E-Books im Spannungsfeld von Learning Analytics

27.11.2014

1

Christoph Prettenthaler

Überblick• Einführung

• Learning Analytics

• E-Books

• Vorhandene Umsetzungen

• Der Prototyp

• Zusammenfassung

• Ausblick

2

Einführung

• Anwendung technologischer Fortschritte im Bereich Lehren und Lernen

• E-Book als Lernunterlagen

• Mehrwert generieren

3

Learning Analytics

• Steigerung der Effektivität des Lehrens und Lernens

• Sammeln, analysieren und interpretieren von Daten

• Software zur Automation

• Verbesserung menschlicher Entscheidungen

• Große Datenmengen

• Datenschutz

4

E-Books

• Electronic Book

• Unterschiedliche Endgeräte

• Unterschiedliche Formate

5

PDF

• Portable Document Format

• Große Verbreitung und Bekanntheitsgrad

• Darstellung unabhängig vom Endgerät

• Layout wird beim Erstellen festgelegt

6

Mobipocket

• Aktuell Entwicklung durch Amazon

• Einsatz bei Kindle Produktfamilie

• Dynamisches Layout

7

EPUB

• Electronic Publication

• International Digital Publishing Forum

• Fixes und dynamisches Layout

• ZIP-Archiv

• XHTML für Inhalt

• Formatierung mit Hilfe von CSS

8

EPUB 3

• Vollständige JavaScript und HTML5 Unterstützung

• Unterstützung weiterer Technologien wie z.B. MathML

• Media Overlays

• Einsatz in Prototyp

• Oftmals keine 100%ige Unterstützung

• Readium als Referenzimplementation

9

Vorhandene Umsetzungen: ABC-Manager

• System der TU Graz

• Erstellung und Veröffentlichung von E-Books

• Unterschiedliche Ausgabeformate

• Wiederverwendung von Inhalten

10

Vorhandene Umsetzungen: LearningApps.org

• Interaktive Bausteine

• Unterstützende Integrierung in den Unterricht

• Schweizer Forschungsprojekt

11

Vorhandene Umsetzungen: LOOP

• Learning Object Online Project

• Cloud-basierte Erstellung und Verwaltung von E-Learning Inhalten

• MediaWiki Framework

• Export in PDF und EPUB Format

12

Der Prototyp

• Autorensystem zur Erstellung und Verwaltung von elektronischen Schulbüchern

• Interaktive Übungen

• Übungstypen aufgrund Analyse von Christian Gailer*

• Analyse und Bereitstellung der Übungsergebnisse

• Auswertungen für Lehrende und Lernende

*Gailer, Christian (2013): Möglichkeiten und Potenziale von E-Books im Grundschulalter 13

Technologien

• PHP-basierte Weboberfläche

• Zend Framework

• EPUB 3

• HTML5

• Interaktivität durch JavaScript (jQuery/jQuery UI)

• MySQL Datenbank zur Datenspeicherung

14

Benutzerverwaltung

• Bestehende Benutzerverwaltung der TU Graz Learning Apps (mathe.tugraz.at)

• SOAP (Simple Object Access Protocol) API

• User für Lehrende und Lernende

15

Weboberfläche

• Struktur basierend auf MVC (Model-View-Controller) Entwurfsmuster

• Einteilung in 3 unterschiedlichen Modulen

16

E-Book/Übungs-Modul

• Erstellen elektronischer Lehrbücher

• Unterschiedliche Formulare für alle Übungstypen

• Lehrbücher als E-Books veröffentlichen

17

Erstellung elektronischer Lehrbücher

• Individuelle Eingabeformulare je nach Übungstyp

• Mehrere unterschiedliche Übungen pro E-Book

• Reihenfolge der Übungen änderbar

18

Veröffentlichung eines elektronischen Schulbuchs

• Daten aus Datenbank laden

• Generieren einer XHTML Datei pro Übung

• PHP Ausgabe-Kontrollfunktionen

• Anlegen lokaler Ordnerstruktur

• Kopieren verwendeter Ressourcen (z.B. Multimedia/JavaScript Dateien)

• Erstellung der für EPUB notwendigen Dateien (z.B. Navigationsdokument, Package Datei)

• Erstellung eines ZIP-Archivs

• Bereitstellung per Download-Link19

Ergebnis-Modul

• Übertragung der Ergebnisse im JSON Format

• Evaluierung der Ergebnisse

• Speicherung der Ergebnisse

20

Auswertungs-Modul

• Bereitstellung der Daten abhängig vom User

• Laden der entsprechenden Informationen aus der Datenbank

• Datenaufbereitung

• Präsentation der Daten

21

Durchführung der Übungen

• Verwendung als registrierter User und anonym möglich

• Umwandlung der Ergebnisse in JSON per JavaScript

• Datenübertragung per AJAX an Server

• HTML5 Local Storage zur Speicherung der Login Informationen und nicht übertragender Ergebnisse

22

Wahr-Falsch Übung

23

Wörter suchen Übung

• Zufällige Anordnung der Wörter

• Zeichenoperationen mit HTML5 Canvas

24

Wörter markieren Übung

25

Buchstaben zuordnen

26

Drag and Drop Übung

• Drag and Drop unter Verwendung von jQueryUI

• Speicherung der Koordinaten

27

Lückentext Übung

28

Multimedia Übung

• Erstellung mit Hilfe eines WYSIWYG Editor

• Einbetten von Multimedia Dateien möglich

29

Live Demo

30

Zusammenfassung• Learning Analytics - Effektiveres lehren und lernen

• EPUB 3 - JavaScript und HTML5 Support

• Prototyp zum Erstellen und Verwalten elektronischer Schulbücher

• Weboberfläche

• Verschiedene interaktive Übungstypen

• Elektronisches Schulbuch im EPUB 3 Format

• Serverseitige Speicherung und Auswertung der Ergebnisse

31

Ausblick

• Zusätzliche Übungstypen

• Zusätzliche Techniken aus dem Bereich Learning Analytics

• Web-basierte Version der Lehrunterlagen

• Individuellere Gestaltungsmöglichkeiten

• Bewertung von Schulbüchern/Übungen

32

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

33

Einführung

• Erfolgreicher Einsatz bereits bei TU Graz Learning Apps

• Lernunterstützung im Grund- und Mittelschulalter

• Neue Möglichkeiten durch E-Books

• Prototyp eines interaktiven Schulbuchs

34

Educational Data Mining

• Viele Gemeinsamkeiten mit Learning Analytics

• Hoher Grad der Automatisierung

• Erschaffung eines intelligenten Lernsystems

• Extraktion von Mustern

35

Learning Management Systeme

• Lernplattformen

• Bereitstellung von Lerninhalten

• Förderung der Kommunikation

• Daten durch Verwendung und Interaktion

• Computer Supported Collaborative Learning

36