1 Austausch und Wiederverwendung von Lernmaterialien in LON-CAPA Konzepte und praktische Erfahrungen bei der Implementierung Gerd Kortemeyer Michigan State

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Austausch und Wiederverwendung von

Lernmaterialien in LON-CAPAKonzepte und praktische Erfahrungen

bei der Implementierung

Gerd KortemeyerMichigan State University

CampusContent Forum

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Gliederung

• Teil 1: Geschichte• Teil 2: Aus Fehlern lernen• Teil 3: Philosophie • Teil 4: Aufbau und

Implementation des Systems• Teil 5: Ausblick

Teil 1

• Teil 1: Geschichte

Geschichte

• 1992: CAPA (Computer-Assisted Personalized Approach) wird erstmalig in einer Physikvorlesung mit 90 Studierenden eingesetzt.

• Reines Hausübungssystem• Wurde bald an einer Reihe anderer Unis

eingesetzt• Jährliche Konferenzen• “Tauschbörsen”:

Austausch von Übungen

CAPA

Problems

Geschichte

• 1997: LectureOnline

• Hausübungen und Lehrmaterialien

• Gemeinsames Pool von Materialien innerhalb einer Uni

• Werkzeuge zur Inhaltszusammenstellung innerhalb von Kursen

• Andere Unis verwenden das System

Inhalts-bibliothekInhalts-

bibliothek

Kurs-Verwaltung

Kurs-Verwaltung

Inhalts-zusammenstellung

Inhalts-bibliothek

Inhalts-bibliothek

Kurs-Verwaltung

Kurs-Verwaltung

Inhalts-zusammenstellung FTP

Geschichte

• 1999: Zusammenarbeit von CAPA und LectureOnline

• Start des LearningOnline Network with Computer-Assisted Personalized Approach (LON-CAPA)

• 2000: National Science Foundation Information Technology Research Grant

• Investigation of a Model for Online Resource Creation and Sharing in Educational Settings

• 5-Jahres Projekt• 2,1 Millionen Dollar

Geschichte

• Ziele des Projektes: Aufbau einer über Institutionsgrenzen

hinweg nutzbaren Bibliothek wiederverwendbarer Lernobjekte

Entwicklung von Geschäftsprozessen innerhalb des Verbundes

Entwicklung von didaktischen Leitlinien zur Erzeugung effektiver Lernobjekte

Entwicklung von Mechanismen zur Qualitätskontrolle der Lernobjekte

Geschichte

• 2002: NSF Site Visit Nicht ausreichend

Teilnehmer Nicht ausreichend

Resources Nicht ausreichend

ausgereifte Platform

• Finanzierung des Projektes jedoch fortgesetzt

Geschichte

• 2003: Phase der Neuorientierung und Neugliederung

• Besuche bei anderen Unis• Präsentationen• Gespräche• Änderung der

Entwicklungsschwerpunkte• Mehr dazu im zweiten Teil

Geschichte

• 2006: Ende des NSF Projektes 40 Schulen 40 Hochschulen 6 Verlagsgesellschaften 150.000 online Resources Über 30.000 Studierende jedes Semester

• Nachhaltigkeit erreicht durch Kommerziellen Spin-Off LON-CAPA Academic Consortium

Teil 2

• Teil 2: Aus Fehlern Lernen

Aus Fehlern Lernen

• Eine Open-Source Platform garantiert, daß sich das System schnell weiterentwickelt und verbreitet.

• Andere helfen mit, das System zu programmieren Fehler schnell zu finden und zu reparieren das System schnell zu verbreiten, da es

umsonst ist

Falsch

Aus Fehlern Lernen

• Anders als Linux, Apache, etc: die Nutzer sind nicht selbst Programmierer

• Was man erwarten kann: Überschaubare kleine Funktionalitätserweiterungen

mit Anleitung Hilfe bei der Anbindung an verschiedene

Hochschulverwaltungssysteme Übersetzungen des Interfaces Nützliche Bugreports und Anregungen

• Was man braucht: stabiles Kernteam, das den Hauptteil der Richtungssetzung, der Programmierung und des Testens vorantreibt

Aus Fehlern Lernen

• Open-Source hat allgemein keinen guten Ruf in den Verwaltungsetagen: kein oder wenig Support langfristige Existenz nicht gesichert besonders Systeme, die aus

Forschungsprojekten entstehen, enden häufig mit dem Ende des Projektes

Mangel an Kontinuität, “zuviele Köche” Schlecht oder gar nicht dokumentiert Nicht skalierbar

Aus Fehlern Lernen

• Sehr viel wichtiger als “umsonst”: Stabilität und Skalierbarkeit „Maschinenraumtauglich“ Mehr als eine Uni hat auf Institutionsniveau

langfristige Unterstützung garantiert Gibt es schon mehrere Jahre

• Nichts ist “umsonst”: open-source Software braucht auch lokal Systemadministration, Benutzersupport, Training, Hardware, etc.

