Inhaltsverzeichnis. Inhaltsübersicht. Abbildungsverzeichnis. Tabellenverzeichnis. Abkürzungsverzeichnis

Transkript

1 Inhaltsverzeichnis Inhaltsübersicht XI Inhaltsverzeichnis XV Abbildungsverzeichnis XXIII Tabellenverzeichnis XXIX Abkürzungsverzeichnis XXXI 1 Einleitung Zur Bedeutung des E-Learnings an deutschen Hochschulen Stand der Forschung zur Wiederverwendung des E-Learning Content Ansatz und Zielsetzung Abgrenzung der Arbeit Gang der Arbeit Grundlagen des E-Learnings an Hochschulen Abgrenzung E-Learning E-Learning-Begriff E-Learning Potentiale Richness Communication Suitableness

2 XVI INHALTSVERZEICHNIS Independence Broadcast IT-Systeme für das E-Learning Aufbau eines Lern-Management-Systems E-Learning ohne LMS E-Learning mit LMS E-Learning mit LMS und Learning Object Repository Content-Erstellung Lehr-, Lern- und Verwaltungsprozesse an Hochschulen Lehr-/Lernprozesse Initialisierungsprozesse Realisierungsprozesse Controllingprozesse Verwaltungsprozesse E-Learning und Didaktik Didaktik E-Learning-Szenarien Szenariodefinitionen Gründe für die Beschreibung von Szenarien Didaktische Schichtung Granularität Ontologische Schichtung Didaktisches Schichtenmodell Projektion didaktischer Schichten auf IT-Systeme der Hochschule Bildungspolitik Lehrpläne/Curricula Fachdidaktischer Block

3 INHALTSVERZEICHNIS XVII Didaktische Szenarien Didaktische Interaktionen Funktionen des Lehr-/Lern-Prozessmodells Initialisierungsprozesse Entwicklung und Weiterentwicklung von Studiengängen Entwicklung und Wartung von Lehr-/Lernbausteinen Operative Planung des Angebotes der Studiengänge im Semester durch Hochschule Operative Planung des Studiums im Semester durch Studenten Realisierungsprozesse Controllingprozesse Festlegung von Kennzahlen und Verfahren für das Controlling Evaluation der Lehrveranstaltungen Funktionale Lücke Systematisierung der Anforderungen Aktueller technischer Realisierungsstand ebologna Curriculum Designer HIS LFS Lernplattform Opal Lernplattform Saba Learning Repository Ariadne Repository Merlot Problembeschreibung Lerninhalte, Repositories und Information Retrieval Lerninhalte E-Learning Content

4 XVIII INHALTSVERZEICHNIS Lernziel und didaktisches Szenario Taxonomie der Lernziele nach Anderson & Krathwohl Lernziel als Verbindung von Inhalt und Szenario Granularität und Wiederverwendung Learning Repository Begriffsabgrenzung Repository Dokumentenmanagementsysteme Contentmanagementsysteme Lernobjektrepositories Lerncontentmanagementsysteme Anforderungen an Content Repositories Metadatenmanagement Contentmanagement Interoperabilität Community Support Architektur von Content Repositories Information Retrieval Fragestellung des Information Retrieval Vorgehensmodell des Information Retrieval Information Retrieval Modelle Boolesches Modell Fuzzy Modell Vektorraummodell Ähnlichkeit und Distanz Ähnlichkeitsmaße Distanzmaße

5 INHALTSVERZEICHNIS XIX 5 Metadaten Definitionen für Metadaten Verwendung von Metadaten Klassifikation von Metadaten Gegenstand der Beschreibung Beschreibende Metadaten Strukturelle Metadaten Administrative Metadaten Klassifikation nach Ort der Speicherung Klassifikation nach der Interpretation Metamodelle/Datenmodelle Metadatengenerierung Manuelle Erfassung Templates Abhängige Metadatenschemata Systemimmanente Metadaten Kontextinformationen Inhaltsanalyse Metadaten für das E-Learning Standardisierung im E-Learning Dublin Core Learning Object Metadata IMS Content Packaging Shareable Content Object Reference Model IMS Learning Design Didaktisches Objektmodell DIN/PAS Konstruktion der didaktischen Beschreibung Informationsmodell Datenmodell

