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S C O R ESystem for Courseware Reuse
Entwicklung eines Systems zur Erstellung von wiederverwendbaren Lehr-/Lerninhalten im
Project SCORE
Institut für Programmstrukturen und DatenorganisationUniversität Karlsruhe
Alexander Fürbach
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Überblick
Motivation
Ziele der Diplomarbeit
SCORE KonzeptModularisierungTrennung von AspektenEbenen der Modularisierung
RealisierungModulentwicklungKursentwicklung
Prototyp
Zusammenfassung
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Motivation
Das Erstellen eines Kurses• ist zeit- und kostenintensiver Prozess• erfordert interdisziplinäre
Zusammenarbeit• muß psychologische und ergonomische
Faktoren berücksichtigen
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Motivation: Vorhandene Systeme
• Vorhandene Systeme betrachten einen Kurs als unveränderliche Einheit
• Kurs ist nur schwer• erweiterbar• änderbar• wiederverwendbar
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Anforderungen: Kursentwicklungssysstem
• Formen der Wissenvermittlung• selbstgesteuertes Lernen• Lehrender vermittelt Wissen
• Anpassbarkeit durch Lehrende/Studenten
• Möglichkeit der Kooperation• Standards (XML, Metadaten)• Wiederverwendung• Multimediale Inhalte
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Überblick
Motivation
Ziele der Diplomarbeit
SCORE KonzeptModularisierungTrennung von AspektenEbenen der Modularisierung
RealisierungModulentwicklungKursentwicklung
Prototyp
Zusammenfassung
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Ziele
• Kosten- und Zeitreduktion • Kooperation und Wiederverwendung
unterstützen• Anpassung auf Kontext, Zielgruppen und
Didaktik eines Dozenten ermöglichen
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Überblick
Motivation
Ziele der Diplomarbeit
SCORE KonzeptModularisierungTrennung von AspektenEbenen der Modularisierung
RealisierungModulentwicklungKursentwicklung
Prototyp
Zusammenfassung
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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
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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
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SCORE Konzept
Modularisierung und Trennung von Aspekten durch Hierarchie auf Lernmodulen:
• Integrationsmodule• Inhaltsaspekt
• Strukturmodule• Struktur durch Reihenfolge
• Präsentationsmodule• Präsentationsform eines Lernmoduls
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Ebenen der Modularisierung
Views of single authors
Presentational modulePrint view
Presentational moduleDistance learning view
Presentational modulePrint view
Group of authors
Learning Subject
Integration Module
Learning unitLearning unit Learning unit
Integration Module Type
StructuralModule Type
PresentationalModule Type
Structural module Structural module Structural module
Presentational moduleFace-to-face view
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Überblick
Motivation
Ziele der Diplomarbeit
SCORE KonzeptModularisierungTrennung von AspektenEbenen der Modularisierung
RealisierungModulentwicklungKursentwicklung
Prototyp
Zusammenfassung
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.UploaderSCORE.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
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Überblick
Motivation
Ziel der Diplomarbeit
SCORE KonzeptModularisierungTrennung von AspektenEbenen der Modularisierung
RealisierungModulentwicklungKursentwicklung
Prototyp
Zusammenfassung
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Systemarchitektur
Datenbank - Tamino XML Server
CourseStructural Module
Integration Module
TemplatesMetadatanonXML
Tamino Java API
CheckIn
SearchEngine
MetaEditor
ModuleBuilder
CourseBuilder
GUI (Swing)
XPath DOM
HTTP
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Anwendung
• Szenario: Datenbankeinsatz, Lagerverwaltung• BeispielLagerverwaltungEinführung.ppt• BeispielLVDatenbasisschemata.ppt• BeispielLVAnwendungsfalldiagrammUML.ppt
• Metadaten erstellen
• CheckIn
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CheckIn
Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe
Lernatom file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche
Dateityp application/vnd.ms-powerpoint
Metadaten file://C:/atome/BeispielLagerverwaltungEinfü Suche
Check-In Lösche Check-Out
Titel Einführung in Lagerverwaltungsszenario
Lehrform Einleitung
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Integrationsmodul
Integrationsmodul Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe
Integrationsmodule Inhalt Lernatome
Anwendungsfalldiagramm L
Datenbasisschemata Lager
Einführung in LagerverwaltBeispielwelt Datenbank
Neues Modul
Suche Modul
Lernatom +
Lernatom -
Suche
Metadaten
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Integrationsmodul
Integrationsmodul Lernatom Einstellungen SCORE Hilfe
Integrationsmodule Inhalt Lernatome
Einführung in Lagerverwalt
Anwendungsfalldiagramm L
Datenbasisschemata Lager
Einführung in LagerverwaltBeispielwelt Datenbank
Neues Modul
Suche Modul
Lernatom +
Lernatom -
Suche
Metadaten
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Strukturmodul
Strukturmodul Einstellungen SCORE Hilfe
Strukturmodule Struktur Lernatome
Einführung in Lagerverwalt
Anwendungsfalldiagramm L
Beispielwelt Datenbank
Neues Modul
Suche ModulBeispielwelt Datenbank
Beispielwelt Datenbank
Integrationsmodul Strukturiere
Anwendungsfalldiagramm L
Datenbasisschemata Lager
Einführung in Lagerverwalt1
2
-
Metadaten
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Präsentationsmodul
Präsentationsmodul Einstellungen SCORE Hilfe
Präsentationsmodule Lernatome
Beispielwelt Datenbank
Neues Modul
Suche ModulBeispielwelt Datenbank
Beispielwelt Datenbank
Strukturmodul
Einführung in Lagerverwalt
Anwendungsfalldiagramm L
Transformiere
HTML ContainerHTML Container
Transformationsmuster
Metadaten
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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><html>
</xsl:template>
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Kurs
Kurs Einstellungen SCORE Hilfe
Kurs Module
Datenbankeinsatz
Neuer Kurs
Suche Kurs
SucheErzeuge Knoten
Entferne Knoten
Beispielwelt Datenbank
Beispielwelt Datenbank
Beispielwelt Datenbank
Beispielwelt Daten
SQL
Metadaten
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Motivation
Ziel der Diplomarbeit
SCORE KonzeptModularisierungTrennung von AspektenEbenen der Modularisierung
RealisierungModulentwicklungKursentwicklung
Prototyp
Zusammenfassung
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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