• Viele, besonders kleinere Institutionen, sind dazu nicht in der Lage

• Moodle: einfach auf Bürorechner zu installieren, aber noch nicht „maschinenraumtauglich“

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Aus Fehlern Lernen

• Eine Organisation wie CampusSource fehlt in den Staaten





Aus Fehlern Lernen

• Man muß sich auf Vermarktungsstrategien konzentrieren

• Das Resourcepool wird dadurch wachsen, daß man es Autoren, Verlägen und Institutionen möglich macht, ihre Inhalte auf verschiedenen Granularitätsniveaus kommerziell anzubieten

• Man braucht zunächst einmal Abrechnungsmechanismen für Micropayments, etc.

Falsch

Aus Fehlern Lernen

• Autoren scheinen keinen Wert auf solche

Micropayments zu legen verstehen Mechanismen nicht Erstellen die Resources sowieso für

die eigene Lehre und sind stolz,wenn diese anderswo verwendetwerden (System muß das zeigen!)

• Verläge Kurze Phase intensiver online Aktivitäten Dot-Com Bubble geplatzt Zurückbesinnung auf Core-Business: Papier Verstehen Mechanismen nicht





Aus Fehlern Lernen

• Institutionen Siehe Verläge: Virtual University Enterprises

weitgehend wieder geschlossen Zurück zu Brick and Mortar Markt kaputt spätestens seit MIT Open Courseware

(ungeachtet: schwer oder gar nicht wiederverwendbar) Universitäten verkaufen Abschlüsse, nicht Wissen





Aus Fehlern Lernen

• Allerdings: vielleicht sind wir aucheinfach nicht sogenial wie iTunes: Wiederverwendbare

Medienobjekte verschiedener Herkunft

Inhaltszusammenstellungen (Playlists) Micropayments ($0.99 (Musik) oder $1.99

(Videos)) Jeder versteht‘s

Aus Fehlern Lernen

• Lehrende interessieren sich für elegante Systemarchitektur, Metadaten, pädagogische Überlegungen, Standards, ...

• Lehrende lassen sich belehren.

Falsch

Aus Fehlern Lernen

• Lehrende interessieren sich dafür, das, was sie sowieso schon machen, effizienter und eleganter in weniger Zeit zu erledigen

• Erst wenn das möglich gemacht wird, sind sie offen dafür, sich mit anderen Aspekten des Systemes zu befassen

• Mischung von Arroganz und Unsicherheit: es ist schwer, Lehrende als Nutzer zu gewinnen, und leicht, sie wieder zu verlieren

• Die Umgebung muß „sicher“ sein, keine direkte Kritik• z.B. trauen sich einige Professoren immer noch

nicht, ihr Material netzwerkweit zur Verfügung zu stellen.

Teil 3

• Teil 3: Philosophie

• Lehrende setzen Lernobjekte in Kursen ein• Funktionalität orientiert sich am Benutzer• Alle Lernobjekte müssen unmittelbar systemweit einsetzbar

sein: Keine Kompatibilitätsprobleme Kein Import/Export notwendig Alles läuft überall

• Alle Lernobjekte müssen online und in Druck darstellbar sein - ein Quellcode

• Das System stellt die Gesamtumgebung bereit, um alle Lernobjekte im Vorlesungsbetrieb einsetzen zu können

Philosophie

• Wir beschränken, wer neue Lernobjekte in das System laden kann (z.B. Professorinnen und Professoren an Hochschulen)

• Wir überprüfen aber nicht deren Material• Das System muß die Funktionalität

bereitstellen, um die Spreu vom Weizen zu trennen.

Philosophie

• Das System beschränkt den Zugang auf das Material, sodaß Autorinnen darauf vertrauen können

• Trennung zwischen Nutzungsrechten der Materialien und Sichtbarkeit des XML Quelltextes

• Studierende haben, außer wenn der Autor dies explizit zuläßt, nur Zugriff auf das Material, welches ihr Lehrender ausgewählt hat

• Lehrende können nur Materialien sehen und auswählen, die sie auch ihren Studierenden zugänglich machen können.

Philosophie

Teil 4

• Teil 4: Aufbau und Implementation des Systemes

Campus A Campus B

Logischer Aufbau

Verteilte Inhaltsbibliotheküber Campusgrenzen hinaus

Inhalts-zusammenstellungs

-werkzeuge


-werkzeuge

KursverwaltungssystemKursverwaltungssystem


-werkzeuge


-werkzeuge


Campus A Campus B

Logischer Aufbau



-werkzeuge

Kursverwaltungssystem


-werkzeuge


Verteilte Inhaltsbibliothek

• Netzwerk von ständig verbundenen Servern

• Aufgeteilt in „Domains“, z.B. „MSU“ oder „FSU“


“Supermarkt”

• Virtuelles Filesystem• Geordnet nach

Domain Autor Verzeichnisstruktur des

Autors

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• Hausübungs- und Testprobleme

• Verschiedene Optionen, Bilder, Nummern, Graphen, etc

• Gleiches Problem, zwei Studierende


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• 38.300 HTML/XML Inhaltsseiten • 52.600 Hausübungs- und

