Adaptivität im E-Learning
Benutzer- und Inhaltsmodellierung mit IMS LIP & IEEE LOM
©2007
Masterarbeit
71 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Einleitung:
Das einleitende Zitat von Benjamin Franklin soll die Wichtigkeit der Interaktivität eines Lernenden hervorheben. Das war schon im 18. Jahrhundert ein wichtiger Aspekt, der, übertragen auf die heutige Zeit, gerade mit den Möglichkeiten digitaler Medien, vermitteln soll, dass Lerner nicht nur gelehrt werden und zuhören müssen, sondern auch selbst aktiv mit Lerninhalten umgehen müssen. Ein Lerner ist in heutiger Zeit nicht mehr nur auf das Wissen, welches ihm in der Schule, Universität oder einer anderen Institution angeboten wird, angewiesen. Vielmehr hat er die Möglichkeit, sich eigenständig mit einer Vielzahl von multimedialen Lernmöglichkeiten dank Web 2.0 zu beschäftigen. Dazu gehört nicht nur der Computer und das Internet, denn auch die Lernumgebung ist wichtig in der Art und Weise, wie sie ihre Lerninhalte präsentiert.
Neben einer wohlgestalteten und lernerfreundlich konzipierten Lernumgebung kommt es auf einen mit Bedacht entwickelten Lernweg und im Idealfall auf einen individuellen und auf den Benutzer angepassten Lernweg mit adaptivem Lernmaterial an. Um diese und weitere Ziele zu erreichen, ist die Nutzung von Standards unverzichtbar.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung von Standards und die Nutzung verschiedener Modelle, die die Lernumgebung durch verschiedene Faktoren personalisieren. Durch diese Personalisierung ist es möglich, das Lernmaterial adaptiv an den Lerner anzupassen.
Dabei wird zwischen Benutzer-, Lernprozess- und Inhaltsmodellierung unterschieden. Die in dieser Arbeit verwendeten Begriffe Lerner und Benutzer stellen eine semantisch synonyme Relation dar.
Gang der Untersuchung:
Es werden zunächst die vorhergehenden Projekte und die daraus entstehende Motivation für diese Arbeit erläutert, den Gesamtprozess der stufenweise vorangegangenen Optimierung der Lernumgebung zu verdeutlichen (Kapitel 2).
Darauf folgt der Kern der vorliegenden Arbeit mit der Beschreibung von Adaptivität und der zur Umsetzung nötigen Standards (Kapitel 3). Neben der allgemeinen und grundlegenden Entwicklung von Adaptivität werden verschiedene Anpassungsaspekte und darauf folgend verschiedene Modelle thematisiert. Diese Arbeit wird sich auf die Benutzer- und Inhaltsmodellierung konzentrieren. Der zweite Teil dieses Hauptteils befasst sich mit den technischen Aspekten der Standards, die im Einzelnen erläutert werden.
Der dritte Teil dieser Arbeit (Kapitel 4) besteht aus der praktischen Anwendung der Modellierungen. […]
Das einleitende Zitat von Benjamin Franklin soll die Wichtigkeit der Interaktivität eines Lernenden hervorheben. Das war schon im 18. Jahrhundert ein wichtiger Aspekt, der, übertragen auf die heutige Zeit, gerade mit den Möglichkeiten digitaler Medien, vermitteln soll, dass Lerner nicht nur gelehrt werden und zuhören müssen, sondern auch selbst aktiv mit Lerninhalten umgehen müssen. Ein Lerner ist in heutiger Zeit nicht mehr nur auf das Wissen, welches ihm in der Schule, Universität oder einer anderen Institution angeboten wird, angewiesen. Vielmehr hat er die Möglichkeit, sich eigenständig mit einer Vielzahl von multimedialen Lernmöglichkeiten dank Web 2.0 zu beschäftigen. Dazu gehört nicht nur der Computer und das Internet, denn auch die Lernumgebung ist wichtig in der Art und Weise, wie sie ihre Lerninhalte präsentiert.
Neben einer wohlgestalteten und lernerfreundlich konzipierten Lernumgebung kommt es auf einen mit Bedacht entwickelten Lernweg und im Idealfall auf einen individuellen und auf den Benutzer angepassten Lernweg mit adaptivem Lernmaterial an. Um diese und weitere Ziele zu erreichen, ist die Nutzung von Standards unverzichtbar.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung von Standards und die Nutzung verschiedener Modelle, die die Lernumgebung durch verschiedene Faktoren personalisieren. Durch diese Personalisierung ist es möglich, das Lernmaterial adaptiv an den Lerner anzupassen.
Dabei wird zwischen Benutzer-, Lernprozess- und Inhaltsmodellierung unterschieden. Die in dieser Arbeit verwendeten Begriffe Lerner und Benutzer stellen eine semantisch synonyme Relation dar.
