E-Learning und Digitale Bibliotheken · PDF fileKassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis...

Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen

E-Learning und Digitale Bibliothekenmit MILESS und MyCoRe

http://miless.uni-essen.de/ http://www.mycore.de/

Frank LützenkirchenHochschulRechenZentrum der Universität Essen


E-Learning und Digitale Bibliotheken: Einige Ansätze

- MILESS:Digitale Bibliothek multimedialer Lehr- und Lernmaterialien

- MyCoRe: Flexible Content Repositories mit konfigurierbarem Datenmodell

- Arbeitsteilung: Digitale Bibliotheken <<< >>> E-Learning-Systeme- Ariadne: Knowledge Pool System- E-Learning Standards:

Beschreibung von Inhalten: Lerneinheiten, Kurse- Lernobjekte in einer Digitalen Bibliothek verwalten:SCORM und IBM Content Manager V8 SCORM Prototyp

- Learning Content Management Systeme- Integration E-Learning-Plattform / Digitale Bibliothek:

Anbindung OpenUSS / Blackboard- Digitale Bibliothek als Backend für E-Learning Anwendung:

KUPFER- Standardisierung von Services: MIT Open Knowledge Initiative


Intentionen und Ziele

Lehr- und Lernmaterial istvorhanden, aber Ziele des MILESS Projektes:

• oft mühsam auffindbar,verstreut in der Hochschule

• Zentraler, einheitlicher Zugangfür alle Fachbereiche,Suche und Navigation in einemhomogenen System• keine systematische Ordnung

• Sachliche, systematischeErschließung in bibliothekarischerQualität, Integration der Bibliothekin den Dokumentenworkflow



Lehr- und Lernmaterial ist Ziele des MILESS Projektes:• oft flüchtig,Verfügbarkeit nicht garantiert • Archivierung und Sicherung,

dauerhafte, zuverlässigeVerfügbarkeit

• Pflege des Distributionssystems(Web-Server) aufwendig

• Zentrale Plattform zur Verteilung von Materialien

• Manipulationsgefahr, Urheberschutzprobleme • Manipulationssicherheit,

Digitale Signatur, Zugriffsschutz• Elektronische Dissertationen


Multimediales Material:


Ziele in MILESS:

• Verschiedenste Formate• Unterstützung beliebiger Dateiformate

• Audio / Videomaterialien:Große Datenmengen

• Skalierbarkeit des Systems,Spezielle Audio-/Videosoftware

• "Zoo" verschiedener Systeme,verteilt über die Universität

• Schaffung einer Infrastrukturals nachhaltige, einheitliche Lösung


Gemeinschaftsprojekt der zentralenEinrichtungen der Universität Essen

Fachbereiche

Universitäts-bibliothek

Medien-zentrum

Hochschul-rechenzentrum

http://miless.uni-essen.de/


MILESS Überblick

• MILESS: Multimedialer Lehr- und Lernserver Essen• Genauer: Multimedialer Lehr- und Lernmittel-Server• Nicht: E-Learning-System (Kursmanagement, Diskussionsforen, ...)• Essener Digitale Bibliothek: Infrastruktur für die Universität Essen

• In Essen für Essen entwickelte Applikation, d .h. ursprünglichzugeschnitten auf Essener Anforderungen

• Dublin Core Datenmodell, XML-Schnittstellen, beliebige Dateitypen

• Benötigt IBM Content Manager, DB2 unter AIX / NT• Java-Applikation bestehend aus Servlets, Applets

• Open Source unter GNU General Public License, nichtkommerziell• Nachnutzung durch 12 andere Universitäten erfolgreich, z. B.Leipzig (Bach Digital), Jena (Urmel), ca. ein Dutzend Installationen

• Zunehmende Flexibilisierung zur einfacheren Nachnutzung• Teil der CampusSource Initiative NRW, Teil des MyCoRe Projekts


MILESS Basis: Content Manager V7

Abbildung: Marc Schlüpmann, Universität Essen


Content Manager: Wesentliche Funktionen

• Content Manager: Server-Komponenten mit DB2, TSM-Anbindung...• Enterprise Information Portal: Client-Komponenten u. Text Search

• Verwaltung und Speicherung von Metadaten und Content• Zentrale / dezentrale Object Server mit TSM Anbindung• Parametrische Suche, vergleichbar mit Suche in relationaler DB• Volltextsuche mit linguistischen Features• Über EIP verteilte Suche mit Anbindung an andere Backends• Programmier-Schnittstellen für Java, C++, C, ActiveX• Funktionen für Benutzer- und Rechtemanagement• Workflow-Funktionen• Einfache Beispiel-Applikationen (flaches Karteikarten-Datenmodell)• Administrations-Clients, ... (diese Liste ist nicht vollständig)


