CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 0 Redesign eines generativen,

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1 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 0 Redesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train Alexander Hörnlein, Christian Betz, Frank Puppe Universität Würzburg Lehrstuhl für Künstliche Intelligenz und Angewandte Informatik Gefördert vom BMBF im CASEPORT-Verbundprojekt (Kennziffer: 08NM111E) Gliederung: 1. Einführung 2. Tutorielle Problemstellung 3. Problemstellung für die GUI 4. Bisherige Lösung: D3Trainer 5. Neue Lösung: d3web.Train 6. Evaluation 7. Ausblick

2 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 1 Einführung: Intelligente Tutorsysteme Tutand Benutzerschnittstelle Didaktik Komponente Tutanden- modell Wissensmodell Vorteil gegenüber seitenbasierten Systemen: Hohe Wiederverwendung des allgemeinen Wissens im Wissensmodell Automatische Feedback-Generierung in der Didaktik-Komponente Individualisierbarkeit in Didaktik-Komponente und Tutandenmodell Fokus dieses Vortrags: Benutzerschnittstelle

3 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 2 Tutorielle Problemstellung Aktion Auswahl von Tests zur Erhebung neuer Daten, ggf. mit Begründung Erkennen und Beschreiben von Symptomen in Bildern bzw. Multimedia-Objekten Angabe von Diagnosen, ggf. mit Begründung Auswahl und Parametrisierung von Therapien aufgrund der Diagnosen Symptomsuche Symptomerhebung Symptomerkennung Symptomauswertung Therapiebestimmung Therapiedurchführung Therapieüberwachung Fallintro Fallabschluss

4 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 3 Problemstellung für die GUI Präsentationsprobleme: übersichtliche Präsentation vieler Einzeldaten Multimediale Präsentation eines Teils der Daten kontinuierliche Änderung durch neu angeforderte Daten Aktionsprobleme: Vielfalt von Benutzeraktionen (Tests, Diagnosen, Therapien wählen, Bilder befunden) in beliebiger Reihenfolge Aktionen mit sehr vielen Alternativen Darstellung des Feedbacks ggf. auch Begründungsdialog

5 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 4 D3Trainer Erste fallbasierte Tutor-Komponente zum Diagnostik-Shellbaukasten D3 Unterstützung der vier Interaktionstypen mit generiertem Feedback LISP-basierte, monolithische Stand-Alone-Applikation Probleme der Benutzungsoberfläche: jeder Aktionstyp in eigenem Fenster viele Fenster Mischung von Präsentation & Navigation (wegen schrittweisem Wachstum) umständliche Navigation

6 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 5 D3Trainer: Fallpräsentation

7 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 6 D3Trainer: Untersuchungsauswahl

8 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 7 D3Trainer: Bildbefundung

9 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 8 D3Trainer: Diagnose-/Therapieauswahl

10 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 9 D3Trainer

11 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 10 Re-designte Applikation: d3web.Train Ein Fenster mit klarer Trennung zwischen Fall-Navigation (links) und Fall-Präsentation (rechts) Ein Feedback-Fenster für den Avatar (Ein weiteres Fenster für die Bildbefundung wegen erhöhtem Platzbedarf) Java Servlet basierte Web-Applikation

12 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 11 d3web.Train: Vorführung

13 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 12 Evaluation D3Trainer (in: Reinhardt, B.: Didaktische Strategien in generierten Trainingssystemen zum diagnostischen Problemlösen, Dissertation an der Universität Würzburg, infix-Verlag, diski 234, 2000) Rheumatologie Poliklinik München 104 StudentenVerschiedene Versionen mit Bildsystemen Rheumatologie Qualitätszirkel 26+ niedergelassene bzw. im Krankenhaus tätige Ärzte Vier bzw. 25 Fälle mit Bildsystemen Neurologie Fragebögenauswertung 108 Fragebögen190 Fälle ohne Therapien, Bildsysteme und Kosten Hepatologie Krankenhaus Köpenick 51 Studenten und Ärzteohne Therapien, Bildsysteme und Kosten Pflanzenerkennung Biologie Würzburg 6 Studentenca. 10 Fälle mit Bildsystemen d3web.Train Alle D3Trainer Tutorsysteme sind automatisch transformierbar. Evaluation der Oberfläche steht noch aus.