Gang der Untersuchung:
Es werden zunächst die vorhergehenden Projekte und die daraus entstehende Motivation für diese Arbeit erläutert, den Gesamtprozess der stufenweise vorangegangenen Optimierung der Lernumgebung zu verdeutlichen (Kapitel 2).
Darauf folgt der Kern der vorliegenden Arbeit mit der Beschreibung von Adaptivität und der zur Umsetzung nötigen Standards (Kapitel 3). Neben der allgemeinen und grundlegenden Entwicklung von Adaptivität werden verschiedene Anpassungsaspekte und darauf folgend verschiedene Modelle thematisiert. Diese Arbeit wird sich auf die Benutzer- und Inhaltsmodellierung konzentrieren. Der zweite Teil dieses Hauptteils befasst sich mit den technischen Aspekten der Standards, die im Einzelnen erläutert werden.
Der dritte Teil dieser Arbeit (Kapitel 4) besteht aus der praktischen Anwendung der Modellierungen. […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
Toni B. Gunner
Adaptivität im E-Learning
Benutzer- und Inhaltsmodellierung mit IMS LIP & IEEE LOM
ISBN: 978-3-8366-0715-5
Herstellung: Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2008
Zugl. Justus-Liebig-Universität Gießen, Gießen, Deutschland, MA-Thesis / Master, 2007
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© Diplomica Verlag GmbH
http://www.diplomica.de, Hamburg 2008
INHALTSVERZEICHNIS
Inhaltsverzeichnis
1
Einleitung
1
2
Motivation
3
3
Adaptivit¨
at und Lerntechnologiestandards
5
3.1
Adaptivit¨
at . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
3.1.1
Perspektive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
3.1.2
Anpassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
3.1.3
Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
3.1.3.1
Domain Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.1.3.2
User/Learner Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
3.1.3.3
Group Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
3.1.3.4
Instruction Model
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
3.1.3.5
Adaption Model
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
3.1.3.6
Context Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
3.2
Standardisierung und Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
3.2.1
Basis: XML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3.2.2
Adaptivit¨
at mit SCORM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3.2.3
IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
3.2.4
IEEE LTSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
3.2.5
Standard zur Lernprozessmodellierung . . . . . . . . . . . . . .
22
3.2.5.1
EML - Educational Modelling Language . . . . . . . .
23
3.2.5.2
IMS Learning Design (LD)
. . . . . . . . . . . . . . .
23
3.2.6
Standard zur Inhaltsmodellierung . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
3.2.6.1
IEEE LTSC Learning Object Metadata (LOM) . . . .
31
3.2.7
Standards zur Benutzermodellierung
. . . . . . . . . . . . . . .
34
3.2.7.1
IMS Learning Information Package (LIP)
. . . . . . .
34
3.2.7.2
IEEE LTSC - Public and Private Information (PAPI) .
37
3.2.7.3
Vergleich IMS LIP und IEEE PAPI . . . . . . . . . . .
38
4
Praktische Anwendung
40
4.1
Benutzermodellierung mit IMS LIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
4.1.1
Benutzermodelle
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
4.2
Inhaltsmodellierung mit IEEE LOM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
4.2.1
Inhaltsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45
4.3
Theoretische Adaption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
48
4.4
Schwierigkeiten in der Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
5
Schlusswort
53
6
Dank
54
Literatur
55
A Anhang
58
I
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abbildungsverzeichnis
1
Screenshot Projekt 2B [Gunner, 2006] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2
Lernerfolg abh¨
angige Sequenzierung [Gunner, 2007] . . . . . . . . . . .
5
3
Erweitertes Adaptive Hypermedia Application Model [Aroyo, 2006] (S.8) 11
4
Kooperationsnetzwerk der Gremien [Paar, 2005] . . . . . . . . . . . . .
18
5
XML Anwendungen [Paar, 2005] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
6
¨
Uberblick Funktionen des Einsatzes von XML in mediengest¨
utzten Bil-
dungsprozessen [Klebl, 2004] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
7
Die Schichten der LTSA [Harrer, 2004] . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
8
3. Schicht der LTSA [Harrer, 2004]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
9
IMS CP und IMS LD [Paar, 2005] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
10
LD Level A Modell [Schneider, 2005](S.64) . . . . . . . . . . . . . . . .
26
11
LD Level B Modell [Schneider, 2005](S.65) . . . . . . . . . . . . . . . .
26
12
LD Level C Modell [Schneider, 2005](S.66) . . . . . . . . . . . . . . . .
26
13
LD synchronous vs. asynchronous interactions [Towle, 2005]
. . . . . .
28
14
LD rule-example vs. example-rule [Towle, 2005] . . . . . . . . . . . . .
30
15
Variations in encouragement [Towle, 2005] . . . . . . . . . . . . . . . .
