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Www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE1/38 S C O R E System for Courseware Reuse Entwicklung eines Systems zur Erstellung von wiederverwendbaren Lehr-/Lerninhalten.

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1 S C O R E System for Courseware Reuse Entwicklung eines Systems zur Erstellung von wiederverwendbaren Lehr-/Lerninhalten im Project SCORE Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation Universität Karlsruhe Alexander Fürbach

2 Überblick Motivation Ziele der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung

3 Motivation Das Erstellen eines Kurses ist zeit- und kostenintensiver Prozess erfordert interdisziplinäre Zusammenarbeit muß psychologische und ergonomische Faktoren berücksichtigen

4 Motivation: Vorhandene Systeme Vorhandene Systeme betrachten einen Kurs als unveränderliche Einheit Kurs ist nur schwer erweiterbar änderbar wiederverwendbar

5 Anforderungen: Kursentwicklungssysstem Formen der Wissenvermittlung selbstgesteuertes Lernen Lehrender vermittelt Wissen Anpassbarkeit durch Lehrende/Studenten Möglichkeit der Kooperation Standards (XML, Metadaten) Wiederverwendung Multimediale Inhalte

6 Überblick Motivation Ziele der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung

7 Ziele Kosten- und Zeitreduktion Kooperation und Wiederverwendung unterstützen Anpassung auf Kontext, Zielgruppen und Didaktik eines Dozenten ermöglichen

8 Überblick Motivation Ziele der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung

9 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

10 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

11 SCORE Konzept Modularisierung und Trennung von Aspekten durch Hierarchie auf Lernmodulen: Integrationsmodule Inhaltsaspekt Strukturmodule Struktur durch Reihenfolge Präsentationsmodule Präsentationsform eines Lernmoduls

12 Ebenen der Modularisierung Views of single authors Presentational module Print view Presentational module Distance learning view Presentational module Print view Group of authors Learning Subject Integration Module Learning unit Integration Module Type Structural Module Type Presentational Module Type Structural module Presentational module Face-to-face view

13 Überblick Motivation Ziele der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung

14 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

15 Modulentwicklung : AtomCheckIn 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 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

16 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 1 Dieter Fensel, Ontologies: A Silver Bullet for Knowledge Managementand Electronic Commerce, Springer Verlag

17 Modulentwicklung: Integrationsmodul 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 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

18 Modulentwicklung: Strukturmodul 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 Existing atoms Search atoms Suitable atoms Import atom SCORE.SearchSCORE.AtomCheckIn SCORE.ModuleBuilder SCORE.OntoBrowser SCORE.IntegrationModuleBuilder Build Structural Module Lernatome identifizieren Reihenfolge festlegen SCORE.StructuralModuleBuilder Reihenfolge über Strukturtemplate vorschlagen (contenttype) Anpassen der Reihenfolge

19 Modulentwicklung: Präsentationsmodul 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 Existing atoms Search atoms Suitable atoms Import atom SCORE.SearchSCORE.AtomCheckIn SCORE.ModuleBuilder SCORE.OntoBrowser SCORE.IntegrationModuleBuilder Build Presentational Module Lernatome in darstellbare Form transformieren SCORE.PresentationalModuleBuilder darstellbare Datei erzeugen XSL-Transformation

20 Prozess: Kursentwicklung Existing modules Search modules Suitable modules Course with metadata Define a course structure Course montage SCORE.Search SCORE.MetadataEdit SCORE.PresentationGenerator Release course SCORE.Uploader SCORE.CourseBuilder SCORE.Export SCORE.ModuleBuilder SCORE.OntoBrowser SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder Define a course structure Navigationsstruktur für Lern- module erzeugen Lernmodule einfügen SCORE.CourseBuilder Baumstruktur erzeugen Referenzen auf Lernmodule

21 Überblick Motivation Ziel der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung

22 Datenstrukturen Metadaten schwach strukturiert Typischerweise als XML-Dokument ausgetauscht Abbildung auf relationales Schema : 16 Tabellen Integrationsmodul, Strukturmodul XML für Plattformunabhängigkeit Lernatom, Präsentationsmodul Datei Tamino XML Server als zentrale Datenbank

23 Systemarchitektur Datenbank - Tamino XML Server Course Structural Module Integration Module TemplatesMetadatanonXML Tamino Java API Check In Search Engine Meta Editor Module Builder Course Builder GUI (Swing) XPathDOM HTTP

24 Anwendung Szenario: Datenbankeinsatz, Lagerverwaltung BeispielLagerverwaltungEinführung.ppt BeispielLVDatenbasisschemata.ppt BeispielLVAnwendungsfalldiagrammUML.ppt Metadaten erstellen CheckIn

25 CheckIn Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe Lernatom file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche Dateityp application/vnd.ms-powerpoint Metadaten file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche Check-InLöscheCheck-Out Titel Einführung in Lagerverwaltungsszenario Lehrform Einleitung

26 Integrationsmodul Integrationsmodul Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe IntegrationsmoduleInhaltLernatome Anwendungsfalldiagramm L Datenbasisschemata Lager Einführung in LagerverwaltBeispielwelt Datenbank Neues Modul Suche Modul Lernatom + Lernatom - Suche Metadaten

27 Integrationsmodul Integrationsmodul Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe IntegrationsmoduleInhaltLernatome Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Datenbasisschemata Lager Einführung in LagerverwaltBeispielwelt Datenbank Neues Modul Suche Modul Lernatom + Lernatom - Suche Metadaten

28 Strukturmodul Strukturmodul Einstellungen SCORE Hilfe StrukturmoduleStrukturLernatome Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Beispielwelt Datenbank Neues Modul Suche Modul Beispielwelt Datenbank Integrationsmodul Strukturiere Anwendungsfalldiagramm L Datenbasisschemata Lager Einführung in Lagerverwalt1 2 - Metadaten

29 Präsentationsmodul Präsentationsmodul Einstellungen SCORE Hilfe PräsentationsmoduleLernatome Beispielwelt Datenbank Neues Modul Suche Modul Beispielwelt Datenbank Strukturmodul Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Transformiere HTML Container Transformationsmuster Metadaten

30 Präsentationsmodul

31 Kurs Kurs Einstellungen SCORE Hilfe KursModule Datenbankeinsatz Neuer Kurs Suche Kurs SucheErzeuge Knoten Entferne Knoten Beispielwelt Datenbank Beispielwelt Daten SQL Metadaten

32 Überblick Motivation Ziel der Diplomarbeit SCORE Konzept Modularisierung Trennung von Aspekten Ebenen der Modularisierung Realisierung Modulentwicklung Kursentwicklung Prototyp Zusammenfassung

33 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

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