© A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 1 Dienstag, 2. Mai 2000 Lernmodul Künstliche Intelligenz Konzeption einer für das Internet aufbereiteten Lehrveranstaltung.

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1 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 1 Dienstag, 2. Mai 2000 Lernmodul Künstliche Intelligenz Konzeption einer für das Internet aufbereiteten Lehrveranstaltung A. Ludwig, F. Seutter Institut für Angewandte Informatik Fachhochschule Braunschweig / Wolfenbüttel

2 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 2 Dienstag, 2. Mai 2000 Gliederung Teil I Projekt Virtuelle Fachhochschule, Lehr- und Lernformen, Lernmodul und Lehrinhalte Teil II Ableitung einer Softwarearchitektur für ein Lehr- / Lernsystem aus einem Konzept für Intelligente Tutorielle Systeme

3 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 3 Dienstag, 2. Mai 2000 Teil I Einleitung Virtuelle Fachhochschule Lernen und Lehren Multimediales Lernen und Lehren Das Lernmodul Die Lehrinhalte

4 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 4 Dienstag, 2. Mai 2000 Einleitung Media Lab des MIT 1980

5 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 5 Dienstag, 2. Mai 2000 Einleitung Media Lab des MIT 2000

6 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 6 Dienstag, 2. Mai 2000 Einleitung Media Lab des MIT Projekt Lernraum im Media Lab Computer Based Training Virtuelle Lehrveranstaltungen Virtuelle Hochschulen

7 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 7 Dienstag, 2. Mai 2000 Virtuelle Fachhochschule Leitprojekt des BMBF Konzeption, Entwicklung und Betrieb einer virtuellen Fachhochschule –Studien- und Weiterbildungsangebot Medieninformatik Wirtschaftsingenieurwesen –Aufbau Studienagentur

8 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 8 Dienstag, 2. Mai 2000 Virtuelle Fachhochschule Verbundpartner: 12 Fachhochschulen und 2 Universitäten (aus 7 Bundesländern) Projektlaufzeit: 1999 bis 2003 (für Konzeption und Entwicklung) Projektmittel: 42 Mio. DM

9 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 9 Dienstag, 2. Mai 2000 Lernen und Lehren Lernen: Vorgang zur Aufnahme und Speicherung von Wissen Lernzyklus Lerner und Lehrer sind Gestalter und Teilnehmer Wissensaufbereitung Wissensvermittlung Wissensaufnahme Wissenserhalt Wissensüberprüfung Lernziele festlegen

10 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 10 Dienstag, 2. Mai 2000 Lern- und Lehrformen Hochschulausbildung –Vorlesung –Übung –Seminar –Praktikum –Projekt –Gruppenarbeit –individuelles Lernen –etc.

11 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 11 Dienstag, 2. Mai 2000 Lern- und Lehrformen Fachhochschulausbildung –seminaristische Vorlesung –etc.

12 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 12 Dienstag, 2. Mai 2000 Seminaristische Vorlesung Begriffs-, Fakten-, Methoden- und Bewertungswissen werden vom Lehrer vorgetragen Beispiele, Anwendungen und Übungsaufgaben werden von Lernern und Lehrer erarbeitet, diskutiert und bewertet

13 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 13 Dienstag, 2. Mai 2000 Multimediales Lernen und Lehren Einsatz des Computers als –Simulator Experiment Prozeß –Lehrer –Kommunikationsmittel –Schreib- und Zeichengerät –Arbeitsmappe –Hilfsmittel Lehrbuch Lehrfilm

14 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 14 Dienstag, 2. Mai 2000 Entferntes Lernen Multimediales Lernen und Lehren

15 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 15 Dienstag, 2. Mai 2000 Multimediales Lernen und Lehren Kollaboratives Lernen

16 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 16 Dienstag, 2. Mai 2000 Das Lernmodul Modellierung der Lern- und Lehrform einer seminaristischen Vorlesung Umsetzung von multimedialen und telemetrischen Lernformen –Entferntes Lernen –Kollaboratives Lernen

17 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 17 Dienstag, 2. Mai 2000 Das Lernmodul Begriffs-, Fakten-, Methoden- und Bewertungswissen sind als Hypermedia- Dokumente über das Internet verfügbar. Verständnisfragen sind zu beantworten. Übungsaufgaben sind zu lösen. Verweise auf vertiefende und weiterführende Quellen werden angeboten.

18 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 18 Dienstag, 2. Mai 2000 Das Lernmodul Anwendungen, Vertiefungen, Diskussion und Bewertung des Gelernten über Kommunikationsforen im Internet –E-Mail / Voice-Mail –Newsgroup –Telefon / Telefax –Chat –Whiteboard –Netmeeting –Video- /Audiokonferenz

19 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 19 Dienstag, 2. Mai 2000 Das Lernmodul Behandlung von diversen Themen des Fachgebiets Künstliche Intelligenz Ein Thema / ein Kapitel wird in einer Lerneinheit behandelt Eine Lerneinheit umfasst mehrere Lernaufgaben Bearbeitung der Lerneinheiten wird unterstützt durch –Navigationssystem –Inhalts- und Stichwortverzeichnis –Lernsteuerung –Lernfortschrittshinweisen

20 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 20 Dienstag, 2. Mai 2000 Die Lerninhalte Problemdarstellung und Problemlösung Heuristisches Suchen in Netzen Regelbasierte Verfahren und Wissensrepräsentation Formale Logik und Fuzzy Logik Neuronale Netze Intelligente Softwareagenten

21 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 21 Dienstag, 2. Mai 2000 Das Lernmodul

