vgl. Eckert, C. (2008), ebd.
36. ↑ Ein Beispiel für eine fehlerhafte Implementierung eines eigentlichen sicheren Protokolls bietet der veränderte OpenSSL-Implementierung im Betriebssystem Debian, durch die alle erstellten Zertifikate unsicher wurden. Die offizielle Meldung befindet sich in der Debian-Mailinglist auf http://lists.debian.org/debian-security-announce/2008/msg00152.html.
37. ↑ Vgl. Schneier, B., Karsunke, K. (1996), S.26.
38. ↑ Vgl. Vgl. Schneier, B., Karsunke, K. (1996), ebd.
39. ↑ Vgl. Schmelt, K. (2008), S. 124f.
40. ↑ Praktische Anwendungsfälle werden auch beschrieben in Eckert, C. (2008) S.508ff, Schneier, B., Karsunke, K. (1996) S.637-676, sowie Beutelspacher, A. (2002), S. 46ff und in den IT-Grundschutz-Katalogen des BSI.
41. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 4-7.
42. ↑ Vgl. Nieweler, A. (2006), S. 165.
43. ↑ Vgl. Jank, W., Meyer, H. (2002), S. 129-133.
44. ↑ Jank, W., Meyer, H. (1994), S.319.
45. ↑ Jank, W., Meyer, H. (1994), S.319.
46. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 125
47. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 94
48. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 96
49. ↑ Vgl. Ballstaedt, S. P. (1997), S. 267.
50. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 127
51. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 98
52. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 128
53. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 98-99
54. ↑ Vgl. Meier, R. (2006), S. 372.
55. ↑ Niegemann, H.M. et al.(2006), S. 207.
56. ↑ Vgl. Niegemann, H.M. et al.(2008), S. 370.
57. ↑ Vgl. Niegemann, H.M. et al.(2006), S. 216.
58. ↑ Vgl. Niegemann, H.M. et al.(2006), S. 216.
59. ↑ Mayer, H.O., Treichel, D.(2004), S. 104.
60. ↑ Vgl. Mayer, H.O., Treichel, D.(2004), S. 104.
61. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 100.
62. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 100.
63. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 101f.
64. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 104.
65. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 105.
66. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 105.
67. ↑ Mair, D. (2005), S. 107.
68. ↑ Vgl. Mair, D. (2005), S. 107 - 109.
69. ↑ Steinbrück, L. (2008).
70. ↑ Vgl. Steinbrück, L. (2008).
71. ↑ Cegos Studie (2010).
72. ↑ Cegos Studie (2010).
73. ↑ Vgl. Cegos Studie (2010).
74. ↑ Vgl. mmb Expertise (2004).

