Fachhochschule BraunschweigWolfenbttel Das Lehr und Lernsystem LON CAPA
Fachhochschule Braunschweig-Wolfenbüttel Das Lehr- und Lernsystem LON -CAPA Learning. Online Network with Computer-Assisted Personalized Approach Gerd Kortemeyer Michigan State University Juni 2006 1
Gliederung • Teil 1: Geschichte • Teil 2: Aufbau des Systems § Verteilte Inhaltsbibliothek § Inhaltszusammenstellung § Kursverwaltung • Teil 3: Übungs- und Prüfungsaufgaben • Teil 4: Effektivität • Teil 5: Ausblick
Teil 1 • Teil 1: Geschichte
Geschichte • 1992: CAPA (Computer-Assisted Personalized • • Approach) wird erstmalig in einer Physikvorlesung mit 90 Studierenden eingesetzt. Reines Hausübungssystem Wurde bald an einer Reihe anderer Unis eingesetzt Jährliche Konferenzen A P A C ems l Prob “Tauschbörsen”: Austausch von Übungen
Geschichte • 1997: Lecture. Online • Hausübungen und • • • Kurs. Verwaltung Inhaltszusammenstellung Lehrmaterialien Gemeinsames Pool von Materialien innerhalb einer Uni Inhalts. Werkzeuge zur bibliothek Inhaltszusammenstellung Kursinnerhalb von Kursen Verwaltung Inhalts. Andere Unis verwenden das FTP System zusammenstellung Inhaltsbibliothek
Geschichte • 1999: Zusammenarbeit von CAPA und • • • Lecture. Online Start des Learning. Online Network with Computer-Assisted Personalized Approach (LON-CAPA) 2000: National Science Foundation Information Technology Research Grant Investigation of a Model for Online Resource Creation and Sharing in Educational Settings 5 -Jahres Projekt 2, 1 Millionen Dollar
Geschichte • Ziele des Projektes: § Aufbau einer über Institutionsgrenzen hinweg nutzbaren Bibliothek wiederverwendbarer Lernobjekte § Entwicklung von Geschäftsprozessen innerhalb des Verbundes § Entwicklung von didaktischen Leitlinien zur Erzeugung effektiver Lernobjekte § Entwicklung von Mechanismen zur Qualitätskontrolle der Lernobjekte
Geschichte • 2006: Ende des NSF Projektes § § § 40 Schulen 40 Hochschulen 6 Verlagsgesellschaften 150. 000 online Resources Über 30. 000 Studierende jedes Semester • Nachhaltigkeit erreicht durch § Kommerzielle Ausgründung § Gemeinnütziges LON-CAPA Academic Consortium
Ausgründung • edu. Cog, LLC • Gegründet 2005 • Stellt heute LONCAPA bereit für § 2 Hochschulen § 32 Schulen § 6 Verläge
LON-CAPA Academic Consortium • Gründungsmitglieder: • Michigan State University und University of Illinois at Urbana-Champaign Haben jeweils $200 k/Jahr auf fünf Jahre hinaus zur Unterstützung des Projektes garantiert.
Teil 2 • Teil 2: Aufbau des Systemes
Logischer Aufbau Kursverwaltungssystem Campus A Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Kursverwaltungssystem Campus B Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Verteilte Inhaltsbibliothek über Campusgrenzen hinaus
Logischer Aufbau Kursverwaltungssystem Campus A Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Kursverwaltungssystem Campus B Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Verteilte Inhaltsbibliothek über Campusgrenzen hinaus
Verteilte Inhaltsbibliothek • Netzwerk von ständig • verbundenen Servern Aufgeteilt in „Domains“, z. B. „MSU“ oder „FSU“
Entsprechend: Verteilte Rollen • Verteilte Rollen • Jeder Server im Netzwerk kann • jede Resource für jede Nutzerin in jedem Kurs darstellen Systemweite Lastverteilung
Verteilte Inhaltsbibliothek • Virtuelles Filesystem • Geordnet nach § Domain § Autor § Verzeichnisstruktur des Autors “Supermarkt”
Verteilte Inhaltsbibliothek 17
Verteilte Inhaltsbibliothek • Hausübungs- und • • • Testprobleme Verschiedene Optionen, Bilder, Nummern, Graphen, etc Gleiches Problem, zwei Studierende Mehr dazu später 18