Prüfungsprobleme• 49.300 Bilder• 6.600 Inhaltszusammenstellungen• 1,100 Simulationen und Animationen• 500 Filme• Verlagsbibliotheken mit

Aufgabensammlungen zu Textbüchern



• Die URL ist die ID einer Resource• Jeder Rechner im Verbund kann jede

Resource unter ihrer URL auffinden und darstellen

• Replikation Resource näher am Benutzer Unabhängigkeit vom Server des Autors Automatisches Update durch “Subscription”

• Persistant systemweite URL


• Veröffentlichung: Metadaten werden weitestgehend automatisch erzeugt und

abgefragt Server im Verbund werden benachrichtigt Eine neue Version wird erstellt/res/msu/kortemey/physicslib/oscillation/pendulum.5.problem


• Copyright ist immer beim Autor• Möglichkeiten für Nutzungsrechte:

Kann nur vom Autor verwendet werden Kann nur innerhalb der eigenen Uni verwendet werden; Studierende

sehen das Material nur, wenn es ein Dozent ausgewählt hat Kann systemweit verwendet werden; Studierende sehen das Material

nur, wenn es ein Dozent ausgewählt hat Ist frei (ohne Einloggen) verfügbar Konfigurierbare Rechteverwaltungsdatei (häufig Verlage)

• Unabhängig: XML Quellcode verfügbar oder nicht

• Aufgabensammlungen zu Vorlesungstexten

• Verlage beauftragen Firmen, die Aufgaben in LON-CAPA Format bereitzustellen

• Bibliotheken werden freigeschaltet für Kurse, die diese Texte benutzen

• Keine zusätzlichen Kosten, stattdessen Anreiz für Lehrende, dieses Buch auszuwählen


• Alle Daten (Seiten, Aufgaben, Rechtedateien, Metadaten, Inhaltszusammenstellungen, etc) sind intern in XML oder XHTML dargestellt

• Ein Quellcode, viele Darstellungsziele• LaTeX eingebettet für mathematische Ausdrücke• Gleiche Idee wie FUXML• Jedoch: Umsetzung von XML nach Darstellung on-the-fly


Quellcode Online

Druck

Campus A Campus B

Logischer Aufbau



-werkzeuge


-werkzeuge



-werkzeuge


-werkzeuge


41

Inhaltszusammenstellung

Schreibt Modul überstatistisches Mittel

Schreibt Modul überstatistische Fehler

Schreibt Modul über Meinungsforschung

Benutzt dies inseinem Kurs


“Supermarkt”

• Einkaufswagen: Resource Assembly Tools


• Verschachtelte Struktur

• Keine festgelegten Granularitäten

• Leute können sich darauf nicht einigen

• Lernobjekte existieren auf jeder Stufe und können auf jeder Stufe wiederverwendet werden


• Inhalts-zusammen-stellung

• Lehrpfads-festlegung


• Das Auffinden von Resources kann schwer sein

• Statische Metadaten häufig nicht vollständig ausgefüllt

• Keine Information über die Qualität der Resources

• Lösung: dynamische Metadaten

Campus A Campus B

Logischer Aufbau



-werkzeuge


-werkzeuge



-werkzeuge


-werkzeuge


47

• Statische Metadaten: Dublin Core, IMS• Katalogisierungsunterstützung• Dynamische Metadaten: Verwendungsdaten


• Suchrelevanz


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• Browsing

Campus A Campus B

Logischer Aufbau



-werkzeuge



-werkzeuge


Kursverwaltung

• Übliche Werkzeuge Navigation Diskussionsforen Benotung Kalender usw.

• Nicht allesbesprechen

• Siehe http://www.edutools.info/

Kursverwaltung

Kursverwaltung

• Verteilte Rollen

• Jeder Server im Netzwerk kann jede Resource für jede Nutzerin in jedem Kurs darstellen

• Systemweite Lastverteilung

54

x5Kursverwaltung

Kursverwaltung

• Navigation wird dynamisch erzeugt

Teil 5

• Teil 5: Ausblick

MSU: Usability Testing

• Zusammenarbeit mit dem MSU Usability Lab

• Testet LON-CAPA Usability für Studierende Lehrende Autoren









Spin-Off

• eduCog, LLC• Gegründet 2005• Stellt heute LON-

CAPA bereit für2 Hochschulen32 Schulen6 Verläge





LON-CAPA Academic Consortium

• Gründungsmitglieder: Michigan State University und University of Illinois at Urbana-Champaign

• Haben jeweils $200k/Jahr auf fünf Jahre hinaus zur Unterstützung des Projektes garantiert.









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Anerkennung: Förderung

• Anfänglich an der Michigan State University entwickelt

• Weitere Unterstützung von den Sloan und Mellon Foundations

• Derzeit finanziell unterstützt von Michigan State University und der National Science Foundation, sowie akademischen Partnerinstitutionen

http://www.lon-capa.org/

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1 Austausch und Wiederverwendung von Lernmaterialien in LON-CAPA Konzepte und praktische Erfahrungen bei der Implementierung Gerd Kortemeyer Michigan State