Standards für den Austausch von Lern- und Lehrobjekten

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1 Standards für den Austausch von Lern- und Lehrobjekten Hauptseminar E-Learning Holger Sunke

2 Agenda Einleitung Lehr- und Lernobjekte Begriffsbestimmung Lebenszyklus Anforderungen SCORM Zusammenstellung von Lerninhalten Laufzeitumgebung Festlegen von Sequenzregeln Zusammenfassende Bewertung 2

3 Allgemeines zu Standards und Normen Zwecke von Normen und Standards Herstellerunabhängigkeit Investitionssicherheit Wiederverwendbarkeit Wichtige Erfolgsfaktoren Akzeptanz Flächendeckende Anwendung führt zu Netzwerkeffekt Positiver externer Effekt aus der VWL Nutzen steigt mit wachsender Nutzerzahl Das wiederum erhöht die Anzahl der Nutzer Validierbarkeit Angst vor Vereinheitlichung und Einschränkung der Kreativität 3

4 Lehrobjekt vs. Lernobjekt Lehrobjekt Aus der Sicht des Dozenten oder Ausbilders Ziel: Wissen an eine Zielgruppe vermitteln Lernobjekt Aus der Sicht des Sudenten, Aus- oder Weiterzubildenden Ziel: Relevantes Wissen erlernen Lernobjekt als Synonym für Lehrobjekt 4 Lebenszyklus Anforderungen

5 Lebenszyklus(1/2) Vision eines Ausbilders oder Dozenten Bereitstellung von erlernbarem Fachwissen Selbständig erlernbar am Computer Sammlung und Formatierung von Materialien Bündelung in ein oder mehrere Lernpakete Verwendung von Werkzeugen beliebiger Hersteller 5 Lebenszyklus Anforderungen

6 Lebenszyklus(2/2) Bereitstellung von Lernpaketen in Repositories Durchsuchbarkeit Metadaten Anwendung in Lernplattformen beliebiger Hersteller Ausführung von Lernaktivitäten Datenaustausch zwischen Lernplattform und Lernobjekten Beurteilung des Lernfortschrittes Wiederverwendung einzelner Bestandteile zur Konstruktion weiterer Lernpaketen 6 Lebenszyklus Anforderungen

7 Zusammenfassende Anforderungen Lernpaket Einheitliche Formatirung der Lernobjekte Einheitliche innere Struktur Interpretierbarkeit der Metadaten Beurteilung und Verwendung des Lernfortschrittes Interaktionen im Lernprozess wie vom Hersteller der Materialien geplant Speicherung lernobjektbezogener Daten Normierte Kommunikationsschnittstelle: Lernobjekt <-> Lernplattform 7 Lebenszyklus Anforderungen

8 Zahlreiche Normen im Bereich E-Learning Zahlreiche Normen setzen sich mit diesen Problemfeldern auseinander Verschiedenste Organisationen und Konsortien an Weiter- und Neuentwicklungen beteiligt Jeweils Mehrere Ansätze für jedes Problemfeld Tanenbaum: The nice thing about standards is that there are so many of them to choose from. Möglicher Ausweg: Das Sharable Content Object Reference Model (SCORM) von ADL 8 Lebenszyklus Anforderungen

9 Die Advanced Distributed Learning Initiative Gegründet 1997 vom US-Verteidigungsministerium Kostengünstige Bereitstellung hochwertige Lernunterstützung jederzeit und überall Stimulierung des Marktes Beschleunigung der Entwicklung von Lernsoftware Enge Kooperation mit Organisationen wie z.b.: IEEE Learning Technology Standards Committee (LTSC) IMS Global Learning Consortium Erste veröffentlichte Version von SCORM: Version 1.0 im Jahre

10 SCORM heute Aktuelle Version: SCORM rd Edition Integration zahlreicher Normen aus dem Bereich E-Learning zu einem Gesamtkonzept Spezifikation in vier Dokumenten 1. Overview 2. Content Aggregation Model 3. Run-Time Environment 4. Sequencing and Navigation Bezieht sich ausschließlich auf Webbasierte Lernplattformen 10

11 Aufbau eines Lernpaketes Package Interchange File PKZip-Format (Dateiendung.zip) imsmanifset.xml IMS Content Packaging Content Package 11

12 Komponenten eines Lernpaketes Ausführungsreihenfolge der Aktivitäten im Wesentlichen durch die Baumstruktur bestimmt. 12

13 Integration von Metadaten Angabe von Metadaten basierend auf der Norm IEEE Learning Object Metadata (LOM) Neun Elementkategorien: 1. General: Allgemeine Informationen 2. Life Cycle: Geschichte und Status des Lernobjektes 3. Meta-Metadata: Beschreibung der Metadaten selbst 4. Technical: Technische Charakteristika des Lernobjektes 5. Educational: Pädagogische Aspekte des Lernobjektes 6. Rights: Rechtliche Regelungen und Benutzungsbedingungen 7. Relation: Beziehungen zu anderen Lernobjekten 8. Annotation: Kommentare zur Verwendung des Lernobjektes 9. Classification: Klassifiziert das Lernobjekt 13

