Weiterbildung in der Toxikologie an der Universität ... · Toxikologie, wie der Organtoxikologie,...

WeiterbildunginderToxikologieanderUniversitätLeipzig–AufbaueinesE‐LearningPortalsundeinerToxikologie‐Ontologie

Masterarbeit

WissenschaftlicheArbeitzurErlangungdesakademischenGrades“MasterofScience“imFach„WebContentManagement“

anderUniversitätLeipzig

Studiengang„WebContentManagement“4.Immatrikulationsjahrgang2008bis2010

UniversitätLeipzig,FernstudiumAutor:AdelgundeGraefeDiplom‐Chemieingenieur(FH),FachingenieurfürToxikologie1.Betreuer Prof.Dr.Klaus‐PeterFähnrich2.Betreuer Dr.AxelNgongaEingereichtimDezember2010

1.Einleitung

2

Inhalt

Abbildungsverzeichnis..................................................................................................................4

Tabellenverzeichnis.......................................................................................................................5

1.Einleitung................................................................................................................................................6

1.1Motivation.......................................................................................................................................6

1.2Zielstellung......................................................................................................................................6

2.Toxikologie–einÜberblick..............................................................................................................7

2.1DieGeschichtedesPostgradualstudiumToxikologiederUniversitätLeipzig‐

KonzeptionundEtablierung,ZielrichtungundAusblick....................................................9

2.2Projekt„ErstellungvonE‐Learning‐ModulenfürdieToxikologie“2009bis

2012........................................................................................................................................................13

2.3ToxikologenundE‐Learning–AuswertungeinerBefragung.................................14

3.E‐Learning............................................................................................................................................17

3.1.Entwicklung................................................................................................................................18

3.2Web2.0undE‐Learning2.0..................................................................................................24

3.2.1Wiki.........................................................................................................................................26

3.2.2Blog.........................................................................................................................................27

3.2.3VirtuelleCommunities....................................................................................................29

3.3E‐LearningundOntologie......................................................................................................31

3.4WissensmanagementundOntologie.................................................................................34

4.Ontologie..............................................................................................................................................37

4.1ÜberblickundDefinitionen...................................................................................................38

4.1.2DieLogikderOntologie..................................................................................................43

4.1.3WissensbasenundInferenzmethoden.....................................................................46

4.2Klassifikation...............................................................................................................................47

4.2.1VerschiedeneTypenderOntologien.........................................................................47

4.2.2DieArtenderOntologien...............................................................................................48

4.2.3AnwendungsgebietefürOntologien..........................................................................49

4.3Standards......................................................................................................................................50

4.3.1WebOntologyLanguage‐OWL...................................................................................50

1.Einleitung

3

4.3.2DasRessourceDescriptionFramework‐Schema,RDF‐Schema.....................52

4.3.3SPARQL..................................................................................................................................53

4.4Werkzeuge....................................................................................................................................55

4.4.1Protégé..................................................................................................................................57

4.5ErgänzendeGrundlagenundandereMethoden...........................................................59

4.5.1SemantikWeb.....................................................................................................................61

4.5.2WorldWideWebConsortium......................................................................................62

4.5.3TopicMap.............................................................................................................................63

4.6DieBedeutungderOntologien.............................................................................................63

5.AufbaueinerOntologiefürdasToxikologiestudiumderUniversitätLeipzig.........67

5.1Konzeption...................................................................................................................................67

5.2SchrittedesAufbaus.................................................................................................................69

5.2.1Vorüberlegung....................................................................................................................69

5.2.2DerStudiengangToxikologie.......................................................................................71

5.2.3OntologiefürdenStudiengangToxikologie...........................................................72

5.3FortführendeAlternativen.....................................................................................................75

5.4BeispielefürOntologien.........................................................................................................77

6.Zusammenfassung............................................................................................................................83

Literaturverzeichnis2.........................................................................................................................84

Glossar........................................................................................................................................................88

Danksagung..............................................................................................................................................89

Selbstständigkeitserklärung.............................................................................................................90

Anlage–FragebögenmitAuswertungen.....................................................................................91

1.Einleitung

4

AbbildungsverzeichnisAbbildung1Paracelsus..........................................................................................................................7

Abbildung2ÜbersichtToxikologie...................................................................................................8

Abbildung3ÜbersichteinigerThemenderAbschlussarbeiten,nachbestimmten

Kriteriensortiert....................................................................................................................................11

Abbildung4ZentrumToxikologiederUniversitätLeipzig..................................................12

Abbildung5DasToxnetz‐PortalderUniLeipzig.....................................................................12

Abbildung6BeispielfürvernetztesLernen...............................................................................22

Abbildung7KompetenzentwicklungmitBlendedLearning..............................................31

Abbildung8BeispielszenarioAus‐undWeiterbildung.........................................................32

Abbildung9Wissensprozess...........................................................................................................35

Abbildung10DassemiotischeDreieck........................................................................................37

Abbildung11EvolutiondersemantischenNetze....................................................................38

Abbildung12EinstufungnachGradderKomplexität............................................................48

Abbildung13ProtégéEbeneOWLClasses.................................................................................58

Abbildung14ProtégéEbeneProperties......................................................................................58

Abbildung15ProtégéEbeneIndividuals....................................................................................59

Abbildung16ProtégéEbeneClassEditor...................................................................................59

Abbildung17BeginneinerToxi‐TopicMap,eigenerEntwurf..........................................63

Abbildung18ÜbersichtüberersteÜberlegungenfüreineToxikologie‐Studiengang‐

Ontologie...................................................................................................................................................72

Abbildung19UMLS‐BeziehungenLebenswissenschaften.................................................79

Abbildung20BildschirmdruckGo3RStartseite.......................................................................79

Abbildung21Go3RSucheToxikologie.........................................................................................80

Abbildung22BildschirmdruckOntoMed....................................................................................81

Abbildung23BildschirmdruckCarcinogenese‐DL‐Learner................................................81

Abbildung24BildschirmdruckGeneOntology.........................................................................82

1.Einleitung

5

TabellenverzeichnisTabelle1Stufenmodell........................................................................................................................23

Tabelle2BegrifflichkeitenSemiotischesDreieck....................................................................37

Tabelle3BestandteileeinerOntologie.........................................................................................40

Tabelle4Operatoren‐eineAuswahl............................................................................................46

Tabelle5ÜbersichttypischerOperationen................................................................................46

Tabelle6TypenderOntologie.........................................................................................................47

Tabelle7ÜbersichtüberOWL.........................................................................................................51

Tabelle8SchritteOntologieaufbau................................................................................................67

Inhaltsverzeichnis

EndederÜbersichten

1.Einleitung

6

1.Einleitung

1.1Motivation

Inden80erJahrenwurdeinLeipziganderUniversitätderpostgraduale

StudiengangToxikologieetabliert.SeitdenAnfängenerhaltendieStudierendenbis

heuteeineÜbersichtübereineweitgespanntemultidisziplinäreToxikologie,welche

diewesentlichenAspektederNaturwissenschaften,vorallemderMedizinischen

GrundlagenundderChemischenAnalytik,diespeziellenSchwerpunkteder

Toxikologie,wiederOrgantoxikologie,demFremdstoffmetabolismus,derForensik,

derÖkotoxikologie,undRegulativewieReachusw.umfassen.

AndemStudium,dasinzweiJahren11PräsenzkurseinLeipzigvorsieht,nehmen

NaturwissenschaftlerausganzDeutschlandteil.

ImLaufedertechnischenEntwicklungkameszurÜberlegung,auchden

Toxikologiestudiengangzureformieren.DasWissens‐undLehrgebietToxikologie

anderUniversitätLeipzigsolldurchdieEinbindungmodernerTechnikenfür

LernendeundLehrendeeinenMehrwerterhaltenunddamitzukunftsweisend

strukturiertwerden.

1.2Zielstellung

DievorliegendeArbeitdientdemZiel,LehrendenundLernendeneinenEinblickin

modernecomputertechnischeMöglichkeitenundAnwendungeninden

NaturwissenschaftenzuvermittelnundgleichzeitigdenInformatikerneinenkleinen

EinblickindieToxikologiezugeben.EswerdenÜberlegungenerörtert,wiedas

LehrangebotderToxikologieoptimierterangebotenwerdenkann,umlebenslanges

Lernenzugewährleisten.

DievorliegendeArbeituntergliedertsichindreiBereiche:

DieToxikologieunddieToxikologieausbildunganderUniversitätLeipzigwerden

dargelegt.

DieallgemeinenGrundlagendesE‐Learning2.0werdenbeschrieben.

DerHauptteilderArbeitwidmetsichderOntologieimÜberblick.

EswerdendieerstenSchrittezumAufbaueinerToxikologie‐Ontologiefürdas

Studiumbeschrieben.

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2.Toxikologie–einÜberblick

9

InderMindmap‐AbbildungistderUmfangderToxikologiemitdenangrenzenden

Fachgebietendargestellt,wobeinurdieBereicheArzneimitteltoxikologieund

ForensischeToxikologiedifferenzierterdargestelltwerden.

DieRelationzwischenNutzenundSchadenvonWirkstoffenoderchemischenNoxen

unddaraus abzuleitendeKompromisse sind inderToxikologieubiquitär.Dasund

die außerordentliche Vielfalt der Probleme, Fakten, Methoden, Aspekte und der

interdisziplinärenBezüge,dieAufgabedes„ZurechtrückensvonMaßstäben“seitens

derToxikologenhabenauchdieKonzeptiondesStudienprogrammsgeprägt.

2.1DieGeschichtedesPostgradualstudiumToxikologieder

UniversitätLeipzig‐KonzeptionundEtablierung,Zielrichtung

undAusblick

Bisindie60erJahregingenBestrebungenzurück,fürinderMedizintätige

NaturwissenschaftlereinefacharztadäquateFachanerkennungzuschaffen.

1980wurdeeineInitiativeaussichtsreich,überdieseinerzeitfürdiemedizinische

FachausbildungverantwortlicheAkademiefürärztlicheFortbildungderDDRin

BerlineinRahmenprogrammfüreineFachausbildung„nichtärztlicher

HochschulkaderdesGesundheitswesens"(vorallemNaturwissenschaftler)zu

etablieren.In5jährigenexternenPostgradualstudiengängensolltennachdem

RahmenplanunterKoordinierungdurchdieAkademiedieinzwischenvorliegenden

StudienprogrammefüreineganzeReihevonDisziplinenundAufgabengebieten

innerhalbderMedizinzurErlangungeinerfacharztadäquatenAnerkennungals

„Fach(wissenschaftler)derMedizin"fürdasjeweiligeFachgebietführen.

1981wurdeimErgebniseinPostgradualstudienprogrammToxikologieindem

RahmenprogrammderAkademieetabliert.

DarausergabsichdieAbsicht,einfüralleadäquatenGrundausbildungsrichtungen

undpraktischenEinsatzgebieteoffenesStudienprogrammfürToxikologiezu

etablieren.DasgelangschließlichanderUniversitätLeipzig.Änderungenwurdenim

HinblickaufdiegrößereHeterogenitätderTeilnehmer,nachdenaufweitere

GrundstudienfächererweitertenZugangsvoraussetzungenwieauchwegendes

Mangelsan„learningbydoing“außerhalbmedizinischerEinrichtungenfür

erforderlichgehaltenundbetrafen

dieErweiterungauf12anstellevon6Wochenlehrgängen,

dieBindungderLehrgängeandenUniversitätsortLeipzig,allerdingsunter

EinbeziehungderjeweilsausgewiesenstenFachvertreter.


