S C O R E S ystem for Co urseware Re use Entwicklung eines Systems zur Erstellung von

www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 1/38

S C O R ESystem for Courseware Reuse

Entwicklung eines Systems zur Erstellung von wiederverwendbaren Lehr-/Lerninhalten im

Project SCORE

Institut für Programmstrukturen und DatenorganisationUniversität Karlsruhe

Alexander Fürbach


Überblick

Motivation

Ziele der Diplomarbeit

SCORE KonzeptModularisierungTrennung von AspektenEbenen der Modularisierung

RealisierungModulentwicklungKursentwicklung

Prototyp

Zusammenfassung


Motivation

Das Erstellen eines Kurses• ist zeit- und kostenintensiver Prozess• erfordert interdisziplinäre

Zusammenarbeit• muß psychologische und ergonomische

Faktoren berücksichtigen


Motivation: Vorhandene Systeme

• Vorhandene Systeme betrachten einen Kurs als unveränderliche Einheit

• Kurs ist nur schwer• erweiterbar• änderbar• wiederverwendbar


Anforderungen: Kursentwicklungssysstem

• Formen der Wissenvermittlung• selbstgesteuertes Lernen• Lehrender vermittelt Wissen

• Anpassbarkeit durch Lehrende/Studenten

• Möglichkeit der Kooperation• Standards (XML, Metadaten)• Wiederverwendung• Multimediale Inhalte


Überblick

Motivation




Prototyp

Zusammenfassung


Ziele

• Kosten- und Zeitreduktion • Kooperation und Wiederverwendung

unterstützen• Anpassung auf Kontext, Zielgruppen und

Didaktik eines Dozenten ermöglichen


Überblick

Motivation




Prototyp

Zusammenfassung


SCORE Konzept: Modularisierung

• Modularisierung• Lerngebiet besteht aus thematisch

abgeschlossenen, möglichst kontextfreien Lerneinheiten

• Lernatome als kleinste Einheiten • Definition, Beispiel, Satz, Beweis

• thematisch abgeschlossene Lernatomeinheiten bilden Lernmodule


SCORE Konzept: Trennung von Aspekten

• Wiederverwendung durch anpassungsfähige Lernmodule

• Anpassung auf Ebene des Inhalts, der Struktur und der Präsentationsform

• Trennung der Aspekte Inhalt, Struktur und Präsentation erlaubt die gezielte Anpassung eines dieser Aspekte unabhängig von den anderen


SCORE Konzept

Modularisierung und Trennung von Aspekten durch Hierarchie auf Lernmodulen:

• Integrationsmodule• Inhaltsaspekt

• Strukturmodule• Struktur durch Reihenfolge

• Präsentationsmodule• Präsentationsform eines Lernmoduls


Ebenen der Modularisierung

Views of single authors

Presentational modulePrint view

Presentational moduleDistance learning view

Presentational modulePrint view

Group of authors

Learning Subject

Integration Module

Learning unitLearning unit Learning unit

Integration Module Type

StructuralModule Type

PresentationalModule Type

Structural module Structural module Structural module

Presentational moduleFace-to-face view


Überblick

Motivation




Prototyp

Zusammenfassung


Prozess: Modulentwicklung

Existing

atoms

Search atoms

Suitable

atoms Module with

metadata

Import atom Module montage

SCORE.Search SCORE.MetadataEdit

SCORE.PresentationGenerator

SCORE.AtomCheckIn SCORE.ModuleBuilder

SCORE.OntoBrowser

SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder

SCORE.StructuralModuleBuilder


Modulentwicklung : AtomCheckIn

Existing

atoms

Search atoms

Suitable

atoms Module with

metadata





SCORE.OntoBrowser



Import atom• beliebige Datei in das Kursentwicklungs- system übernehmen• Metadaten übergeben• Identifikation über Metadaten-ID

SCORE.AtomCheckIn• Kopie der Datei in Datenbank anlegen• Metadaten erzeugen

•GUID als ID•Educational.Contenttype = Inhaltsform•Technical.Format = MIME-Typ


Metadaten

• Teilmenge des Learning Object Metadata (LOM) - Standards (IEEE)

• General: ID, Titel, Beschreibung, Schlüsselwörter• Lifecycle: Versionsverwaltung, Bearbeiter• Technical: Dateityp, Dateigröße, Dateipfad• Educational: Art der Lernressource, Zielgruppe• Relations: Beziehungen zwischen Lernobjekten• Annotation: Bemerkungen, Bewertungen• Classification: Ontologie

• “Ontologie ist eine formale, explizite Spezifikation einer geteilten Miniwelt”1

1Dieter Fensel, Ontologies: A Silver Bullet for Knowledge Managementand Electronic Commerce, Springer Verlag


