Forschungsgegenstand Forschungsziele Erreichte Ergebnisse
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Nutzerdatenanalyse in Lernraumsystemen Nutzerdatenanalyse in Lernraumsystemen Forschungsassistent Forschungsassistent Dipl.-Inf.-FH Benjamin Wolf Dipl.-Inf.-FH Benjamin Wolf [email protected] [email protected] Betreuer Betreuer Prof. Dr. Agathe Merceron Prof. Dr. Agathe Merceron [email protected] Kooperations-Partner Kooperations-Partner Dipl.-Math. André Krüger Dipl.-Math. André Krüger [email protected] [email protected] Forschungsgegenstand Forschungsgegenstand Ziel in diesem Projekt ist die Auswertung von Statistik- und Data-Mining-Software in Ziel in diesem Projekt Auswertung Statistik-solcher und Data-Mining-Software in Lernraumsystemen. Sowieist diedie Anpassung undvon Integration Software in Lernraumsystemen. Sowie die Anpassung und Integration solcher Software in Lernraumsysteme. Lernraumsysteme. Die Hauptfunktionalitäten der gängigen Lernraumsystemen können in drei Bereiche Die Hauptfunktionalitäten der gängigen Lernraumsystemen können in drei Bereiche gegliedert werden: gegliedert werden: • Bereitstellung und Verwaltung von Lernmodulen und Lernaktivitäten • Bereitstellung und Verwaltung von Lernmodulen und Lernaktivitäten • Verwaltung von Nutzern • Verwaltung von Nutzern • Kommunikationstools • Kommunikationstools Dagegen sind Berichte und Statistiken über das Verhalten der Nutzer eher zweitrangig. Dagegen sind Statistiken über derRessource Nutzer eher zweitrangig. Leichte Fragen wieBerichte „welcheund Benutzer haben aufdas eineVerhalten bestimmte Leichte Fragen wiemeistens „welche schwer Benutzer auf eineAndere bestimmte Ressource die nie zugegriffen“ sind zuhaben beantworten. Informationen, nie zugegriffen“ sind meistens schwer zu beantworten. Informationen, die in anderen Web-Anwendungen immer gängiger werden, wieAndere „Lernende, die Aktivität A in anderen Web-Anwendungen immer gängiger werden, wie„Lernende, „Lernende,die die Aktivität A richtig beantworten, beantworten auch Aktivität B richtig“ oder richtig beantworten, beantworten auch B richtig“ oder „Lernende, die auf Ressource A zugreifen, greifen auch auf Aktivität Ressource B zu“ sind nur mit zusätzlichen auf zugreifen, auch auf Ressource B zu“Weiterbildungssind nur mit zusätzlichen Tools zuRessource ermitteln. ADiese Art dergreifen Information wird aber für eine Tools zuimmer ermitteln. Dieseum Artihre der Information aber fürzufrieden eine Weiterbildungsinstitution wichtiger, Kunden, die wird Lernenden stellen zu institution um dieses ihre Kunden, die Lernenden zufrieden stellenfür zu können. Darausimmer ergibtwichtiger, sich das Ziel Projektes, entsprechende Werkzeuge Daraus ergibt sich das Ziel dieses Projektes, entsprechende Werkzeuge für das können. Gewinnen solcher Informationen aus bestehenden Datenständen sollen das Gewinnen entwickelt werden.solcher Informationen aus bestehenden Datenständen sollen entwickelt werden. [email protected] Projektinhalt Projektinhalt Inhalt des Projektes ist es die Funktionalität eines LMS um entsprechende Werkzeuge Inhalt des Projektes ist es die Funktionalität eines LMS um entsprechende der Datenanalyse zu erweitern. Dazu wird eine Analyse-Datenbank entwickelt, Werkzeuge derdie Datenanalyse zu für erweitern. Dazubesser wird eine Analyse-Datenbank entwickelt, in der Daten in