6 XX INHALTSVERZEICHNIS Metadatenelemente Diskussion der didaktischen Beschreibungsdimensionen Metadatenelemente des Didaktischen Szenarios Metadatenelemente des Lernziels Mapping des Informationsmodells nach XML Integration in bestehende Standards IMS Learning Design IMS Content Packaging und ADL SCORM Information Retrieval Auswahl der Retrieval Algorithmen Auswahl nach dem Typ der Metadaten Ähnlichkeits- vs. Distanzmaß Operationalisierung der Dimensionen Mapping von Attributwerten Nichtlineare Skalierung Optimierung der Minkowski-Distanzfunktion Parametrisierung der Distanzfunktion Gewichtung der Dimensionen Integration in Lernobjektrepositories Erweitertes Datenmodell Datenmodell Didaktischer Szenarien Erweiterung des Datenmodells um Lernziele Import didaktischer Informationen Integration in bestehende Systeme Weiterentwicklung der didaktischen Beschreibung Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Ausblick

7 INHALTSVERZEICHNIS XXI Literaturverzeichnis 219 Verzeichnis der Internetadressen 235 A Learning Repository Initiativen 237 B Referenzmodell der Lehr-, Lern- und Verwaltungsprozesse 239 B.1 Initialisierungsprozesse B.1.1 Entwicklung & Weiterentwicklung von Studiengängen 240 B.1.2 Entwicklung & Wartung von Lehr-/Lernbausteinen. 247 B.1.3 B.1.4 Operative Planung des Angebotes der Studiengänge im Semester durch Hochschule Operative Planung des Studiums im Semester durch Studenten B.2 Realisierungsprozesse B.3 Controllingprozesse B.3.1 Festlegung von Kennzahlen und Verfahren für das Controlling B.3.2 Evaluation der Lehrveranstaltung C E-Learning Standards 267 C.1 Dublin Core Element Set C.2 Learning Object Metadata D Dimensionen des E-Learnings 277 D.1 Dimensionen nach Minass D.2 Dimensionen nach Baumgartner E Konstruktion von Didaktischem Szenario und Lernziel 281 E.1 Dimensionen des Didaktischen Szenarios E.2 Dimensionen des Lernziels E.3 Informationsmodell des Didaktischen Szenarios E.4 Informationsmodell des Lernziels

8 XXII INHALTSVERZEICHNIS E.5 XML Mapping von Didaktischen Szenario und Lernziel E.6 XML-Beispiel Laborversuch Lageregelung

9 Abbildungsverzeichnis 2.1 Orts- und Zeitflexibilität im E-Learning Begriffe im Bereich E-Learning Potentiale von E-Learning Komponenten eines E-Learning-Systems E-Learning ohne LMS Idealtypische Architektur eines Lern-Management-Systems Abläufe in den Lehr-, Lern- und Verwaltungsprozessen der universitären Ausbildung Funktionsbaum des Lehr-/Lernprozessmodells Funktionsbaum des Verwaltungsprozessmodells Ontologische Schichtung nach Polanyi am Beispiel der Ebenen Didaktische Szenarien und Didaktische Interaktionen Didaktisches Schichtenmodell nach Baumgartner EPK Entwicklung und Weiterentwicklung von Studiengängen EPK Entwicklung und Wartung von Lehr-/Lernbausteinen EPK Operative Planung des Angebotes der Studiengänge im Semester EPK Operative Planung des Studiums im Semester Funktionsbaum Hauptfunktionen des Realisierungsprozesses EPK Festlegung von Kennzahlen und Verfahren für das Controlling EPK Evaluation der Lehrveranstaltungen Moduldarstellung im Curriculum Designer