31
16
LOM Gruppierung der Metadaten [IEEE LOM] . . . . . . . . . . . . .
33
17
Hauptkategorien des IMS LIP [IMS LIP] . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
18
Repr¨
asentation der Informationen [IMS LIP] . . . . . . . . . . . . . . .
36
19
Komponenten des LIP [IMS LIP] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
20
Hauptkategorien des IEEE PAPI [IEEE PAPI] . . . . . . . . . . . . . .
38
21
Vergleich von LIP und PAPI [IMS Project] . . . . . . . . . . . . . . . .
40
22
Screenshot LIP-Editor, RWTH Aachen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
23
Ausschnitt Qualification Lerner A und B . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
24
Ausschnitt Accessibility Lerner A und B . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
25
Ausschnitt Preferences Lerner B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45
26
Screenshot LOM im Reload-Editor
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
27
XML-Struktur Inhaltsmodell General . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
28
XML-Struktur Inhaltsmodell Educational . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
29
XML-Struktur Inhaltsmodell Annotation . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
30
Metadaten- ¨
Ubereinstimumng LIP und LOM . . . . . . . . . . . . . . .
48
31
Ausschnitt aus Abbildung 37 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
50
32
Vereinfachte Struktur einer XML-Datei nach IMS LD [Klebl, 2004](S.13) 58
33
XML Struktur von IEEE LOM
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
34
Screenshot Lernermodell A - Identification LIP
. . . . . . . . . . . . .
60
35
Screenshot LIP zu PAPI Konvertierung . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
36
Screenshot Inhaltsmodell eines ganzen Lernobjektes . . . . . . . . . . .
62
37
¨
Ubersicht aller Lernobjekte und relevante LOM-Metadaten . . . . . . .
63
II
ABK ¨
URZUNGSVERZEICHNIS
Abk¨
urzungsverzeichnis
ADL
Advanced Distributed Learning
ANSI
American National Standards Institute
API
Application Programming Interface
CAM
Content Aggregation Model
CEN
Comit´
e Europ´
een de Normalisation
CMI
Computer Managed Instruction
CP
Content Packaging
CV
Curriculum Vitae
EML
Educational Modelling Language
GUI
Graphical User Interface
HTML
Hypertext Markup Language
IEEE
Institute of Electrical and Electronics Engineers
IMS
Instructional Management System
ISO
International Standards Organisation
ITS
Intelligent Tutoring System
LD
Learning Design
LIP
Learning Information Package
LMS
Learning Management System
LO
Lernobjekt (Learning Object)
LOM
Learning Object Metadata
LTSA
Learning Technology System Architecture
LTSC
Learning Technology Standards Committee
PAPI
Personal and Private Information
PC
Personal Computer
PDA
Personal Digital Assistent
RTE
Run-Time Environment
SCORM
Sharable Content Object Reference Model
SGML
Standard Generalized Markup Language
SN
Sequencing and Navigation
SS
Simple Sequencing
UOL
Unit of Learning
W3C
World Wide Web Consortium
XML
Extensible Markup Language
III
Tell me and I forget,
Teach me and I remember,
Involve me and I learn.
Benjamin Franklin
1 Einleitung
1
Einleitung
Das einleitende Zitat von Benjamin Franklin soll die Wichtigkeit der Interaktivit¨
at
eines Lernenden hervorheben. Das war schon im 18. Jahrhundert ein wichtiger Aspekt,
der, ¨
ubertragen auf die heutige Zeit, gerade mit den M¨
oglichkeiten digitaler Medien,
vermitteln soll, dass Lerner nicht nur gelehrt werden und zuh¨
oren m¨
ussen, sondern
auch selbst aktiv mit Lerninhalten umgehen m¨
ussen. Ein Lerner ist in heutiger Zeit
nicht mehr nur auf das Wissen, welches ihm in der Schule, Universit¨
at oder einer
anderen Institution angeboten wird, angewiesen. Vielmehr hat er die M¨
oglichkeit, sich
eigenst¨
andig mit einer Vielzahl von multimedialen Lernm¨
oglichkeiten dank Web 2.0 zu
besch¨
aftigen. Dazu geh¨
ort nicht nur der Computer und das Internet, denn auch die
Lernumgebung ist wichtig in der Art und Weise, wie sie ihre Lerninhalte pr¨
asentiert.
Neben einer wohlgestalteten und lernerfreundlich konzipierten Lernumgebung kommt
es auf einen mit Bedacht entwickelten Lernweg und im Idealfall auf einen individuellen
und auf den Benutzer angepassten Lernweg mit adaptivem Lernmaterial an. Um diese
und weitere Ziele zu erreichen, ist die Nutzung von Standards unverzichtbar.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung von Standards und die Nutzung verschie-
dener Modelle, die die Lernumgebung durch verschiedene Faktoren personalisieren.
