Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Adaption in E-Learningsystemen, das heißt, dem Anpassen
des Systems an die individuellen Bedürfnisse und Charakteristiken der verschiedenen Lernenden
im Allgemeinen und der Erweiterung des E-Learningsystems Moodle um adaptierende Funktionalitäten im Besonderen.
Dabei werden die im Zusammenhang mit Adaption auftretenden Begriffe geklärt, verschiedene
Adaptionsmöglichkeiten aufgezeigt und Beispiele für adaptive Lernsysteme vorgestellt.
In einem weiteren Kapitel wird evaluiert, inwieweit Moodle und seine auf dem Markt befindlichen Konkurrenten Adaptivität unterstützen. Dabei werden die Open-Source-Systeme ATutor, Ilias und StudIP miteinander verglichen, die neben Moodle ebenfalls in der engeren Auswahl der Mediadesign Hochschule für Design und Informatik waren.
Ein eigenes Kapitel widmet sich dann der Erweiterung von Moodle um adaptierende Funktionalitäten.
Hier wird zuerst eine bereits umgesetzte adaptive Funktionalität als Beispiel für eine dynamische Lerneradaption gezeigt.
Daran anschließend folgt eine Idee für eine Schnittstellen-Adaptivität, welche in Moodle umgesetzt wird. Dabei wird zuerst diese Idee im Detail vorgestellt, darauf folgt die Beschreibung der theoretischen Vorgehensweise. Den Abschluss des Kapitels bildet die praktische Umsetzung der adaptiven Funktionalität in Moodle und die Dokumentation der umgesetzten Idee in Bildern.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen
2.1 E-Learning
2.1.1 Der Begriff E-Learning
2.1.2 Synchrones und asynchrones E-Learning und Beispiele
2.1.3 Der Begriff Blended Learning
2.2 E-Learning-Systeme bzw. webbasierte Lernplattformen
2.2.1 Was ist ein E-Learning-System
2.2.2 Funktionen von E-Learning-Systemen
2.2.3 Arten von E-Learning-Systemen
2.3 E-Learning-Standards
2.3.1 Aviation Industry Computer Based Training Committee (AICC)
2.3.2 Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe (ARIADNE) Foundation for the European Knowledge Pool
2.3.3 IEEE Learning Technology Standards Committee (IEEE LTSC)
2.3.4 Instructional Management Systems Project (IMS) Global Learning Consortium
2.3.5 Shareable Content Object Reference Model (SCORM) der Advanced Distributed Learning (ADL) Initiative
3 Adaption in E-Learning-Systemen
3.1 Die Begriffe Adaption, Adaptivität und Adaptierbarkeit
3.2 Adaptivitätsvarianten
3.3 Adaptive Learning Systems (ADLs)
3.3.1 Funktionsprinzip eines ADLs nach Brusilovsky
3.3.2 Aufbau eines ADLs
3.3.3 Adaptionsvarianten in ADLs nach Brusilovsky
3.3.4 Intelligente Tutorielle Systeme – ITS
3.4 Adaptionsmöglichkeiten
3.4.1 Adaption der Lernsysteme auf Basis der unterschiedlichen Lernmodelle
3.4.2 Adaption der Lernsysteme auf Basis von Intelligenz
3.4.3 Adaption der Lernsysteme auf Basis der verschiedenen Lerntheorien
3.4.4 Adaption der Lernsysteme auf Basis von Lernprozessen
3.4.5 Adaption der Lernsysteme auf Basis der beim Lernen auftretenden Emotionen
3.4.6 Adaption der Lernsysteme auf Basis von Just-in-time E-Learning bzw. Learning on Demand
3.5 Beispiele für adaptive Lernsysteme
3.5.1 ActiveMath
3.5.2 AdeLE – Adaptive eLearning with Eye-Tracking
3.5.3 Chameleon
3.5.4 GRAPPLE – Generic Responsive Adaptive Personalized Learning Environment
3.5.5 INSPIRE – Intelligent System for Personalized Instruction in a Remote Environment
3.5.6 Learning Companion – Der Lernfreund
3.5.7 L4 – Life Long Learning Laboratory
3.5.8 Open-EIS LMS
3.5.9 Projekt iWeaver
3.5.10 Projekt LIP – Learning in Progress
3.5.11 trainer24
4 Adaption in Moodle und Konkurrenten
4.1 ATutor
4.1.1 Schnittstellen-Adaptivität
4.1.2 Lerner-Adaptivität
4.2 StudIP in Kombination mit Ilias
4.2.1 Schnittstellen-Adaptivität
4.2.2 Lerner-Adaptivität
4.3 Moodle
4.3.1 Schnittstellen-Adaptivität
4.3.2 Lerner-Adaptivität
4.4 Fazit