10 XXIV ABBILDUNGSVERZEICHNIS 3.11 Lehrveranstaltung im Curriculum Designer Abbildung von Lehrveranstaltungen in HIS LFS Suche von Lehrveranstaltungen in HIS LFS Suche in der Lernplattform OPAL Suche in der Lernplattform Saba Learning Förderierte Struktur des Ariadne Repositories Ariadne: Suchergebnisse mit Metadatendarstellung Merlot: Suchformular Merlot: Suchergebnisse mit Metadatendarstellung Aggregation von Informationseinheiten Autodesk Content Model Aggregation von Medienobjekten über Informationsobjekte zu Lernobjekten Aggregation von Lernobjekt zum zertifizierten Kursprogramm Standardansicht eines Lernobjektes mit Metadaten De- und Rekontextualisierung des Lerninhalts Lernobjekt als Kombination eines fachlichen und didaktischen Objektes Komponenten des Konstrukts Lernobjekt Zeitlicher Ablauf der Gestaltung von Lernarrangements Funktionale Gliederung der Lernsituationen Grafische Variationen von Lernzielen als Scharniere zwischen Informationsobjekten und didaktischem Szenario Beispiel von Lernobjekten mit gleichem Informationsobjekt aber unterschiedlichem Lernziel und didaktischem Szenario Granularitäts-/Aggregationsspektrum Hierarchie modularer Lernobjekte Architektur eines Lernobjektrepositories Klassisches Modell des Information Retrieval Suchprozess in Lernobjektrepositories

11 ABBILDUNGSVERZEICHNIS XXV 4.18 Mengendarstellung der Suche Vektordarstellung von Lernobjekten und Suchanfragen Kosinusmaß als Ähnlichkeitsmaß Euklidische Distanz im Vektormodell Vier-Ebenen Metadaten Architektur - Metadatenpyramide Übersicht über Initiativen, Gremien und Standardisierungsansätze Mindmap des LOM Base Schemas IMS Content Framework IMS Content Package Elemente des IMS Manifests Konzeptuelles Modell IMS LD Level A Konzeptuelles Modell IMS LD Level B Konzeptuelles Modell IMS LD Level C Beschreibungsmodell des didaktischen Objektmodells Mindmap Metadatenschema des Didaktischen Objektes ERM eines Lernobjektes ERM LO mit wiederverwendbaren Didaktischen Szenario ERM Lernobjekt mit verbundenen Ressourcen Didaktische Dimensionen nach Baumgartner Dimensionen des Didaktischen Szenarios Dimensionen des Lernziels Mindmap Metadatenelemente des Didaktischen Szenarios Mindmap Metadatenelemente des Lernziels XML-Diagramm der Didaktischen Beschreibung XML-Diagramm des Didaktischen Szenarios XML-Diagramm des Lernziels XML-Diagramm der Elemente Allgemein, Lebenszyklus und Rechtlich

12 XXVI ABBILDUNGSVERZEICHNIS 6.13 Lernziele mit Verweis auf Lernpfad in IMS LD Direkte und referenzierte Einbindung der didaktischen Metadaten in IMS Content Packaging IMS Content Packaging Manifest mit Lernziel und Szenario am mit IMS Learning Design modellierten Lernpfad Lernziel mit allgemeinen Metadaten, Schlüsselbegriffen und Dimensionen Vergleich von Ähnlichkeits- und Distanzmaß Wurzel- und Logarithmusfunktion Einheitskreise der Minkowski-Distanzfunktion Einheitskreise der gewichteten Minkowski-Distanzfunktion Datenmodell des Didaktischen Szenarios Stammdatentabellen des Didaktischen Szenarios Datenmodell des Lernziels Stammdatentabellen des Lernziels Beziehung zwischen Lernziel und Didaktischem Szenario B.1 Funktionsbaum Initialisierungsprozesse B.2 Funktionsbaum Entwicklung und Weiterentwicklung von Studiengängen B.3 EPK Entwicklung und Weiterentwicklung von Studiengängen 241 B.4 EPK Studiengangsbegründung B.5 EPK Grobentwurf von Studiengängen B.6 EPK Feinentwurf von Studiengängen B.7 EPK Spezifische Ausarbeitung von Studiengängen B.8 EPK Genehmigung von Studiengängen B.9 Funktionsbaum Entwicklung und Wartung von Lehr-/Lernbausteinen B.10 EPK Entwicklung und Wartung von Lehr-/Lernbausteinen. 247 B.11 Funktionsbaum Entwicklung Lehr-/Lernbaustein B.12 EPK Entwicklung Lehr-/Lernbaustein

