Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen E-Learning und Digitale...
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Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen
E-Learning und Digitale Bibliothekenmit MILESS und MyCoRe
Frank LützenkirchenHochschulRechenZentrum der Universität Essen
http://miless.uni-essen.de/ http://www.mycore.de/
Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen
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
Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen
Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen
• oft mühsam auffindbar, verstreut in der Hochschule
Lehr- und Lernmaterial istvorhanden, aber Ziele des MILESS Projektes:
• Zentraler, einheitlicher Zugang für alle Fachbereiche, Suche und Navigation in einem homogenen System• keine systematische
Ordnung • Sachliche, systematische Erschließung in bibliothekarischer Qualität, Integration der Bibliothek in den Dokumentenworkflow
Intentionen und Ziele
Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen
• oft flüchtig, Verfügbarkeit nicht garantiert
Lehr- und Lernmaterial ist Ziele des MILESS Projektes:
• Archivierung und Sicherung, dauerhafte, zuverlässige Verfügbarkeit
• Pflege des Distributionssystems (Web-Server) aufwendig
• Zentrale Plattform zur Verteilung von Materialien
• Manipulationsgefahr, Urheberschutzprobleme • Manipulationssicherheit,
Digitale Signatur, Zugriffsschutz• Elektronische Dissertationen
Intentionen und Ziele
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• Verschiedenste Formate
Multimediales Material: Ziele in MILESS:
• Unterstützung beliebiger Dateiformate
• Audio / Videomaterialien: Große Datenmengen
• Skalierbarkeit des Systems, Spezielle Audio-/Videosoftware
• "Zoo" verschiedener Systeme, verteilt über die Universität
• Schaffung einer Infrastruktur als nachhaltige, einheitliche Lösung
Intentionen und Ziele
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Fachbereiche
Universitäts-bibliothek
Medien-zentrum
Hochschul-rechenzentrum
Gemeinschaftsprojekt der zentralenEinrichtungen der Universität Essen
http://miless.uni-essen.de/
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• 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. ursprünglich zugeschnitten 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 Überblick
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MILESS Basis: Content Manager V7
Abbildung: Marc Schlüpmann, Universität Essen
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• 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)
Content Manager: Wesentliche Funktionen
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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
MILESS
IBM DB2 ContentManagerObjectserverLibraryserverVideoserver
TSM
DB and WWWServices
login email services students
login email services staff
parallel batch
Serial batch
SCSI SSA
MILESS Hardware-Basis in Essen
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
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Architektur Content Manager V8
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MILESS Software-Architektur
Abbildung: Marc Schlüpmann, Universität Essen
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• 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
MILESS Datenmodell
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Übersicht MILESS Datenmodell
Abbildung: Marc Schlüpmann, Universität Essen
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Allgemeine u. fachspezifische Suchmasken
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Liste der Suchergebnisse
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Anzeige der Dokumenten-Metadaten
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Applet-GUI für Autoren: Einstellen / Ändern
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Dissertation in verschiedenen Formaten
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Dissertation in LaTeX, Anzeige-Applet
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Java- oder Shockwave-Animation
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Video-Storyboard via XSL-Stylesheet
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Video-Storyboard, XML-Darstellung
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• 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: Entstehung und Ziele
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• 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: Projektbeteiligte
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• 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: Ziele und Funktionalität
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MyCoRe: Datenmodellierung
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MyCoRe Classification System:Browsing through classifications
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MyCoRe Internal Logical Filesystem:Separation of file metadata and content
MCRNode
MCRDirectoryMCRFile
MCRFileContentStore
FCSContentManager FCSLocalFileSystem FCSRealServer
FCSVideoChargerFCSRemoteFTPServervarious interfaceimplementations
Manages file metadata
• directory structure • file names, types • size, MD5 checksum• date modified
stored in RDBMS
*
1
Manages file content
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MyCoRe Internal Logical Filesystem:Audio/Video Stores and Extenders
MCRNode
MCRDirectoryMCRFile
MCRFileContentStore
FCSContentManager
FCSRealServer
FCSVideoCharger
*
1
MCRAudioVideoExtender
AVXRealServer
AVCVideoCharger
• audio/video files can be treated as ordinary files (import, export, ...)• audio/video content will automatically be stored in appropriate streaming server• audio/video files have additional metadata (bitrate, framerate, ...) and capabilities (start a streaming player)
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MyCoRe: Architektur
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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
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MyCoRe LayoutServlet:Three different sources of XML
Other MyCoRe Servlet
MILESS Derivate Servlet
Static XML Document from Web Server Filesystem
Stored XML Document aspart of a MILESS derivate
MyCoReLayoutServlet
XSL Stylesheet
Dynamically generated XML Document
Output HTML Page
ClientBrowser
1a
1b
1c
2a
2b
2c
3
4
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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
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Digitale Bibliothekvs.