RS/6000 SP mit mehreren Frames

Uni EssenCampusNetzwerk

Gigabit Ethernet30 GB

RAID

30 GB

RAID

Online Plattenpool (ca 800 GB)

IBM 3494 Tape Library(derzeit 12 TB)

3494-C2A 3494-L10 3494-D12

34903490

3590 3590

3590 3590

Ca. 800Band-lager-fächer

Internet via GWIN:155 Mbit/s

Anbindung an Gigabit Wissen-

schaftsnetz

36 GB

SSA

58 GB

SSA

58 GB

SSA

172 GB

SSA- Raid

172 GB

SSA- Raid

MILESSIBM DB2 ContentManagerObjectserverLibraryserverVideoserver

TSM

DB and WWWServices

login email services students

login email services staff

parallel batch

Serial batch

SCSI SSA

parallel batch

Web CMS

Mail-ServerIMAP

Neuer Video-Server

Scalable POWERParallel Switch

In 2002:Neue Tape-Library mitzunächst ca. >= 100 TB

In 2002:SAN-Lösung mit NAS-Gateway, ca.

1,6 TB Nutzspeicher0,8 TB Copy-Speicher

MILESS Hardware-Basis in Essen


Architektur Content Manager V8



MILESS Software-Architektur


MILESS Datenmodell

• Dokumentenmodell ist Umsetzung des Dublin Core Element Set:Creator, Publisher, Contributor, Title, Subject, Description, Source, Coverage, Rights, Type, Format, Date, Language, ...

• Ergänzt um Modell für Personen / Körperschaftsdaten:Personen, Namensformen, Kontaktinformationen, ...

• Ergänzt um Modell für Dokumenten-Derivate und DateienEin Dokument in verschiedenen Formaten (HTML, PS, PDF, ...)

• Metadatensatz ist abgestimmt auf / mit

Deutsche Bibliothek:Elektronische Dissertationen


Übersicht MILESS Datenmodell



Allgemeine u. fachspezifische Suchmasken


Liste der Suchergebnisse


Anzeige der Dokumenten-Metadaten


Applet-GUI für Autoren: Einstellen / Ändern


Dissertation in verschiedenen Formaten


Dissertation in LaTeX, Anzeige-Applet


Java- oder Shockwave-Animation


Video-Storyboard via XSL-Stylesheet


Video-Storyboard, XML-Darstellung


MyCoRe: Entstehung und Ziele

• Essener Lösung „MILESS“ ist spezialisiert auf die Essener Anforderungen (z. B. in Datenmodell, Graphische Oberflächen)

• „MILESS Community“ der Nachnutzer brachte zusätzliche Anforderungen, Flexibilisierungswünsche, neue Anwendungsgebiete ein

• Daher, ausgehend von MILESS, gemeinsame Entwicklung eines flexiblen, anpassbaren Software-Kerns („core“) zur Erstellung von digitalen Bibliothekssystemen / Archivlösungen (allgemein „Content Repositories“ -> CoRe), für verschiedene Backend-Datenbanken, unter anderem IBM Content Manager

• Entwicklung als Open Source auf Java-Basis unter GNU GPL• Kern, ergänzt um Anpassungen und Erweiterungen, bildet

jeweils eine lokale Lösung, z. B. für Münzsammlung, Papyri-Archiv, ...


MyCoRe: Projektbeteiligte

• Universität Essen: Rechenzentrum, Bibliothek, Medienzentrum• Universität Jena: Rechenzentrum, Bibliothek• Universität Leipzig: Rechenzentrum• Universität Münster: Rechenzentrum, Bibliothek• Universität Halle: Rechenzentrum, Bibliothek• Universität Freiburg: Rechenzentrum • Universität Rostock: Rechenzentrum, Bibliothek, Informatik Prof. Heuer• Universität Bonn: Rechenzentrum• Universität Greifswald: Rechenzentrum• Universität Hamburg. Rechenzentrum, Bibliothek

• GWDG Göttingen mit Bayerischer Staatsbibliothek München• Universität Uppsala / Louisiana Tech University: Architectural History

• IBM Deutschland: Content Manager Gruppe, Forschung & Lehre

• Weitere potentielle Beteiligte / interessierte zukünftige Nutzer / KontakteDüsseldorf, Bochum, Mainz, BASF Ludwigshafen, Paul Hartmann AG ...