Durch diese Personalisierung ist es m¨
oglich, das Lernmaterial adaptiv an den Lerner an-
zupassen. Dabei wird zwischen Benutzer-, Lernprozess- und Inhaltsmodellierung unter-
schieden. Die in dieser Arbeit verwendeten Begriffe Lerner und Benutzer stellen eine
semantisch synonyme Relation dar.
Es werden zun¨
achst die vorhergehenden Projekte und die daraus entstehende Moti-
vation f¨
ur diese Arbeit erl¨
autert, den Gesamtprozess der stufenweise vorangegangenen
Optimierung der Lernumgebung zu verdeutlichen (Kapitel 2).
Darauf folgt der Kern der vorliegenden Arbeit mit der Beschreibung von Adaptivit¨
at
und der zur Umsetzung n¨
otigen Standards (Kapitel 3). Neben der allgemeinen und
grundlegenden Entwicklung von Adaptivit¨
at werden verschiedene Anpassungsaspekte
und darauf folgend verschiedene Modelle thematisiert. Diese Arbeit wird sich auf die
Benutzer- und Inhaltsmodellierung konzentrieren. Der zweite Teil dieses Hauptteils
befasst sich mit den technischen Aspekten der Standards, die im Einzelnen erl¨
autert
1
1 Einleitung
werden.
Der dritte Teil dieser Arbeit (Kapitel 4) besteht aus der praktischen Anwendung der
Modellierungen. Dabei werden sowohl die Inhalts- als auch die Benutzermodellierung
in ihrer Implementierung dokumentiert. Die daraus resultierenden Ergebnisse und
Schwierigkeiten werden zum Schluss in diesem Kapitel thematisiert.
Die letzten Kapitel "Schlusswort" und "Dank" (Kapitel 5 und 6) runden diese
Arbeit mit einem allgemeinen Trend, eigenen aus der Praxis gewonnenen Erkenntnissen
und Danksagungen ab.
2
2 Motivation
2
Motivation
Diese Arbeit gr¨
undet auf zwei vorhergehende Projekte und bildet auf der Basis von im
Zusammenhang dieser Arbeiten festgestellten Schwachpunkte die Motivation f¨
ur das
Thema dieser Arbeit.
Im ersten Projekt ("English Transcription Course - Umsetzung von Printlehrmate-
rial in die digitale webbasierte Lernform") wurde in Anlehnung an ein sprachwissen-
schaftliches Lehrwerk der Anglistik eine HTML-basierte Lernumgebung geschaffen. Das
Werk ist "English Transcription Course" von Lecumberri [Lecumberri, 2000]. Das Ziel
war die Umsetzung eines Printlehrwerks in ein digitales Medium, mit welchem der
Lerner interagieren kann. Das Lehrwerk wurde in dieser digitalen Version insofern er-
weitert, dass dazu anschauliche Grafiken eingef¨
ugt und interaktive ¨
Ubungsaufgaben
mit der Open-Source Autorensoftware HotPotatoes
1
erstellt wurden. Der Lerner kann
in dieser Lernumgebung mehrere Arten von ¨
Ubungen (Multiple Choice, freie Textein-
gabe, Zuordnungs¨
ubung) ausf¨
uhren und erh¨
alt ein Feedback ¨
uber den Status seines
Lernerfolgs. Die didaktische Struktur richtete sich nach dem Lehrwerk und so ent-
stand eine in sechs Kapiteln und dazugeh¨
origen ¨
Ubungen unterteilte Lernumgebung.
Der Lernweg ist implementierungsbedingt ¨
uber ein linksseitig angeordnetes Men¨
u frei
w¨
ahlbar und unabh¨
angig vom Lernerfolg bei den ¨
Ubungen. Ein Lernerprofil wird nicht
ber¨
ucksichtigt. Abbildung 1 zeigt ein Screenshot der implementierten Lernumgebung.
Auf der linken Seite ist das Men¨
u und die Kapitelstruktur zu erkennen. Die Inhalte
¨
offnen sich jeweils im mittig angelegtem Fenster [Gunner, 2006].
Das zweite Projekt ("Umstrukturierung einer HTML-basierten Lernumgebung in
einen XML-basierten E-Learning Kurs nach SCORM 1.3 3rd Edition") stellt eine Opti-
mierung des vorangegangenen Projektes dar, indem es statt HTML eine standardisierte
Technologie auf der Basis von XML zur Implementierung verwendet. Durch die Nut-
zung von SCORM
2
(Kapitel 3.2.2) ist es m¨
oglich, die Lerninhalte als Lernobjekte (LO)
zu organisieren und anhand von Regeln zu sequenzieren. Auf diese Weise l¨
asst sich der
Lernweg abh¨
angig vom Lernerfolg steuern. Der Ausschnitt in Abbildung 2 zeigt, wie
die ¨
Ubungen abh¨
angig vom Lernerfolg mit den SCORM-Regeln sequenziert wurden.
