Post on 20-Aug-2015
1FZI Research Center for Information Technologies Karlsruhe
Situationsbewusste Dienste für das arbeitsbegleitende Lernen
Erstgutachter: Prof. Dr. P. LockemannZweitgutachter: Prof. Dr. J. Magenheim
12. Februar 2009
andreas@schmidt.name
Andreas Schmidt
2
Lernen bei Bedarf als neues Paradigma
Seminare und E-Learning-Kurse führen oft zu trägem Wissen
Bildungsbedarf des einzelnen immer weniger antizipierbar• sehr individuelle Bildungspfade• hohe Fluktuation, schnelle Veränderungen der Anforderungen
=> Lernangebote müssen sich an der Situation orientieren• an Arbeitsprozessen, Geschäftsprozessen• an individuellem Wissensstand, Präferenzen, Interessen, …
3
Herausforderungen und Ziele
Konzeptionell-Methodische Herausforderungen• Anatomie der Situation des Lernenden• Methoden für eine situationsbewusste Lernunterstützung
Technologische Herausforderungen• Operationalisierung der Situation als Kontext • benötigt Infrastruktur zum Umgang mit imperfekten und
zeitabhängigen Kontextinformationen (da i.d.R. durch Heuristiken gewonnen)
Ziel: Integrative Gesamtlösung aus…• Methodik, Diensten und Referenzarchitektur für
situationsbewusste Unterstützung des arbeitsbegleitenden Lernens
• zugrundeliegender Infrastruktur für den Umgang mit Kontextinformation
4FZI Research Center for Information Technologies Karlsruhe
1. Modell für das Lernen in Unternehmensumgebungen• Wissensreifungsprozess
2. Methodik für die situationsbewusste Unterstützung• Situationsgesteuertes Lernen
3. Dienste für die situationsbewusste Unterstützung• Professional Learning Ontology als Domänenontologie• Referenzarchitektur• Kompetenzorientierte Dienste
4. Kontextinfrastruktur• Datenmodell und Dienst
5. Evaluierung• Implementierung• Modellvalidierung • formative und summative Systemevaluierung
Aw
are
nes
s o
f p
rob
lem
Su
gg
est-
ion
Develo
pm
en
tEvalu
atio
n
5
1. Modell für das Lernen
Arbeitsbegleitende Lernprozesse sind • vielgestaltig, • nicht isoliert betrachtbar, • brauchen pädagogische Führung • und sind durch die Situation beeinflusst.
Existierende Mikro- wie Makro-Modelle • erklären und strukturieren nur teilweise
die unterschiedlichen Lernformen und jeweilige Führung
• überwinden nicht die jeweiligen Disziplinengrenzen
6
1. Wissensreifungsprozessmodell
neue IdeenGemeinsame
Begrifflichkeiten
Communities
Best Practices Lehrbücher
Kollaboration KurseLernobjekteKommunikation Dokumenten-kollektionen
Berichte
FallstudienLessons Learnt
Bildung von Communities
Entstehung von Ideen
Formali-sierung
Ad-Hoc-Weiter-bildung
FormelleBildung
7FZI Research Center for Information Technologies Karlsruhe
1. Modell für das Lernen in Unternehmensumgebungen• Wissensreifungsprozess
2. Methodik für die situationsbewusste Unterstützung• Situationsgesteuertes Lernen
3. Dienste für die situationsbewusste Unterstützung• Professional Learning Ontology als Domänenontologie• Referenzarchitektur• Kompetenzorientierte Dienste
4. Kontextinfrastruktur• Datenmodell und Dienst
5. Evaluierung• Implementierung• Modellvalidierung • formative und summative Systemevaluierung
Aw
are
nes
s o
f p
rob
lem
Su
gg
est-
ion
Develo
pm
en
tEvalu
atio
n
8
2. Situationsgesteuertes Lernen
9FZI Research Center for Information Technologies Karlsruhe
1. Modell für das Lernen in Unternehmensumgebungen• Wissensreifungsprozess
2. Methodik für die situationsbewusste Unterstützung• Situationsgesteuertes Lernen
3. Dienste für die situationsbewusste Unterstützung• Professional Learning Ontology als Domänenontologie• Referenzarchitektur• Kompetenzorientierte Dienste
4. Kontextinfrastruktur• Datenmodell und Dienst
5. Evaluierung• Implementierung• Modellvalidierung • formative und summative Systemevaluierung
Aw
are
nes
s o
f p
rob
lem
Su
gg
est-
ion
Develo
pm
en
tEvalu
atio
n
10
3. Lernunterstützende Dienste
Wie lässt sich das situationsgesteuerte Lernen unterstützen?
