LEBONED: Learning Environment Based on Non Educational Digital Libraries Dr. Frank Oldenettel Universität Oldenburg / OFFIS V 3 D 2 Workshop 2004 Berlin,

LEBONED: Learning Environment Based on Non

Educational Digital Libraries

Dr. Frank Oldenettel

Universität Oldenburg / OFFIS

V3D2 Workshop 2004

Berlin, 28./29.11.2004

Dr. Frank Oldenettel, LEBONED V3D2-Workshop Berlin, 29.11.04 Seite 2 / 20

Gliederung

Einleitung

Problemstellung und Ziele

Entwicklung einer Rahmenarchitektur für DL-integrierte Learning-

Management-Systeme (LMS)

Leitfaden zur Integration digitaler Bibliotheken (DL) in LMS

Werkzeug Learning Object Creator

Zusammenfassung


Einleitung

e-Learning gewinnt zunehmend an Bedeutung

verstärkter Einsatz webbasierter Lehr-/ Lernumgebungen

Angebot von Online-Kursen und –Studiengängen

Blended Learning

Bedarf an elektronischen Lehrmaterialien wächst

Neuerstellung ist zeit- und kostenintensiv

Wiederverwendung vorhandener Materialien

Erschließung geeigneter

Wissensquellen

Lernobjekte

Einleitung | Ziele | Rahmenarchitektur | Leitfaden | Werkzeug | Zusammenfassung

Wissensquelle

Kursmaterial


Integration digitaler Bibliotheken in LMS

Digitale Bibliotheken Inhalte oft für Lernzwecke

nutzbar häufig kein konkreter Bezug

zu Lehr- / Lernumgebungen Funktionalität für Lernzwecke

i.d.R. unzureichend

LMS

Lernmanagement-Systeme unterstützen

Lehr/Lernaktivitäten besitzen oft eigene Repositories keine adäquate Anbindung

externer Speicherungssysteme Angebot an Lehrmaterialien of

eigenes Repository beschränkt



Problemstellung

Abbildung von DL-Funktionalität auf LMS Recherchen von LMS an DL

Auswahl von und Zugriff auf Rechercheergebnisse

Integration von Dokumenten externer Quellen in LMS-Repository

heterogene Dokumententypen (Text, Graphik, Multimedia, etc.)

fehlende Metadaten

DL liefern häufig monolithische Dokumente

(Wieder-) Verwendung monolithischer Dokumente schwierig

Extraktion von Dokumententeilen

Komposition von Lernobjekten


Wissensquelle

Kursmaterial


Das LEBONED-Projekt

Projektdurchführung:

Laufzeit: 04/2002 – 03/2004, Phase III des V3D2 SPP

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Dr. Appelrath

Mitarbeiter:

2 wissenschaftliche Mitarbeiter

2 wissenschaftliche Hilfskräfte

Veröffentlichungen

Konferenzbeiträge (u.a. WWW2003, JCDL2003, IKNOW2003, SCI2003)

3 Diplomarbeiten (2002, 2003)

1 Promotion (2004)

Kontakt zu V3D2-Projekten AVAnTA und DAFFODIL



Ziele von LEBONED

Generische Rahmenarchitektur für DL-integrierte LMS

Dokumentenmodell/Metadatenformat für „DL-integriertes LMS“

Grundlage für Dokumentenverwaltung

Recherche- und Zugriffsmechanismen

Werkzeugunterstützung

Konzeption eines Leitfadens zur Integration von DL in LMS

Nicht im Fokus:

Rechtliche Aspekte (Copyright, DRM etc.)



Ausgangspunkt: Generisches Modell für (konventionelle) LMS

Erweiterung um zusätzliche Dienste

Betrachtung von Teilaspekten

Dokumentenverwaltung im LMS-Content-Repository (Dokumentenmodell)

Dokumentenrecherche (lokal/extern)

Einfügen von Dokumenten ins LMS-Content-Repository

Dokumentenzugriff

Teilbetrachtungen führen „bottom up“ zur Gesamtarchitektur

Rahmenarchitektur für DL-integrierte LMS



Generisches Modell eines konventionellen LMS

Content-Management-

Service

Course-Administration-

Service

User-Management-/

Learner-Profiles-Service

Communication-/Collaboration-

Service

Testing / Assesment-Service

Sequencing-Service

Tracking-Service

Delivery-Service

Browser



Generisches Modell für ein DL-integriertes LMS

Content-Management-

Service

Delivery-Service

Browser

Course-Administration-

Service

User-Management-/

Learner-Profiles-Service

Communication-/Collaboration-

Service

Testing / Assesment-Service

Sequencing-Service

Tracking-Service

External Interface External Interface

Metadata ImportService

Search & RetrievalService

DocumentProcessing

Services


Content-Management-

Service

OriginalDataschema

ExtendedDataschema

DocumentCache

OriginalData Store

ExtendedData Store


Dokumentenverwaltung im LMS-Content-Repository

Dokumentenmodell/Metadatenformat

Anforderungen bei DL-integriertem LMS

bibliographische und lernspezifische Beschreibung von Dokumenten(teilen)

technische Aspekte (Herkunft, interne logische Strukturen, …)

Annotationen

Kein existierender Standard erfüllt diese Anforderungen!

