S C O R E 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

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

Das Erstellen eines Kurses ist zeit- und kostenintensiver Prozess Motivation Das Erstellen eines Kurses ist zeit- und kostenintensiver Prozess erfordert interdisziplinäre Zusammenarbeit muß psychologische und ergonomische Faktoren berücksichtigen The development of multimedia systems or courseware has particulare characteristics that have to be taken into concideration in the development process. studies showes that more than 200 hours development time is needed for the development of one hour CBT-Programm. Another Important characteristic that distinguishes the development process of multimedia systems from the development process of other software systems is that: the interdisciplinarity of the developers. In the process participate computer scientist, psychologist, graphic designer, media specialist, domain expert It also has high requirements on creativity the consideration of psychological and ergonomical aspects, as well as engineering aspects during the development process www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Motivation: Vorhandene Systeme Vorhandene Systeme betrachten einen Kurs als unveränderliche Einheit Kurs ist nur schwer erweiterbar änderbar wiederverwendbar In the current situation developed courseware tends to have a monolithic structure- As a result of that current courseware is difficult to extend, maintain, update and reuse. Number of hour neede to develop on hour of lerning material www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

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

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Kosten- und Zeitreduktion Ziele Kosten- und Zeitreduktion Kooperation und Wiederverwendung unterstützen Anpassung auf Kontext, Zielgruppen und Didaktik eines Dozenten ermöglichen www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

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SCORE Konzept: 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

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

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

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 Type Structural module Structural module Structural module Presentational Module Type Presentational module Presentational module Presentational module Presentational module Distance learning view Print view Face-to-face view Print view www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

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Prozess: Modulentwicklung Import atom Search atoms Module montage Existing atoms Suitable atoms Module with metadata SCORE.AtomCheckIn SCORE.Search SCORE.ModuleBuilder SCORE.MetadataEdit SCORE.OntoBrowser SCORE.PresentationGenerator SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Modulentwicklung : AtomCheckIn Import atom Import atom beliebige Datei in das Kursentwicklungs- system übernehmen Metadaten übergeben Identifikation über Metadaten-ID Search atoms Module montage Existing atoms Suitable atoms Module with metadata SCORE.AtomCheckIn SCORE.Search SCORE.ModuleBuilder SCORE.MetadataEdit SCORE.AtomCheckIn Kopie der Datei in Datenbank anlegen Metadaten erzeugen GUID als ID Educational.Contenttype = Inhaltsform Technical.Format = MIME-Typ SCORE.OntoBrowser SCORE.PresentationGenerator SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

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

Modulentwicklung: Integrationsmodul Import atom Import atom Search atoms Search atoms Build Integration Module passende Lernatome auswählen Lernatome hinzufügen Module montage Existing atoms Existing atoms Suitable atoms Suitable atoms Module with metadata SCORE.AtomCheckIn SCORE.AtomCheckIn SCORE.Search SCORE.Search SCORE.ModuleBuilder SCORE.ModuleBuilder SCORE.MetadataEdit SCORE.OntoBrowser SCORE.OntoBrowser SCORE.PresentationGenerator SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.IntegrationModuleBuilder ID, Name Referenz auf Lernatome Educational.Contenttype Technical.Format SCORE.StructuralModuleBuilder www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Modulentwicklung: Strukturmodul Import atom Import atom Search atoms Search atoms Build Structural Module Lernatome identifizieren Reihenfolge festlegen Module montage Existing atoms Existing atoms Suitable atoms Suitable atoms Module with metadata SCORE.AtomCheckIn SCORE.AtomCheckIn SCORE.Search SCORE.Search SCORE.ModuleBuilder SCORE.ModuleBuilder SCORE.MetadataEdit SCORE.OntoBrowser SCORE.OntoBrowser SCORE.PresentationGenerator SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder SCORE.StructuralModuleBuilder Reihenfolge über Strukturtemplate vorschlagen (contenttype) Anpassen der Reihenfolge www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Modulentwicklung: Präsentationsmodul Import atom Import atom Search atoms Search atoms Build Presentational Module Lernatome in darstellbare Form transformieren Module montage Existing atoms Existing atoms Suitable atoms Suitable atoms Module with metadata SCORE.AtomCheckIn SCORE.AtomCheckIn SCORE.Search SCORE.Search SCORE.ModuleBuilder SCORE.ModuleBuilder SCORE.MetadataEdit SCORE.OntoBrowser SCORE.OntoBrowser SCORE.PresentationGenerator SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.IntegrationModuleBuilder SCORE.PresentaionModuleBuilder SCORE.PresentationalModuleBuilder darstellbare Datei erzeugen XSL-Transformation SCORE.StructuralModuleBuilder www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

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

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Metadaten schwach strukturiert 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 www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Datenbank - Tamino XML Server Systemarchitektur GUI (Swing) Check In Search Engine Meta Editor Module Builder Course Builder XPath DOM Tamino Java API HTTP Datenbank - Tamino XML Server Integration Module Structural Module nonXML Metadata Templates Course www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Anwendung Szenario: Datenbankeinsatz, Lagerverwaltung BeispielLagerverwaltungEinführung.ppt BeispielLVDatenbasisschemata.ppt BeispielLVAnwendungsfalldiagrammUML.ppt Metadaten erstellen CheckIn www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

CheckIn Lernatom file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe Lernatom file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche Dateityp application/vnd.ms-powerpoint Metadaten file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche Titel Einführung in Lagerverwaltungsszenario Lehrform Einleitung Check-In Lösche Check-Out www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Integrationsmodul Integrationsmodule Inhalt Lernatome Integrationsmodul Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe Integrationsmodule Inhalt Lernatome Beispielwelt Datenbank Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Datenbasisschemata Lager Neues Modul Lernatom + Suche Suche Modul Lernatom - Metadaten www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Integrationsmodul Integrationsmodule Inhalt Lernatome Integrationsmodul Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe Integrationsmodule Inhalt Lernatome Beispielwelt Datenbank Einführung in Lagerverwalt Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Datenbasisschemata Lager Neues Modul Lernatom + Suche Suche Modul Lernatom - Metadaten www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Strukturmodul Strukturmodule Struktur Lernatome Beispielwelt Datenbank Strukturmodul Einstellungen SCORE Hilfe Strukturmodule Struktur Lernatome Beispielwelt Datenbank Einführung in Lagerverwalt 1 Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L 2 Anwendungsfalldiagramm L - Datenbasisschemata Lager Neues Modul Strukturiere Integrationsmodul Suche Modul Beispielwelt Datenbank Metadaten www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Präsentationsmodul Präsentationsmodule Lernatome Präsentationsmodul Einstellungen SCORE Hilfe Präsentationsmodule Lernatome Beispielwelt Datenbank Einführung in Lagerverwalt Anwendungsfalldiagramm L Transformationsmuster HTML Container Transformiere Neues Modul Metadaten Strukturmodul Suche Modul Beispielwelt Datenbank www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

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> </xsl:template> www.ipd.uni-karlsruhe.de/SCORE

Kurs Kurs Module Datenbankeinsatz Beispielwelt Datenbank 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

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

Zusammenfassung Problem: Anforderung: Lösung 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

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