Roland Mittermeir 1 Modularisierungskonzepte für e-Learning Content Roland Mittermeir Institut für Informatik-Systeme Universität Klagenfurt Österreich

Roland Mittermeir 1

Modularisierungskonzepte

für e-Learning Content

Roland MittermeirInstitut für Informatik-Systeme

Universität Klagenfurt

Österreich

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Problem

Lehrveranstaltungen sind Informationsobjekte. Sie unterliegen

– zeitlichen Veränderungen (klassische Aktualisierung),

– thematischen Veränderungen (Zielgruppen-Anpassungen),

– Variationen innerer thematische Zusammenhänge (didaktisches Konzept, didaktische Planung),

– Variationen äußerer Zusammenhänge (zu anderen Lehrveranstaltg.).

Gute Medienunterstützung von Lehrveranstaltungen ist teuer.

Einsteiger benötigen trial-and-error.

?? Investitionssicherung ??

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Versionen-Genealogie

Varietät/Version

t

Ausgangs-LV

release2000

Vers.f.Nebenfach

englischeversion

release2001

FH-version

Überblicks-version

mitVideo

VersionE-2001

BL2002

Erwachs.-bldg.

ReleaseRelease

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Content-Management

• Wie variiere ich meine Inhalte zeit- und zielgruppenkonform so, dass eine neue Instanz der Lehrveranstaltung mit „proportionalem“ Aufwand

• aus der bestehenden Instanz

• aus den bestehenden Instanzen

• aus einer generischen Instanz

• aus einem Bestand von zusammengehörigem Material

entwickelt werden kann?

• Wie verwalte ich Querbeziehungen in meinem Material?

• Wie ordne ich mein Material gewissen Meta-Strukturen zu?

• Was sind relevante Meta-Strukturen?

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Architektur einer Lehrveranstaltung

Makro-Ebene: Didaktisch sinnvolle Gruppierung von Themenblöcken und Zuordnung der verfügbaren Ressourcen

• Wochenstunden,• Buch-/Skript-Seiten,• Folien bzw. Bildschirm-Seiten, ...

Mikro-Ebene: Detailausführung innerhalb des jeweiligen Themenblocks, Stoff-Ausarbeitung

• Konkrete Ausformulierungen• Unterstützung durch Graphik, Bild, Ton, Animation, ..., Tabellen, Präparate, ...• Übungsmaterialien, ..., Prüfungsbeispiele.

Die beiden Ebenen sind nicht vollständig voneinander unabhängig!

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Content Management-V

Idealtypus: klassische Präsenzvorlesung

Präsentations-Szenario:• LV-Leitung bestimmt Inhalt

• LV-Leitung bestimmt Präsentationsfolge

• LV-Leitung bestimmt Präsentationsgeschwindigkeit

Evolutions-Szenarien:• fachliche Aktualisierung im Mikro-Bereich

• inhaltliche Überarbeitung für andere Zielgruppe (Haupt- /Nebenfach)Breite Tiefe

• Inhaltliche Überarbeitung für Gastvorlesung (andere Einstiegsvoraus-setzungen, andere Detailziele)

• Präsentationsüberarbeitung (z.B. Gastvorlesung in Fremdsprache)

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Content Management-S

Idealtypus: elektronische Lehrveranstaltung f. Selbststudium

Präsentations-Szenario:• LV-Leitung bestimmt Inhalt,• Studierende bestimmt Präsentationsfolge• Studierende bestimmt Präsentationsgeschwindigkeit

Evolutions-Szenarien:• fachliche Aktualisierung im Mikro-Bereich• Abstimmung fachlicher Aktualisierungen, die mehrere Interventionspunkte betreffen• Ausweitung des Inhalts-Repositoriums (Haupt- /Nebenfach)

Breite Tiefe• Abschneider (short cuts) und Aussichtspfade (andere Einstiegsvoraussetzungen,

andere Detailziele) für inhomogene Zielgruppen• Sicherung der Präsentationskonsistenz (vgl. Mehrsprachigkeit)

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Lösungsidee

Behauptung:Content Management ist analog zu Software Configuration Management

Facetten:– Releases: zeitliche Abfolge lauffähiger Systeme– Versionen: Schwestersysteme, die aus einer Vorgänger-Release

gezogen („geklont“) aber anschließend modifiziertwerden.

– Baselines: in sich konsistente Grundversion eines Systems, die als Referenzpunkt für künftige Änderungen dient.

– Produkt-Linie: Systemfamilie, die so aus einer gemeinsamen Baseline gezogen werden kann, dass Versionen

durch konsistente Adaptierungsoperationen kostengünstig entwickelbar sind.