10

SchwierigkeitenmachtendiekaumübersehbareVielfaltderTeilthemenunddie

notwendigeKomprimierungaufeinepraktikableStudiendauerimberufs‐

begleitendenAufbaustudiummitTeilpräsenzundinsbesondereauchdie

HeterogenitätderZugangsfächer.

ObwohlletztereimHinblickaufdiepostulierteMultidisziplinaritätderToxikologie

notwendigundsogarwünschenswerterschien,mussteeinegewisseAngleichung

derKenntnisseimHinblickaufdiezuerreichendeeinheitlicheZusatz‐

Fachanerkennungerreichtwerden.

DasbedeutetLehrinhalte,diejeweilsfürmancheTeilnehmervölligneu,fürandere

nureineWiederholungoderErweiterungvonKenntnissenausdem

vorhergehendenStudiumdarstellen.

ImHinblickaufdieVielfaltderTeilthemenderlängstfürdenEinzelnen

unübersehbarenToxikologiestanddieFrage,obDetailkenntnisseundkonkrete,

womöglichgeübteFertigkeitenbetontwerdensolltenoderGrundlagen,einebreite

ÜbersichtunddieVermittlungderprinzipiellenDenkweisen.Auchdieengere

AbgrenzungaufdieeigentlicheallgemeineundspezielleToxikologieoderdie

ausdrücklicheBerücksichtigungtangierterFachgebieteundProblemewaren

alternativzubedenken.

Entschiedenwurde,dieÜbersichtübereineweitgespanntverstandene,

multidisziplinäreToxikologiesowiedieprinzipiellenDenk‐undHerangehensweisen

zuvermitteln,darüberhinauswesentlicheAspektedesUmweltschutzesundder

Ökologie.ErreichtwerdensolltevorallemeinebreiteVerständigungsbasiszur

KooperationzwischendeneinzelnenAufgabengebieten,diedieToxikologie

angesichtsweithinfehlendereigenerInstitutionalisierungausmachen,undnatürlich

auchzurverbessertenKommunikationmitNachbargebieten.

Insoferndarfnichterwartetwerden,mitdenimmerhinfast500Lehrstundenund

demetwaDoppeltenanerwartetemSelbststudiumSpezialistenintoxikologischen

Teilgebietenausbildenzukönnen.ImErgebnisdererfolgreichenTeilnahmean

diesemPostgradualstudiumwerdenjedochjedenfallssowohldieEinarbeitungin

toxikologischeSpezialgebieteundAufgabenalsauchdieErkennungundBeurteilung

toxikologischerundtoxikologischtangierterProblemeerleichtert.

DasStudienprogrammwirddenimmatrikuliertenTeilnehmerninetwa460

Vorlesungsstundenvermittelt,dieauf11Wochenlehrgängeverteiltsindundnach

denenjeweilsimfolgendenLehrgangeineschriftlicheKlausur(„multiplechoice“‐

Prinzip)dieEffektivitätderKenntnisvermittlungüberprüft.


11

EineAbschlussarbeitnachMöglichkeitausderberuflichenTätigkeitdereinzelnen

Teilnehmer,BeispielefürdieThemenvielfaltsieheAbbildung.3,solldieFähigkeit

derPostgradualstudentennachweisen,toxikologischeProblemeselbständig

darzustellen,einzuschätzenundgegebenenfallszulösen.

Luftschadstoffe,MAK‐Wert,Hg‐Exposition,Fischtoxikologie,VOC‐Analytik,Ex

plosivstoffe/Rüstungsaltlasten,Schwermetalle,SchadstoffeinFrauenmilch,Kenn‐

zeichnungeinesPflanzenschutzmittels,HPLC,organischeGifte,Trinkwasserauf‐

bereitung,Schilddrüsenrisiko,Schnüffelstoffe,Sonnenschutzmittel,Ozon,bestrahlte

Lebensmittel,PAHkontaminierteBöden,Herzglycoside,Malariaimpfstoff,Bioindi

katorenfürSchadstoffe,PVC,PCP,Sprengstoffrückstände,Amalgam,Pyrrolizidin

alkaloide,Cholesterol,TCB,Ricin,Thalidomid,ACE‐Hemmer,Färberkrapp,1.1.1‐

Trichlorethan,Stickstoffmonoxid,NitratgehaltinSpeisekartoffeln,Tamoxifen,Pyr

ethroide,Blausäure,CytochromP450,Betäubungsmittel,Kava‐Kava,Flammschutz

mittel,Taxol,Spurenelemente,Zytostatika,Carnitin,Haaranalytik,Sedativa,Hyp

notika,Ecstasy,Chlorverbindungen,Ektoparasiten,Maitotoxin,ECVAM,Platinver

bindungen,Vanomycin,Erythropoietin,Mykotoxin,Hexenkräuter,Kupffer‐Stern

zellen,FPIA,Xenobiotika,Leuchtbakterientest,Pflanzentoxine,Bio‐Chip‐Techniken

Abbildung3ÜbersichteinigerThemenderAbschlussarbeiten,nachbestimmtenKriteriensortiert

EineeinstündigemündlicheKomplexprüfungbeendetdasPrüfverfahren.Der

erfolgreicheAbschlusswirdmiteinemZeugnisüberdieLeistungenundeiner

UrkundemitderBerechtigungdesZusatzes„Fach….fürToxikologie“zurjeweiligen

Berufsbezeichnung(AbschlussdesHochschulstudiums,dasdieZugangs‐

voraussetzungzumPGSToxikologiedarstellt)bestätigt.

DerStudiengangistbeimStaatsministeriumfürWissenschaftundKunstdes

FreistaatesSachsenregistriert,unddiePrüfungsordnungwurdeministeriell

bestätigt.(Graefe,etal.,2003)5

SeitderWendewurdendieMatrikelim2‐JahresRhythmuskontinuierlich

fortgesetzt,imSeptember2010begannder12.Durchgang.

DasZentrumfürToxikologieanderUniversitätLeipzig

2003wurdedasZentrumfürToxikologiederUniversitätLeipziggegründet,es

bestandinseinerAusrichtungrund5Jahre.

5Graefe,Adelgunde,Müller,R.Klausundu.a.2003.15JahreToxikologieinLeipzig.Leipzig:Molinapress,2003.ISBN3‐930865‐04‐1.

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DasPortalbeinhalteteinenöffentlichenBereichmitInformationenzurToxikologie‐

WeiterbildunganderUniversitätLeipzig,einenTeilnehmerbereichundeinen

geschlossenenBereichfürverschiedeneNutzergruppen:Koordination,

ModulverantwortlicheundReferenten,ProjektteamToxikologie.

StrukturdesPortals:

AllgemeineInformationen,öffentlich

PGSToxikologie:

o Aktuelles,Geschichte,Einrichtungen,Forschung,Links,StrukturToxnetz

ProjektE‐Learning,öffentlich

o Aktuelles,Team,Förderer,Ziel

ProjektE‐LearningTeam,passwortgeschützt

PGSToxikologie,passwortgeschützt

Aktuelles,Weiterbildung,Termine,Stellenangebote,Referenten/

Einrichtungen,IndexAbschlussarbeiten,Archiv,Literatur

Toxikologie–LernplattformMoodle,Weiterschaltung(inArbeit)

WikiToxnetzUniLeipzig(imAufbau)

Zukünftig:Toxikologie‐Ontologie

Portal‐VersionenderKomponentensind:

Portal‐Software:Liferay‐PortalStandardEdition5.2.3

(Augustine/Build5203/May20,2009),

ApplicationServer/ServletEngine:ApacheTomcat/6.0.18,

Datenbank:MySQL5.0.91,

Betriebssystem:CentOSrelease5.5(Final).

2.2Projekt„ErstellungvonE‐Learning‐Modulenfürdie

Toxikologie“2009bis2012

ImSommer2009beganndasvomEuropäischenSozialfond(ESF)finanzierte

Projekt„ErstellungvonE‐Learning‐ModulenfürdieToxikologie“.DasProjektteam‐

NaturwissenschaftlerundInformatiker‐erarbeitetgemeinsammitden

Fachberatern,denReferenten,denLehrstoff(Content)soauf,dassdieserals


14

virtuellesLehrangebotzurUnterstützungderreduziertenPräsenzkurseangeboten

werdenkann.

DieNaturwissenschaftlererarbeitendenGrundlagenteilunddietoxikologischen

Themengebiete.ZeitgleicharbeitendieInformatikerandertechnischenUmsetzung.

BeiderVielzahlderVorlesungenundderüber100Referentenunterschiedlicher

AltersgruppenausGesamtdeutschlandergebensichmehrereLösungsansätzefür

dasBlendedLearning‐Konzepteinerseitsundandererseitsistdieeigentliche

ThematiknichtineinemeinheitlichenGesamtkonzeptunterzubringen.Folgende

Überlegungenhabensichbisherergeben:

AngebotalsVor‐undNachbereitungderVorlesung

VermittlungvonGrundlagenkenntnissen

ReinesE‐LearningAngeboteinigerVorlesungen

GruppenarbeitderStudententhemenspezifischfördern

AufbereitungvonFallbeispielenzuÜbungszweckenanbieten

EinbeziehungdesReferentenbeiderContenterstellung

VieleKomplexemüssenindividuellaufgebautwerden

ImMoodle8(Lernplattform)wirddasGrundwissenfürdieangehendenToxikologen

zusammengestellt.WeiterführendeInformationensollenimWikiimPortal

eingestelltwerden,wobeiderGrundstockvorgegebenwird,derdanninden

kommendenJahrengemeinsammitReferentenundTeilnehmernerweitertwird.

Darüberhinausistgeplant,dieindenAnfängendurchdieseArbeiterstellte

Toxikologie‐OntologiezuvervollkommnenumeineStrukturierungder

Toxikologieschwerpunktezuschaffenundggf.einArchivübersichtlichanzubieten.

DamitwirdeinüberdasreineE‐Learning/Blended‐Learning‐Konzept

hinausgehendesZielangestrebt.EssolldasauchnetzbasierteLernenermöglicht

werden.DerEinzelnesollaußerdemindividuelleMöglichkeitenzumLernen

bekommen.DaskollaborativeLernenwirdandererseitsimgemeinsamen

ErarbeitendesToxikologie‐Wikiangeboten.

2.3ToxikologenundE‐Learning–AuswertungeinerBefragung

DerStudiengangliefbisAnfang2005traditionellalsVorlesung.DieFachreferenten

ausganzDeutschlandrekrutiert,hieltenihreVorlesungangepasstanden

technischenEntwicklungsstand.Inden1990Jahrenwarenesdiehand‐

8Moodle‐ModularObjekt‐OrientedDynamicLearningEnvironment,einLernsystem,angebotenvonderUniversitätLeipzig


15

geschriebenenVorlesungsfolien,präsentiertmittels„Polylux“,oftschwerlesbarund

kaumabschreibbarinderKürzederZeit,parallelnochdazudenWortendes

Vorlesendenfolgend.WeiterführendeLiteraturstandnurindeneinschlägigen

BibliothekenzurVerfügung.DieKommunikationderTeilnehmer,dieauchvon

überallherkamen(Ost‐undWestteilderBundesrepublik),warkaummöglich.Es

warenschwierigeLernbedingungenfüreinWeiterbildungsangebotaneiner

Universität,bezogenaufdietechnischenMöglichkeiten.Fortschrittebrachtendie

PräsentationenvonPPT‐Folien,gutlesbarundeinHandoutfürdieTeilnehmer.Das

Angebot,dieVorträgederToxikologieineineaufgesetzteLernumgebung,Moodle9‐

Toxikologie,zustellen,brachteweitereVorteile.SohabendieStudentendie

Möglichkeit,sichInhaltezuHausezuerarbeiten.EsgibtdasAngebotder

KommunikationüberdasForum.

