E-Learning und Digitale Bibliotheken mit MILESS und MyCoRe

Transkript

1 E-Learning und Digitale Bibliotheken mit MILESS und MyCoRe Frank Lützenkirchen HochschulRechenZentrum der Universität Essen

2 E-Learning und Digitale Bibliotheken: Einige Ansätze - MILESS: Digitale Bibliothek multimedialer Lehr- und Lernmaterialien - MyCoRe: Flexible Content Repositories mit konfigurierbarem Datenmodell - Arbeitsteilung: Digitale Bibliotheken <<< >>> E-Learning-Systeme - Ariadne: Knowledge Pool System - E-Learning Standards: Beschreibung von Inhalten: Lerneinheiten, Kurse - Lernobjekte in einer Digitalen Bibliothek verwalten: SCORM und IBM Content Manager V8 SCORM Prototyp - Learning Content Management Systeme - Integration E-Learning-Plattform / Digitale Bibliothek: Anbindung OpenUSS / Blackboard - Digitale Bibliothek als Backend für E-Learning Anwendung: KUPFER - Standardisierung von Services: MIT Open Knowledge Initiative

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4 Intentionen und Ziele Lehr- und Lernmaterial ist vorhanden, aber oft mühsam auffindbar, verstreut in der Hochschule keine systematische Ordnung Ziele des MILESS Projektes: Zentraler, einheitlicher Zugang für alle Fachbereiche, Suche und Navigation in einem homogenen System Sachliche, systematische Erschließung in bibliothekarischer Qualität, Integration der Bibliothek in den Dokumentenworkflow

5 Lehr- und Lernmaterial ist oft flüchtig, Verfügbarkeit nicht garantiert Pflege des Distributionssystems (Web-Server) aufwendig Manipulationsgefahr, Urheberschutzprobleme Intentionen und Ziele Ziele des MILESS Projektes: Archivierung und Sicherung, dauerhafte, zuverlässige Verfügbarkeit Zentrale Plattform zur Verteilung von Materialien Manipulationssicherheit, Digitale Signatur, Zugriffsschutz Elektronische Dissertationen

6 Intentionen und Ziele Multimediales Material: Ziele in MILESS: Verschiedenste Formate Audio / Videomaterialien: Große Datenmengen "Zoo" verschiedener Systeme, verteilt über die Universität Unterstützung beliebiger Dateiformate Skalierbarkeit des Systems, Spezielle Audio-/Videosoftware Schaffung einer Infrastruktur als nachhaltige, einheitliche Lösung

7 Gemeinschaftsprojekt der zentralen Einrichtungen der Universität Essen Medienzentrum Hochschulrechenzentrum Universitätsbibliothek Fachbereiche

8 MILESS Überblick MILESS: Multimedialer Lehr- und Lernserver Essen Genauer: Multimedialer Lehr- und Lernmittel-Server Nicht: E-Learning-System (Kursmanagement, Diskussionsforen,...) Essener Digitale Bibliothek: Infrastruktur für die Universität Essen In Essen für Essen entwickelte Applikation, d.h. ursprünglich zugeschnitten auf Essener Anforderungen Dublin Core Datenmodell, XML-Schnittstellen, beliebige Dateitypen Benötigt IBM Content Manager, DB2 unter AIX / NT Java-Applikation bestehend aus Servlets, Applets Open Source unter GNU General Public License, nichtkommerziell Nachnutzung durch 12 andere Universitäten erfolgreich, z. B. Leipzig (Bach Digital), Jena (Urmel), ca. ein Dutzend Installationen Zunehmende Flexibilisierung zur einfacheren Nachnutzung Teil der CampusSource Initiative NRW, Teil des MyCoRe Projekts

9 MILESS Basis: Content Manager V7 Abbildung: Marc Schlüpmann, Universität Essen

10 Content Manager: Wesentliche Funktionen Content Manager: Server-Komponenten mit DB2, TSM-Anbindung... Enterprise Information Portal: Client-Komponenten u. Text Search Verwaltung und Speicherung von Metadaten und Content Zentrale / dezentrale Object Server mit TSM Anbindung Parametrische Suche, vergleichbar mit Suche in relationaler DB Volltextsuche mit linguistischen Features Über EIP verteilte Suche mit Anbindung an andere Backends Programmier-Schnittstellen für Java, C++, C, ActiveX Funktionen für Benutzer- und Rechtemanagement Workflow-Funktionen Einfache Beispiel-Applikationen (flaches Karteikarten-Datenmodell) Administrations-Clients,... (diese Liste ist nicht vollständig)

