Ebenen der Modularisierung
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SCORE System for Courseware Reuse Entwicklung eines Systems zur Erstellung von wiederverwendbaren Lehr-/Lerninhalten im Project SCORE Alexander Fürbach Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation Universität Karlsruhe www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 1/38 Überblick Motivation Ziele der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 2/38 Motivation Das Erstellen eines Kurses • ist zeit- und kostenintensiver Prozess • erfordert interdisziplinäre Zusammenarbeit • muß psychologische und ergonomische Faktoren berücksichtigen www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 3/38 Motivation: Vorhandene Systeme • Vorhandene Systeme betrachten einen Kurs als unveränderliche Einheit • Kurs ist nur schwer • erweiterbar • änderbar • wiederverwendbar www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 4/38 Anforderungen: Kursentwicklungssysstem • Formen der Wissenvermittlung • selbstgesteuertes Lernen • Lehrender vermittelt Wissen • Anpassbarkeit durch Lehrende/Studenten • • • • Möglichkeit der Kooperation Standards (XML, Metadaten) Wiederverwendung Multimediale Inhalte www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 5/38 Überblick Motivation Ziele der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 6/38 Ziele • Kosten- und Zeitreduktion • Kooperation und Wiederverwendung unterstützen • Anpassung auf Kontext, Zielgruppen und Didaktik eines Dozenten ermöglichen www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 7/38 Überblick Motivation Ziele der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 8/38 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 www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 9/38 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 www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 10/38 SCORE Konzept Modularisierung und Trennung von Aspekten durch Hierarchie auf Lernmodulen: • Integrationsmodule • Inhaltsaspekt • Strukturmodule • Struktur durch Reihenfolge • Präsentationsmodule • Präsentationsform eines Lernmoduls www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 11/38 Ebenen der Modularisierung Learning Subject Learning unit Learning unit Learning unit Group of authors Integration Module Integration Module Type Views of single authors Structural module Structural module Structural module Structural Module Type Presentational module Presentational module Presentational module Presentational module Presentational Print view Distance learning view Print view Face-to-face view Module Type www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 12/38 Überblick Motivation Ziele der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 13/38 Prozess: Modulentwicklung Import atom Search atoms Existing Suitable atoms atoms SCORE.AtomCheckIn Module montage Module with metadata SCORE.ModuleBuilder SCORE.Search SCORE.OntoBrowser SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.MetadataEdit SCORE.PresentationGenerator SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 14/38 Modulentwicklung : AtomCheckIn Import Importatom atom Search atoms • beliebige Datei in das Kursentwicklungssystem übernehmen Existing Suitable • Metadaten übergeben atoms atoms • Identifikation über Metadaten-ID SCORE.AtomCheckIn SCORE.Search Module montage SCORE.ModuleBuilder Module with metadata SCORE.MetadataEdit SCORE.OntoBrowser SCORE.PresentationGenerator SCORE.AtomCheckIn • Kopie der Datei in Datenbank anlegen SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder • Metadaten erzeugen •GUID als ID •Educational.Contenttype =SCORE.StructuralModuleBuilder Inhaltsform •Technical.Format = MIME-Typ www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 15/38 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 www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 16/38 Modulentwicklung: Integrationsmodul Search atoms Build Import atom Integration Module Module montage • passende Lernatome auswählen •Suitable Lernatome hinzufügen Module with Existing SCORE.AtomCheckIn metadata atoms atoms SCORE.ModuleBuilder SCORE.Search SCORE.OntoBrowser SCORE.MetadataEdit SCORE.PresentationGenerator SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.IntegrationModuleBuilder • ID, Name • Referenz auf Lernatome •Educational.Contenttype •Technical.Format SCORE.StructuralModuleBuilder www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 17/38 Modulentwicklung: Strukturmodul Search atoms Build Import atom Structural Module Module montage • Lernatome identifizieren •Suitable Reihenfolge festlegen Existing atoms atoms SCORE.AtomCheckIn SCORE.ModuleBuilder SCORE.Search