Initiieren• Ermittlung der Benutzerkontextes als Operationalisierung der
Situation• (situationsbewusste) Berechnung der Kompetenzlücke• (situationsbewusste) Auswahl von „passenden“
Lerngelegenheiteno Lernobjekteo Weniger reife „Gebrauchsdokumente“o Personen
Bereitstellen• (situationsbewusste) Zusammenstellung von Lernprogrammen
Unterstützen• (situationsbewusstes) Generieren von
Navigationsempfehlungen
11
3. Beispiel: Lernobjekte
12
3. Domänenontologie
Professional Learning Ontologyavailable under LGPL atprofessional-learning.eu
Kontext-ontologie
13
3. Modellierung Kontext
14
3. Kontextontologie
15
3. Herausforderungen
Kompetenzen werden auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen benutzt• Einführung von Kompetenzrelationen, Subsumtion und
domänenspezifisches Reasoning
Auswahl von Lerngelegenheiten• Harte Kriterien, weiche Kriterien über gewichtete
Bewertungsfunktioneno Personen: „Kompetenzentfernung“, sozialer Statuso Dokumente: Reifegrad und Kompetenzo Lernobjekte: zahlreiche Metadaten, die Kontextmerkmalen
entsprechen
Lernprogrammzusammenstellung• Optimierungsproblem• Heuristik mit Best-First-Strategie
16FZI Research Center for Information Technologies Karlsruhe
1. Modell für das Lernen in Unternehmensumgebungen• Wissensreifungsprozess
2. Methodik für die situationsbewusste Unterstützung• Situationsgesteuertes Lernen
3. Dienste für die situationsbewusste Unterstützung• Professional Learning Ontology als Domänenontologie• Referenzarchitektur• Kompetenzorientierte Dienste
4. Kontextinfrastruktur• Datenmodell und Dienst
5. Evaluierung• Implementierung• Modellvalidierung • formative und summative Systemevaluierung
Aw
are
nes
s o
f p
rob
lem
Su
gg
est-
ion
Develo
pm
en
tEvalu
atio
n
17
4. Herausforderungen
Ziel: möglichst vollständiges und korrektes Abbild der Situation
Probleme• Unterschiedliche Änderungsdynamik und Asynchronizität von
Kontextermittlung und Nutzung (Heuristiken!)• Imperfektion: unvollständig, ungenau, unsicher, widersprüchlich• Nutzung von Ontologien als Hintergrundwissen
Grundidee• Zu trennende Schritte: Gewinnung, Anreicherung, Nutzung• Speicherung der Historie, konfidenzbewertete Fakten• Alterungsfunktionen• Zulassung von positiven und negativen Aussagen• Keine a-priori-Auflösung von Widersprüchen
18
4. Architektur Kontextmanagement
19
4. Nutzung von Ontologien
Grundidee: Anfragebearbeitung statt logischem Reasoning• Ontologien als Datentypen mit speziellen Operatoren, z.B.
instance-of:SELECT USERSWHERE process-activity instance-of AccountingActivityAND department = myDepartmentVALID [2006-08-01,2006-08-31]
• Anfrageumformulierung mittels eines Reasoners möglich SELECT USERSWHERE (process-activity = a1
OR process-activity = a2 ...)AND department = myDepartmentVALID [2006-08-01,2006-08-31]
Zahlreiche Optimierungsmöglichkeiten
20FZI Research Center for Information Technologies Karlsruhe
1. Modell für das Lernen in Unternehmensumgebungen• Wissensreifungsprozess
2. Methodik für die situationsbewusste Unterstützung• Situationsgesteuertes Lernen
3. Dienste für die situationsbewusste Unterstützung• Professional Learning Ontology als Domänenontologie• Referenzarchitektur• Kompetenzorientierte Dienste
4. Kontextinfrastruktur• Datenmodell und Dienst
5. Evaluierung• Implementierung• Modellvalidierung • formative und summative Systemevaluierung
Aw
are
nes
s o
f p
rob
lem
Su
gg
est-
ion
Develo
pm
en
tEvalu
atio
n
21
5. Implementierung
22
5. Agentenbasierte Empfehlungen
23
5. Eingebettet in Portallösungen
24
5. Tray-Anwendung/Sidebar
Tray-Anwendung• Zeigt Hinweisfenster an• Ändert die Farbe
Bei Aktivitierung erscheint eine Sidebar
Einbettung der Sidebar in als Google Gadget möglich
25
5. Evaluation
Validierung des Wissensreifungsmodells• Qualitative Studie @ SAP, die Bruchstellen bestätigte• Quantitative Studie von Wikipedia-Artikeln, die die
Kriterien der Phasen bestätigte
Formative Evaluierung des Konzeptes des situationsgesteuerten Lernen
Summative Evaluierung des resultierenden Gesamtsystems• Extern durchgeführt durch LTRI, London Metropolitan
University• Zwei Firmen mit jeweils N=10 Mitarbeitern
26
5. Ergebnisse der Evaluation
Situationsgesteuertes Lernen wirdgrundsätzlich positiv und nützlich bewertet
Kritisch ist die Verfügbarkeit von geeigneten Materialien, was tendenziell schlechtere Ergebnisse bei der Firma mit dem geringeren Angebot zeigte
Störung der Arbeitsabläufe wurde kaum beklagt
Beobachtung durch Kontextsensoren war nur für 1/3 der Teilnehmer bedenklich
27
5. Zusammenfassung und Ausblick
Wissensreifungsmodell als Makromodell• Potential für viel weiter gehende Unterstützungsformen (->
MATURE) Situationsgesteuertes Lernen
• Prozessmodell und systematische Ableitung von Systeminterventionen
Professional Learning Ontology• breiter angelegt als vergleichbare Ansätze, Ableitung der Dienste• Analyse von Kompetenzbeziehungen und –subsumtion
o gehen in gegründete Standardisierungsgruppe ein
Kompetenzorientierte Lernunterstützungsdienste Kontextmanagementinfrastruktur
• mit Unterstützung für Unsicherheit und Alterung (und Ontologien)• auch z.B. für AAL-Szenarien geeignet (wird in SOPRANO
eingesetzt) Gesamtsystem in realen Unternehmensumgebungen
getestet