Webservice zur Verwaltung semantisch verknüpfter Vorlesungsmaterialien und Förderung von verbundenem Lernen

- Masterarbeit -


Beschreibung:

Die Aufgabe von Universitäten besteht in der Vermittlung von Lehre und eigenständiger Forschung. So besteht in Universitäten ein immenser Pool von Lehrmaterialien und Forschungsdaten. Schwierig ist die Unterscheidung, welches Wissen noch zur Forschung gehört oder sich schon als allgemein anerkannt in den Alltag eingeflossen ist. Dieses sog. Basiswissen, wie es in der Schule bzw. im Grundstudium vermittelt wird, ist zeitunabhängig. Es lässt sich somit relativ gut klassifizieren; Investitionen in Unterstützungssysteme sind langfristig und daher amortisieren sie sich. Das Zeitkontingent der Dozierenden für die Erstellung von Lehrmaterialien ist eingeschränkt. Ergänzungen und Aktualisierungen könnten durch den Pool von Studierenden unterstützt werden. Sowohl die Nutzung dieses Aktivitätspotentials als „Schwarmintelligenz“ als auch die Motivationssteigerung durch Anerkennung der Studierenden würden Vorteile ergeben.

An der Universität Lübeck existiert MOODLE als Lehrunterstützungssystem. Es unterstützt die Lernaktivitäten zwischen Dozierenden und Studierenden, indem es Tools zur Kursverwaltung, Lehrmaterialien, Leistungsermittlung, Austausch in Foren und gemeinsame Workshops unterstützt. Aufgrund des Urheberrechtes ist jeder Moodlekurs nur für die belegenden Teilnehmer einsichtig. Dozierende können die Gesamtheit der universitär verfügbaren Lehrmaterialien nur bedingt einsehen. Als Gesamtübersicht existieren für alle Studiengänge Modulhandbücher, die jedoch nur Lehrveranstaltungen mit Lehrinhalten beschreiben und keinen Verweis auf die Lehrmaterialien beinhalten.

Ein Zugriff auf das gesamte Lehrmaterial der Universität und somit die Transparenz fehlt. Mehrfachnutzung und Qualitätsbeschreibung sind somit nicht möglich. Die folgende Grafik beschreibt nochmals zusammenfassend die aktuelle Situation:

In einer Pilotinstallation wurde Lehrmaterialien aus dem Moodle der Medizin in ein MediaWiki übertragen und mittels einer Web-Suchmaschine verschlagwortet. Die Skripte wurden aus dem PDF-Dokument in HTML konvertiert, sodass ca. 7000 Dateien vorliegen. Die Pilotimplementierung zeigte folgende Problemkreise auf:

Definition indizierbarer Items; Optimierung der technischen Umsetzung (Ablageverfahren ; Versionierung); Definition der Schnittstelle Moodle –MediLearn; Konzepterstellung zur Nutzung der Wiki-Funktionen “Autor” und Freischaltung

Aufgabenstellung:

In dieser Masterarbeit soll daher ein Web X.0 Framework zur Transparenz von Lehrmaterialien und Förderung von verbundenem Lernen (Social Constructivism) fachgebietsübergreifend entwickelt werden. Folgende Funktionalitäten sind angedacht, wobei in einer studentischen Arbeit nach Absprache mit den betreuenden Mitarbeitern auf bestimmte Teilgebiete fokussiert werden kann:

  • Hochladen und Darstellen von Veranstaltungsmaterialien wie etwa Skripte, Folien und Übungsaufgaben über ein Formular mit spezifischer Ablageform. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines PDF-Viewers wie z.B. bei http://viewerjs.org/ erhätlich. Dabei muss darauf geachtet werden, dass bestimmte Zusatzinformationen und Mitmachwerkzeuge auch folienspezifisch eingeblendet werden können. Evtl. muss der Viewer so angepasst werden, dass Aktionen beim Anzeigen der nächsten Seite/Folie ausgelöst werden können.
  • Up- und Downvoten von einzelnen Kommentaren (wie etwa bei http://stackoverflow.com/questions/3539879/open-source-javascript-pdf-viewer), andere mittels Mitmach-Werkzeugen eingebrachten Materialien, Folien, Vorlesungseinheiten, … soll möglich sein. Dies hilft dem Dozierenden einzuschätzen, ob eine bestimmte Anmerkung eine Einzelmeinung ist oder auf breite Zustimmung unter den Studierenden stößt.
  • Unterstützung von verschiedenen Rollen im Framework, z.B. Dozent, Tutor, Lehrbeauftragter und Studierender. Es sollte beim Anzeigen der eingebrachten Materialien klar erkennbar sein, von welcher Benutzergruppe (z.B. Dozierender oder Studierender) diese eingebracht worden sind. Auch Priorisierungen und Ein-/Ausblenden der Materialien nach Benutzergruppe wären angebracht.
  • Eine Vielzahl von Mitmach-Werkzeugen, für dessen Integration eine Plug-In-Schnittstelle geschafft werden sollte. Alle Mitmach-Werkzeuge sollten verschiedene Granularitäten von der einzelnen Folie, über die Vorlesungseinheit bis zur Veranstaltung (evtl. sogar Studiengang und Universität) besitzen.
    • Kommentieren in einer der verschiedenen Granularitäten, d.h. selbst einzelne Folien können kommentiert werden. Auf einzelne Kommentare (die z.B. auch Fragen beinhalten können) soll auf einfache Art und Weise geantwortet werden können. Der Dozierende kann bei konstruktiver Kritik zu einer bestimmten Folie diese sogleich überarbeiten.
    • Versionierungsunterstützung wie Zugriff auf alte Versionen der Veranstaltungsmaterialien sowie Übernahme der eingebrachten Materialien und Kommentare beim Upload einer neuen Version.
    • Verschlagwortung und Einordung bezüglich Taxonomien/Ontologien. Die Taxonomien/Ontologien sollten vorher auf Fachrichtung, Studiengangs- oder Veranstaltungsebene importiert worden sein. Die gleichzeitige Verwendung mehrerer Taxonomien/Ontologien soll ermöglicht werden. Diese Einordnungen helfen u.a., um Querbezüge zwischen Veranstaltungen zu schaffen und können auch in einer Übersichtsseite dargestellt oder durch Navigieren innerhalb der Taxonomie/Ontologie erkundet werden.
    • Anbindung an Linking Open Data (LOD) (http://linkeddata.org/) durch einerseits Nutzung dieser Daten wie auch andererseits Export zu LOD
    • Eine Suchmaschine, die neben Schlüsselwortsuche auch die Taxonomien und Ontologien berücksichtigt wie auch ein Ranking z.B. nach Up-/Downvotes sowie Besuchshäufigkeit vornimmt.

Nach einer Einarbeitung mit wissenschaftlicher Literarturrecherche im Bereich E-Learning sowie Recherche über relevante Systeme und Tools wie etwa Slideshare (http://de.slideshare.net/) erfolgt die Konzeptionierung der Gesamtarchitektur mit anschließender Implementation und Evaluation.

Diese studentische Arbeit erfolgt in Ko-Betreuung mit Herrn Dr. Schuster aus der Sektion Medizin, der die inhaltliche Betreuung der Semantik übernehmen wird.

Anforderungen/Kenntnisse:

Programmierung von Web-Servern und Browsern, insbesondere PHP, JavaScript, HTML und CSS, sowie Semantic Web

Bearbeitung:
Mark-Hendrik Walser

Betreuung:

Privatdozent Dr. rer.nat. habil. Sven Groppe
Institut für Informationssysteme
Ratzeburger Allee 160 ( Gebäude 64 - 2. OG)
23562 Lübeck
Telefon: 0451 / 500 5706

und

Dipl.-Ing. Dr.med. Claus Schuster
Bereich Studium und Lehre der Sektion Medizin
Ratzeburger Allee 160, 23562 Lübeck
Haus 2, Zi 206
Tel.: 0451-500-4508