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Forderung

• Entwicklung von – methodischen Anleitungen,– Werkzeugkomponenten zur Unterstützung

von systematischer Content-Wiederverwendung.

Einheit der Lehrmaterialien muss deutlich unterhalb der Kurs / Lehrveranstaltungs-Ebene angesiedelt werden.

Lehrmaterialien sollten zu spezifischen Kurs-Instanzen „auffädelbar“ sein.

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Lösungsansatz

Trennung in– Kursebene / Kursarchitektur:

• Legt Struktur des Kurses bzw. der Lehrveranstaltung fest.

• Definiert Inhalte auf Lehrzielebene.

• Legt didaktisches Grundmodell der Wissensvermittlung fest.

– ...

– Modulebene• Lehreinheit, die aus Entwickler-Sicht ein in sich abgeschlossenes

Stoffgebiet behandelt.

• Ziel: Definiere Modulgrenzen so, dass Aktualisierungen unabhängig von der Struktur des Gesamtkurses vorgenommen werden können.

– ... Materialebene


Feingranulare Einheit / Chunk

• liegt noch unterhalb des Modul-Niveaus,

• inhaltlich/didaktisch abgeschlossene Komponente, die – zu einer semantisch abgeschlossenen Stoffeinheit beiträgt

• Demonstrationsbeispiel• Übungsbeispiel• komplexe Graphik• abgeschlossene, stoff-vermittelnde „Idee“

– ein klar definierbares Lehrziel erfüllt• Post-Condition := Pre-Condition + Lernerfolg

– im Extremfall ident zu Modul-Konzept ist,

– beschreibbar ist.


Feingranulare Einheiten / Chunks

2 Ebenen:

Chunk Inhalt

Chunk Beschreibung

Vorbe

ding

ung

Nachb

edin

gungVersion

Release

Typ, ...

Inhalts- ebene:

Meta- daten:


Chunk-Konzept / Modul-Konzept

• Trennung liegt beim Modul-Autor

• gesteuert durch Grad und Granularität der Wiederverwendbarkeit

• Chunk als Blattknoten in einer Aggregationshierariche von Lehrmaterialien

• Modul besteht aus einen oder mehreren ein Lehrziel (eine Frage) erfüllenden Chunks

• Modul ist realisierungstechnisch ein rekursives Konzept


Chunk 2 Inhalt

Chunk 3 Inhalt

Module / Strings of Chunks

2 Ebenen:

Chunk 1 Inhalt

String Beschreibung

Vorbe

ding

ung

Nachb

edin

gungVersion

Release

Typ, ...

Inhalts- ebene:

Meta- daten:

Chunk 1 BeschreibungChunk 3 Beschreibung

Chunk 2 Beschreibung


noch offen:

Verbindung von Kurs- und Modul-Ebene:

a) durch Aufbaustruktur des Kurses– Definition des linearen Zusammenhangs zwischen Modulen (Typ V)– Definition alternativer Wege, auf denen das Kursziel erreichbar ist (Typ S)

Aufbaustruktur / Ablaufstruktur

b) durch Definition von Querbeziehungen zwischen Moduln, die thematisch geboten, jedoch nicht durch die Ablaufstruktur gegeben sind

– Stoff vs Übungsbeispiele: Abhängigkeitsbeziehung– „roter Faden“ durch Demonstrationsbeispiele, die in mehreren Moduln

angesprochen werden (symmetrische Beziehung)– Variantenmanagement bei Demonstrationsbeispielen


Beziehungstypen / Link-Types

• Ablauf-Struktur• linearer Ablauf

• vernetztes Wegesystem

– potentielle Wege durch den Kursa) fest verdrahtet (hard-links)

b) dynamisch instantiierber (Vor- und Nachbedingungen: soft links)

– tatsächlicher Weg durch die Instanz eines Kurses (course path)

• Aufbau-Struktur– Chunk-Selection / Module-Selection (aggregation link)

• Semantische Fernbeziehungen / Konsistenz-/Äquivalenz-Links (r-links)

• Stoff-Beispiel-Beziehung (Alternativen-Links)

• Präsentationsalternativen (Präsentationsform-Äquivalenz, Sprachäquivalenz)

• Aktualisierungsbeziehungen, ...


Semantische Fernbeziehungen

Relationen zwischen Moduln bzw. Chunks, die spezifische Querbeziehungen ausdrücken.

– Zielgruppenäquivalenz– Alternativbeispiele– Spezialisierungs-Charakteristik– ... (typ-parametrisierbare Beziehungen)

.ppt

.hpt

-webCT

eLS

neutral

zgr1

a a

a a

a


Struktur-Architektur

Im wesentlichen sind Kurs-Elemente (Module, Chunks) auf der Meta-Ebene vollständig beschrieben.