Verteilte Inhaltsbibliothek • 38. 300 HTML/XML Inhaltsseiten • 52. 600 Hausübungs- und • • • Prüfungsprobleme 49. 300 Bilder 6. 600 Inhaltszusammenstellungen 1, 100 Simulationen und Animationen 500 Filme Verlagsbibliotheken mit Aufgabensammlungen zu Textbüchern 19
Verteilte Inhaltsbibliothek • Die URL ist die ID einer Resource • Jeder Rechner im Verbund kann jede • Resource unter ihrer URL auffinden und darstellen Replikation § Resource näher am Benutzer § Unabhängigkeit vom Server des Autors § Automatisches Update durch “Subscription” • Persistant systemweite URL
Verteilte Inhaltsbibliothek • Veröffentlichung: § Metadaten werden weitestgehend automatisch erzeugt und abgefragt § Server im Verbund werden benachrichtigt § Eine neue Version wird erstellt /res/msu/kortemey/physicslib/oscillation/pendulum. 5. problem
Verteilte Inhaltsbibliothek
Verteilte Inhaltsbibliothek
Verteilte Inhaltsbibliothek • Copyright ist immer beim Autor • Möglichkeiten für Nutzungsrechte: § Kann nur vom Autor verwendet werden § Kann nur innerhalb der eigenen Uni verwendet werden; Studierende sehen das Material nur, wenn es ein Dozent ausgewählt hat § Kann systemweit verwendet werden; Studierende sehen das Material nur, wenn es ein Dozent ausgewählt hat § Ist frei (ohne Einloggen) verfügbar § Konfigurierbare Rechteverwaltungsdatei (häufig Verlage) • Unabhängig: XML Quellcode verfügbar oder nicht
Verteilte Inhaltsbibliothek • Aufgabensammlungen zu Vorlesungstexten • Verlage beauftragen Firmen, die Aufgaben in • • LON-CAPA Format bereitzustellen Bibliotheken werden freigeschaltet für Kurse, diese Texte benutzen Keine zusätzlichen Kosten, stattdessen Anreiz für Lehrende, dieses Buch auszuwählen
Verteilte Inhaltsbibliothek • Alle Daten (Seiten, Aufgaben, Rechtedateien, Metadaten, • • Inhaltszusammenstellungen, etc) sind intern in XML oder XHTML dargestellt Gesamtsystem: eingebaute Runtime-Umgebung Keine Kompatibilitätsprobleme, kein Import/Export notwendig Ein Quellcode, viele Darstellungsziele Umsetzung von XML nach Darstellung on-the-fly Quellcode Online Druck
Verteilte Inhaltsbibliothek Eingebaute Runtimeumgebung: Kombination XML/La. Te. X Konfigurierbare Onlinedarstellung Als HTML (tth) Fonts Weitgehend Browserkonfiguration browserkompatibel Geringe Bandbreite Als Bild Mit Mathtype- Sehr kompatibel notwendig Hohe Bandbreite Geringe
Verteilte Inhaltsbibliothek Eingebaute Runtimeumgebung: Kombination XML/La. Te. X Druck: HTML->La. Te. X PDF Ausgabe
Logischer Aufbau Kursverwaltungssystem Campus A Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Kursverwaltungssystem Campus B Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Verteilte Inhaltsbibliothek über Campusgrenzen hinaus
Inhaltszusammenstellung Schreibt Modul über statistisches Mittel Schreibt Modul über statistische Fehler Schreibt Modul über Meinungsforschung Benutzt dies in seinem Kurs 30
Verteilte Inhaltsbibliothek • Einkaufswagen: Resource Assembly Tools “Supermarkt”
Inhaltszusammenstellung • Verschachtelte Struktur • Keine festgelegten • • Granularitäten Leute können sich darauf nicht einigen Lernobjekte existieren auf jeder Stufe und können auf jeder Stufe wiederverwendet werden
Inhaltszusammenstellung • Inhalts • zusammenstellung Lehrpfadsfestlegung
Inhaltszusammenstellung • Das Auffinden von Resources kann schwer • • • sein Statische Metadaten häufig nicht vollständig ausgefüllt Keine Information über die Qualität der Resources Lösung: dynamische Metadaten
Logischer Aufbau Kursverwaltungssystem Campus A Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Kursverwaltungssystem Campus B Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Verteilte Inhaltsbibliothek über Campusgrenzen hinaus
Inhaltszusammenstellung • Statische Metadaten: Dublin Core, IMS • Katalogisierungsunterstützung • Dynamische Metadaten: Verwendungsdaten 36