Lernmetadatenstandard SCORM als Basis

Erweiterung zu lxSCORM (leboned extended SCORM)

Bibliographische Angaben (Dokumententypen, Periodika etc.)

Struktur- und Herkunftsangaben

Nutzungs- und Zugriffsrechte



lxSCORM-Beispiel

Erweiterung von SCORM um neue Elemente

bestehende Elemente werden nicht modifiziert

Abwärtskompatibilität !

Beispiel: Beschreibung von Fragmenten monolithischer Dokumente Berücksichtigung interner logischer

Dokumentstrukturen


Dokumentenrecherche

globale Anfragesprache

Einheitliche, übergreifende Recherchen sowohl in lokalem LMS-Repository als

auch in externen DL (boolsches Retrieval)

Suchattribute auf Basis von lxSCORM (creator, title, audience etc.) verknüpft

durch boolsche Operatoren (AND, OR)

Filterung nicht unterstützter Suchattribute

ungeeignete DL nicht anfragen

Abschwächung von Anfragen

Suchattribute unberücksichtigt lassen



Search & Retrieval (Mediator)

Metadata-HarvesterBrokerQuery-Parser

Query-Filter/-Interpreter

Intellectual-Property-Rights

Query-DispatcherResult-Filter

Registry

Policy

Retrieval

Document-Access

Teilarchitektur: Dokumentenrecherche

title=‘java’ AND documenttype = ‘book’ AND difficulty=‘medium’

title=‘java’ AND documenttype = ‘book’

title=‘java’

title=‘java’ AND

documenttype = ‘book’ AND

difficulty=‘medium’

LMS Graphical User Interface

Search GUIResultsDisplay

Usage

Query

Wrapper Wrapper

Digital Library Digital Library

Extended localContent Repository

Local Content Repository(Original LMS)

Content Management(Wrapper of local Content

Repository)

Results



Schichtenarchitektur für ein DL-integriertes LMS

Digital Library External-Repository-Layer

External-Interface-LayerWrapper

Digital Library

Wrapper

Local-Repository-Layer

Local-Interface-LayerContent-Management

Extended localContent-Repository

Original localContent-Repository

Mediation-Layer

Search & Retrieval (Mediator)

BrokerMetadata-Harvester

Retrieval

Outside WorldBrowser API


Application-Layer

Presentation-Layer

Server / Display Engine / Delivery

LMS Graphical User InterfaceConventional Services

Tool LearningObject Creator

Profiles, Courses, Testing, Tracking,Sequencing

LMS-Graphical-User-InterfaceSearch-

GUIResults-Display

Usage


Leitfaden zur DL-Integration in LMS

1. Vorbedingungen

rechtliche Aspekte (Lizenzrecht, Copyright-Policies etc.)

technische Aspekte (LMS-Quellcode, API etc.)

2. Einbindung der Kernkomponenten in das LMS

Java-Komponenten (jar-Files)

Adaption der erweiterten Dokumentenverwaltung an LMS-DBMS

Ableitung abstrakter Klassen („Abstrakte Fabrik“)

Kapselung evtl. vorhandener LMS-Dokumentenverwaltung

Wrapper-Klasse zur Adaption an CM-Schnittstelle



Leitfaden zur DL-Integration in LMS II

3. Anbindung der digitalen Bibliotheken

Erzeugung von Registry-Einträgen (Suchattribute, Policy-Informationen)

Implementierung eines Wrappers für jede DL (DAFFODIL-Toolkit)

4. Integration neuer Dienste in das LMS

Realisierung von Diensten im LMS-GUI

Koordination von LMS- und Mediator-Funktionalität durch Servlet

Implementierung des GUIs durch Ableitung abstrakter GUI-Klassen

Beispielumsetzung durch CELab (epolos/ELAN):

Integration der Architektur in LMS Stud.IP

Umsetzung eines Recherchedienstes für

ACM DL, OpenVideo DL, DSpace und eVerlage



Werkzeug Learning Object Creator I

Datenbank-Frontend zur komfortablen Metadateneingabe



Werkzeug Learning Object Creator II

Semiautomatische Analyse von Dokumentenstrukturen

Extraktion separater Dokumentenkomponenten

Unterstützte Datenformate Print / publishing (PDF,

RTF, HTML) Audio (Wave, Mp3) Video (QT, AVI, MPEG)



Zusammenfassung

generisches Modell für DL-integrierte LMS auf Basis von Diensten

Teilaspekte

Dokumentenverwaltung auf Basis vom lxSCORM

Dokumentenrecherche

hier nicht ausgeführt: Dokumentenintegration, Dokumentenzugriff

Gesamtarchitektur

Leitfaden zur Integration von DL in LMS

Weiterführung durch CELab


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