Modulentwicklung: Integrationsmodul

Existing

atoms

Search atoms

Suitable

atoms Module with

metadata





SCORE.OntoBrowser



Existing

atoms

Search atoms

Suitable

atoms

Import atom

SCORE.SearchSCORE.AtomCheckIn SCORE.ModuleBuilder

SCORE.OntoBrowser

SCORE.IntegrationModuleBuilder

Build Integration Module• passende Lernatome auswählen• Lernatome hinzufügen

SCORE.IntegrationModuleBuilder• ID, Name• Referenz auf Lernatome

•Educational.Contenttype•Technical.Format


Modulentwicklung: Strukturmodul

Existing

atoms

Search atoms

Suitable

atoms Module with

metadata





SCORE.OntoBrowser



Existing

atoms

Search atoms

Suitable

atoms

Import atom


SCORE.OntoBrowser


Build Structural Module• Lernatome identifizieren• Reihenfolge festlegen

SCORE.StructuralModuleBuilder• Reihenfolge über Strukturtemplate vorschlagen (contenttype)• Anpassen der Reihenfolge


Modulentwicklung: Präsentationsmodul

Existing

atoms

Search atoms

Suitable

atoms Module with

metadata





SCORE.OntoBrowser



Existing

atoms

Search atoms

Suitable

atoms

Import atom


SCORE.OntoBrowser


Build Presentational Module• Lernatome in darstellbare Form transformieren

SCORE.PresentationalModuleBuilder• darstellbare Datei erzeugen• XSL-Transformation


Prozess: Kursentwicklung

Existing

modules

Search modules

Suitable

modules Course with

metadata

Define a course structure Course montage



Release course

SCORE.UploaderSCORE.CourseBuilder

SCORE.Export

SCORE.ModuleBuilder

SCORE.OntoBrowser



Define a course structure• Navigationsstruktur für Lern- module erzeugen • Lernmodule einfügen

SCORE.CourseBuilder• Baumstruktur erzeugen• Referenzen auf Lernmodule


Überblick

Motivation

Ziel der Diplomarbeit



Prototyp

Zusammenfassung


Systemarchitektur

Datenbank - Tamino XML Server

CourseStructural Module

Integration Module

TemplatesMetadatanonXML

Tamino Java API

CheckIn

SearchEngine

MetaEditor

ModuleBuilder

CourseBuilder

GUI (Swing)

XPath DOM

HTTP


Anwendung

• Szenario: Datenbankeinsatz, Lagerverwaltung• BeispielLagerverwaltungEinführung.ppt• BeispielLVDatenbasisschemata.ppt• BeispielLVAnwendungsfalldiagrammUML.ppt

• Metadaten erstellen

• CheckIn


CheckIn

Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe

Lernatom file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche

Dateityp application/vnd.ms-powerpoint

Metadaten file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche

Check-In Lösche Check-Out

Titel Einführung in Lagerverwaltungsszenario

Lehrform Einleitung


Integrationsmodul

Integrationsmodul Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe

Integrationsmodule Inhalt Lernatome

Anwendungsfalldiagramm L

Datenbasisschemata Lager

Einführung in LagerverwaltBeispielwelt Datenbank

Neues Modul

Suche Modul

Lernatom +

Lernatom -

Suche

Metadaten


Integrationsmodul

Integrationsmodul Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe

Integrationsmodule Inhalt Lernatome

Einführung in Lagerverwalt



Einführung in LagerverwaltBeispielwelt Datenbank

Neues Modul

Suche Modul

Lernatom +

Lernatom -

Suche

Metadaten


Strukturmodul

Strukturmodul Einstellungen SCORE Hilfe

Strukturmodule Struktur Lernatome



Beispielwelt Datenbank

Neues Modul

Suche ModulBeispielwelt Datenbank


Integrationsmodul Strukturiere



Einführung in Lagerverwalt1

2

-

Metadaten


Präsentationsmodul

Präsentationsmodul Einstellungen SCORE Hilfe

Präsentationsmodule Lernatome


Neues Modul

Suche ModulBeispielwelt Datenbank


Strukturmodul



Transformiere

HTML ContainerHTML Container

Transformationsmuster

Metadaten


Präsentationsmodul

<xsl:template match=‘/structural_module‘><html> <head> <title><xsl:value-of select=‘@title‘/></title> </head> <xsl:for-each select=‘learning_atom‘> <xsl:sort select=‘@position‘/> <xsl:if test=‘not(@position=‘-‘)‘> <p> <xsl:element name=‘a‘> <xsl:attribute name=‘href‘>

<xsl:value-of select=‘text()‘/></xsl:attribute><xsl:value-of select=‘@educational_type‘/>

</xsl:element> </p> </xsl:if> </xsl:for-each><html>

</xsl:template>


Kurs

Kurs Einstellungen SCORE Hilfe

Kurs Module

Datenbankeinsatz

Neuer Kurs

Suche Kurs

SucheErzeuge Knoten

Entferne Knoten




Beispielwelt Daten

SQL

Metadaten


Überblick

Motivation

Ziel der Diplomarbeit



Prototyp

Zusammenfassung


Zusammenfassung

• Problem:• Kursentwicklung zeit- und kostenintensiv

• Anforderung:• Wiederverwendare Lerneinheiten• Anpassbarkeit auf bestimmte Zielgruppen,

Lernumgebungen und verschiedene Lehrende

• Lösung • Inhalte in kleinste Einheiten teilen• Bilden von thematisch abgeschlossenen Modulen• Trennen von Aspekten wie Inhalt, Struktur und

Präsentation


Fragen?

Weitere Informationen aufhttp://www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

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