Daher lässt sich die Beschreibungsebene in zwei Richtungen interpretieren:

a) Zusicherung über den auf Inhaltsebene tatsächlich angebotenen

„Stoff“,

b) Anforderung an den von der Inhaltsebene erwarteten „Stoff“.

Durch b) wird es möglich, semantisch austauschbare Lehreinheiten auf Chunk-Ebene zu definieren. Dies bewirkt indirekt auch Austauschbarkeit auf Modul-Ebene.


Chunk 2a Inhalt

Chunk 3 Inhalt

ReUse-Konzept

Chunk 1 Inhalt

Bedeckbarkeit:


Chunk 2a Beschreibung

Spezifi-kation


Chunk 2 Beschreibung

Chunk 2b InhaltChunk 2b Beschreibung

?


Konsequenz

• Kurs besteht aus – „Rahmen“, der in Form von Meta-Daten spezifizierbar ist,– die „Rahmen“ werden verbunden

• explizit: durch hard links,• implizit: durch Vor- und Nachbedingungen / soft links,

– die „Rahmen“ werden durch inhaltlich aufgefüllte Module gefüllt.

• Module / strings bestehen ebenfalls aus– „Rahmen“, die in Form von Meta-Daten spezifiziert sind,– diese „Rahmen“ werden in der Regel durch hard links verbunden,– und inhaltlich durch passende Chunks aufgefüllt.

• Chunks sind elementare „Lern-Brocken“– mit Inhalt,– der in Form eines „Rahmens“ abstrahierend beschrieben ist.


Kurs-, String- und Chunk-Ebene


Nutzungsszenario-V

Klassischer Aufbau/Revision einer Lehrveranstaltung bzw. eines Kurses– lehrerzentriert

Auswahlproblem

Aggregations-Links sind quasi implizit durch Einbau bestimmter Inhalte in eine spezifische Ablauffolge gegeben.

Konstruktionsproblem

– System sollte bei Auswahl von Komponenten behilflich sein,

– System sollte auf Zusammenhänge, die durch Wartung des Kurses gebrochen werden, hinweisen,

– System sollte auf Zusatzmaterial, das ggf. passend sein könnte, verweisen.


Nutzungsszenario-S

Studierende verfolgt nicht fix vorgegebenem Pfad, sondern wählt sich bedarfskonform (problemkonform und vorkenntniskonform) Inhalte aus „dem Kurs“ aus– lernerzentriert

AuswahlproblemWird erst zur Laufzeit aufgelöst. Daher ist Pool von Alternativ-Inhalten nötig, der über Aggregationslinks zu den jeweils relevanten Auswahl-Chunks angebunden wird.

Konstruktionsproblem

– System sollte bei Auswahl von Komponenten behilflich sein,– System sollte auf Zusammenhänge, die durch Wartung des Kurses

gebrochen werden, hinweisen,– System sollte auf Zusatzmaterial, das ggf. passend sein könnte,

verweisen.


Nutzungsszenario-S

• Studierende verfolgt nicht fix vorgegebenem Pfad, sondern wählt sich bedarfskonform (problemkonform und vorkenntniskonform) Inhalte aus „dem Kurs“ aus– lernerzentriert

Auswahlproblem Konstruktionsproblem

– System sollte bei Auswahl von Inhalten vorschlagen.– System muss dabei Zusammenhänge, die

» im Material gegeben sind, vom Lerner jedoch übersprungen werden sollen beurteilen und ggf. füllen,

» feststellen, an welchen Stellen „Absprung-“ und „Einsprung-Basen bestehen.

– System sollte auf Zusatzmaterial, das ggf. passend sein könnte, verweisen.


Interaktion Lerner System

• simuliertes Self-Assessment

• Verbindung zwischen Self-Assessment und Meta-Daten

• Protokollierung des „Studienfortschritts“


Kurs- / Modul-Grundstruktur

• Gerüst von Moduln (strings of chunks)– mit ausgezeichnetem Einstiegspunkt – und ausgezeichnetem Ausstiegspunkt

• vorgeplante Seiten-Einstiege für „just-in-time / just-for-me“ Learner

• ?? vorgeplante Notausstiege

• wohldefinierte Vorbedingungen für Einstieg– auch für Seiten-Einstiege

• wohldefinierte (vermutete) Lehrziel-Erreichung bei durchschreiten eines Kurs-Pfades


Zusammenfassung

Ausgehend von Lehrveranstaltungs-Evolution,

Entwicklung von Konzepten zur Individualisierung von e-Lern-Veranstaltungen.

Lösungskonzepte in moderne open-source Software integrierbar


Danke für die Aufmerksamkeit!

? weitere Informationen: www/planet-et.at

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