einer die Analyse geeigneten Form aufbereitet werden in der die Daten in einer für Analyse besser geeigneten FormJava aufbereitet werden (Stichwort: “PreProcessing“). Diedie Daten werden dabei mittels eines Programms “PreProcessing“). Die Daten werdenübertragen dabei mittels eines Java Programms von (Stichwort: der LMS-Datenbank in die Analyse-Datenbank (Stichwort: “Mapping von der LMS-Datenbank in die Anfragen Analyse-Datenbank übertragen (Stichwort: “Mapping der Daten“). Um auch komplexere und Data Mining Techniken verwenden der Daten“). UmData auchMining komplexere Anfragen und werden. Data Mining Techniken verwenden zu können wird ein Werkzeug integriert Für die verschiedenen zu können wirdwird ein dann Data Mining Werkzeug werden. Für die verschiedenen Analysetechniken noch eine zentraleintegriert Benutzerschnittstelle entwickelt Analysetechniken wird dann noch eine zentrale Benutzerschnittstelle werden um den Nutzern einen besseren Zugriff auf die Analysemethoden entwickelt zu bieten. werden um den Nutzern einen besseren Zugriff auf die Analysemethoden zu bieten. Im Kern des Projektes steht dabei die Analyse-Datenbank. Auf dieser Datenbank Im Kern deshäufige Projektes steht dabei die Analyse-Datenbank. AufAnfragen dieser Datenbank werden später Anfragen vordefiniert und parametrisierte in der werden später häufige Anfragen vordefiniert parametrisierte der Benutzeroberfläche bereitgestellt. Ein Vorteil derund Analyse Datenbank Anfragen ist, nebeninder Benutzeroberfläche bereitgestellt. Ein Vorteil der Analyse neben der geeigneteren Form der Daten, das bei einem Wechsel des LMSDatenbank (und damitist, einem geeigneteren Form der Daten, das bei einem des LMS (und müssen. damit einem Wechsel der Quelldatenbank) die Anfragen nicht Wechsel neu formuliert werden Wechsel der Quelldatenbank) die Datenbank Anfragen nicht neu formuliert werden Die Anfragen werden auf der Analyse durchgeführt und bei einermüssen. entspreDie Anfragen werden aufDatenbank der Analysemuss Datenbank und bei einer entsprechenden Änderung der LMS nur dasdurchgeführt Mapping im PreProcessing chenden Änderung der LMS Datenbank Werkzeug entsprechend angepasst werden.muss nur das Mapping im PreProcessing Werkzeug entsprechend angepasst werden. Um das entwickelte Werkzeug möglichst in verschiedenen LMS sinnvoll einbinden Um das wird entwickelte möglichst in verschiedenen LMS sinnvoll einbinden zu können, versuchtWerkzeug die Struktur der Datenbank so zu gestalten, dass die Daten zu können,LMS wirddort versucht Struktur der Datenbank so zu gestalten, dass die Daten verschiedener auch die repräsentiert werden können. verschiedener LMS dort auch repräsentiert werden können. package miningDBclass package LMS-Extrakt Start.java package miningDBclass package LMS-Extrakt Mining_Tabelle.java Schnittstelle zum Starten des Extraktionsprozesses Start.java Mining_Tabelle.java Schnittstelle zum Starten des Extraktionsprozesses Repräsentation einer DB Tabelle als Klasse ExtractAndMap.java Repräsentation einer DB Tabelle als Klasse ExtractAndMap.java Enthält wiederverwendbare Methoden package LMS-DB-class package LMS-DB-class LMS_Tabelle.java LMS_Tabelle.java Repräsentation einer DB Tabelle als Klasse Repräsentation einer DB Tabelle als Klasse wiederverwendbare Methoden DefiniertEnthält abstrakte Methoden die noch zu implementieren sind Definiert