E-Learning-Plattform
Unterschiedliche Stärken / Schwerpunkte
Arbeitsteilung / Kooperation / Integration
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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
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Ariadne:
Wiederverwendbarkeit durchbeschreibende Metadaten und
Verteilungsplattform
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Ariadne: Tools overview
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Ariadne: Pedagogic header generator tool
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Ariadne: Learner interface tool
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Ariadne: Knowledge Pool System
• Distributed system• Replication• Oracle database
• Content Repository• A Digital Library!
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Standardisierung im E-Learning
- Voraussetzung fürWiederverwendbarkeit, Pflegbarkeit, ...
- Standards für E-Learning Content
- Standards für Services: Datenaustausch, Systemintegration
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Players in establishing E-Learning Standards
• ADL SCORM Advanced Distributed Learning Initiative des DoD http://www.adlnet.org/• ARIADNE Alliance of Remote Instructional Authoring & Distribution Networks für Europe http://www.ariadne-eu.org/• AICC Aviation Industry Computer Based Training Committee http://www.aicc.org/• IEEE LTCS LOM Learning Technology Standards Committee http://ltsc.ieee.org/• IMS Global Learning Consortium, Inc. http://www.imsglobal.org/• MIT OKI: Open Knowledge Initiative http://web.mit.edu/oki/
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SCORM: Sharable Content Object Reference Model
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ADL - Advanced Distributed Learning
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Learning Management System in SCORM
Quelle: SCORM Dokumentation
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SCORM: Assets
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SCORM: SCO – Sharable Content Object
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SCORM: Content Aggregation
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SCORM: Package Interchange File
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SCORM XML Manifest File
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• Using SCORM data model in Content Manager 8
• Research prototype
• Operational
• University of Essen: Test & Evaluation in an exploratory environment
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Neue Entwicklung:
Learning Content Management SystemLCMS
http://www.learnexact.com/
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LearnExact E-Learning Suite:LCMS + LMS + Digital Repository
Quelle: Präsentation LearnExact
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LCMS ist vergleichbar mit Web CMS: Lerninhalte über Templates erstellen
Quelle: Präsentation LearnExact
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LCMS Packaging erzeugt Content Packagefür LMS oder zur Verwaltung in Repository
Quelle: Präsentation LearnExact
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Publishing von Learning Objects:Indizierung für Ablage in Repository
Quelle: Präsentation LearnExact
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Einsatz von Learning Objects:Verwendung / Tracking in LMS
Quelle: Präsentation LearnExact
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Integration E-Learning-Plattform – Digitale Bibliothek
- Direkte Zusammenarbeit zwischen
beiden Systemen
- MILESS / MyCoRe und OpenUSS- MILESS / MyCoRe und Blackboard
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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
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OpenUSS (CampusSource NRW): E-Learning-Plattform der Universität Münster
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OpenUSS Komponenten: Foundation / Extension Components
Quelle: OpenUSS Dokumentation
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OpenUSS:Interfaces to MILESS / MyCoRe
OpenUSSwith MILESSExtension
MILESSAuthor GUI
Applet
invoke
ID & XML metadata
OpenUSSwith MyCoRe
ExtensionMyCoRe
SOAP WebServices
InterfacesSOAP
OpenUSSwith MILESSExtension
AppletCommunicator
Interface
MILESSFunctionality
HTTPXML
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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
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Projekt KUPFER:Klausur- und Prüfungsvorbereitung
Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)
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• 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 Aufgaben Navigation durch Fachgebiete / Klassifikationen Streaming von Audio- / Video, Archivierung, Zugriffsschutz, ...• Arbeitsteilung KUPFER: Editoren für verschiedene Aufgabentypen Darstellungsmodule für verschiedene Aufgabentypen Zusammenstellen und Durchführen einer Probeklausur
Projekt KUPFER:Zusammenarbeit mit MILESS
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• 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:Module für Aufgabentypen
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Projekt KUPFER:Präsentation einer Aufgabe
Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)
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Projekt KUPFER:Präsentation einer Aufgabe
Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)
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Projekt KUPFER:Graphischer Editor für Aufgaben
Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)
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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)
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MIT Open Knowledge Initiative
Quelle: MIT OKI Whitepaper
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
http://miless.uni-essen.de/ http://www.mycore.de/
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