Indenletzten3JahrengingdieEntwicklungdahin,dasAngebotalsBlended

Learningaufzubauen.EssindmehrereAnforderungengleichzeitigzulösen:

DasumfangreicheheterogeneVorlesungsmaterialmuss

zielgruppenorientiertspezifischaufbereitetwerden:

GrundlagengebieteundToxikologiefachthemen

DieReferenten‐sowiedieTeilnehmerstruktursetztsichsehrheterogen

zusammen:dasAlter,dasGrundstudium,dieWohnorte.

EssolleinbreitesLehrangebotgeschaffenwerden,sodassjederTeilnehmerseinen

eigenenEinstiegselbstfindenkann.

DietechnischenVoraussetzungensollenguterlernbarseinundeineeinfache

Bedienungermöglichen.

UmdenIstzustandzuermitteln,führtenwireineBefragungbisherigerStudien‐

gangsteilnehmerdurch.150AntwortenliegenzurAnalysevor(Auswertungals

Anlage).EsfolgteinekurzeEinschätzungderabgefragtenThemen:

Vonden150Befragtenwaren60%Frauen,40%MännerausGesamtdeutschland,

zu28%ausSachsenkommend.DreiviertelderBefragtensindvollberufstätigund

zumHauptanteilrund38%Chemiker.SieallebekundeteneinmehrfachesInteresse

anderTeilnahmedesStudienganges.

EswirdderAbschlussalsFachtoxikologebevorzugt,Masterfolgt,Zusatzzertifikate

sindwillkommen.EinServiceinLeipzigwirdnichtverlangt,esbestehtInteressean

ÜbernachtungshinweisenundLiteraturangaben.

9Moodle‐ModularObjekt‐OrientedDynamicLearningEnvironment,einLernsystem,angebotenvonderUniversitätLeipzig


16

EinKursvonMontagbisFreitagistamsinnvollsten,gefolgtvoneinemBlended

LearningAngebot.Wochenendkursewerdenabgelehnt.InformationenüberEmail

unddasPortalsindsinnvoll.

DenSchwerpunktbietetderPräsenzunterricht,Blended‐Learning‐Angebotewerden

gernangenommen.

EsgibtwenigE‐Learning‐Erfahrung,Informationenwerdenvorwiegendausdem

Internetgeholt.DerLernprozesssolltebegleitetwerden.BevorzugtwirdeinLernen

vomKomplexenzumDetailmittelseinfacherZeichnungen.

DasAnbietenverschiedenerLernwegeund–tiefenistgewünscht.Schwerpunkte

undÜbersichtstabellenerhöhendieLerneffektivität.Audiosequenzenmüssennicht

sein,Video,Grafiken,auchanimiert,schoneher.

KontrollaufgabenjeglicherArtsolleneingebautwerden,dabeisindQuiz,

Lückentexte,Freitexte,Gruppenaufgabennichtsogewünscht.DieMitarbeitzum

Wikiwirdverhaltenangenommen.

ViaInternetsindInformationenzudenDozentenundSemesterregelungenok,

KurzlebensläufederTeilnehmersindnichterforderlich.

DasLernsystemwirdfürdieVorbereitungundNachbereitunggenutzt,auchbei

VerhinderungeigenerTeilnahmeistessinnvoll.

EinModulsollteaufgebautwerden,beginnendmiteinerEinführung,danachdie

VorlesungenmiteinervirtuellenUnterstützungundamEndeMöglichkeitenfür

Diskussionenbleiben.

DieManuskriptesollenalsDatei(pdf)undalsPapierausdruckverfügbarsein.

EinespätereMitarbeitistdenkbar,vorallembestehtInteressean

Auffrischungskursen.DasPortalstößtaufvolleZustimmunginpunctoZugang,

Archiv,Vernetzung;hingegenmussAlumninichtsein.

EssindaufgeschlosseneTeilnehmer,diedenneuenMedienpositiv

gegenüberstehen,aberübernochwenigeErfahrungenmiteinerLernplattformund

KommunikationsowieGruppenarbeitüberdasInternetverfügen.

DemzufolgesollteamBeginndasGrundlagenwissenvermitteltundeinLeitfaden

zumUmgangmitdemPortalangebotenwerden.

EsbestehtdieGefahr,dassdieLernendenzeitlicheProblemesehenundsichmitE‐

Learningalleingelassenfühlen.

EinergewisseScheumitdemUmgangtechnischerMöglichkeitenkönntemitguten

Beispielenentgegengewirktwerden(z.B.leichtverständlichBedienungen).

DergemeinsameWiki‐Aufbaumussbegleitendbetreutwerden.

EingutaufbereitetesKompendiumistsinnvoll.

3.E‐Learning

17

3.E‐Learning

UnterElektronischemLernenwirdeinübergeordneterBegriffdessoftware‐

unterstützenLernenverstanden.(Baumgartner,etal.S.15)10.Darunterzählen

Festplatten,CD‐ROM,internetbasierteKommunikationsformen,auch

softwareunterstützendemobileEndgeräte.EskannalsMixausdigitalenundnicht

digitalenLernsettingsundMethodenbetrachtetwerden.DasLernenundLehrenmit

elektronischenMedienhatindenletztenJahrengeradeinderWeiterbildungsehr

zugenommen(e‐teaching.org).DieTechnikermöglichtes,dieAngebotspalette

immermehrauszubauenundattraktiveranzubieten.DieeffektiveAlternativewird

imhybridenLernengesehen,auchalsBlendedLearningbezeichnet,alsoptimale

RealisierungdasMobiLearn(Schulmeister,2006S.193)11.InderLehr‐und

LernformkönnenwesentlicheVorteiledese‐LearningundderPräsenzphase

zusammengefasstwerden.(Schulmeister,2006S.3)12

DerZugriffaufdieInternetquellenunterstütztdenFrontalunterricht

wesentlich.

DiePhasenzwischendenLehrveranstaltungenkönnenfürdieBetreuungder

Lerneroptimiertwerden,auchderLernerselbsthatausgewählteAngebote

zusätzlichzurVerfügung.

EineAktualisierungdesLehrangebotesistschnellerumsetzbar.

DurchdieMobilitätdesLehrangebotesreduzierensichAusfallzeiten.

SchaffungneuerZielgruppen,z.B.WeiterbildungfürBerufstätige.

GanzentscheidendsinddieKriterienderUnabhängigkeitvonRaum,Zeitund

Person;auchalsTrippleA/A3=Anytime,Anywhere,Anybodydefinierbar.

(Baumgartner,etal.S.16)13.Esseidaraufhingewiesen,dassdiepositivwirkenden

UnabhängigkeitenauchNachteilemitsichbringen,wiez.B.erhöhteSelbstdisziplin,

asynchroneKommunikationundggf.KontrollverlustdesWissensstandes,

zerfaserndeDiskussionsfäden(Threads),schlechtePeripheriegeräteoder

Zugangsbeschränkungen.DerLehrendemusssichmehreinarbeitenindie

technischenVoraussetzungenunddiedidaktischeKonzeption.Einenormer

10Baumgartner,Peterundet.al.AuswahlvonLernplattformen‐E‐LearningPraxishandbuch.:StudienVerlag.ISBN3‐7065‐1771‐X.11Schulmeister,Rolf.2006.E‐Learning:EinsichtenundAussichten.Oldenburg:WissenschaftsverlagGmbH,2006.ISBN3‐486‐58003‐5.12Schulmeister13Baumgartner

3.E‐Learning

18

MehraufwandentstehtdurchdenAufbaumultimedialerAngebote.Werdenbeide

SeitendesLernensundLehrensbetrachtet,ergibtsicheineGleichung:

E‐Education=E‐Teaching+E‐Learning.

3.1.Entwicklung

DergeschichtlicheRückblickaufdenBeginndesE‐Learningskannalsmehrjährige

Prozessentwicklungbetrachtetwerden.VorstadiengabesbereitsindenJahrenum

1970(Schulmeister,2006S.4).14MankanndenBeginninden1980erJahresehen,

eswarderEinstiegdesBildungsfernsehens,aberbereitsinden1975erJahrengab

esSprachkurseimFernsehangebot,auchinderSchule.ZeitgleichbegannenEmail‐

Seminare,nachderEntwicklungderPeer‐to‐Peer‐Verbindung(P2P)vonComputer

zuComputer.EinsogenannterVirtuellerClassroomfand1985zwischendenUSA

undFinnlandbereitsstatt.(Schulmeister,2006S.5)15DasWorldWideWebwurde

inCERNinGenf1989vonTimBerners‐Leeentwickelt.Dieerstenstatischen

Webseitenentstandenlangsam.MitderZeitentwickeltensichdieHardwareunddie

Technologien,dieWebseitenwurdendynamisch.(Behrendt,etal.,2008S.5ff)16

MitBeginn1990wurdeeinneuesLernparadigmapropagiert,derLernende

konstruiertseinWissenselbstunderhältdurcheineoffeneLernumgebung

Unterstützung.(Thillosen,etal.,2009S.264)17Um1992sprachmanvon

MultimediaundvirtuellenSeminaren.DerBegriffE‐Learningwirdnunfürdas

netzangebundeneLernenverwendet.(Baumgartner,etal.S.14)18.DasWorldWide

Webverbreitetesichabca.1996.DasersteBuchzumE‐Learningerschien2003und

brachtedieVokabelnderneuenMedienindenUmlauf(Thillosen,etal.,2009S.

Vorwort)19.

EsentfaltetensichLearningManagementSysteme(LMS)zurOrganisationund

VerwaltungderLehr‐undLernabläufe.AutorentoolswurdenzurUnterstützungder

ErstellungdesLehrangeboteserweitert.ImmermehrimKommensindWiki‐

Systeme.VomE‐Learning2.0sprichtmanseitungefähr2005(Thillosen,etal.,2009

S.73)20.

14Schulmeister,Rolf.2006.E‐Learning:EinsichtenundAussichten.Oldenburg:WissenschaftsverlagGmbH,2006.ISBN3‐486‐58003‐5.15Schulmeister16Behrendt,JensundZeppenfeld,Klaus.2008.Web2.0.Berlin‐Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐73120‐7.17Thillosen,Anneundetal.2009.E‐Learning‐eineZwischenbilanz.Münster,NewYork,München,Berlin:Waxmann,2009.ISBN978‐3‐8309‐2172‐1.18Baumgartner,Peterundet.al.AuswahlvonLernplattformen‐E‐LearningPraxishandbuch:StudienVerlag.ISBN3‐7065‐1771‐X.19Thillosen20Thillosen

3.E‐Learning

19

E‐LearningkannmittelseinerGraduierungderVirtualitätunterschiedenwerden:

(Schulmeister,2006S.192)21

Präsenzseminar:imUnterrichtsraum,imGrundekeinE‐Learning,

gelegentlichInternetrecherche,

PräsenzbegleitetdurchNetz:imUnterrichtsraummitNutzung

elektronischerMedien,TrennungvonPräsenzundE‐Learning,

BlendedLearning:PräsenzundonlineSeminare,asynchronesund

synchronesArbeiten,

VirtuellesSeminar:Seminarnuronline;asynchronesundsynchrones

Arbeiten.