13 ABBILDUNGSVERZEICHNIS XXVII B.13 EPK Produktion Prototyp Lehr-/Lernbaustein B.14 EPK Lehr-/Lernbaustein bereitstellen B.15 Funktionszuordnungsdiagramm Analyse Lehr-/Lernbausteine im CMS B.16 Funktionsbaum Operative Planung des Angebotes der Studiengänge im Semester durch Hochschule B.17 EPK Operative Planung des Angebotes der Studiengänge im Semester durch Hochschule B.18 EPK Vorlesungsverzeichnis anlegen B.19 EPK Lehrveranstaltungen Ressourcen zuordnen B.20 EPK Didaktisches Design der Lehrveranstaltung B.21 EPK Inhalte im Repository bereitstellen B.22 Funktionsbaum Operative Planung des Studiums im Semester durch Studenten B.23 EPK Operative Planung des Studiums im Semester durch Studenten B.24 EPK Informationen zu Lehrveranstaltungen einholen B.25 Funktionsbaum Realisierungsprozesse B.26 Funktionsbaum Controllingprozesse B.27 Funktionsbaum Festlegung von Kennzahlen & Verfahren für das Controlling B.28 EPK Festlegung von Kennzahlen & Verfahren für das Controlling B.29 Funktionsbaum Evaluation Lehrveranstaltung B.30 EPK Evaluation Lehrveranstaltung C.1 LOM Base Schema D.1 Dimensionen des E-Learnings nach Baumgartner E.1 Dimensionen des Didaktischen Szenarios E.2 Dimensionen des Lernziels E.3 XML-Diagramm des Didaktischen Szenarios

14 XXVIII ABBILDUNGSVERZEICHNIS E.4 XML-Diagramm des Didaktischen Szenarios E.5 XML-Schema DidaktischeBeschreibung.xsd E.6 Griddarstellung des Beispiels Laborversuch Lageregelung E.7 XML Beispiel Laborversuch Lageregelung

15 Tabellenverzeichnis 2.1 Lerntheoretische Ansätze IT-Systeme, Objekte und didaktische Ebene Kategorisierung der Zugriffstypen Taxonomie der Lernziele Erkenntnisdimensionen der Lernziele Wissensdimensionen der Lernziele Vergleich Daten und Information Retrieval Zugehörigkeitswerte zu Termen Zugehörigkeitswerte zu Suchtermen Korrelation der Suchterme Zugehörigkeitswerte zu Termen nach Ansatz von Ogawa, Morita und Kobayashi Kosinusmaße der Suche Euklidische Distanzmaße Ähnlichkeitsmaß abgeleitet aus normierten Distanzmaß Aufgaben von Metadaten nach Hodgson Verwendungszweck von Metadaten im E-Learning Klassifikation von Metadaten mit Beispielen Ziele, Aufgaben und Initiatoren von Standardisierungsgremien Dublin Core Element Set Kategorien des LOM Standards

16 XXX TABELLENVERZEICHNIS 5.7 Elemente der LOM Kategorie Educational Ausgewählte Dimensionen des E-Learnings nach Minass Allgemeine Metadatenelemente des Didaktischen Szenarios Dimensionen des Didaktischen Szenarios Referenz auf Ressourcen des Didaktischen Szenarios Allgemeine Metadatenelemente des Lernziels Dimensionen und Referenzen des Lernziels Auswahl geeigneter Retrieval Modelle Inhalt einer Stammdatentabelle am Beispiel der didaktischen Dimension Orts- und Zeitflexibilität C.1 Dublin Core Element Set C.2 LOM Educational Metadata D.1 Dimensionen des E-Learnings nach Minass E.1 Informationsmodell des Didaktischen Szenarios E.2 Informationsmodell des Lernziels