14 IMSMANIFEST.XML(1/2) 14

15 IMSMANIFEST.XML(2/2) 15

16 Kritische Betrachtung von IMS LOM Hohe Flexibilität Erweiterbarkeit (Ausnutzung in SCORM erlaubt, aber nicht empfohlen) Aber: Fehlende einheitliche Taxonomie Dies erschwert die unmissverständliche Kennzeichnung der Thematik Nutzbarkeit der Metadaten stark von Verständnis eines menschlichen Benutzers abhängig Problematisch für rein maschinelle Verarbeitung Beispiele: < general >Normen im Bereich E-Learning< /general > < general >Normen im Bereich E-Education< /general > < general >E-Learning-Standards< /general > 16

17 SCORM-Konforme Lernplattformen Das SCORM Run-Time Environment Beschreibung von Logik und Anforderungen an Webbasierte Lernplattformen Detailierte Spezifikation der Schnittstelle zwischen Lerninhalt und Lernplattform Startmechanismus von Ressourcen 17

18 Struktureller Aufbau der Lernplattform 18

19 Die Kommunikationsschnittstelle API-Funktionen für den Datenaustausch zwischen Lernobjekten und LMS Unterteilt in drei Kategorien: Sitzungsmethoden: Initialize(): Kommunikation initialisieren Terminate(): Kommunikation beenden Datentransfermethoden: GetValue(p1): Einen Wert vom LMS abrufen SetValue(p1,p2): Einen Wert im LMS setzen Commit(): Alle bisherigen Wertänderungen persistieren Unterstützende Methoden: GetLastError(): Nummer des letzten Fehlers GetErrorString(p1): Erklärung zu einer Fehlernummer GetDiagnostic(p1): LMS-Diagnostikinformationen 19

20 Transitionsdiagramm 20

21 Transitionsdiagramm IEEE Standard for Learning Technology (SLT) - ECMAScript Application Programming Interface for Content to Runtime Services Communication 20

22 Aufruf der Datentransfermethoden GetValue(p1) SetValue(p1,p2) Der Parameter p1 identifiziert jeweils ein Element aus dem SCORM Run-Time Environment Data Model Diese Angabe richtet sich nach der Norm IEEE SLT - Data Model for Content Object Communication GetValue( cmi.session_time ) SetValue( cmi.comments_from_learner.42.comment, Kommentar! ) 21

23 Pädagogische Lehrpläne Wünschenswert: Individuelle Betreuung durch den Lernprozess Stärken des Lernenden fördern Auf Schwächen eingehen Ausführungsreihenfolge von Aktivitäten in SCORM größtenteils durch Baumstruktur bestimmt Dies ist nicht immer ausreichend Sequenzregeln legen Bedingungen für die Ausführung von Aktivitäten fest In Abhängigkeit vom Lernfortschritt In Abhängigkeit von Benutzerpräferenzen 22

24 Clusterung des Aktivitätenbaumes(1/2) Interpretation von Teilen des Aktivitätenbaumes in Cluster Eine Aktivität als Wurzelaktivität in jedem Cluster Alle direkten Nachfolger Sequenzregeln werden jeweils zum Wurzelelement eines Clusters definiert Integration der Sequenzregeln innerhalb des Manifestes in den Elementen <sequencing> und <sequencingcollection> Zugrundeliegende Norm: IMS Simple Sequencing 23

25 Clusterung des Aktivitätenbaumes(2/2) 24

26 Clusterung des Aktivitätenbaumes(2/2) 24

27 Clusterung des Aktivitätenbaumes(2/2) 24

28 Clusterung des Aktivitätenbaumes(2/2) 24

29 Clusterung des Aktivitätenbaumes(2/2) 24

30 Clusterung des Aktivitätenbaumes(2/2) 24

31 Clusterung des Aktivitätenbaumes(2/2) Drei Freischaltungsstrategien: Traversierung des Aktivitätenbaumes Freier Zugriff des Lernenden auf den gesamten Baum Lernfortschrittsabhängige Freischaltung 24

32 Zunächst geringe Akzeptanz Pädagogen sehen Anforderungen für Pädagogische Pläne nicht ausreichend erfüllt Hohe Fehleranfälligkeit bei steigender Komplexität der Lerninhalte: Lernplattform bleibt in abgeschlossener Aktivität hängen Lernplattform verfällt in Endlosschleife Geplante Aktivitäten werden wegen fehlerhaften Sequenzregeln oder Ausnahmefehlern nicht gestartet Lösungsansatz: Abbildung der Sequenzregeln auf Petrinetze 25

33 SAP Learning Solution 6.02 Heute zahlreiche Implementierungen ANGEL Learning Management Suite 7.2 ILIAS OpenSource 3.9 Zusatzmaterial von ADL: Beispielimplementierung einer Lernplattform Beispielhafte Lerninhalte System zum Prüfen der Konformität von Lerninhalten und Lernplattformen 26

34 o - => Stärken und Schwächen von SCORM Modularität (Zusammensetzung aus kleineren Normen) Webanwendung Austauschbarkeit Schwächen von LOM Pädagogisches Konzept: Individuelle Betreuung des Lernenden Beschränkung auf Individualisierte Lernszenarien Alles in Allem: Empfehlung 27

35 Ausblick IMS Learning Design Definition einer Sprache zur Modellierung pädagogischer Konzepte Kooperatives Lernen Rollenzuweisung zu menschlichen und maschinellen Akteuren Akteure einzeln oder in Gruppen => Möglicher Kandidat für SCORM? 28

36 Ende der Präsentation Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Gibt es noch offene Fragen? 29