EsisteinejungeundsteileGeschichtemitvielenVor‐undNachteilen.DasBesteaus

demnunvielfältigenAngebotzumachen,isttrotzallerMöglichkeitensehrschwierig

undeinfortlaufenderLernprozess.

UmE‐Learninggutanbietenundnutzenzukönnen,kommenvielezulösende

Problemezusammen:

Schrankenüberwinden:(Schulmeister,2006S.207)22

o Zeit:ExpansionderLernzeit,WechselderLernphasen–synchron

undasynchron,VirtualisierungderZeit,

o Raum:VernetzungundVisualisierungverteilterLernobjekteund–

orte,

o Analog‐Digital:InteraktivitätvonLernobjekten,

o Normen:ExpansionvonLernchancenwieIndividualisierungdes

Lernens,Barrierefreiheit,neueLerntheorienund–modelle,

IndividuellesLernenundgruppenorientiertesLösenvonAufgaben

ermöglichen,

InteraktivesLernenanbieten,PflegesozialerKontaktefördern:

o face‐to‐interfaceLernphase,

o face‐to‐faceLernphase(Baumgartner,etal.S.17)23,

EinarbeitungintechnischeGrundlagenanbieten,

DidaktischeundmethodischeÜberlegungen,umdenLernendenzum

WeiterlernenunabhängigvonRaumundZeitzubegeistern,ihm

21Schulmeister,Rolf.2006.E‐Learning:EinsichtenundAussichten.Oldenburg:WissenschaftsverlagGmbH,2006.ISBN3‐486‐58003‐5.22Schulmeister23Baumgartner,Peterundet.al.AuswahlvonLernplattformen‐E‐LearningPraxishandbuch:StudienVerlag.ISBN3‐7065‐1771‐X.

3.E‐Learning

20

psychologischeHilfestellungzugeben.Z.B.kanndurcheinedidaktische

InteraktiondasLernerlebnisbeeinflusstwerden.(Baumgartner,etal.S.17),

DerLernerselbstbrauchtseineeigeneOrganisationundEinstellung,um

vomflexiblenLernenzuprofitieren,

ZentraleunddezentraleBildungsangeboteaufbauen.

DietechnischenHilfenbietendiverseLernplattformen,Autorentools,Learning‐

Content(mitIntegrationdesAutorentools)‐ManagementSysteme(LCMS).

DieAufgabenderLernplattformumfassenvorallemsechsFunktionsbereiche

(Baumgartner,etal.S.27)24invariablenEinsätzen,auchabhängigvonder

anzusprechendenZielgruppe:

PräsentationvonInhalten,ZusammenfügenderTexte,Bilder,Audio‐

Videobeiträge,

VerwaltungdiverserDateienundDateiformate,

KommunikationmittelsKommunikationswerkzeugenwieDiskussionsforen,

synchronundasynchron,

WerkzeugefürdieErstellungderPräsentationdiverserAufgabenund

Übungen(Gruppenaufgaben,MulipleChoice,Lückentext…),

Evaluations‐undBewertungshilfenfürdieEinschätzungderKursangebote,

AdministrationderTeilnehmer,gruppen‐undrollenspezifische

Benutzergruppen,Rechtevergabe,

EinBeispielfüreinopensourceLCMSistdasModularObject‐OrientedDynamic

LearningEnvironment,MOODLE(www.moodle.org).

LearningManagementSysteme,LMS,sindvoneinerLernplattformeigentlichnicht

zuunterscheiden.IneinerDatenbankwirddererstellteContentverwaltetunddem

LernendenzurVerfügunggestellt.DerindividuelleLernprozesswirdselbst

gesteuertundbeiderseits(LernenderundLehrender)kontrolliert.ChatsundForen

ermöglichendiesynchroneundasynchroneKommunikationderTeilnehmer

untereinander,aberauchmitdemTutor.InternationaleStandards,ISO,erlauben

auchimE‐Learningz.B.einenproblemlosenKursaustauschoderEinbindunginein

anderesLMS.

AutorentoolsoderAutorenwerkzeugedienenalsHilfebeiderErstellung

webbasierterInhalte.DieAutorenmüssensomitüberkeineKenntnisseinHypertext

MarkupLanguage(HTML)bzw.ExtensibleMarkupLanguage(XML)verfügen.

MittelseinergrafischenSchnittstelleunddemWhatYouSeeIsWhatYouGetEditor

(WYSIWYG‐Editor)kannderErstellerproblemlosseinenTextnormaleditieren.24Baumgartner,Peterundet.al.AuswahlvonLernplattformen‐E‐LearningPraxishandbuch:StudienVerlag.ISBN3‐7065‐1771‐X.

3.E‐Learning

21

AutorenwerkzeugewerdenindreiSchwierigkeitsgradenangeboten,d.h.in

AbhängigkeitvonderEinarbeitungszeit(Baumgartner,etal.S.33):

ErstellungvonE‐LearningContentmittelsWYSIWYG‐Editoren,

ProfessionelleWerkzeugemitintegrierterProgrammiersprache,hohe

Einarbeitungszeit,

NeuereAutorensystememitgeringerEinarbeitungszeitundguten

Ergebnissen.

UmdieVielzahlvonDateien,diedenreinenLehrstoffbeinhaltenunddie

organisatorischenDatenübersichtlichverwaltenzukönnen,bietensichauchimE‐

LearningContentManagementSysteme(CMS)an.Siezeichnensichdurcheine

strikteTrennungvonInhaltundLayoutaus,eserfolgteineseparateSpeicherung.

FolgendeEigenschaftenbeinhalteteinCMS:(Baumgartner,etal.S.36)25

Inhalte:

BeschaffungundErstellung,

PräsentationundPublikation,

AufbereitungundAktualisierung,

ManagementundOrganisation,

VerteilungundIntegration,

VerarbeitungundWiederverwendbarkeit.

Dierund30jährigeGeschichtedesE‐LearningistnebendenErfolgsmeldungenauch

starkvonWidersprüchenundkontroversenDiskussionengeprägt,eineAllround‐

Lösungwirdesnichtgeben,individuelleResultateschoneher.

GeradeandenHochschulensollteaufdieOptimierungdesLehrangebotesWert

gelegtwerden.DurcheinenerhöhtenEinsatzdeshybridenLernangebotesinder

WeiterbildungkönnenaußerdemneueZielgruppengewonnenwerdenundder

Aufbruchindas„LebenslangeLernen“befördertwerden.

DieBundesregierunghataucherkannt,dass„neueMedieninderberuflichen

Bildung“gebrauchtwerdenunddiesedieReformprozesseunterstützenund

beschleunigen.(BMBF,2007)26

WersichnebenderBerufstätigkeitzueinermehrwöchigenWeiterbildung

entscheidet,istohnehinengagiertundbereitwillig,nochzusätzlicheAufgabenzu

übernehmen.DassindauchdieeigenenErfahrungenmitunserenangehenden

Toxikologen.BezogenaufdieNutzermusseinE‐Learning‐Angebotnebenden

25Baumgartner,Peterundet.al.AuswahlvonLernplattformen‐E‐LearningPraxishandbuch:StudienVerlag.ISBN3‐7065‐1771‐X.26BMBF.2007.NeueMedieninderberuflichenBildung.Bonn,Berlin:bmbf.de,Öffentlichkeitsarbeit,2007.

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3.E‐Learning

23

DasAneignenvonWissenmittelselektronischenMedienistalsein

Entwicklungsprozesszubetrachten.AnhanddesStufenmodellslässtsichdie

Entwicklungsdynamikveranschaulichen:(Baumgartner,etal.S.20)28

Tabelle1Stufenmodell

Stufe Phase Eigenschaften:

1 Neuling AneignenvonRegelnundTatsachen

2 Anfänger WahrnehmungverschiedenerFälleund

Situationen;Regelnkontextorientiertanwenden

3 KompetentePerson relevanteFaktenundRegelnbekannt,

FilternimbreitenSpektrummöglich,

selbständigesHandelnundLösenvonProblemen

eigeneVerantwortungundStandpunkt

selbstkritischeReflexion

4 GewandtePerson AnalytischeErfassung

schrittweisesLösenvonAufgaben

ganzheitlicheWahrnehmung

5 Experte EigenständigesHandelnauchinunübersichtlichen

undschwierigenSituationen

konstruktivesLösenvonAufgaben

AllgemeineAnmerkungenfürdieErstellungeineserfolgversprechenden

E‐Learning‐Angebotessind:

Bedarfsanalyse,waswirdwirklichwiegebraucht,

NurKurseanbieten,diewirklichfunktionierenundtechnischeinwandfrei

nutzbarsind,

EinfacheundintuitiveBedienung,

Aktivitätenschrittweiseumsetzen,

Führungsriegeschulen,indemsieselbsteinenOnline‐Kursabsolvieren,

UnterschiedlicheLerngewohnheitenberücksichtigen,wieTempo,Dauer,

visuelle,auditiveundkombinierteVersionen,

ZielgerichteteProduktionundAufarbeitungdesContent,

NurdasWichtigstesinnvolleinsetzen,kurzformulieren,

28Baumgartner,Peterundet.al.AuswahlvonLernplattformen‐E‐LearningPraxishandbuch:StudienVerlag.ISBN3‐7065‐1771‐X.

3.E‐Learning

24

SchaffeneinesspannendenLernprogrammesmittelsLerntiefenund

Interaktivitäten,

StändigeEvaluierung.

3.2Web2.0undE‐Learning2.0

SeiteinigenJahrenwirdallgemeinvomWeb2.0gesprochen.Wasverstecktsich

hinterdemBegriff?DerBegriffwurdemaßgeblichvonTimO´ReillyimSeptember

2005durchseinenArtikel„WhatistWeb2.0“geprägt.DerZusatz2.0liegtinder

Ursprungssoftwarebegründet.EsentwickeltensichdiezweiRichtungenweiter,die

Angebotsdiensteverbessernsicheinerseits,dieZugangsvoraussetzungenaufder

anderenSeiteunddasInternetbeginnteinMassenmediumzuwerden.Funktionen

wieAsynchronousJavaScriptandXML(AJAX),ReallySimpleSyndication(RSS)

undWebServicesmacheneinproblemlosesArbeitenmöglich.

AJAX:nachAnfrageanServerwirdnurder„neue“Teilgeladen,

RSS:aktualisierterInhaltderabonniertenWebseitewirdangezeigt,

WebServices:„KomplexeFunktionenkönnenvonihremUrheberangeboten

werdenundvonverschiedenenAnbieterninihreWebseitemitintegriert

werden“(Behrendt,etal.,2008S.9).

O´ReillysprichtvonsiebenMerkmalendesWeb2.0:

KomplexeProgrammekönnenimInternetausgeführtwerdenundnicht

mehrnuraufdemlokalenRechner,

NutzbarmachungderkollektivenIntelligenzderInternetnutzer,

VerlinkungenermöglichenundSuchalgorithmenentwickeln,

BestPractices–MehrfachverwendungeinmalbereitserstellterDaten,

unterschiedlicheWeiterverarbeitungdurchdenEndanbieter,

SchnellereFehlerüberprüfung,mehrTestpersonenzurVerfügung,

BereitstellungstandardisierterGrunddaten,plattformübergreifende

Nutzung,

„InternetsoftwaresollaufmehralseinemGerätlaufen“,auchaufdiversen

mobilenEndgeräten,

WachsendeInternettelefonieundweitereVisionen.

