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Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Mein Computer spricht mit mir! – Sprachdialogsysteme in einem kontextbezogenen Informatikunterricht.

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1 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Mein Computer spricht mit mir! – Sprachdialogsysteme in einem kontextbezogenen Informatikunterricht Tagung Neumünster

2 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Gliederung 1. Historisches 2. Das Unterrichtskonzept IniK 3. Unterrichtsphasen Sprachdialogsysteme nach IniK 1. für einfache Sprachdialogsysteme (SEK I) 2. für die Erweiterung durch Grammatiken 3. (SEK II) 4. inES und inGE 5. Probiert es aus!

3 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Historisches

4 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Informatik im Kontext ddi.informatik.hu-berlin.de/inik/index.html Ein positives Beispiel für zeitgemäße Curriculumentwicklung liefert das Konzept “Chemie im Kontext”... Dies lässt sich unseres Erachtens auch auf die Informatik übertragen. (GI, 2008)

5 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Methodenvielfalt Säulen von Informatik im Kontext Kontextorientierung Orientierung an den Standards für die Informatik in der Schule

6 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Kontextorientierung Ausgangspunkt sind Phänomene und Probleme des Alltags mit einem deutlichen Bezug zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler, die ihre Neugier wecken und sie motivieren, sich mit Informatik zu beschäftigen Unter Einbeziehung des gesellschaftlichen Kontextes soll das Thema zur Einführung und Anwendung informatischer Fachinhalte führen.

7 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Orientierung an den Standards für die Informatik in der Schule

8 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Unterrichtsphasen IniK Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase:

9 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Unterrichtsphasen Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: Interesse der Schülerinnen und Schüler wecken und sie zur Beschäftigung mit Informatik motivieren Bezugspunkte zum Thema finden und den Kontext aufbauen rein informatische Fachinhalte sollten hier möglichst noch nicht im Vorder- grund stehen

10 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Unterrichtsphasen Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: Planung und Strukturierung der weiteren Arbeit (Fragen sammeln, Arbeitsplan erstellen, Leitfragen formulieren usw.) Fragen sollen über die technischen Sachverhalte hinaus den gesell- schaftlichen Kontext und vor allem Aspekte der Ökonomie, der Kultur, der Ethik, der Politik und des Rechts umfassen

11 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Unterrichtsphasen Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: möglichst große Eigenaktivität der Lernenden und Methodenvielfalt Gruppenarbeit, Stationsarbeit, Expertenvortrag, Informations- recherche, Planspiel, Partnerarbeit, Schülerexperiment etc.

12 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Unterrichtsphasen Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: auch Dekontextualisierungsphase genannt, weil jetzt Aufbau kontext- unabhängigen, systematischen Fachwissens im Vordergrund Fachinhalte aus dem ursprünglichen Kontext herauslösen und auf zentrale Basiskonzepte der Informatik zurückführen das Gelernte vertiefen und auf neue Kontexte übertragen

13 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Gestaltung der Unterrichtsphasen inES Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: automatische Fahrplanauskunft der Deutschen Bahn als Einstieg Namenswahl bei einem Mobiltelefon natürlichsprachliche Ein- und Ausgabe bei Navigationssystemen; Internetrecherche liefert sehr inter- essante Praxisbeispiele, z. B. von Crealog:

14 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Gestaltung der Unterrichtsphasen Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: Leitfrage: Was sind Sprachdialog- systeme und wie verändern sie unseren Alltag? Aus welchen Komponenten besteht ein Sprachdialogsystem? Wie kommt die Stimme in den Computer? Wo werden Sprachdialogsysteme bereits eingesetzt? Worin besteht ihr Nutzen? Wo sollten Maschinen nicht eingesetzt werden? Wie werden Sprachdialogsysteme programmiert?

15 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Gestaltung der Unterrichtsphasen Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: Gruppenarbeit: Jede Gruppe wandte sich einer Frage zu und beantwortete diese möglichst selbständig unter Benutzung der von uns bereitgestell- ten Materialien und selbständiger Internetrecherchen; Ergebnisse anschließend im Plenum diskutieren; danach themengleiche Partnerarbeit Einsatz der integrierten Entwicklungsumgebung inES

16 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Gestaltung der Unterrichtsphasen Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: das exemplarisch Gelernte vertiefen und auf Basiskonzepte der Informatik zurückführen Phasen des Problemlöseprozesses Zustandsorientierte Modellierung grafische Darstellungsformen Implementation des Modells in einer formalen Sprache Algorithmenstrukturen Formale Sprachen, Grammatiken Endliche Automaten

17 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Demonstration inES

18 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Gestaltung der Unterrichtsphasen Formale Sprachen und Grammatiken Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: Schüler die Grenzen der bisherigen Sprachdialoge notieren lassen. => Hauptkriterium ist die Beschränktheit der Einzelworterkennung. Schüler den Dialog von Crealog vorspielen.

19 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Gestaltung der Unterrichtsphasen Formale Sprachen und Grammatiken Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: Schüler entwickeln Leitfragen nach dem Hören des Crealog-Clips. z.B.: - Wie erkennt der Computer aus einem natürlich gesprochenen Satz die wichtigen Informationen? - Wie sagt man dem Computer, auf welche Begriffe er hören soll? - Wie werden solche Sätze mit den Feldvariablen verbunden?

20 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Gestaltung der Unterrichtsphasen Formale Sprachen und Grammatiken Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: Vortrag zum Thema „Erkennen natürlich gesprochener Sprache“ Einsatz des PlugIn's inGE. (inES Grammar Editor)

21 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Erarbeitungsphase: Gestaltung der Unterrichtsphasen Formale Sprachen und Grammatiken Begegnungsphase: Neugier- und Planungsphase: Vernetzungs- und Vertiefungsphase: - Produktionssysteme - Endliche Automaten - Entwicklung eines Parsers Empfehlung: Informatik 5 von Peter Hubwieser

22 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Einordnung des Themas in die Standards

23 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 inES – eine integrierte Entwicklungs- umgebung für Sprachdialogsysteme 2008Konzeption und prototypische Implementierung für MAC OS X im Rahmen der Diplomarbeit von Sabrina Hilger, Department Informatik der Universität Hamburg (Betreuer: Prof. Menzel, Prof. Breier) 2009Neue Version von Sven Alisch. Implementiert in Java. Zielplattformen: Windows, Linux, Mac OS X Spracherkennung:Sphinx4 Sprachsynthese: MARY TTS (Free TTS)

24 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 inES und inGE

25 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Hi. Here you can order food. Please choose something to eat. Pizza Muffin Hamburger Okay, so you like to eat a. Is that right? yes no you said Thanks for ordering a. Bye bye Ein Beispiel zum Einstieg

26 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November 2010 Zwei Schülerarbeiten

27 Sven Alisch & Norbert Breier, Hamburg Neumünster 13. November z. B Herzlich willkommen … bestellung.vxml Voice-Testcenter Webserver Voice-Testcenter Sprachplattform Testcenter der Voice-Community bestellung.vxml im Dateimanager des Testcenters hochladen    


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