1
http://www.hotpotatoes.de
2
http://www.adlnet.gov/scorm/index.aspx
3
2 Motivation
Abbildung 1: Screenshot Projekt 2B [Gunner, 2006]
Erreicht der Lerner eine ¨
Ubungseinheit, so gibt es zwei verschiedene Wege. Beantwortet
er die Fragen in der ¨
Ubung korrekt, so wird die darauf folgende Wiederholungseinheit
¨
ubersprungen. Dies wurde mit einer Pre-Condition (Vorbedingung) festgelegt. Falls die
¨
Ubung nicht ausreichend richtig beantwortet wurde, so wird der Lerner automatisch zur
n¨
achsten Einheit, das heißt zur Wiederholungseinheit, gesteuert. Als Post-Condition
(Nachbedingung) wird f¨
ur die ¨
Ubung festgehalten, dass sie wiederholt werden muss,
wenn der Lerner die Wiederholungseinheit besucht hat. Auf diese Weise wird er da-
nach wieder zu einem neuen Versuch der ¨
Ubung gesteuert. Dieser Kreislauf wird unter-
brochen, sobald diese ¨
Ubung korrekt absolviert wurde. Neben dieser Sequenzierung ist
ein weiterer Vorteil der Technologie, dass die entstandenen Lernobjekte auf Lernplatt-
formen (LMS) importiert und in anderen Szenarien wieder verwendet werden k¨
onnen
[Gunner, 2007].
Diese Arbeit versucht nun die verwendeten Technologien durch Untersuchung und
Nutzung von Adaptivit¨
at erzeugenden Standards weiter zu optimieren, um einem
Lerner beim Lernen mit digitalen Medien eine personalisierte Lernumgebung zu pr¨
asen-
tieren und ihn damit bestm¨
oglich zu unterst¨
utzen.
4
3 Adaptivit¨
at und Lerntechnologiestandards
Abbildung 2: Lernerfolg abh¨
angige Sequenzierung [Gunner, 2007]
3
Adaptivit¨
at und Lerntechnologiestandards
"Ohne Adaptivit¨
at sind lediglich gleichf¨
ormige und die St¨
arken und Schw¨
achen des
Lerners nicht ber¨
ucksichtigende Lernprozesse realisierbar." [Harrer, 2004] (S.1). Was
der Begriff Adaptivit¨
at bedeutet, und warum es eine personalisierte Lernform dar-
stellt, wird in diesem Kapitel thematisiert. Zuerst werden eine Definition und der Be-
griff erl¨
autert, um das zentrale Thema dieser Arbeit zu verstehen. Dazu geh¨
oren auch
die Entwicklungsstufen von Adaptivit¨
atstechniken und die Anpassung verschiedener
Aspekte an verschiedene Umst¨
ande. Dieses Kapitel hat zwei Schwerpunkte: Zum Einen
wird die Darstellung und Unterscheidung verschiedener Modelle thematisiert. Der zwei-
te Schwerpunkt beinhaltet die eigentlichen Standards, um eine Adaption ¨
uberhaupt
technisch umsetzen zu k¨
onnen. Die Standards basieren dabei auf drei verschiedenen
Modellen und werden dementsprechend in den Kategorien Lernprozess-, Inhalts- und
Benutzermodellierung dargestellt.
3.1
Adaptivit¨
at
"Adaptivit¨
at bzw. Adaptierbarkeit meint die Anpassung von inhalts- und prozessbezo-
genen Parametern eines Lernprogramms an ver¨
anderte Bedingungen bzw. an die In-
puts des Benutzers." [Petko, 2006] (S.188). Diese Definition von Petko zeigt, dass sich
Adaptivit¨
at nicht nur auf den Inhalt, sondern auch auf den Prozess anwenden l¨
asst
[Petko, 2006].
Zun¨
achst muss aber der Begriff der Adaptivit¨
at eindeutig definiert werden, da er
in verschiedenen Zusammenh¨
angen verwendet wird und oft unterschiedliche Bedeutun-
5
3 Adaptivit¨
at und Lerntechnologiestandards
gen hat. Kobsa unterscheidet zwischen den Begriffen benutzer-adaptiv und benutzer-
adaptierbar [Kobsa, 2004]; Oppermann, Rashev und Kinshuk unterscheiden zwischen
Adaptierbarkeit und Adaptivit¨
at. "Systems that allow the user to change certain sys-
tem parameters and adapt their behavior accordingly are called adaptable. Systems that
adapt to the users automatically based in the system's assumptions about user needs
are called adaptive." [Oppermann, 1997] (S. 173). Kurzgefasst zeigt dies den Grad des
Einflusses, den der Lerner hat. Kann er selbst das System anpassen, z.B. eine Sprache
w¨
ahlen, ist es adaptierbar; geschieht die Anpassung des Systems automatisch und ohne
explizites Einwirken des Benutzers, ist es adaptiv [Seeberger, 2003].