Zusammengefasst:DasWeb1.0hatdieComputerverbunden,Web2.0verbindetdie

Menschen.(Behrendt,etal.,2008S.5ff,83)29

29Behrendt,JensundZeppenfeld,Klaus.2008.Web2.0.Berlin‐Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐73120‐7.

3.E‐Learning

25

DieZusammenarbeitunddieVernetzungimoderüberdasInterneterreichtsomit

neueDimensionen.DieWerkzeugesindsobeschaffen,dasssieleichtbedienbarund

benutzerfreundlichsind.OhnegroßenAufwandkannjederseineInhalteinsNetz

stellen.DasschaffteinerseitsbeimsinnvollenEinsatzMotivationdurchErfolge.Es

gelangenaberaucheineMengeanZusatzinformationeninsInternet,manchmal

sogarrelativschnell.DasbringtauchGefahrenmitsich.DieGlaubwürdigkeitleidet

undeineexakteRecherchefehlt.DieneuenMöglichkeitensolltenmitBedacht

genutztwerden.(Behrendt,etal.,2008S.20ff.)30

ImE‐LearningwirddieneueStufealsE‐Learning2.0oderauchalsNewBlended

LearningmitWeb2.0definiert.EsfindetvorallemeinengererAustauschder

LernendenundLehrendenstatt.

VorteiledurchdieNutzungvonE‐Learning2.0Werkzeugensind:(Göhring,etal.,

2010S.4ff.,24ff)31

AktuellerInformationsstandistvorhanden,

KollaborativesLernen–BildungvonLerngruppen,Erfahrungsaustausch;

derMonologwirdzumDialog,

UserGeneratedContent–LernererstellenselbstInhalte,

FörderungvoninformellenLernprozessenundeigenverantwortlichem

Lernen,

ZeitnahesErkennenvonWissens‐undThemenschwerpunkten,

AufbaueineseigenenExpertennetzes,

VerbesserterAustauschvonDatenzwischenAnwendern,

MaschinelleAuswertungvonDaten,

NeuesLernkonzept„LernendurchLehren“,

EinsatzdiverserToolszurweiterenInhaltserstellung(GoogleDocs,

Wordpress,Slideshareusw.),

LinksundHinweiseaufgebautineineminternenExpertennetzgeben

schnellerundgezieltAntwortenalseinoffenesNetz;

„DieExpertenwirkenalsmenschlicherFilterzurBewertungderWichtigkeit

vonInformationen“(Göhring,etal.,2010S.5),

AufbauvonWissensmanagementsystemen.

30Behrendt,JensundZeppenfeld,Klaus.2008.Web2.0.Berlin‐Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐73120‐731Göhring,MartinaundGoertz,Lutz.2010.Lernet2.0Praxisleitfaden.[Online]Juni2010.[Zitatvom:19.072010.]http://www.lernetblog.de/wp‐content/uploads/2010/06/LERNET‐20‐Praxisleitfaden‐Web‐20‐fuer‐Lern‐und‐WM.pdf.

3.E‐Learning

26

3.2.1Wiki

AlsWikikannmaneinmodernesvirtuellesLexikonbezeichnen,andemviele

AutorenundRedakteurearbeiten.EinganzentscheidenderVorteilsinddie

VerknüpfungendurchHyperlinks,wasdasRecherchierenoptimiert.Das„Schnelle“

findetsichimWortwieder,WikikommtausdenHawaiianischenundbedeutet

schnell.

Wikissind:

Offen–jederkannlesen,mitarbeitenundVeränderungenvornehmen,es

fördertdieKollektivitätderInternetnutzer,

Variabel–StrukturundAufbausindveränderbar,erweiterungsfähig,

Nachvollziehbarundtransparent–dasAnwachsendesInhalteswird

protokolliert,

Simpel–einfacheStrukturerlaubtschnellesEinarbeiten,

Aktuellunddynamisch–laufendeAktualisierung,

Vielfältigundqualitativanspruchsvoll–interneQualitätskontrolledurch

Teamarbeit,

Glossarfähig,Hyperlinkfähig.

(Behrendt,etal.,2008S.19)32

EinWikieignetsichsehrgutalsInstrumentimkollaborativenLernprozess.Von

mehrerenBeteiligtenkanneineThematikzusammenerarbeitetwerden,z.B.das

vernetzteLernenwirdsoermöglicht.ParallelwirdauchnocheinWissensschatz

aufgebaut.

„MitdenWeb2.0InstrumentenwerdendurchdasZusammenwirkenauch

aktivitätsbezogene(personal‐,sozialkommunikativ)Kompetenzenmitgeneriert.“

(Sauter,etal.,2007S.139ff.;242ff)33EsentstehteineGemeinschaftsleistung.Durch

einWikikannmanimplizitesWissenexplizieren.

EineNetz‐undOrdnungsstrukturwirdimWikidurchTagsermöglicht.Durchdie

VerschlagwortungwerdenObjekteinBeziehungenzueinandergesetzt.

EinWiki‐EinsatzzumLernensetztklareSpielregelnvoraus,z.B.werdarfwaswo

verändern.AußerdenCommunitiesofPracticeunddenGruppenlerntagebüchern

gibtesweitereWiki‐Arten:

32Behrendt,JensundZeppenfeld,Klaus.2008.Web2.0.Berlin‐Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐73120‐7.33Sauter,WernerundErpenbeck,John.2007.KompetenzentwicklungimNetz.Köln:Luchterhand,WoltersKluwerDeutschlandGmbH,2007.ISBN978‐3‐472‐07089‐4.

3.E‐Learning

27

Kurswiki:EinGrundstockdurchdenTutordientalsAusgangsbasiszum

weiterenAusbau.

Tandem‐undGruppenlernen:imgemeinsamenProzessentwickelnsich

unterschiedlicheAufgabenundführenzueinemGesamtziel.

Projektlernen:DurcheinenimTeamzuerstellendenProjektplaninkl.

RechtevergabeundKontrollfunktionenkanneinLernprojekterstellt

werden.

DurchdieGruppenarbeitentstehtoptimiertes,kompetentesWissen,angefangenmit

derIdeensammlung/Brainstorming,derPhasederkritischenÜberprüfung.Am

EndewerdendiebestenIdeenumgesetzt.GemeinsamlassensicheinGlossarund

eineLinksammlungaufbauen.

NebendenaufgelistetenVorteilengibtesauchdieNachteile:

Zubedenkenist,dassdieUrheberschaftnichtmehrnachvollzogenwerden

kann.

BeizuumfangreichenAusarbeitungenkannderÜberblickverlorengehen.

Mehrfachnennungenund‐bearbeitungenkönnenauftreten.

EineständigekritischeÜberprüfungderStrukturundInhalteistdemzufolge

notwendig.

UmüberhaupteinWikiineinerLerngruppeerfolgreicheinführenzukönnen,bedarf

eseinesschrittweisenAufbaus.DassindeinerseitsdietechnischeÜberwindung,

andererseitsauchdieBereitschaftzumgemeinsamenAufbau.JederTeilnehmer

solltefairundbereitsein,vereinbarteRegelneinzuhalten.

„O’ReillybeschreibtdenLernprozessmitWikisalsdieNutzbarmachungder

kollektivenIntelligenz.DasErgebnisisteinePotenz,nichtdieSumme“(Sauter,etal.,

2007S.248)34,(O`Reilly,2005)35

3.2.2Blog

DieKurzformvonWeblogistderBlog,aus„Web“und„Log“zusammengesetzt.Esist

einInternet‐Tagebuch,dasinderIch‐Formverfasstwird.Vielepersönliche

Äußerungensindzufinden.EineSortierungerfolgtüberdasDatum,dasneueste

stehtoben.TagskönnenzurVerschlagwortungvergebenwerdenunddienenzum

schnellerenWiederfinden.AuchvonanderenkannderBloggefülltwerdenmittels

34Sauter,WernerundErpenbeck,John.2007.KompetenzentwicklungimNetz.Köln:Luchterhand,WoltersKluwerDeutschlandGmbH,2007.ISBN978‐3‐472‐07089‐4.35O`Reilly,Tim.2005.WasistWeb2.0.www.oreilly.de/artikel/web20.html.[Online]2005.[Zitatvom:9.Sept.2010.]www.oreilly.de/artikel/web20.html.

3.E‐Learning

28

„Kommentar“.VerknüpfungenzuanderenBlogsund/oderWebseitensindmöglich.

DurchVernetzungentstehtdie„Blogosphäre“.

FolgendeAspekte,diefüreineBlogerstellungzubedenkensind:

ZieleinesBlogs:derEinsatzundderAufbau,

Navigation:FestlegungvonKategorien,Unterkategorienfürdie

Strukturierung,

Information:KlarerText,kannpersönlichwirkenundauchsein,

Suche:VerwendungvonTags,Schlagworten,ErstellungvonTagwolken

Suchmaschinenoptimierung,

Diskussion:Kommentarfunktion.

KleineBlogssindfürdenschnelleninternenAustauschsinnvoll,alsofürProjekt‐

oderArbeitsgruppen.Etwasunkompliziertniederschreiben,getroffeneEntschei‐

dungenfesthalten,einkurzesProtokoll–fürdieseDokumentationistderMicroblog

geeignet.AuchhierkönnenKommentareeingefügtwerden,unddieVerschlag‐

wortungunterstütztdierascheSucheunddientderStrukturierung.Einkonti‐

nuierlicherInformationsflussistgewährleistet,effektiveZusammenarbeitdientals

GrundlagefürweitereVorhaben.EinganzentscheidenderAspektistdieAufrecht‐

erhaltungdesUnternehmensgedächtnissesoderindenLernphasenauchdie

weiterenHinweisezudenThemenoderVorschlägen.(Göhring,etal.,2010S.12f.)36

BlogsinLernsystemenzeichnensichdurchfolgendeMerkmaleaus:

Subjektiv:HervorhebenderemotionalenEbene,

Aktuell:ErfahrungsaustauschzuderzeitigenThemen,

Chronologisch:NeuesterBeitraganobersterStelle,

Netzartig:DurchTagsVernetzungmitanderenQuellen,

Kommunikativ:StellungnahmenderAnderen,

Einfachundallenzugänglich:NutzungimLMS,Portal,RSS‐Reader–Notiz

auchohneAufsuchendesBlogsmöglich.

(Sauter,etal.,2007S.249ff)37

AuchBlogssindzumLernensinnvolleinsetzbar,manunterscheidetverschiedene

Nutzungsarten,z.B:

Lerntagebuch:

o AufzeichnungenwerdenvonMitlernerngenutzt,bewertetundergänzt,

o AnalysedeseigenenLernprozessesdurchDiskussionmitdenPartnern,

36Göhring,MartinaundGoertz,Lutz.2010.Lernet2.0Praxisleitfaden.[Online]Juni2010.[Zitatvom:19.072010.]http://www.lernetblog.de/wp‐content/uploads/2010/06/LERNET‐20‐Praxisleitfaden‐Web‐20‐fuer‐Lern‐und‐WM.pdf.37Sauter,WernerundErpenbeck,John.2007.KompetenzentwicklungimNetz.Köln:Luchterhand,WoltersKluwerDeutschlandGmbH,2007.ISBN978‐3‐472‐07089‐4.