abstrakte Methoden die noch zu implementieren sind LMS_Tabelle.cfg.xml Mining_Tabelle.cfg.xml Mining_Tabelle.cfg.xml Mapping Konfigurationen zwischen der Mapping Konfigurationen DB Tabelle und der zwischen Java Klasse der DB Tabelle und der Java Klasse ExtractAndMapLMS-Name.java ExtractAndMapLMS-Name.java Erbt von ExtractAndMap.java und implementiert deren abstrakte Methoden Erbt von ExtractAndMap.java und deren abstrakte Methoden Enthält alleimplementiert vom LMS abhängigen Methoden des LMS_Tabelle.cfg.xml Mapping Konfiguration zwischen der Konfiguration DB Mapping Tabelle und der zwischen Java Klasse der DB Tabelle und der Java Klasse Extraktionsprozesses Enthält alle vom LMS abhängigen Methoden des Extraktionsprozesses package persistenz hibernate_MiningDB.cfg.xml Mining DB Mining package persistenz HibernateUtil.java hibernate_LMS-DB.cfg.xml HibernateUtil.java hibernate_LMS-DB.cfg.xml Methoden zum LMS spezifische hibernate_MiningDB.cfg.xml LMS DB Konfiguration für DB Zugriff Umgang mit Konfiguration für DB Zugriff Methoden zum LMS spezifische sessions DB LMS Konfiguration für DB Zugriff Umgang mit Konfiguration für DB Zugriff sessions DB Forschungsziele Forschungsziele Erreichte Ergebnisse Erreichte Ergebnisse Ziel unserer Arbeit ist es herkömmliche Lernraumsysteme im Bereich Nutzungsdaten unserer Arbeit ist es herkömmliche Lernraumsysteme im Bereich Nutzungsdaten undZiel Nutzerprofile zu ergänzen. Dabei ergeben sich für uns folgende Punkte: und Nutzerprofile zu ergänzen. Dabei ergeben sich für uns folgende Punkte: • Entwicklung eines Prototyps einer PreProcessing Datenbank zur •Vorverarbeitung Entwicklung eines Prototyps einer PreProcessing Datenbank zur der Daten Vorverarbeitung der Daten • Entwicklung eines Prototyps des Mapping Tools für das PreProcessing • Entwicklung eines Prototyps des Mapping Tools für das PreProcessing • Sondierung möglicher Software für erweiterte Analysen(Data Mining) • Sondierung möglicher Software für erweiterte Analysen(Data Mining) • Integration einer Data Mining Software für erweiterte Analysen(Data Mining) • Integration einer Data Mining Software für erweiterte Analysen(Data Mining) • Entwicklung einer zentrale Benutzerschnittstelle für die verschiedenen •Analysetechnikenden Entwicklung einer zentrale fürZugriff die verschiedenen um den Benutzerschnittstelle Nutzern einen besseren auf Analysetechnikenden um den Nutzern einen besseren Zugriff auf die Analysemethoden zu bieten die Analysemethoden zu bieten Wir haben ein Datenmodell entwickelt, um die Nutzungsdaten, welche vom LMS Wir haben ein Datenmodell die Nutzungsdaten, vom LMS gespeichert werden, leichter zu entwickelt, analysieren.um Außerdem schlagen wirwelche eine Systemgespeichert werden, leichter analysieren. Außerdem schlagen wir eine Systemarchitektur vor, um die von einemzuLernraumsystem gespeicherten Daten in das Datenarchitektur vor, um Wir die haben von einem gespeicherten Daten in das Datenmodell zu exportieren. eineLernraumsystem konkrete Implementierung für das LMS modell zu exportieren. haben konkrete Fallstudien Implementierung für das LMS Moodle erstellt. SchließlichWir haben wireine exemplarisch für einige Moodle Moodle erstellt.um Schließlich haben wir exemplarisch Kurse durchgeführt unsere Anwendung zu testen. Fallstudien für einige Moodle Kurse durchgeführt um unsere Anwendung zu testen.