14 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 13 Ausblick Evaluationen!!! Technische Verbesserungen (mehr Multimedia-Formate, verknüpfte Multimedia-Objekte, bessere Konfigurierbarkeit, Hilfesystem, interaktives Feedback) Verknüpfung mit externem Wissen (Lehrbuchwissen, Literaturdatenbanken, …) Unterstützung von kooperativem Lernen (Gruppenarbeit; Chat, Foren, Kommentare) Folgesitzungen und Therapieüberwachung (Simulation von Therapieeffekten) Tutandenmodell (u.a. für gezielte Hilfestellung und Verweise auf externes Wissen )

15 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 14 Fragen?

16 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 15 Interaktionsstruktur in d3web.Train Diagnostikschleife: wiederhole Schritte 1-4 solange, bis Diagnosen gefunden: 1.Symptomsuche Präsentation: standardisierte Fallbeschreibung Benutzeraktion: Auswahl von Tests zur Erhebung neuer Daten, ggf. mit Begründung Feedback: Bewertung der Auswahl, evtl. Zeigen neuer Daten Wissen: Kosten/Nutzen-Bewertung bzgl. der aktuellen Hypothesen 2.Symptomerhebung: (Manuelle) Durchführung der ausgewählten Tests 3.Symptomerkennung Präsentation: Multimedia-Daten Benutzeraktion: Erkennen von Symptomen (und Beschreibung in Fachterminologie) Feedback: Bewertung und Erklärung anhand der Multimedia-Daten Wissen: Zuordnung von Multimedia-Daten zu Symptomen, Gewichtung von Symptomen 4.Symptomauswertung Präsentation: standardisierte Fallbeschreibung Benutzeraktion: Angabe von Hypothesen, ggf. mit Begründung Feedback: Bewertung, Zeigen richtiger Daten Wissen: Vergleich von Systembewertung und Benutzerbewertung jeder Hypothese ausgehend von den aktuell bekannten oder vom Autor vorgegebenen Testergebnissen und Befunden; Gewichtungen Therapieschleife: Therapiebestimmung: Auswahl und Parametrisierung von Therapien aufgrund der Diagnosen. Falls notwendig, müssen dazu weitere Symptome (Sprung zu Schritt 1) erfasst werden. Therapiedurchführung: (Manuelle) Durchführung der ausgewählten Therapien. Therapieüberwachung: Überprüfe, ob die gewählte Therapie das gewünschte Ergebnis hat. Falls nicht, modifiziere Therapie und/oder Diagnose und wiederhole entsprechende Schleife Symptomsuche Symptomerhebung Symptomerkennung Symptomauswertung Therapiebestimmung Therapiedurchführung Therapieüberwachung

17 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 16 d3web.Train: Technische Details Java-basiert (Servlet) Fälle und Wissensbasen im XML-Format HTML Web-Applikation (benötigt noch Internet Eplorer 5+, aber keine JVM) HTML GUI modular: d3web.Train Kernel (Studentenmodell, Objektverwaltung, Feedback, …) d3web.Train Applikation Feedback Service (Feedback Darstellung) d3web Kernel (mit modularen Problemlösern) Persistenzschicht d3web.KnowMe Autorenwerkzeuge

18 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 17 d3web.Train: Fallpräsentation Diagnosen bzw. Therapien Untersuchungs auswahl Falldaten Aufwand Steuerung globale Steuerung Suche

19 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 18 d3web.Train: Diagnose-/Therapie-Auswahl Diagnosen- oder Therapie-Auswahl Suche Therapie-Anzeige (Diagnose-Anzeige)

20 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 19 d3web.Train: Befunde durch den Lerner (I) Aufruf des Befundungs fensters

21 CBT2002 11. April 2002 Alexander HörnleinRedesign eines generativen, fallbasierten Trainingssystems für das WWW in d3web.Train 20 d3web.Train: Befunde durch den Lerner (II) Befundbare Untersuchungen Möglicher Befund