Eine Definition von Mandl im Jahr 1986 zeigt, dass Adaptivit¨
at damals schon eine
wichtige Rolle beim Lernen spielte und sich der Begriff wie bei Oppermann kaum in sei-
ner Bedeutung ver¨
andert hat. Lehrprogramme "gelten als adaptiv, wenn die Lehrstoff-
darbietung angepasst wird, indem der aktuelle Lern- und Verstehensstand im Lernablauf
diagnostiziert und im Zusammenhang damit geeignete Unterweisungen erteilt werden"
[Mandl, 1986] (S. 360). Weniger die Bereitstellung von Lernmaterial ist wichtig, als
dessen automatische Anpassung an den Lerner. Untersuchungen haben ergeben, dass
sie die Lerninhalte besser verarbeiten und mit dem Lernsystem besser interagieren
k¨
onnen, wenn es an ihre pers¨
onlichen Bed¨
urfnisse angepasst ist [Conlan, 2002]. Dabei
spielen eine Reihe verschiedener Faktoren eine Rolle, die in Kapitel 3.1.2 dargestellt
werden [Harrer, 2004].
Im weiteren Verlauf dieses Kapitels geht diese Arbeit auf Perspektiven und Erwar-
tungen aus Sicht von Lernern sowie Lehrenden ein. Zum Schluss werden verschiedene
Anpassungsfaktoren vorgestellt und diese auf Modelle ¨
ubertragen, dessen Grundlagen
jeweils einem bestimmten Zweck dienen, z.B. Benutzermodellierung oder Modellierung
des Inhaltes.
3.1.1
Perspektive
Im Zuge der Adaption von Lernmaterial muss dies nicht nur aus der Sicht des Ent-
wicklers, sondern auch aus der Sicht der Lernenden und Lehrenden betrachtet werden.
Beide haben unterschiedliche Erwartungen und Perspektiven.
F¨
ur die Lernenden ist es zun¨
achst wichtig, dass ihnen Plattformen zum Lernen
6
3 Adaptivit¨
at und Lerntechnologiestandards
bereitstehen, um sich aus- oder weiterzubilden. Dies ist aber noch nicht mit Adapti-
vit¨
at verbunden. Das Material und/oder die Lernumgebung soll auf ihre Bed¨
urfnisse
und anderen Faktoren, die in weiteren Kapiteln einzeln erl¨
autert werden, angepasst
werden. In Form einer Suchanfrage soll das passende Material vom System ausgew¨
ahlt
und dem Lerner pr¨
asentiert werden. Dabei soll auch sein Lernfortschritt protokolliert
und verwaltet werden, damit darauf Bezug nehmend, dem Lerner neues und zu seinem
Wissensstand passendes Material pr¨
asentiert wird. Nach H¨
afele ist zudem eine ein-
heitliche Benutzerf¨
uhrung und die systemunabh¨
angige Nutzung ein wichtiger Punkt,
welches auch den Austausch der Lernergebnisse mit anderen Lernplattformen impli-
ziert [H¨
afele, 2002]. Tergan hat nach einer Befragung der Teilnehmer eines Workshops
neben diesen Erwartungen weitere W¨
unsche der Lernenden aufnehmen k¨
onnen. F¨
ur
sie ist Feedback ein wichtiger Aspekt, um so die Lernf¨
ahigkeit weiter zu entwickeln.
Zudem ist eine Unterst¨
utzung bei der Kommunikation und Kooperation zwischen den
Lernenden und Lehrenden erw¨
unscht, damit der Lerner beim Lernen nicht ganz auf
sich allein gestellt ist und seine soziale Interaktion nicht leidet [Tergan, 2003].
Lehrende haben andere Perspektiven bzw. Erwartungen. Sie wollen das didaktisch
anspruchsvoll vorbereitete Lernmaterial den Lernern m¨
oglichst ohne großen Aufwand
in einer Lernplattform zur Verf¨
ugung stellen. Dabei spielt der Aspekt der technischen
Kompetenz eine wichtige Rolle, denn nicht alle Lehrer/Autoren besitzen das Know-
how, um komplexe Lernplattformen zu bedienen, respektive digitales Lernmaterial zu
erstellen. Daher liegt der Wunsch in der einfachen Bedienung. Bezogen auf das Lern-
material selbst sollte dies m¨
oglichst system¨
ubergreifend verwendbar sein und durch
die Ausstattung mit Metadaten im passenden Kontext erscheinen [H¨
afele, 2002]. Auch
Tergans Befragte haben den Aspekt der leichten Handhabung hervorgehoben, damit
die Lernplattformen von Lehrenden effektiv genutzt werden k¨
onnen. Dazu w¨
unschen
sie sich eine flexible Nutzung und die M¨
oglichkeit der Einbindung von multimedialen
Elementen [Tergan, 2003].