5 Erweiterung von Moodle um adaptierende Funktionalitäten
5.1 Die in Moodle verwendeten Technologien
5.1.1 Verwendete Skriptsprachen
5.1.2 Datenspeicherung
5.2 Das Erweitern um bereits umgesetzte adaptive Funktionalitäten
5.2.1 Das intelligente Lern-Management-System – iLMS
5.2.2 Die Elemente des iLMS
5.2.3 Die Installation und Konfiguration des Plugins iLMS
5.2.4 Fazit
5.3 Das Erweitern um eine selbst erstellte adaptierende Funktionalität
5.3.1 Die Vorstellung der Idee
5.3.2 Die theoretische Vorgehensweise zum Umsetzen der Idee
5.3.3 Die praktische Umsetzung der Idee
5.3.4 Die umgesetzte Idee in Bildern
5.3.5 Fazit
6 Resümee und Ausblick
10 Anhang
10.1 Anhang A – Fragebogen für Lernstildiagnose
10.2 Anhang B – Moodle-Tabellen und ER-Modell
10.2.1 Entity-Relationship-Modell
10.2.2 Aufbau der User-Tabelle „mdl_user“
10.2.3 Aufbau der Tabelle „mdl_user_info_data“
10.2.4 Aufbau der Tabelle „mdl_user_info_field“
10.2.5 Aufbau der Kurs-Tabelle „mdl_course“
10.2.6 Aufbau der Lernaktivitäten-Tabelle „mdl_course_modules“ mit den vier neu hinzugefügten Spalten
10.2.7 Aufbau der Kursformat-Tabelle „mdl_events“
10.2.8 Aufbau der Lernmodule-Tabelle „mdl_modules“
10.3 Anhang C – Diagramme
10.3.1 Use Case Diagramm
10.3.2 Sequenzdiagramm
10.4 Anhang D – Quellcode
10.4.1 Die Funktion „make_editing_buttons“
10.4.2 Die Funktion „set_course_module_visible_name”
10.4.3 Die Funktion „get_lernstil“
10.4.4 Die Funktion „get_all_mods“
10.4.5 Die Funktion „set_section_visible”
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin, das Learning Content Management System Moodle um adaptierende Funktionalitäten zu erweitern, um das System besser an die individuellen Bedürfnisse und Lernstile der Nutzer anzupassen. Die Forschungsarbeit untersucht dabei bestehende E-Learning-Standards, evaluiert das Adaptivitätspotenzial konkurrierender Systeme und implementiert ein spezifisches Modul zur lernstilabhängigen Inhaltssteuerung in Moodle.
- Analyse von E-Learning-Systemen und deren Adaptionsfähigkeiten
- Vergleich von Open-Source-Lernplattformen hinsichtlich ihrer Adaptivität
- Theoretische Fundierung von Adaption auf Basis von Lernstilen und -strategien
- Technische Implementierung einer lernstilabhängigen Sichtbarkeitssteuerung für Lernaktivitäten in Moodle
Auszug aus dem Buch
3.4.1 Adaption der Lernsysteme auf Basis der unterschiedlichen Lernmodelle
Um eine Anpassung der Lernsysteme an unterschiedliche Lernmodelle durchführen zu können, muss zuerst bekannt sein, welche überhaupt existieren und worin die Unterschiede bestehen. Eine mögliche Einteilung der Lernmodelle wäre z. B. auf Basis der Lernstile, Lerntypen und Lernstrategien.
Friedrich und Mandel bezeichnen den Lernstil in [Friedrich und Mandel 1992] als einen Begriff, der genutzt wird, um überdauernde Tendenzen von Personen zu kennzeichnen, bestimmte Techniken stärker und andere weniger stark zu bevorzugen, um Aufgaben zu lösen.
Anders ausgedrückt könnte man sagen, dass ein Mensch den für ihn typischen Lernstil verwendet, um sich auf neue und schwierige Informationen zu konzentrieren, diese aufzunehmen, zu verarbeiten und zu speichern.
Die Lernstile lassen sich nach Richard M. Felder und Linda Silverman in [Felder und Silverman 2002] in fünf verschiedene Bereiche einteilen:
1. Wahrnehmung – Perception: Sie unterscheidet zwischen sensorischen Lernenden, die das Wissen durch physische Beobachtung aufnehmen, und intuitiven Lernenden, die das Wissen durch Ausprobieren (Trial and Error) aufnehmen.
2. Bevorzugte Herangehensweise – Organisation: Hier wird nach den Vorgehensweisen unterschieden, welche die Lernenden bevorzugen, das heißt, ob diese lieber aus Beispielen die Gesetzmäßigkeiten ableiten oder lieber umgekehrt die gegebenen Gesetzmäßigkeiten mit Beispielen erklärt haben wollen.