MyCoRe: Ziele und Funktionalität

• Konfiguration statt Programmierung• Konfigurierbares Metadatenmodell• Konfigurierbares Layout über XSL Stylesheets• Flexibles internes logisches Dateisystem• Audio-/Video-Unterstützung• Unterstützung verschiedener Datenbank-Backends• Verteilte Suche über mehrere Systeme• XML Import/Export Schnittstellen• HTML GUI auch als Metadaten-Editor für Autoren• Anbindung Benutzer-/Rechteverwaltung an LDAP, ...• Schnittstellen für OAI, Z.39.50, Web Services: SOAP


MyCoRe: Datenmodellierung


MyCoRe Classification System:Browsing through classifications


MyCoRe Internal Logical Filesystem:Separation of file metadata and content

MCRDirectory

*• directory structure • file names, types • size, MD5 checksum• date modified

stored in RDBMS

MCRNode

Manages file metadata

MCRFile

1

MCRFileContentStore

FCSContentManager FCSLocalFileSystem

Manages file content

FCSRealServer

various interfaceimplementations

FCSRemoteFTPServer FCSVideoCharger


MyCoRe Internal Logical Filesystem:Audio/Video Stores and Extenders

MCRDirectory

*

1

• audio/video files can be treated asordinary files (import, export, ...)

• audio/video content will automatically bestored in appropriate streaming server

• audio/video files have additionalmetadata (bitrate, framerate, ...) and capabilities (start a streaming player)

MCRNode

MCRFile

MCRAudioVideoExtender MCRFileContentStore

FCSContentManager

FCSRealServer

FCSVideoCharger

AVXRealServer

AVCVideoCharger


MyCoRe: Architektur


Generation of HTML Pages by MyCoRe Servlets: Separation of Logic & Layout

MyCoRe Servlet

XML Document

Client Browser

MCRLayoutServlet

HTML Page

XSL Stylesheet

1

2

3

4

• Data

• Business Logic

• Layout instructions

• Independent functions, can be• changed• maintained• developed separately


MyCoRe LayoutServlet:Three different sources of XML

Other MyCoRe Servlet

Static XML Document from Web Server Filesystem

Stored XML Document aspart of a MILESS derivate

Dynamically generated XML Document

ClientBrowser

1c

2b

2c

MILESS Derivate Servlet 2a1a

XSL Stylesheet

1b3

MyCoReLayoutServlet

4

Output HTML Page


Verteilte Suche in MyCoRe:Remote Query Server & Clients

HTTP / XML

PräsentationSuchergebnisse

Lokale Suche

Lokale Suche

Lokale Suche

Lokale Suche

Lokale Suchez.B. Content Manager

Client

Server

Quelle: M. Zarick, Universität Rostock


Digitale Bibliothekvs.

E-Learning-Plattform

Unterschiedliche Stärken / Schwerpunkte

Arbeitsteilung / Kooperation / Integration


Digitale Bibliothek - Lehr- und Lernplattform

Schnittstellen,Services

DigitaleMultimediale

Bibliothek

• Lehrmaterial, Metadaten• Suche in Metadaten, inhaltsbasierte

Suche in Text, Bild, Video• Systematische Erschliessung,

Anbindung an externe Quellen• Audio-/Video-Streaming, ...• Archivierung, Backup• Konvertierung, Transcoding,

Versionsmanagement

E-LearningPlattform

• Lernender Benutzer, Lernprozess• Führung durch Lerninhalte

• Kursmanagement• Interaktive Tests, Gradebook

• Verwaltung der Studenten• Terminkalender, Ankündigungen

• Kommunikation: Foren, Chat


Ariadne:

Wiederverwendbarkeit durchbeschreibende Metadaten und

Verteilungsplattform


Ariadne: Tools overview


Ariadne: Pedagogic header generator tool


Ariadne: Learner interface tool


Ariadne: Knowledge Pool System

• Distributed system• Replication• Oracle database

• Content Repository• A Digital Library!


Standardisierung im E-Learning

- Voraussetzung fürWiederverwendbarkeit, Pflegbarkeit, ...

- Standards für E-Learning Content- Standards für Services: Datenaustausch, Systemintegration


Players in establishing E-Learning Standards

• ADL SCORMAdvanced Distributed Learning Initiative des DoDhttp://www.adlnet.org/

• ARIADNEAlliance of Remote Instructional Authoring & Distribution Networks für Europehttp://www.ariadne-eu.org/

• AICCAviation Industry Computer Based Training Committeehttp://www.aicc.org/

• IEEE LTCS LOMLearning Technology Standards Committeehttp://ltsc.ieee.org/

• IMS Global Learning Consortium, Inc.http://www.imsglobal.org/

• MIT OKI: Open Knowledge Initiativehttp://web.mit.edu/oki/


SCORM: Sharable Content Object Reference Model


ADL - Advanced Distributed Learning


Learning Management System in SCORM

Quelle: SCORM Dokumentation


SCORM: Assets


SCORM: SCO – Sharable Content Object


SCORM: Content Aggregation


SCORM: Package Interchange File


SCORM XML Manifest File


• Using SCORM data model in Content Manager 8

• Research prototype

• Operational

• University of Essen: Test & Evaluation in an exploratory environment


Neue Entwicklung:

Learning Content Management SystemLCMS

http://www.learnexact.com/


LearnExact E-Learning Suite:LCMS + LMS + Digital Repository

Quelle: Präsentation LearnExact


LCMS ist vergleichbar mit Web CMS: Lerninhalte über Templates erstellen



LCMS Packaging erzeugt Content Packagefür LMS oder zur Verwaltung in Repository



Publishing von Learning Objects:Indizierung für Ablage in Repository



Einsatz von Learning Objects:Verwendung / Tracking in LMS



Integration E-Learning-Plattform – Digitale Bibliothek

- Direkte Zusammenarbeit zwischen

beiden Systemen

- MILESS / MyCoRe und OpenUSS- MILESS / MyCoRe und Blackboard


MILESS und Lehr- und Lernumgebungen

MILESS ist Teil der CampusSource Initiative NRW:http://www.campussource.de/

Kooperation mit CampusSource-Partnern und anderen Partnern zur Schaffung von Schnittstellen zwischen Digitaler Bibliothek und E-Learning-Umgebungen


OpenUSS (CampusSource NRW): E-Learning-Plattform der Universität Münster


OpenUSS Komponenten: Foundation / Extension Components

Quelle: OpenUSS Dokumentation


OpenUSS:Interfaces to MILESS / MyCoRe

OpenUSSwith MILESS

Extension

MILESSAuthor GUI

Applet

invoke

ID & XML metadata

OpenUSSwith MILESS

Extension

AppletCommunicator

Interface

MILESSFunctionality

HTTPXML

OpenUSSwith MyCoRe

ExtensionMyCoRe

SOAP WebServices

InterfacesSOAP


Digitale Bibliothekals Backend für E-Learning Projekte

- Digitale Bibliothek bietet Services für E-Learning System an

- Java APIs- Web Services

- Standardisierung:MIT Open Knowledge Initiative


Projekt KUPFER:Klausur- und Prüfungsvorbereitung

Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)


Projekt KUPFER:Zusammenarbeit mit MILESS

• Sammlung klausurtypischer Aufgaben zur Prüfungsvorbereitung• Interaktive Bearbeitung der Aufgabe mit Feedback und Hilfe vom System• Online-Version in MILESS, Offline-Version auf CD-ROM• Aufgabe wird in XML-Datei beschrieben:

Aufgabenstellung, Lösungsschritte, Hilfetexte, Bearbeitungszeit, Punkte, ...• Zusätzliche Dateien je Aufgabe: Grafiken, HTML, Audio, Video• Aufgabe ist Dokument in der Digitalen Bibliothek MILESS• Querverweise zu anderen Dokumenten (Skripte, Videos, Animationen, ...)• Arbeitsteilung MILESS:Suche nach AufgabenNavigation durch Fachgebiete / KlassifikationenStreaming von Audio- / Video, Archivierung, Zugriffsschutz, ...

• Arbeitsteilung KUPFER:Editoren für verschiedene AufgabentypenDarstellungsmodule für verschiedene AufgabentypenZusammenstellen und Durchführen einer Probeklausur


Projekt KUPFER:Module für Aufgabentypen

• Tabellenmodul:Verarbeitet Aufgaben mit den Antworttypen Zahl, Multiple-Choice und Stichworten

• Grafikmodul:Ermöglicht die Beschriftung bzw. Ergänzung von vorgegebenen Grafiken sowie das Erstellen eigener Zeichnungen

• Mechanikmodul:Interaktive Aufbereitung statischer Systeme mit den dazugehörigen Informationen (Kräftegleichgewicht, Schnittgrößen)

• Städtebaumodul:Interaktive Umsetzung eines städtebaulichen Gestaltungsplanes (Plazieren von diversen vordefinierten Elementen wie z.B. Häusern, Straßen etc.).


Projekt KUPFER:Präsentation einer Aufgabe



Projekt KUPFER:Graphischer Editor für Aufgaben



MIT Open Knowledge Initiative

• Definition von Services in E-Learning Software Systeme• Von Content-orientierten Standards zu Services-orientierten Standards• APIs mit Referenzimplementierung in Java• MyCoRe verfolgt ähnliche Ansätze, aber mit anderem Schwerpunkt(Digitale Bibliothek statt E-Learning Schwerpunkt)


MIT Open Knowledge Initiative

Quelle: MIT OKI Whitepaper


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Haben Sie weitere Fragen?

http://miless.uni-essen.de/ http://www.mycore.de/

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