3.E‐Learning

29

o AufdeckenvonWissenslücken,Wissenverknüpfen.

PersönlicherWissensspeicher:

o LinksammlungvonLiteraturquellen,Meinungen,Informationen,

o Strukturierung,Kategorisierung,Bewertung,

o BewertungundErgänzungdurchLernpartner.

Dokumententransfer:

o ErgänzungderNiederschriftendurchDateianlagen.

Lerngruppenblogskannmanrelativgruppenspezifischwerten.Siedrückenden

spezifischenGruppenzusammenhaltaus.DemLernerdientderBlogzur

OrientierunginderGruppe,sichzielgerichtetzuorientierenundauszutauschen.

ErwähntwerdensollanderStelle„Twitter“.DieKurznachrichtkannbiszu140

ZeichenhabenundistfüralleimInterneteinsehbar.Sehrverschiedene

Kommentare,Themen,Linksusw.könnengeschriebenwerden.

WeitereWeb2.0KommunikationsinstrumentewerdenindennächstenJahren

verstärktauchimLearning2.0BereichEinzughalten,

wiez.B.:

SocialBookmark:gemeinschaftlicheLernlesezeichenzumErgänzen,

Indexieren,Kommentieren,Kategoriseren,Löschen,

Tagging:Verschlagwortung(Nummern,Wörter)durchNutzererzeugtes

buttomupundgemeinschaftlichesIndizieren,keineTaxonomie,

o NutzungalsInformationsspeicher,

o NutzungzurOnlineRecherche.

RSS:DasXMLbasierteDatenformaterlaubtgezieltdasAbonnierenvon

Webseiteninhalten.DerRSS‐FeederkennteineÄnderungaufder

abonniertenWebseiteundwürdediesemelden.Eslassensichauch

Such‐Feedseinrichten.

MobilesLernen:HiermitsindmobileEndgerätegemeint,diesichzum

Lerneneignen.ZukünftigwerdenauchfürHandysundMinicomputer

bedingtLehrinhalteingeeignetenFormatenangebotenwerden.

3.2.3VirtuelleCommunities

VirtuelleCommunitiesdienenebenfallszumselbstorganisiertenKompetenzerwerb.

EsgibtzweiFormen.IndenLearningCommunitiesistdieSteuerungdurchden

3.E‐Learning

30

EinsatzdidaktischerMethodenvorrangig.IndenCommunitiesofPracticewerden

vondenLernendenselbstdieZiele,Methoden,InhalteundStrategienvorgegeben.

(Sauter,etal.,2007S.136ff.)38

VonderWissensvermittlungzurKompetenzvermittlung:

DasLearning2.0entwickeltsichweiterzueiner„Kompetenz“,einerErfassungdes

speziellenWissens.EsistnunAufgabe,dasWissenrichtigzuverwaltenunddem

Nutzerzielgerichtet,gefiltertzupräsentieren.EslässtsicheinWissensmanagement‐

systemaufbauen.FürderenOrganisationundVerwaltunggibtesvielfältige

elektronischeWerkzeuge,einTeildavonsinddasSemantischeWebunddie

Ontologien.

EinZitatvonKarlheinzGeißlerundFrankMichaelOrtheyverdeutlichtdaseben

Geäußerte:„KompetenzwurdezursemantischenProjektionsflächefürZu‐

schreibungen,dieetwasmitFähigkeitenzutunhaben,dieimLeben‐und

Arbeitsvollzuggebrauchtwerden……mitKompetenzbestimmteFähigkeiten

gemeintsind,dieeinbesseres,hochwertigeres,angemessenesHandelnzur

ErreichungvonvorgegebenenZielenermöglichen….Kompetenzistnichtaufzu‐

brauchen…scheintauchbesondersattraktiv,weilKompetenz,imGegensatzzu

QualifikationandasSubjektgekoppeltist…KompetenzistofteineKombinationvon

Fähigkeiten,KenntnissenundHaltungen.Kompetenzentwicklungbedeutet,Formen

zuentwickeln,mitNichtwissenzurechtzukommen,unddennochanschlussfähige

undproblemorientierteHandlungenzu…ermöglichen.“(Sauter,etal.,2007S.5)39

EsentwickeltsichsomitdasLernangebotaufeinehöhereEbene.DasWissensoll

jederzeit„schnell“abgerufenwerdenundeineHerleitungvonKombinationen

möglichwerden.UmdieZielezuerreichen,müssendafürdieVoraussetzungen

aufgebautwerden.

38Sauter,WernerundErpenbeck,John.2007.KompetenzentwicklungimNetz.Köln:Luchterhand,WoltersKluwerDeutschlandGmbH,2007.ISBN978‐3‐472‐07089‐4.39Sauter,WernerundErpenbeck,John.2007.KompetenzentwicklungimNetz.Köln:Luchterhand,WoltersKluwerDeutschlandGmbH,2007.ISBN978‐3‐472‐07089‐4.

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3.E‐Learning

33

ZitateverdeutlichendenZusammenhangvonE‐LearningunddemAufbauvon

OntologieninWissensgebieten:

„Werschlauist,schafftCommunitiesunderzieltTeilnehmerbindungdurch

Zusatzangebote,dieüberdasreineWissenhinausgehen.Weresschafft,den

mündigenBildungsnetzbürgerunterderMarkenmachteinesExpertenstatuszum

MitproduzentenvonContentzumachen,hatdieZukunftaufseinerSeite.“

(Kresse,2010)45

„DiesspieltbesondersimE‐LearningeinewichtigeRolle:DurchFirmenglossare,

TaxonomienundOntologienvernetzterWissensbeständeunddaraufaufbauenden

DarstellungsformenwirddieEinarbeitungszeitinneueThemengebieteerheblich

verkürztundderGebrauchswertbetriebsinternenWissenserhöht.“(Blumauer,et

al.)46

EineeffizienteSucheimInternetsetztvoraus,spezifischeAnfragenstellenzu

können.„GesuchtwirdeinemenschengerechteLern‐Software,dieinderLageist,

logischeSchlussfolgerungenzuziehen“(Sauter,etal.,2007S.258)47DieSemantik

beschäftigtsichmitderAnalyseundCharakteristikdergenauenBedeutung

sprachlicherAusdrücke.DasSemantischeWebistdietechnischeBasiszur

OptimierungdesWissensflusses.DasWissensollbedarfsgerechterzurVerfügung

gestelltwerdenkönnen.DurcheineautomatischeKlassifikationssoftwarelassen

sichBeiträgeschnellererkennen.SomitsteigertsichdiegesamteEffizienzdes

Lernprozesses.EinwesentlicherBausteindesSemanticWebsinddieOntologien.

DurchdiesekanndasWissenstrukturiertwerden.

FürdaszukünftigeE‐Learning‐AngebotsindneueAspekteaufzunehmen:

Learningondemand,d.h.LerninhalteunterschiedlicherArtauf

unterschiedlichenPlattformenlaufendzurichtigerZeitdemLernerzu

ermöglichen,

WissenüberdasWissenverwaltenundorganisieren,Herstellungvon

Interoperabilität,d.h.ErkennungvongleichenKursinhalten,

Synonomie(bedeutungsgleich)undHomonymie(gleichaber

bedeutungsverschieden)sowiePolysemie(Mehrfachbedeutung)Effekte

minimieren,

45Kresse,Albrecht.2010.FünfTrendsbeimLernen‐WissenundLernenalsErfolgsfaktorin2010.[Online]2010.[Zitatvom:21.April2010.]http://www.elearning‐expo.de46Blumauer,AndreasundPellegrini,Tassilo.SemantischesWeb‐schonwiedereinePatentlösungfürdieWissens‐gesellschaft?www.semantic‐web.at/file_upload/root_tmpphpUX0GMC.pdf.[Online][Zitatvom:24.Feb2010.]47Sauter,WernerundErpenbeck,John.2007.KompetenzentwicklungimNetz.Köln:Luchterhand,WoltersKluwerDeutschlandGmbH,2007.ISBN978‐3‐472‐07089‐4.

3.E‐Learning

34

DidaktischeSzenarien=didaktischeOntologiendurcheineWissensbasis

aufbauen,eineOptimierungderLehr‐Lern‐Pfadeentwickeln,

KlassifizierungderamE‐LearningbeteiligtenRollenundRessourcen,

LehrmaterialnachindividuellenBedürfnissenzusammenstellbar,Anpassung

anverschiedeneLernertypenund–profile,Laufzeitanpassungder

Benutzertypenbeachten,individuellenLernfortschrittbeschreiben,

EinbindungdigitalerBibliothekenindieLernplattform(Tergan,etal.)48,

(Borst,2006S.13ff)49.

„MitdenOntologie‐Repräsentanzsprachen,RDFTopicMaps….sinddieGrundlagen

füreinesanfteRevolutionderInformationsbeschaffungund‐verarbeitunggelegt“

(Blumauer,etal.)50.

DieVisionvonWeb3.0bestehtdarin,beideAnsätzezukombinieren:

SemanticWebhatzumZiel,durchlogischeRegelndenComputerzusinnvollen

Rückschlüssenzuzwingen.Web2.0setztaufdieKommunikationderBeteiligten.

(Sauter,etal.,2007S.260)51

3.4WissensmanagementundOntologie

DasWissensmanagementhatzumZielu.a.VoraussetzungenzumRecherchierenvon

LiteraturundWissenzuoptimieren.SomitkannalsFolgedieLeistungsfähigkeitder

Einzelnengefördertwerden,danichtvielZeitzumSuchenrelevanterBeiträge

verbrachtwerdenmuss.ImWissensmanagementsindOntologienfürdie

RepräsentationvonWissenundderWissensidentifizierunghilfreich.Wissenkann

strukturiertmittelsderInformationstechnologiederOntologiebereitgestellt

werden.VisualisierungskartenerlaubenzudemeinenerstenÜberblicküberein

Gesamtgebiet,beiNetzenwerdendieBeziehungenmittelsKantenundKnoten

repräsentativer.

48Tergan,Sigmar‐OlafundZentel,Peter.LernplattformenunddieZukunftdesE‐Learnings.www.iwm‐kmrc.de/000000fba0f49e2a00c000a80001000366864ecb.pdf.[Online][Zitatvom:24.Feb2010.]49Borst,Timo.2006.OntologienzursemantischenAuszeichnungdigitalerLernmaterialien.[Online]März2006.[Zitatvom:16..Okt.2010.]http://www.fernuni‐hagen.de/imperia/md/content/fakultaetfuermathematikundinformatik/forschung/berichteetit/forschungsbericht_3_2006.pdf.ISSN0945‐0130.50Blumauer,AndreasundPellegrini,Tassilo.SemantischesWeb‐schonwiedereinePatentlösungfürdieWissensgesellschaft?www.semantic‐web.at/file_upload/root_tmpphpUX0GMC.pdf.[Online][Zitatvom:24.Feb2010.]51Sauter,WernerundErpenbeck,John.2007.KompetenzentwicklungimNetz.Köln:Luchterhand,WoltersKluwerDeutschlandGmbH,2007.ISBN978‐3‐472‐07089‐4.

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3.E‐Learning

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Standardterminologieermöglichen.WichtenderDokumenteund

ZusammenhängezuähnlichenInhaltenandererManuskripteherstellen.