11 MILESS Hardware-Basis in Essen Mail-Server IMAP Neuer Video-Server RS/6000 SP mit mehreren Frames MILESS IBM DB2 Content Manager Objectserver Libraryserver Videoserver Serial batch parallel batch parallel batch login services students login services staff TSM Internet via GWIN: 155 Mbit/s Anbindung an Gigabit Wissenschaftsnetz Web CMS DB and WWW Services Scalable POWERParallel Switch Online Plattenpool (ca 800 GB) RAID 30 GB SSA SCSI SSA RAID 30 GB SSA SSA In 2002: SAN-Lösung mit NAS-Gateway, ca. 1,6 TB Nutzspeicher SSA- Raid 172 GB SSA- Raid 58 GB 58 GB 36 GB 172 GB 0,8 TB Copy-Speicher 3494-C2A 3494-L D Ca. 800 Bandlager- In fächer 2002: Neue Tape-Library mit IBM 3494 Tape Library zunächst ca. >= 100 TB (derzeit 12 TB) Uni Essen Campus Netzwerk Gigabit Ethernet

12 Architektur Content Manager V8

13 MILESS Software-Architektur Abbildung: Marc Schlüpmann, Universität Essen

14 MILESS Datenmodell Dokumentenmodell ist Umsetzung des Dublin Core Element Set: Creator, Publisher, Contributor, Title, Subject, Description, Source, Coverage, Rights, Type, Format, Date, Language,... Ergänzt um Modell für Personen / Körperschaftsdaten: Personen, Namensformen, Kontaktinformationen,... Ergänzt um Modell für Dokumenten-Derivate und Dateien Ein Dokument in verschiedenen Formaten (HTML, PS, PDF,...) Metadatensatz ist abgestimmt auf / mit Deutsche Bibliothek: Elektronische Dissertationen

15 Übersicht MILESS Datenmodell Abbildung: Marc Schlüpmann, Universität Essen

16 Allgemeine u. fachspezifische Suchmasken

17 Liste der Suchergebnisse

18 Anzeige der Dokumenten-Metadaten

19 Applet-GUI für Autoren: Einstellen / Ändern

20 Dissertation in verschiedenen Formaten

21 Dissertation in LaTeX, Anzeige-Applet

22 Java- oder Shockwave-Animation

23 Video-Storyboard via XSL-Stylesheet

24 Video-Storyboard, XML-Darstellung

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26 MyCoRe: Entstehung und Ziele Essener Lösung MILESS ist spezialisiert auf die Essener Anforderungen (z. B. in Datenmodell, Graphische Oberflächen) MILESS Community der Nachnutzer brachte zusätzliche Anforderungen, Flexibilisierungswünsche, neue Anwendungsgebiete ein Daher, ausgehend von MILESS, gemeinsame Entwicklung eines flexiblen, anpassbaren Software-Kerns ( core ) zur Erstellung von digitalen Bibliothekssystemen / Archivlösungen (allgemein Content Repositories -> CoRe), für verschiedene Backend-Datenbanken, unter anderem IBM Content Manager Entwicklung als Open Source auf Java-Basis unter GNU GPL Kern, ergänzt um Anpassungen und Erweiterungen, bildet jeweils eine lokale Lösung, z. B. für Münzsammlung, Papyri- Archiv,...

27 MyCoRe: Projektbeteiligte Universität Essen: Rechenzentrum, Bibliothek, Medienzentrum Universität Jena: Rechenzentrum, Bibliothek Universität Leipzig: Rechenzentrum Universität Münster: Rechenzentrum, Bibliothek Universität Halle: Rechenzentrum, Bibliothek Universität Freiburg: Rechenzentrum Universität Rostock: Rechenzentrum, Bibliothek, Informatik Prof. Heuer Universität Bonn: Rechenzentrum Universität Greifswald: Rechenzentrum Universität Hamburg. Rechenzentrum, Bibliothek GWDG Göttingen mit Bayerischer Staatsbibliothek München Universität Uppsala / Louisiana Tech University: Architectural History IBM Deutschland: Content Manager Gruppe, Forschung & Lehre Weitere potentielle Beteiligte / interessierte zukünftige Nutzer / Kontakte Düsseldorf, Bochum, Mainz, BASF Ludwigshafen, Paul Hartmann AG...