3. Die bevorzugte Sichtweise – Understanding: Es beschreibt, ob sich die Lernenden das Wissen global, also als Ganzes betrachtet oder Schritt für Schritt aneignen möchten.
4. Bevorzugte Lerninhalte – Input: Diese können visuell wie z. B. in Form von Texten, Diagrammen, Grafiken oder verbal wie z. B. in Form von Vorträgen, Diskussionen etc. vorliegen.
5. Denkweise – Processing: Hier wird zwischen introvertierten, reflektierenden und aktiven Lernenden unterschieden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Thematik der E-Learning-Systeme ein und betont die Notwendigkeit adaptierender Funktionalitäten für einen effektiven Lernerfolg.
2 Grundlagen: In diesem Kapitel werden grundlegende E-Learning-Konzepte, verschiedene Systemtypen und etablierte E-Learning-Standards wissenschaftlich erläutert.
3 Adaption in E-Learning-Systemen: Dieses Kapitel definiert zentrale Begriffe der Adaption und stellt unterschiedliche theoretische Ansätze, Modelle sowie Beispiele für bestehende adaptive Lernsysteme vor.
4 Adaption in Moodle und Konkurrenten: Hier findet eine Evaluation der Adaptivitätsfunktionen von Moodle im Vergleich zu Wettbewerbssystemen wie ATutor, StudIP und Ilias statt.
5 Erweiterung von Moodle um adaptierende Funktionalitäten: Dieses Hauptkapitel detailliert die technologische Basis von Moodle und dokumentiert die Implementierung von zwei verschiedenen Ansätzen zur Erweiterung um adaptierende Module.
6 Resümee und Ausblick: Das Fazit fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und diskutiert mögliche zukünftige Entwicklungen hinsichtlich einer tieferen Systemintegration der Lernstildiagnose.
Schlüsselwörter
E-Learning, Moodle, Adaptivität, Adaption, Lernstil, Lernmodell, Lerner-Adaptivität, Schnittstellen-Adaptivität, Open-Source, Kursmodul, Personalisierung, Lernprozess, Informationstechnologie, Datenbankmodellierung, Benutzermodell.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Implementierung adaptiver Funktionen für das Lernmanagementsystem Moodle, um den Lernprozess besser an individuelle Bedürfnisse anzupassen.
Welches ist das zentrale Themenfeld der Untersuchung?
Im Mittelpunkt stehen die verschiedenen Konzepte der Adaptivität in E-Learning-Umgebungen und deren praktische technische Umsetzung innerhalb von Moodle.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es, das Moodle-Grundsystem so zu erweitern, dass Lernaktivitäten basierend auf den spezifischen Lernstilen der Nutzer ein- oder ausgeblendet werden können.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Autorin nutzt eine Kombination aus Literaturanalyse zu E-Learning-Standards und adaptiven Lernmodellen sowie eine prototypische Software-Implementierung in einem lokalen Moodle-Testsystem.
Welche Aspekte stehen im Hauptteil der Arbeit im Vordergrund?
Der Hauptteil behandelt die theoretischen Grundlagen der Adaption, den Vergleich mit anderen Lernplattformen und die detaillierte technische Dokumentation der vorgenommenen Quellcode-Änderungen.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich der Inhalt charakterisieren?
Wichtige Begriffe sind E-Learning, Moodle, Adaptivität, Lernstil, Lerner-Adaptivität, Personalisierung und Datenbankmodellierung.
Wie unterscheidet sich die "Schnittstellen-Adaptivität" von der "Lerner-Adaptivität"?
Schnittstellen-Adaptivität bezieht sich auf die manuelle Anpassbarkeit der Oberfläche durch den Nutzer, während Lerner-Adaptivität das automatische Anpassen der Lerninhalte an den individuellen Fortschritt oder Stil durch das System beschreibt.
Warum wird im praktischen Teil das Datenbank-Tabellenschema angepasst?
Die Tabelle "mdl_course_modules" wird erweitert, um für jedes einzelne Lernmodul eine spezifische Zuordnung zu den vier gängigen Lernstilen (Akkomodierer, Assimilierer, Divergierer, Konvergierer) speichern zu können.
Welche Rolle spielen die "Schloss"-Symbole im entwickelten Moodle-Modul?
Die Schloss-Icons dienen als visuelles Interface für Lehrende, um Lerninhalte spezifisch für bestimmte Lernstile freizugeben oder zu sperren, wodurch eine klare Steuerung innerhalb der Kursumgebung ermöglicht wird.
- Quote paper
- B.Sc. Tamara Rachbauer (Author), 2008, Realisierung adaptierender Funktionalitäten im Learning, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/122441