SCORE.OntoBrowser Module with metadata SCORE.MetadataEdit SCORE.PresentationGenerator SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder • Reihenfolge über Strukturtemplate vorschlagen (contenttype) • Anpassen der Reihenfolge www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 18/38 Modulentwicklung: Präsentationsmodul Search atoms Build Import atom Presentational Module Module montage • Lernatome in darstellbare Form transformieren Suitable Module with Existing SCORE.AtomCheckIn metadata atoms atoms SCORE.ModuleBuilder SCORE.Search SCORE.OntoBrowser SCORE.MetadataEdit SCORE.PresentationGenerator SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.PresentationalModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder • darstellbare Datei erzeugen • XSL-Transformation www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 19/38 Prozess: Kursentwicklung Define course structure Define aacourse Search modules structure • Navigationsstruktur für Lernmodule erzeugen Suitable • LernmoduleExisting einfügen modules SCORE.CourseBuilder SCORE.Search Course montage Course with metadata modules SCORE.ModuleBuilder SCORE.CourseBuilder SCORE.OntoBrowser • Baumstruktur erzeugen • Referenzen auf Lernmodule SCORE.IntegrationModuleBuilder Release course SCORE.MetadataEdit SCORE.Uploader SCORE.PresentationGenerator SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.Export SCORE.StructuralModuleBuilder www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 20/38 Überblick Motivation Ziel der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 21/38 Systemarchitektur GUI (Swing) Check In Search Engine Meta Editor Module Builder Course Builder XPath DOM Tamino Java API HTTP Datenbank - Tamino XML Server nonXML Metadata Templates Integration Module www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE Structural Module Course 23/38 Anwendung • Szenario: Datenbankeinsatz, Lagerverwaltung • BeispielLagerverwaltungEinführung.ppt • BeispielLVDatenbasisschemata.ppt • BeispielLVAnwendungsfalldiagrammUML.ppt • Metadaten erstellen • CheckIn www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 24/38 CheckIn Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe Lernatom file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Dateityp application/vnd.ms-powerpoint Metadaten file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Titel Einführung in Lagerverwaltungsszenario Lehrform Einleitung Check-In Lösche Suche Suche Check-Out www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 25/38 Integrationsmodul Integrationsmodul Lernatom Integrationsmodule Einstellungen SCORE Inhalt Beispielwelt Datenbank Hilfe Lernatome Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Datenbasisschemata Lager Neues Modul Lernatom + Suche Suche Modul Lernatom - Metadaten www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 26/38 Integrationsmodul Integrationsmodul Lernatom Integrationsmodule Beispielwelt Datenbank Einstellungen SCORE Hilfe Inhalt Einführung in Lagerverwalt Lernatome Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Datenbasisschemata Lager Neues Modul Lernatom + Suche Suche Modul Lernatom - Metadaten www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 27/38 Strukturmodul Strukturmodul Einstellungen Strukturmodule Beispielwelt Datenbank Neues Modul Suche Modul SCORE Hilfe Struktur Lernatome Einführung in Lagerverwalt 1 Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L 2 Anwendungsfalldiagramm L - Datenbasisschemata Lager Integrationsmodul Beispielwelt Datenbank www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE Strukturiere Metadaten 28/38 Präsentationsmodul Präsentationsmodul Einstellungen SCORE Hilfe Präsentationsmodule Lernatome Beispielwelt Datenbank Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Transformationsmuster HTML Container Transformiere Neues Modul Suche Modul Strukturmodul Metadaten Beispielwelt Datenbank www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 29/38 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> www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 30/38 Kurs Kurs Einstellungen SCORE Hilfe Kurs Module Datenbankeinsatz Beispielwelt Datenbank Beispielwelt Datenbank Beispielwelt Datenbank Beispielwelt Daten SQL Neuer Kurs Erzeuge Knoten Suche Suche Kurs Entferne Knoten Metadaten www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 31/38 Überblick Motivation Ziel der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 32/38 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 www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 33/38 Fragen? Weitere Informationen auf http://www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE 34/38