Inhaltszusammenstellung • Suchrelevanz
Inhaltszusammenstellung • Browsing 38
Logischer Aufbau Kursverwaltungssystem Campus A Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Kursverwaltungssystem Campus B Inhalts -zusammenstellungs -werkzeuge Verteilte Inhaltsbibliothek über Campusgrenzen hinaus
Kursverwaltung • Übliche Werkzeuge § § § Navigation Diskussionsforen Benotung Kalender usw. • Nicht alles besprechen • Siehe http: //www. edutools. info/
Kursverwaltung
Kursverwaltung • Mittlere Ebene: • Inhaltszusammenstellung Navigation wird daraus dynamisch erzeugt
Kursverwaltung Anbindung an Verwaltungssysteme
Teil 3 • Teil 3: Übungs- und Prüfungsaufgaben
Übungs- und Prüfungsaufgaben • Natürlich das Übliche: § § Mehrfachauswahlen Klicke-auf-Bild Zuordnungsaufgaben Rankordnungsaufgaben • Alles kann mit Medien angereichert werden
Mathematische Aufgaben • Auswertung symbolischer Ausdrücke
Aufgaben für die Chemie • Chemische Formeln und Strukturen
Aufgaben für die Physik • Unterstützung physikalischer Einheiten
Graphen • Dynamische Erzeugung von Graphen
Nichtautomatische Benotung
Nichtautomatische Benotung • Einreichen von Dateien aus dem Portfolio • Mehrere Hi. Wis benoten: Queue
Übungsaufgaben • Feedback an den Studierenden § “mache ich ausreichend Fortschritte? ” § “was wird erwartet? ” • Feedback an den Lehrenden § “wie kommen meine Studiernden voran? ” § “worauf muss ich in der Vorlesung näher eingehen und worauf nicht? ” § Just-In-Time Teaching (Probleme fällig vor der Vorlesung)
Feedback an den Lehrenden
Feedback to Instructor
Problem Analysis
Feedback an den Lehrenden
Feedback an den Lehrenden
Feedback an den Lehrenden
Feedback an den Lehrenden • Individuelle Nachrichten
Prüfungsaufgaben
Prüfungsaufgaben
Prüfungsaufgaben zur Nachbereitung
Prüfungsaufgaben zur Nachbereitung
Teil 4 • Teil 4: Effektivität
Effektivität • Übung macht den Meister • Zeit mit dem Material verbringen
Zeit mit dem Material x 5 66
Zeit mit dem Material • Akademisches Jahr 2004/2005 • Circa 12. 600 (Herbst) and • • 10. 800 (Frühling) Studierende an der MSU 100. 000 Logins in den ersten 16 Tagen des Semesters 1. 000 Logins im März, sieben Monate später
Zeit mit dem Material
Prüfungs- und Kursnoten Vorher/Nachher
Gender Differential • • phy 231: ohne CAPA phy 232: mit CAPA Geschlechterunterschied
Teil 5 • Teil 5: Ausblick
MSU: Usability Testing • Zusammenarbeit mit dem MSU Usability Lab • Testet LON-CAPA Usability für § Studierende § Lehrende § Autoren
Symbolische Mathematik • Integration eines symbolischen • • Algebrasystems Maxima Zusammenarbeit mit Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel
Übungen im Hörsaal • Hörsaalnutzung von LON-CAPA • “Next generation clickers”
Übungen im Hörsaal • Zusammenarbeit mit Mazur Gruppe an Harvard und Bill Junkin an Erskine College Importiert, wird gerade korrigiert
Öffentliche Portfolios • Öffentlicher Zugang zu Portfoliodateien • Bekanntgabe
Ausblick: RSS, Podcasts, Calendars • Herunterladen des Kalenders mit Fälligkeitsdaten, etc, nach i. Calendar on PDAs, etc. • Ankündigungen mit RSS • Podcasting von Portfolio Dateien, Vorlesungsmitschnitten, etc. • Blogs • “Mobile Learning”
Prüfungen im Hörsaal • Direktes Einscannen nach LON-CAPA
Ausblick • 2007 LON-CAPA Conference and Workshop: University of Illinois at Urbana. Champaign
Anerkennung: Förderung • Anfänglich an der Michigan State • • University entwickelt Weitere Unterstützung von den Sloan und Mellon Foundations Derzeit finanziell unterstützt von Michigan State University und der National Science Foundation, sowie akademischen Partnerinstitutionen http: //www. lon-capa. org/ 80
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