17 Abkürzungsverzeichnis AADLC ADL AECT AICC AIT ANSI API Ariadne ARIS BMBF CAM CBT CD-ROM CDL CEN Change-eL CMS CORBA CSCL CUU DBMS DCMI DCTERMS DIN Academic Advanced Distributed Learning Co-Lab Advanced Distributed Learning Association for Educational Communications and Technology Aviation Industry CBT Committee Agency for Instructional Technology American National Standards Institute Application Programming Interface Alliance of Remote Instructional Authoring & Distribution Network for Europe Architektur integrierter Systeme Bundesministerium für Bildung und Forschung Content Aggregation Mode Computer Based Training Compact Disc Read-Only Memory Center for Distributed Learning, neu: Center for Development & Learning European Committee for Standardization Changemanagement im E-Learning Contentmanagementsystem, Content Management System Common Object Request Broker Architecture Computer Supported Collaborative Learning computerunterstützter Unterricht Datenbankmanagementsystem Dublin Core Metadata Initiative DCMI Metadata Terms Deutsche Industrienorm; Deutsches Institut für Normung

18 XXXII Abkürzungsverzeichnis DIU Dresden International University DMS Dokumentenmanagementsystem, Document Management System DRI Digital Repositories Interoperability DS Didaktisches Szenario DTD Document Type Description DV Datenverarbeitung DVD Digital Versatile Disc ECAR EDUCAUSE Center for Applied Research ECI Engineering Conference International ECTS European Credit Transfer and Accumulation System EML Educational Modelling Language engl englisch EO Educational Object EPK Ereignisgesteuerte Prozesskette etee e-technologies in Engineering Education FAQ Frequently Asked Questions FK Foreign Key, Fremdschlüssel GI Gesellschaft für Informatik HIS Hochschul-Informations-System HRG Hochschulrahmengesetz HTML Hypertext Markup Language i. e. S im engeren Sinn(e) i. w. S im weiteren Sinn(e) IDL Interface Definition Language IEC International Electrotechnical Commission IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IETF Internet Engineering Task Force IMS Instructional Management Systems; Kurzform für IMS/GLC IMS CP IMS Content Package IMS LD IMS Learning Design IMS/GLC IMS Global Learning Consortium, Inc. INT-eL Integrierte DV-Systeme im E-Learning IO Informationsobjekt IR Information Retrieval IS Information System ISO International Organization for Standardization

19 Abkürzungsverzeichnis XXXIII ISSS IT IuK IV-Systeme JIT LCMS LFS LMS LO LOM LOR LTSC LV LZ Merlot MOF NISO OLAT OMG OPAL OUNL P2P PAS PIF PK PRO-eL Q.E.D QSS RDF RFC RLO RTE SAT-TV SCORM SN Information Society Standardization System Informationstechnologie Informations- und Kommunikationstechnik Informationsverarbeitungssysteme Just in Time Lerncontentmanagementsystem, Learning Content Management System Lehre, Forschung, Studium Lern-Management-System Lernobjekt, engl. Learning Object Learning Object Metadata Lernobjektrepositories, Learning Object Repository Learning Technology Standards Committee Lehrveranstaltung Lernziel Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching Meta Object Facility National Information Standards Organization Online Learning And Training Object Management Group Online Plattform für akademisches Lehren und Lernen Open University of the Netherlands Peer-to-Peer Public Available Standard Package Interchange File Primary Key, Primärschlüssel Professionalität im E-Learning Qualitätsinitiative E-Learning in Deutschland Quality Management Support Systems Resource Description Framework Request for Comments Reusable Learning Object Run-Time Environment Satellitenfernsehen Sharable Content Object Reference Model Sequencing and Navigation

20 XXXIV Abkürzungsverzeichnis SQI SWS TAK TO TZI UML URI URL URN URZ VAWi W3C WBT XML Simple Query Interface Semesterwochenstunden Taxonomie der Lernziele nach Anderson & Krathwohl Technical Object Themenzentrierte Interaktion Unified Modeling Language Uniform Resource Identifier Uniform Resource Locator Uniform Resource Name Universitätsrechenzentrum Virtuelle Aus- und Weiterbildung Wirtschaftsinformatik World Wide Web Consortium Web Based Training Extensible Markup Language