28 MyCoRe: Ziele und Funktionalität Konfiguration statt Programmierung Konfigurierbares Metadatenmodell Konfigurierbares Layout über XSL Stylesheets Flexibles internes logisches Dateisystem Audio-/Video-Unterstützung Unterstützung verschiedener Datenbank-Backends Verteilte Suche über mehrere Systeme XML Import/Export Schnittstellen HTML GUI auch als Metadaten-Editor für Autoren Anbindung Benutzer-/Rechteverwaltung an LDAP,... Schnittstellen für OAI, Z.39.50, Web Services: SOAP

29 MyCoRe: Datenmodellierung

30 MyCoRe Classification System: Browsing through classifications

31 MyCoRe Internal Logical Filesystem: Separation of file metadata and content directory structure file names, types size, MD5 checksum date modified MCRNode * Manages file metadata stored in RDBMS MCRFile MCRDirectory 1 MCRFileContentStore Manages file content FCSContentManager various interface implementations FCSLocalFileSystem FCSRemoteFTPServer FCSRealServer FCSVideoCharger

32 MyCoRe Internal Logical Filesystem: Audio/Video Stores and Extenders audio/video files can be treated as ordinary files (import, export,...) audio/video content will automatically be stored in appropriate streaming server audio/video files have additional metadata (bitrate, framerate,...) and capabilities (start a streaming player) MCRFile MCRNode 1 * MCRDirectory MCRAudioVideoExtender MCRFileContentStore FCSContentManager AVXRealServer AVCVideoCharger FCSRealServer FCSVideoCharger

33 MyCoRe: Architektur

34 Generation of HTML Pages by MyCoRe Servlets: Separation of Logic & Layout 1 Client Browser HTML Page 4 Independent functions, can be changed maintained developed separately MCRLayoutServlet XML Document 3 Data XSL Stylesheet Layout instructions 2 MyCoRe Servlet Business Logic

35 MyCoRe LayoutServlet: Three different sources of XML 1a MILESS Derivate Servlet 2a Stored XML Document as part of a MILESS derivate XSL Stylesheet Client Browser 1b Other MyCoRe Servlet 2b 3 1c Dynamically generated XML Document Static XML Document from Web Server Filesystem 2c MyCoRe Layout Servlet 4 Output HTML Page

36 Verteilte Suche in MyCoRe: Remote Query Server & Clients Präsentation Suchergebnisse Client Lokale Suche Server HTTP / XML Lokale Suche Lokale Suche z.b. Content Manager Lokale Suche Quelle: M. Zarick, Universität Rostock Lokale Suche

37 Digitale Bibliothek vs. E-Learning-Plattform Unterschiedliche Stärken / Schwerpunkte Arbeitsteilung / Kooperation / Integration

38 Digitale Bibliothek - Lehr- und Lernplattform Digitale Multimediale Bibliothek Schnittstellen, Services E-Learning Plattform Lehrmaterial, Metadaten Suche in Metadaten, inhaltsbasierte Suche in Text, Bild, Video Systematische Erschliessung, Anbindung an externe Quellen Audio-/Video-Streaming,... Archivierung, Backup Konvertierung, Transcoding, Versionsmanagement Lernender Benutzer, Lernprozess Führung durch Lerninhalte Kursmanagement Interaktive Tests, Gradebook Verwaltung der Studenten Terminkalender, Ankündigungen Kommunikation: Foren, Chat

39 Ariadne: Wiederverwendbarkeit durch beschreibende Metadaten und Verteilungsplattform

40 Ariadne: Tools overview

41 Ariadne: Pedagogic header generator tool

42 Ariadne: Learner interface tool

43 Ariadne: Knowledge Pool System Distributed system Replication Oracle database Content Repository A Digital Library!

44 Standardisierung im E-Learning - Voraussetzung für Wiederverwendbarkeit, Pflegbarkeit,... - Standards für E-Learning Content - Standards für Services: Datenaustausch, Systemintegration

45 Players in establishing E-Learning Standards ADL SCORM Advanced Distributed Learning Initiative des DoD ARIADNE Alliance of Remote Instructional Authoring & Distribution Networks für Europe AICC Aviation Industry Computer Based Training Committee IEEE LTCS LOM Learning Technology Standards Committee IMS Global Learning Consortium, Inc. MIT OKI: Open Knowledge Initiative

46 SCORM: Sharable Content Object Reference Model

47 ADL - Advanced Distributed Learning

48 Learning Management System in SCORM Quelle: SCORM Dokumentation

49 SCORM: Assets

50 SCORM: SCO Sharable Content Object

51 SCORM: Content Aggregation

52 SCORM: Package Interchange File

53 SCORM XML Manifest File

54 Using SCORM data model in Content Manager 8 Research prototype Operational University of Essen: Test & Evaluation in an exploratory environment