Zugriff:

DurchInformationRetrievalmehrMetadatenherausholen,

Wichtungsfaktorenanstreben.

Nutzung:

SchnelleunddirekteNutzunganstreben,gefilterteBeiträgesollenzur

Entscheidungsfindungbeitragenkönnen.(Schnurr,etal.,2001)56.

InderToxikologie‐OntologiesinddieimWissenskreislaufdargestelltenTeile

„Importieren,Erfassen,ZugriffundNutzung“vonBedeutung.

EsgibtdieMöglichkeit,einNetzwerkalsDarstellungaufzubauen,alseineweitere

Lehrmethode.DasreinvisuelleNetzwirdbereitsmittelsMindmapsmöglich.

NeuerdingsisteineVerknüpfungmitDateienmöglich.

DieweiterenlogischenVerbindungenwerdendurchOntologienaufgebaut.Das

machtgeradedenSinnbeiderzunehmendenDatenfülle.Somitwirdauchein

zielgerichtetesSucheneffektiver.

56Schnurr,Hans‐Peterundu.a.2001.OntologiebasiertesWissensmanagement.[Online]2001.[Zitatvom:05.März2010.]www.aifb.uni‐karlsruhe.de/~sst/Research/Publications/reinhard‐buch.pdf.

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25.Mai2010.]

nformatik,

delberg:

4.Ontologie

39

DasGlossaristeineeinfacheListevonBegriffenmitdementsprechenderErklärung.

MittelsTaxonomieentwickeltmaneineHierarchievonBegriffenmiteinerUnter‐

undÜberordnung.EsergibtsicheinehierarchischeStrukturohneBeziehungen.

EineKategorienbildungwirdmöglich.DerThesauruserweitertdieTaxonomieum

zweifestdefinierteRelationen:Ähnlichkeits‐undSynonymrelation.Zwei

gleichbedeutendeBegriffewerdenalssolchesdefiniert,wiez.B.Heilmittel–

Medikament;alsoalsSynonymverwendbar.ObjektemitähnlichenEigenschaften

werdeninBeziehunggesetzt,z.B.ComputerundLaptop.MittelsTopicMapwerden

AssoziationenzwischendenObjektendefiniert.DieOntologiewirdhierdefiniertals

„Datei,dieformalBeziehungenzwischenTermendefiniert“(Ullrich,etal.,2003)67

DerVorteilvonOntologienbestehtdarin,dassnebenderVerbesserungder

SuchsystemeauchnochdieIntegrationheterogenerDatenquellenermöglichtwird.

EinführendzumÜberblickeinigeMerkmalederOntologie:

BeinhalteteinDatenmodell(XML),

DefiniertObjekteundderenRelationen(RDF,ResourceDecription

Framework)Triplet‐Ausdrücke:Subjekt–Prädikat–Objekt,

VokabularbeschreibungmittelseinerOntologiesprache

(OWL,WebOntologyLanguage),

DreiHauptelementen:

o Class:hierarchischeStruktur,Unterklasseerbtautomatischdie

EigenschaftenderOberklasse,

dieKonzepte.

o Slot:dieAttributeeinerKlasse,wiePerson,Name;

festlegenderKardinalität,

dieEigenschaften.

o Individuals:InstanzenderClasses,SlotswerdenWertegegeben,

z.B.PersonbekommtName

dieEinschränkungenderSlots

(Schaadt,2006S.5)68,(Tacke,2008S.8)69.

RegelnzumAusdrucklogischerZusammenhänge(F‐Logik).

EineOntologieistalseineVerständigungssprachezwischendemMenschenunddem

Computer/Maschinezuverstehen.DieGrundlagendafürliegenimSemantischen

66Ullrich,Mike,Maier,AndreasundAngele,Jürgen.2003.Taxonomie,Thesaurus,TopicMap,Ontologie‐einVergleich.[Online]2003.[Zitatvom:31.März2010.]http://www.ontoprice.de.67Ullrich,Mike,Maier,AndreasundAngele,Jürgen.2003.Taxonomie,Thesaurus,TopicMap,Ontologie‐einVergleich.[Online]2003.[Zitatvom:31.März2010.]http://www.ontoprice.de.68Schaadt,Christian.2006.Ontologien‐Seminararbeit.[Online]2006.[Zitatvom:8.März2010.]http://www.dfki.de/~kipp/seminar_ws0607/reports/ChristianSchaadt.pdf.69Tacke,Andreas.2008.Taxonomien&Ontologien.http://www.is.informatik.uni‐duisburg.de/courses/sem_ss08/papers/p01_taxonomies.pdf.[Online]2008.[Zitatvom:17.Aug.2010.]

4.Ontologie

40

Web.DieKlassen,KategorienundBegriffemithierarchischerAnordnungundderen

Relationen;dieInferenz‐undIntegritätsregeln(Schaadt,2006S.4)70dienenzur

GeschlossenheitundzurGewährleitungderGültigkeit.DerVorteilderOntologien

ist,dasssichautomatischWissenausVorhandenemergänzt,aberWidersprüchein

denDatenerkanntwerden.DazudienendieInferenzen,einlogischesFolgern.

AufbauendaufTaxonomienkanneinNetzwerkvonInformationenundderen

logischenRelationenerstelltwerden.DieZielesindBegrifflichkeitenundderen

Zusammenhänge,Subjekt‐Prädikat‐Objekt,derrealenWeltindieWeltder

ComputertechnikmittelsgeeigneterWerkzeugezuüberführen.

EineOntologieisteineformale,expliziteBeschreibungvonKonzeptenzueinem

bestimmtenThemengebiet.

BeieinerErweiterungderOntologiesprichtmanvoneiner„Top‐Level‐Ontologie“.

DierepräsentativeAussagereichtvonunabhängigenThemen(ModellZeitund

Kausalität)biszubestimmtenThemen(ModellPizza,Wein).Eine„Domain‐Wissen‐

Ontologie“stelltkomplexereSystemedar,dieanwendungsunabhängigesWissen

darstellen,darunterzähltmanz.B.Prüf‐Operationen.DieobersteEbenedesWissens

verkörpertanwendungsspezifischeModelle,z.B.Schaltung‐DiagnoseSysteme

(Neches,etal.,1991)71.SieheauchTabelle6.

DieBestandteileeinerOntologiesindinderfolgendenTabellealsÜberblick

zusammengefasst:

Tabelle3BestandteileeinerOntologie

Class,Klasse,

Konzept,Begriff

BeschreibunggemeinsamerEigenschaften,könneneine

Klassenstrukturaufweisen,enthaltenUnterklassen,

Slot,Eigenschaft AttributederKlassen

Facet–EinschränkungderSlots

Instanz InhaltoderObjekteeinerOntologie

WissenwirdzurVerfügunggestellt

VererbungderEigenschaftenderOberklasse

Relation,

Eigenschaften

InstanzenwerdenanverschiedeneGegebenheitenangepasst

stelltdieBeziehungzu/zwischendenInstanzendar

Property BasisklassefürEigenschaften,UnterklassevonRessourcen

70Schaadt,Christian.2006.Ontologien‐Seminararbeit.[Online]2006.[Zitatvom:8.März2010.]http://www.dfki.de/~kipp/seminar_ws0607/reports/ChristianSchaadt.pdf.71Neches,Robert,etal.1991.EnabingTechnologyforKnowledgeSharing.[Online]1991.[Zitatvom:25.Mai2010.]http.//www.isi.edu/isd/KRSharing/Vision/AIMag.html..

4.Ontologie

41

Vererbung RelationenundEigenschaftenkönnenweitervererbtwerden,

auchMehrfachvererbung

Axiom WahreAussagen,MengederausgewähltenGrundaussagen

Wissenkannnichtabgeleitetwerden

DieEigenschaftenwerdengekennzeichnet:

Tripel/Tupel–Subjekt,Prädikat,Objektwiefolgtgekennzeichnet:

(z.B.Toxikologie–S‐verkörpert–P‐Wissenschaft–O‐)

o SubjekthateineUniformResourceLoacotor(URI)alseindeutige

BezeichnungoderIdentifizierungalsBeschreibungeiner

abstraktenRessource,

o Prädikaterläutert,wasSubjektmacht,

o Objektbeschreibt,wasPrädikatmacht.

MittelsRessourcentypenwerdenElementeeinerbestimmtenGleichheit

beschrieben,zumBeispiel:

Konstanten–Objekte,Werte,Konzepte,

rdf–spezielleKonstanten,

rdf:type–KonstantemitbestimmterBedeutungzwischenObjektund

Konzept,Klassenzugehörigkeit,vgl.SemWeb:„isa“Relation,

rdfs:Resource–KlasseallerRessourcen,

rdf:Property–Ressourcen,Eigenschaften,dieBeziehungenausdrücken,

rdf:Literal–DatentypalsUnterklasse,

rdfs:Container–OberklassederdreiRDF‐KlassenfüroffeneListen,

rdfs:subClassOf–legtdieVererbungshierarchienvonKlassenfest,

Klassenhierarchie,vgl.SemWeb:kind‐of,

rdfs:subPropertyOF–legtdieVererbungshierarchienvonEigenschaftenfest,

Untereigenschaft,

rdfs:domain–legtdenDatentypdesSubjekteseinerEigenschaftinBezugauf

eineKlassefest,globaleEinschränkungrdfs:range–legtdenDatentypdes

ObjekteseinerEigenschaftfest.

(Girmann,2009)72,(Stuckenschmidt,2009S.108)73(Hitzler,etal.,2008S.68,77)74

72Girmann,Kay.2009.RepräsentationssprachenfürOntologien.[Online]2009.[Zitatvom:30.Januar2010.]http://www.omsem0809_girmann_folien.pdf.73Stuckenschmidt,Heiner.2009.Ontologien‐Konzepte,TechnologienundAnwendungen.BerlinHeidelberg:Springer,2009.978‐3‐540‐79330‐4.74Hitzler,Pascalundu.a.2008.SemanticWeb‐Grundlagen.Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐33993‐9.

4.Ontologie

42

DieErstellungvonOntologienwirderschwertdurch:

VielzahlderBegriffe,

derenSynonyme,

dieeindeutigeIdentification,

zeitlicheVeränderungen,

dieVielfaltderDarstellungen,

VererbungvonEigenschaften,

KategoriencharakteristischerEigenschaften.

ZweiAnsätzegibtesinnerhalbeinesKategoriesystemsandieAufgabe

heranzugehen:

MengederObjekte(dieextensionaleBeschreibung),

MengederEigenschaften(dieintensionaleBeschreibung).

ImLaufederletzten30Jahresindviele„Definitionen“zurOntologieinder

Informatikformuliertworden,zumBeispiel:

„EingroßesZielvonOntologien,eingemeinsamesVerständnisvonWissenzwischen

Menschenund/oderAgentenzuermöglichen.

DurchOntologienerhältmanweiterhindieMöglichkeit,Wissenleichterwiederzu

verwenden.

Ontologieisteineformale,expliziteBeschreibungvonKonzeptenineinem

bestimmtenThemengebiet.“(Schaadt,2006S.5)75

„DerBegriffOntologieistinunseremZusammenhangalsäquivalentzumBegriff

WissensbasiszuverstehenundbeschreibtschlichteininRDFoderOWLerstelltes

Dokument,welchesWisseneinerAnwendungsdomänemodelliert“(Hitzler,etal.,

2008S.12)76

„EinerArtEsperantofürDatenbanken….dasZielbestanddarin,robuste

KategoriesystemefürdieDatenerfassungzuentwickeln,umfürdieKompatibilität

undWiederverwendbarkeitelektronischgespeicherterInformationenzusorgen.“

(Smith,etal.S.2)77

„bereitgestelltesWissenentsprechendmodellieren,strukturierenundvernetzen.