Aus Sicht der Entwickler gibt es ebenfalls auch W¨
unsche und Erwartungen. Tergan
hat diese zus¨
atzlich in seine Befragung aufgenommen. Der erste Aspekt ist die Standar-
disierung, um die Entwicklung von einmal erzeugten Objekten zu erleichtern. Zudem
sollen diese Objekte mit Metainformationen ausgestattet sein, in denen beispielswei-
7
3 Adaptivit¨
at und Lerntechnologiestandards
se der Autor oder letzte ¨
Anderungen vermerkt sind. Des Weiteren werden noch die
Stabilit¨
at der Plattform und Einbindung von digitalen Bibliotheken in die Plattform
genannt [Tergan, 2003].
Daraus entstandene Visionen sind Interoperabilit¨
at, Semantic Web, Entinstitutio-
nalisierung des Lernens durch Nutzung von PDAs oder Palms und die Integration von
Mind Tools zur Unterst¨
utzung kognitiver Funktionen [Tergan, 2003].
3.1.2
Anpassung
Dieses Kapitel besch¨
aftigt sich mit einzelnen Aspekten, welche an die Lernumgebung
angepasst werden k¨
onnen. Es werden im Folgenden verschiedene Perspektiven und ver-
schiedene Einflussfaktoren thematisiert.
Gegenstand
Harrer beschreibt folgende Aspekte, die bez¨
uglich des Gegenstandes individuell ein-
gerichtet werden k¨
onnen. Mit Gegenstand sind verschiedene Aspekte bez¨
uglich eines
Lernobjekt und der Lernumgebung gemeint [Harrer, 2004]:
· Anpassbarkeit der Pr¨asentation
· Anpassbarkeit der Navigation
· Anpassbarkeit des Prozesses
· Anpassbarkeit weiterer Funktionen
Die Pr¨
asentation stellt dar, dass das Lernmaterial sowohl an den Lerner als auch
an die Lernsituation angepasst wird. Mit der Navigation l¨
asst sich die Auswahl der
Lerninhalte anpassen. Innerhalb des Prozesses kann der Lerner seinen Lernweg und
die Reihenfolge der Lerninhalte steuern und anpassen. Weitere anpassbare Funktionen
sind z.B. Hilfe-Funktionen, Korrekturen und R¨
uckmeldung [Harrer, 2004].
Nach Paramythis gibt es auch vier Anpassungskategorien. Er unterscheidet zwischen:
· adaptive interaction
· adaptive course delivery
· content discovery and assembly
· adaptive collaboration support
Adaptive interaction dient dazu, den Lernern das Interagieren mit dem System
zu erm¨
oglichen, indem sich das Interface an den Lerner anpasst, ohne die Inhalte zu
8
3 Adaptivit¨
at und Lerntechnologiestandards
ver¨
andern. Darunter z¨
ahlt beispielsweise die Versorgung mit alternativen Farbschemata
oder Schriftgr¨
oßen. Insgesamt ist dies vergleichbar mit der ersten Kategorie von Harrer.
Adaptive course delivery ist nach Paramythis am weitesten verbreitet. Es hat zur Aufga-
be, die Kurse bzw. Lerninhalte auf den einzelnen Lerner zuzuschneiden. Dadurch l¨
asst
sich, wie auch bei der zweiten Kategorie von Harrer, die Navigation auf das Bed¨
urfnis
des Lerners anpassen. Content delivery and assembly bezieht sich auf die Anwendung
von adaptiven Techniken bei der Suche und Anordnung von Lernmaterial. Diese Ka-
tegorie kann mit keiner von Harrer verglichen werden. Adaptive collaboration support
unterst¨
utzt Anwendungen zur Kommunikation zwischen mehreren Personen. Diese so-
ziale Interaktion ist wichtig, damit der Lerner mit dem Lernmaterial nicht auf sich allein
gestellt ist. Diese Kategorie ist auch nicht bei Harrer vertreten [Paramythis, 2004].