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58 Neue Entwicklung: Learning Content Management System LCMS

59 LearnExact E-Learning Suite: LCMS + LMS + Digital Repository Quelle: Präsentation LearnExact

60 LCMS ist vergleichbar mit Web CMS: Lerninhalte über Templates erstellen Quelle: Präsentation LearnExact

61 LCMS Packaging erzeugt Content Package für LMS oder zur Verwaltung in Repository Quelle: Präsentation LearnExact

62 Publishing von Learning Objects: Indizierung für Ablage in Repository Quelle: Präsentation LearnExact

63 Einsatz von Learning Objects: Verwendung / Tracking in LMS Quelle: Präsentation LearnExact

64 Integration E-Learning-Plattform Digitale Bibliothek - Direkte Zusammenarbeit zwischen beiden Systemen - MILESS / MyCoRe und OpenUSS - MILESS / MyCoRe und Blackboard

65 MILESS und Lehr- und Lernumgebungen MILESS ist Teil der CampusSource Initiative NRW: Kooperation mit CampusSource-Partnern und anderen Partnern zur Schaffung von Schnittstellen zwischen Digitaler Bibliothek und E-Learning-Umgebungen

66 OpenUSS (CampusSource NRW): E-Learning-Plattform der Universität Münster

67 OpenUSS Komponenten: Foundation / Extension Components Quelle: OpenUSS Dokumentation

68 OpenUSS: Interfaces to MILESS / MyCoRe OpenUSS with MILESS Extension invoke ID & XML metadata MILESS Author GUI Applet OpenUSS with MILESS Extension HTTP XML Applet Communicator Interface MILESS Functionality OpenUSS with MyCoRe Extension SOAP SOAP Web Services Interfaces MyCoRe

69 Digitale Bibliothek als Backend für E-Learning Projekte - Digitale Bibliothek bietet Services für E-Learning System an - Java APIs - Web Services - Standardisierung: MIT Open Knowledge Initiative

70 Projekt KUPFER: Klausur- und Prüfungsvorbereitung Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)

71 Projekt KUPFER: Zusammenarbeit mit MILESS Sammlung klausurtypischer Aufgaben zur Prüfungsvorbereitung Interaktive Bearbeitung der Aufgabe mit Feedback und Hilfe vom System Online-Version in MILESS, Offline-Version auf CD-ROM Aufgabe wird in XML-Datei beschrieben: Aufgabenstellung, Lösungsschritte, Hilfetexte, Bearbeitungszeit, Punkte,... Zusätzliche Dateien je Aufgabe: Grafiken, HTML, Audio, Video Aufgabe ist Dokument in der Digitalen Bibliothek MILESS Querverweise zu anderen Dokumenten (Skripte, Videos, Animationen,...) Arbeitsteilung MILESS: Suche nach Aufgaben Navigation durch Fachgebiete / Klassifikationen Streaming von Audio- / Video, Archivierung, Zugriffsschutz,... Arbeitsteilung KUPFER: Editoren für verschiedene Aufgabentypen Darstellungsmodule für verschiedene Aufgabentypen Zusammenstellen und Durchführen einer Probeklausur

72 Projekt KUPFER: Module für Aufgabentypen Tabellenmodul: Verarbeitet Aufgaben mit den Antworttypen Zahl, Multiple-Choice und Stichworten Grafikmodul: Ermöglicht die Beschriftung bzw. Ergänzung von vorgegebenen Grafiken sowie das Erstellen eigener Zeichnungen Mechanikmodul: Interaktive Aufbereitung statischer Systeme mit den dazugehörigen Informationen (Kräftegleichgewicht, Schnittgrößen) Städtebaumodul: Interaktive Umsetzung eines städtebaulichen Gestaltungsplanes (Plazieren von diversen vordefinierten Elementen wie z.b. Häusern, Straßen etc.).

73 Projekt KUPFER: Präsentation einer Aufgabe Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)

74 Projekt KUPFER: Präsentation einer Aufgabe Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)

75 Projekt KUPFER: Graphischer Editor für Aufgaben Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)

76 MIT Open Knowledge Initiative Definition von Services in E-Learning Software Systeme Von Content-orientierten Standards zu Services-orientierten Standards APIs mit Referenzimplementierung in Java MyCoRe verfolgt ähnliche Ansätze, aber mit anderem Schwerpunkt (Digitale Bibliothek statt E-Learning Schwerpunkt)

77 MIT Open Knowledge Initiative Quelle: MIT OKI Whitepaper

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