22 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 22 Dienstag, 2. Mai 2000 Teil II Das Lernmodul (wie gesehen) Wichtige Schnittstellen des Lernmodul KI Idealtypischer Aufbau eines intelligenten tutoriellen Systems Umbau des Systems für die Integration eines menschlichen Lehrers Modifizierte Begrifflichkeit und Anordnung Architektur und Prozess Zusammenfassung und Ausblick

23 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 23 Dienstag, 2. Mai 2000 Wichtige Schnittstellen des LM KI Lernmodul KI LernraumLernraum externe unabhängige Applikationen, z. B.: Simulatoren lokale KI- Daten AutorIn StudentIn temp. Stud.- Daten LehrerIn externe KI- Daten

24 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 24 Dienstag, 2. Mai 2000 Lernermodell Idealtypischer Aufbau eines intelligenten tutoriellen Systems Kommunikations- schnittstelle Tutormodul (Lehrstrategie) LernerLerner Expertenmodul (Lehrwissen) Diagnosemodul Umbau der Komponenten Diagnosemodul nicht definiert Reduziertes Lernermodell (Lehrwissen) Diagnosemodul (Lehrwissen) Fachinhalte ohne Abhängigkeiten Tutormodul (Fachabhängigkeiten) Diagnosemodul (Lehrstrategie) Lehrstrategie LernerLerner

25 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 25 Dienstag, 2. Mai 2000 Reduziertes Lernermodell Mit menschlichem Lehrer Kommunikations- schnittstelle (Lehrwissen) Fachinhalte ohne Abhängigkeiten Tutormodul (Fachabhängigkeiten) Diagnosemodul LernerLerner Kommunikations- schnittstelle LehrerLehrer Lehrstrategie Lehrerinterven- tionsmöglichkeit, verant. Lehrstrategie

26 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 26 Dienstag, 2. Mai 2000 Reduziertes Lernermodell Modifizierte Begrifflichkeit... Kommunikations- schnittstelle (Lehrwisssen) Fachinhalte ohne Abhängigkeiten Tutormodul (Fachabhängigkeiten) Diagnosemodul LernerLerner Kommunikations- schnittstelle LehrerLehrer Lehrerinterven- tionsmöglichkeit, verant. Lehrstrategie LehrerIn- modul Katalog- verwalter LehrerIn- interface StudentIn- Interface Leh- re- rIn Stu- den- tIn StudentIn- modul Inferenz- maschine

27 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 27 Dienstag, 2. Mai 2000 Leh- re- rIn Stu- den- tin StudentIn- Interface Reduziertes Lernermodell... und... LehrerIn- interface LehrerIn- modul Katalog- verwalter LehrerIn- interface Inferenz- maschine StudentIn- modul LehrerIn- modul Leh- re- rIn

28 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 28 Dienstag, 2. Mai 2000 Stu- den- tin StudentIn- Interface... Anordnung Katalog- verwalter LehrerIn- interface Inferenz- maschine StudentIn- modul LeherIn- modul LehrerIn LehrerIn- interface Leh- re- rIn StudentIn- Interface Studentin StudentIn- modul Inferenz- maschine Katalog- verwalter

29 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 29 Dienstag, 2. Mai 2000 Architektur und Prozeß ExpertIn Inf.-Prog. AutorIn LehrerInStudentInLE-Prog. Wiss.-Akqu. Konzept, Drehbuch Progr.- Interface LehrerIn- Interface StudentIn- Interface Progr.- Interface Aut.- Inter. Ext.- Int. 1 Ext. Int. n Inferenz- maschine Katalog- verwalter LehrerIn- modul StudentIn- modul Vermittlung A. I. * A. I. : Anfrage-Integrator Rollen- schicht Prozess- konzept- schicht Quellen- schicht Präsent.- schicht Appl.- schicht Daten- schicht Lerninhalte, Aufgaben u. verwandte Daten Daten der StudentIn Daten der LehrerIn Inferenz- Daten Daten ? * : Reportgenerator

30 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 30 Dienstag, 2. Mai 2000 Realisierung AutorIn StudentInLE-Prog. Konzept, Drehbuch Progr.- Interface StudentIn- Interface Aut.- Inter. Ext.- Int. 1 Ext. Int. n Katalog- verwalter LehrerIn- modul StudentIn- modul Vermittlung Rollen- schicht Prozess- konzept- schicht Quellen- schicht Präsent.- schicht Appl.- schicht Daten- schicht Lerninhalte, Aufgaben u. verwandte Daten Daten der StudentIn Daten ?

31 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 31 Dienstag, 2. Mai 2000 Zusammenfassung und Ausblick Multimediales und telemetrisches Lernen und Lehren Konzept, Struktur und Inhalt des KI-Lernmoduls Systemarchitektur Einbettung des Lehrsystems in die Virtuelle Fachhochschule

32 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 32 Dienstag, 2. Mai 2000 Kontakt Name: Prof. Dr. Friedhelm SeutterDipl.-Inform. Andreas Ludwig Anschrift:Institut für Angewandte Informatik Fachhochschule Braunschweig / Wolfenbüttel Salzdahlumer Straße 46 / 48 D-38302 Wolfenbüttel Germany Telefon: (+49) 5331 - 939 630 (+49) 5331 - 939 623 Telefax: (+49) 5331 - 939 602 (+49) 5331 - 939 602 E-Mail: Seutter@fh-wolfenbuettel.de a.ludwig@fh-wolfenbuettel.de Internet: http://www.fh-wolfenbuettel.de/fb/i/organisation/personal/seutter oder: http://www.fh-wolfenbuettel.de/fb/i/organisation/personal/ludwig

33 © A. Ludwig, F. Seutter, IAI, FH BS / WF 33 Dienstag, 2. Mai 2000 Ende