12 Literatur- und Quellenverzeichnis

Literaturquellen

• Alpar, P., Grob, H. L., Weimann, P., Winter, R. (2008), Anwendungsorientierte Wirtschaftsinformatik, 5. Auflage, Wiesbaden 2008
• Ballstaedt, S. P. (1997), Wissensvermittlung, Weinheim 1997
• Beutelspacher, A. (2002): Geheimsprachen: Geschichte und Techniken, 3. Auflage, München 2002
• Beutelspacher, A., Neumann, H. B., Schwarzpaul, T. (2005): Kryptografie in Theorie und Praxis. Mathematische Grundlagen für elektronisches Geld, Internetsicherheit und Mobilfunk, 1. Auflage, Wiesbaden 2005
• Bruns, K., Meyer-Wegener, K. (2005), Taschenbuch der Medieninformatik, München Wien 2005
• Dittler, U. (2003), E-Learning, 2. Auflage München 2003
• Eckert, C. (2008), IT-Sicherheit. Konzepte - Verfahren - Protokolle, München 2008
• Ertel, W. (2007), Angewandte Kryptographie, München 2007
• Ferreira, P. (2007), E-Learning in der betrieblichen Praxis, 1. Auflage, München 2007
• Hug, T. (2004), Bausteine zur Einführung von E-Learning in Unternehmen, 1. Auflage, Wiesbaden 2004
• Jank, W., Meyer, H. (1994), Didaktische Modelle, 3. Auflage, Frankfurt a. M. 1994
• Jank, W., Meyer, H. (2002), Didaktische Modelle, Berlin 2002
• Jähn, K., Nagel, E. (2004), e-Health, 1. Auflage, Heidelberg 2004
• Mair, D. (2005), E-Learning - das Drehbuch, 1. Auflage, Heidelberg 2005
• Mayer, H.O., Treichel, D. (2004), Handlungsorientiertes Lernen und eLearning: Grundlagen und Praxisbeispiele, Oldenbourg 2004
• Meier, R. (2006), Praxis E-Learning, Offenbach 2006
• Niegemann, H.M., Domagk, S., Hessel, S., Hein, A., Hupfer, M., Zobel, A. (2008), Kompendium multimediales Lernen, Berlin Heidelberg 2008
• Niegemann, H.M., Hessel, S., Hochscheid-Mauel, D., Aslanski, K., Kreuzberger G., (2004), Kompendium E-Learning, Berlin Heidelberg 2004
• Nieweler, A. (2006), Fachdidaktik Französich: Tradition, Innovation, Praxis, 1. Auflage, Stuttgard 2006
• Riekhof, H.-C., Schüle, H. (2002), E-Learning in der Praxis, 1. Auflage, Wiesbaden 2002
• Schmelt, K. (2008), Codeknacker gegen Codemacher: Die faszinierende Geschichte der Verschlüsselung, 2. Auflage, Witten 2008
• Schneier, B., Karsunke, K. (1996): Angewandte Kryptographie. Protokolle, Algorithmen und Sourcecode in C., Bonn 1996
• Schwenk, J. (2010): Sicherheit und Kryptographie im Internet, 3. Auflage, Wiesbaden 2010

Internetquellen

• Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik: IT-Grundschutz-Kataloge, 11. Ergänzungslieferung
  https://www.bsi.bund.de/cln_174/DE/Themen/weitereThemen/ITGrundschutzKataloge/Inhalt/Allgemeines/Modellierung/modellierung_node.html (02.02.2010, 20.40 Uhr)
• Cegos Studie: Blended Learning gehört die Zukunft, 09.2010
  http://www.checkpoint-elearning.de/article/8434.html (05.01.2011, 10:50 Uhr)
• Proeller, U., Manhart, K.: Kryptographie-Grundlagen, 26.06.2000
  http://www.tecchannel.de/sicherheit/management/401402/kryptographie_grundlagen/ (27.12.2010, 09:08 Uhr)
• Steinbrück, L.: E-Learning: Das Lernen der Zukunft, 04.12.2008
  http://www.stern.de/digital/computer/e-learning-das-lernen-der-zukunft-647952.html (05.01.2011, 10:30 Uhr)
• Wache, Michael: Grundlagen von e-Learning, 12.03.2003
  http://www.bpb.de/methodik/87S2YN,4,0,Grundlagen_von_eLearning.html#art4 (05.12.2010, 19:11 Uhr)
• www.e-teaching.org: Allgemeine Didaktik, 25.06.2010
  http://www.e-teaching.org/didaktik/theorie/didaktik_allg/ (11.12.2010, 11:59)
• www.mmb-institut.de: Status quo und Zukunftsperspektiven von E-Learning in Deutschland, 2004
  http://www.mmb-institut.de/projekte/digitales-lernen/Status-quo-und-Zukunftsperspektiven-von-E-Learning.pdf (29.11.2010, 20:00 Uhr)

13 Anhang

Die Umsetzung des E-Learning-Bausteins ist in mehreren Versionen verfügbar:

• Flash-/Shockwave-Datei
• Ausführbare MacOS-Datei
• Ausführbare Windows-Datei