MathCoach Ein web-basierter Mathematik-Tutor Technisches Konzept

Überblick Technisches Konzept Wie funktioniert MathCoach? Ablauf beim Bearbeiten einer interaktiven Übungsaufgabe (Animation) Technische Umsetzung Systemarchitektur Integration in die Lernumgebung ActiveMath MedidaPrix 2005 MathCoach Projekt HTW des Saarlandes

Wie funktioniert MathCoach? MathCoach ist als schlanke Client/Server-Applikation konzipiert. Grob gesagt besteht das System aus folgenden Teilen: Repository mit Autorenskripten Verarbeitungseinheit für die Autorenskripte („Interaktive Übungsaufgabe“) über Schnittstellen angeschlossene externe Systeme (R, MuPAD, PROLOG) Webbrowser auf Clientseite Die Animation auf der folgenden Folie zeigt schematisch, wie die Interaktion beim Bearbeiten einer Aufgabe abläuft. MedidaPrix 2005 MathCoach Projekt HTW des Saarlandes

Ablauf beim Bearbeiten einer interaktiven Übungsaufgabe MuPAD PROLOG true/false Stand der Umformung Verifikation der Eingabe Interaktive Übungs- aufgabe Hilfen, Bewertung Studentin Text generieren Autorenskript nächste Eingabe Eingabe Aufgabe Präsentation usw… Zum Start der Animation bitte klicken! MedidaPrix 2005 MathCoach Projekt HTW des Saarlandes

Technische Umsetzung MathCoach ist eine javabasierte Webanwendung. Das Herzstück des Sys-tems ist ein Servlet, das die Kommunikation zwischen den Clients und dem Server koordiniert und die Sitzungsdaten verwaltet. Dahinter liegt ein Frame-work, das die Schnittstellen zu den externen Systemen, sowie Mechanismen zur Verarbeitung der Autorenskripte implementiert. Folgende externe Systeme unterstützen MathCoach: Das Computeralgebrasystem MuPAD für kompliziertere Termumformungen und numerische Berechnungen Das Statistiksystem R für statistische Berechnungen und Grafikerzeugung Das Expertensystem PROLOG als Unterstützung bei der Generierung adaptiver Hilfen und Bewertungen Für jede Aufgabe wird eine eigene Javaklasse erzeugt, mit welcher der Client bei der Bearbeitung über das Servlet interagiert („Interaktive Übungs-aufgabe“). MedidaPrix 2005 MathCoach Projekt HTW des Saarlandes

Aufgabenbeschreibungen Systemarchitektur Server Client(s) LaplaceServlet Koordiniert die Kommunikation Aufgabe X Webbrowser Verarbeitung des LaplaceScripts Interaktive Übungs- aufgabe Aufgaben Compiler Class- Factory Studentin Aufgabe Y Webbrowser Student Aufgabenbeschreibungen in LaplaceScript Schnittstellen z.B. zu MuPAD, R, PROLOG MedidaPrix 2005 MathCoach Projekt HTW des Saarlandes

Integration in die Lernumgebung ActiveMath

ActiveMath:Statistik ActiveMath (AM) ist eine Lernumgebung für Mathematik: benutzeradaptiv Interaktiv,  Nachteil: Übungen und Experimente nicht ausreichend möglich deshalb: Integration von MathCoach in ActiveMath Webbasiert Entwicklung der ActiveMath Gruppe des DFKI Saarbrücken. Basis: semantisch repäsentierte „learning objects“ in OMDoc-Format  Vorteil: Generierung von Inhalten („Büchern“) nach Themengebieten und Interessen Content-Entwicklung für AM durch die HTW des Saarlandes  Ergebnis: ActiveMath:Statistik. ActiveMath:Statistik wird bereits unterstützend zur Statistik-Vorlesung an der HTW eingesetzt. MedidaPrix 2005 MathCoach Projekt HTW des Saarlandes

Beispiel Integration von MathCoach in ActiveMath:Statistik (Muplet) zur Bewertung von Term-umformungen MedidaPrix 2005 MathCoach Projekt HTW des Saarlandes

Architektur der Integration von MathCoach in ActiveMath Browser stylesheets Webserver Filter (XSL+URL) Session Manager HTTP html request Proxy Rules Presentation Planner MBase FIB Webserver MathCoach Servlet MC Applets learning objects User Model MuPad R PROLOG Profiles History MathCoach MedidaPrix 2005 MathCoach Projekt HTW des Saarlandes