Seeberger teilt, anders als Harrer und Paramythis, die Anpassungsm¨
oglichkeiten in
drei Kategorien ein [Seeberger, 2003]:
· Anpassung des Inhaltes
· Anpassung der Oberfl¨ache
· Anpassung der Hardware
Der Inhalt kann unter Anderem im Bezug auf das Vorwissen des Benutzers oder
Medienpr¨
aferenz angepasst werden. Zu einem Thema k¨
onnen zudem auch unterschied-
liche Objekte erstellt werden, um je nach Interesse des Benutzers verschiedene Inhal-
te zu zeigen. Die Oberfl¨
achenanpassung betrifft eine unterschiedliche Darstellung je
nach den Computerkenntnissen des Benutzers. Handelt es sich beispielsweise um einen
Anf¨
anger bzw. einen Benutzer mit wenigen Vorkenntnissen, ist es sinnvoll, ihn mit vie-
len Erkl¨
arungen und eventuell einer vereinfachten Navigation durch das Lernmaterial
zu steuern. Auch die Lerngeschwindigkeit kann gesteuert werden (self pacing vs. adapti-
ve external pacing, dazu siehe Seeberger [Seeberger, 2003] (S. 15)). Bei der Anpassung
der Hardware handelt es sich um adaptierbare Optionen, da sie manuell eingestellt
werden m¨
ussen. Dazu geh¨
ort die gerechte Bedienung f¨
ur k¨
orperlich Benachteiligte mit
unterst¨
utzenden Tools, z.B. einer Bildschirmlupe f¨
ur Sehbehinderte [Seeberger, 2003].
Bei diesen verschiedenen Ans¨
atzen der Kategorisierung von Adaption, erkennt man
Gemeinsamkeiten sowie Unterschiede. Diese sind sowohl abh¨
angig vom Standpunkt als
auch vom Zweck der Anpassung von Lernumgebungen und deren Inhalte. Wichtig ist
9
3 Adaptivit¨
at und Lerntechnologiestandards
daher nicht die Kategorie sondern der Gegenstand an sich, die Einflussfaktoren und
daf¨
ur verwendeten Standards.
Einflussfaktoren
Neben dem Gegenstand, der angepasst werden kann, gibt es Faktoren, die die Adap-
tion beeinflussen. Diese sollen hier thematisiert werden. Es gibt sowohl sachbezogene
als auch personenbezogene Einflussfaktoren. Bei letzterem Faktor erfolgt die Anpassung
im Bezug auf den Lerner oder auch auf ganze Lerngruppen, je nach Komplexit¨
at des
Lernszenarios. Weitere und speziellere Informationen zur Benutzermodellierung und
den sich damit besch¨
aftigenden Standards lassen sich Kapitel 3.1.3.2 entnehmen. Die
sachbezogene Anpassung richtet sich nach der Situation und der Verf¨
ugbarkeit der Res-
sourcen (context-aware computing). Das context-aware computing beschreibt beispiels-
weise den Einfluss von technischen Kapazit¨
aten eines Computers oder die Bandbreite
bei der Darstellung der Lerninhalte. Diese variieren je nach Leistung stark und k¨
onnen
das Lernen beeinflussen. Verschiedene Modelle sind dieser Adaption zuzuordnen und
werden mit Darstellung der dazugeh¨
origen Standards im weiteren Kapitel themati-
siert: Domain Model (3.1.3.1), Adaption Model (3.1.3.5) und Context Model (3.1.3.6)
[Harrer, 2004].
Zu diesen personen- und sachbezogenen Faktoren gibt es verschiedene Zeitpunkte,
die Einfluss auf die Adaption nehmen. Es wird zwischen initialer und permanenter
Adaption des Lehrmaterials unterschieden. Zun¨
achst wird dies auf die personenbezo-
genen Einflussfaktoren ¨
ubertragen. F¨
ur die personenbezogene initiale Adaption wird
ein statisches Modell gew¨
ahlt, welches die Lernerdaten beinhaltet, diese aber nicht
w¨
ahrend der Interaktivit¨
at oder im Laufe des Lernprozesses aktualisiert. Die Daten
sind also statisch und werden nicht dynamisch angepasst. Letzteres geschieht bei der
personenbezogenen permanenten Adaption. Die auf den Wissensstand oder den Lern-
erfolg bezogenen Daten werden w¨
ahrend der Laufzeit regelm¨
aßig abgefragt, wodurch
das Modell die aktuellen Daten verarbeiten und diesbez¨
uglich das Material besser an
den Lerner anpassen kann. Die sachbezogene Adaption verl¨
auft ¨
ahnlich. Jedoch be-
zieht sie sich auf das Material und seiner Umgebung anstatt auf den Lerner. Bei der
sachbezogenen initialen Anpassung stellt sich das System im Vorfeld auf den Lerner ein
10
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2007
- ISBN (eBook)
- 9783836607155
- Dateigröße
- 4.8 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Justus-Liebig-Universität Gießen – Sprachwissenschaft, Sprachtechnologie und Fremdsprachendidaktik
- Erscheinungsdatum
- 2014 (April)
- Note
- 1,7
- Schlagworte
- e-learning adaptivität standards scorm benutzermodellierung