OntologienhabensichhierzualsdieLösungherauskristallisiert,dasieeine

75Schaadt,Christian.2006.Ontologien‐Seminararbeit.[Online]2006.[Zitatvom:8.März2010.]http://www.dfki.de/~kipp/seminar_ws0607/reports/ChristianSchaadt.pdf.76Hitzler,Pascalundu.a.2008.SemanticWeb‐Grundlagen.Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐33993‐9.77Smith,BarryundKlagges,Bert.PhilosophieundbiomedizinischeForschung.Lebensformen.pdf.[Online][Zitatvom:25.Mai2010.]http://www.ifomis.org/.

4.Ontologie

43

konzeptuelleStrukturierungundModellierungeinerDomänezurVerfügung

stellen.“(Schnurr,etal.,2001S.2)78

„OntologiealsgraphbasierteRepräsentation:

Ontologie=(Tm,C,Rel,Def,G),

Tm: =MengevonTermen,

C: =MengevonKonzepten,

G: =GerichteterGraph,dessenKnotenmitKonzeptenunddessen

KantenmitRelationenbewertetsind,

Def: C∪Rel→L(Sprache),Def(d)isteineDefinitionvond,

formuliertinL“(HerreS.9)79.

„OntologiensindformaleModelleeinerAnwendungsdomäne,diedazudienen,den

AustauschunddasTeilenvonWissenzuerleichtern.“(Staab,2002S.5)80

4.1.2DieLogikderOntologie

HistorischhattedieformaleLogikmehrfacheineBedeutungundspieltjetztinder

InformatikbeidemAufbauderformalenSemantikfürverschiedeneLogiksprachen

einegroßeRolle.InderWissensverarbeitungistdieLogiknotwendig,um

darzustellen,dasseinformalerAusdruckeinewahreAussageist.(Herre,1999S.

1)81DerInhalteinesSatzesistwahroderfalsch.AussagenwerdenalsGesamtheit

mitanderenAussageninderlogischenVerknüpfungbetrachtet.EineAussagekann

alswahrbezeichnetwerden,wennderbehaupteteSachverhaltimgeschilderten

Bereichzutrifft.VerknüpfungenermöglichendieZusammensetzungneuer

Aussagen.(Herre,1999S.10)

EineformaleLogikwirdalsMittelzurBeschreibungdesmenschlichenDenkens

gebraucht.RegelnundFormelnwerdenerstellt,umdasmenschlichGedanklichein

dieComputersprachezuüberführen.DurchdieLogikenwirdeineSprachezur

FormalisierungderAusdrückeundBeziehungenbereitgestellt.FormaleLogiken

lieferndieWerkzeuge.DarauszuziehendeSchlussfolgerungenmüssenaufihre

Korrektheitüberprüftwerden.(Stuckenschmidt,2009S.37)82

78Schnurr,Hans‐Peterundu.a.2001.OntologiebasiertesWissensmanagement.[Online]2001.[Zitatvom:05.März2010.]www.aifb.uni‐karlsruhe.de/~sst/Research/Publications/reinhard‐buch.pdf.79Herre,Heinrich.OntologienfürInformationssysteme.UniversitätLeipzig,IMISE.[Online][Zitatvom:31.Jan.2010.]www.onto‐med.de.80Staab,Steffen.2002.WissensmanagementmitOntologienundMetadaten.Spektrum.2002.81Herre,H.VorlesungskriptLogiken.Leipzig:Univ.,InstitutfürInformatik,1999.82Stuckenschmidt,Heiner.2009.Ontologien‐Konzepte,TechnologienundAnwendungen.BerlinHeidelberg:Springer,2009.978‐3‐540‐79330‐4.

4.Ontologie

44

DieThemenumfassendie

eindeutigdefinierteTeilmengederPrädikatenlogikersterStufe,

BeschreibungslogikenundderenKurzschreibweise,

OWLzuBeschreibungslogiken.

Prädikatenlogik:

DieseLogikdientzurAnalysederFeinstrukturvonAussagen.Diesewerdenals

ungetrenntesGanzesbetrachtet.ZurErfassungderlogischenStrukturdienen:

DieelementarenBestandteileeinerAussagewerdenerfasstdurchdie

BeziehungzwischenSubjektundObjekt(SubjektesindNamen,Symbolefür

Individuen,Objekte),

FormaleAusdrückezurBezeichnungvonRelationensindAttribute,

n‐stelligeRelationalsMengevonn‐Tupeln,

PrädikativeAussagenwerdengewonnendurchSubjektundPrädikat,

OperatorensindSymboleunddienenzurBildungvonkomplexen

Ausdrücken(Herre,1999S.43).

AlsGrundlagedienenTerme–VariablenundFunktionen,siefungierenfürabstrakte

BeschreibungenvonObjektenderrealenWelt.

Konstante,

name(e1)–einstelligeFunktionangewendetaufeineKonstante,

Color(skin(e1))–einstelligeFunktionangewendetaufErgebnisder

AnwendungeinstelligerFunktionaufdieKonstante.

AtomareFormelngebenüberdenZustand–wahroderfalsch–eineAuskunft,

z.B.Wiese(e1)isgreen(color(skin(e1)).

DieFortsetzungbildensyntaktischeRegeln.

Beschreibungslogik:

DerAusdruckeinerOntologiebasiertaufeinerlogischenTheorie,zusammengesetzt

auseinemVokabularundeinerMengelogischerAussagenbezogenaufdie

Anwendungsdomänen.EswirddiesinnvolleMengespezifiziert,gleichzeitigdie

MengemöglicherInterpretationeneingeschränkt.(Staab,2002S.6)83

83Staab,Steffen.2002.WissensmanagementmitOntologienundMetadaten.Spektrum.2002.

4.Ontologie

45

MitHilfederBeschreibungslogikwirdterminologischesWissenformalisiert.

WichtigdafürsinddietypischenEigenschaften,dieeineklareTrennungzwischen

KlassenundObjektengewährleisten.(Stuckenschmidt,2009S.129)84

DasPrinzipvonBeschreibungslogikenist,

dieTrennungderBeschreibungvonkonkretenObjektenundihren

Beziehungeneinerseits

o mittelseinerA‐Box,bestehendauseineratomarenFormel,

keineVariableundFunktionssymbolenthaltend,

o Prädikateeinstellig–Konzepte,durchKonstantendargestellt,

o Prädikatezweistellig–RelationenzwischenObjekten,durchKonstanten

dargestellt.

GleichheitundUngleichheitvonKonstanten,

RelationenzwischeneinundzweiObjektenmitkonkretemWert.

UndKonzepteundderenDefinitionenandererseits.

o mittelseinerT‐Box

o Bausteine:

Konzepte,durchNamendargestellt,stehenfüreineMengevon

konzeptbezogenenObjekten,

sowie

Relationen,‐namenstehenfüreineMengevonObjektpaaren,

PaarenvonObjektenmitentsprechendenRelationenzueinander.

DieGrundlagefürdieDefinitionderFormalenSemantikistdas

Beschreibungslogik‐Modell

(A‐BoxundT‐Box)

MengeallerObjekte,Abbildung–

Objekte,Konzepte,RelationendesModellsdieserMenge

DieZuordnungdercharakteristischenEigenschaftenallerObjektederMengeerfolgt

o mittelsR‐Box

DefinitionkomplexerRelationen

BeschreibungderEigenschaftenmittelsspeziellerlogischerOperatoren

aufKonzept‐,Objekt‐,Relationsnamen

84Stuckenschmidt,Heiner.2009.Ontologien‐Konzepte,TechnologienundAnwendungen.BerlinHeidelberg:Springer,2009.978‐3‐540‐79330‐4.

4.Ontologie

46

SpezielleOperatorenhelfenzurBeschreibungbestimmterEinschränkungen,einige

Beispieleaufgeführt:

Tabelle4Operatoren‐eineAuswahl

Existenzrestriktion ExistenzzueinerRelationzuanderemObjekt

Typrestriktion ObjektesindvoneinembestimmtenTyp

Kardinalitätsrestriktionen ZahlderObjekteinderRelation

Axiome CundDKonzeptausdrücke

⊑Subsumptionrelation(odergleich),

MengeCTeilmengevonD

C⊑DVererbungsrelation

Äquivalenzaxiome C≡D(identischmit…)Konjunktion

4.1.3WissensbasenundInferenzmethoden

ZurVollständigkeitergänzendderBegriffderWissensbasis.

DieserBausteinbestehtausder

A‐Box

auseinerMengevonAussagenderFormA(c)bzw.r(c,d)wobei.

reinRelationenname,

CeinKonzeptname,

cunddeinObjektnamesind.

undder

T‐Box,diesebestehtaus

einerMengevonAxiomenderFormC⊑D,

CundDsindKonzeptausdrücke.

DieWissensbasisentsprichteinerdefiniertenprädikatenlogischenTheorie.

FolgendeTabellegibteineÜbersichtübertypischeOperationeneinerWissensbasis:

Tabelle5ÜbersichttypischerOperationen

Erfüllbarkeit LogischeTheoriemusseinModellbesitzen

Unerfüllbarkeit IsteinIndizfürFehlerindenDefinitioneneinzelnerKonzepte,

dientzurQualitätsüberprüfung

Konzepterfüllbarkeit AbgeschwächteForm,AngabeimKonzeptausdruck,obes

Objektegebenkann,diedieDefinitiondesKonzepteserfüllen,

dientzurQualitätsüberprüfung

Subsumptionstest ErfolgtAbleitungausWissensbasis,ggf.Überprüfungmit

Interferenzmaschine

4.Ontologie

47

Klassifikation BerücksichtigungderKonzeptnamenoder–paare,ob

Subsumptionsrelationstimmt;ReduzierungderÜberprüfung

durchdenHierarchieaufbau.

WichtigeModellierungsfunktion,diedirekteInformationüber

BeziehungenderKonzepte;

BasisfürdieKonzepthierarchie

Instanztest IsteinObjektoeineInstanzeinerKonzeptbeschreibungC,

ja–wennCauslogischerTheoriefolgt

Retrieval BestimmungallerObjekteo,dieInstanzenvonCsind

Realisierung GegensatzzuRetrieval

EinObjekt–alleKonzeptewerdenbestimmt,vondenen

ObjektoeineInstanzist.

4.2Klassifikation

EineKlassifizierungderOntologiekannmanunteranderemindieTypensowiein

dieArtenvornehmen.EineweitereUnterteilungsinddieAnwendungsgebieteder

Ontologien,z.B.Wissensontologie.

4.2.1VerschiedeneTypenderOntologien

InderOntologiederInformatikunterscheidenwirfolgendeTypennachder

Allgemeingültigkeit(Schmidt,2009):

Tabelle6TypenderOntologie

1.Typ Upperlevel,Toplevel,

FoundationalOntologie

AllgemeinKonzepte,

Basis

2.Typ Domän‐Ontologie AllgemeineKonzepteundbeginnende

Spezialisierung

3.Typ Aufgaben/Task‐Ontologien BeschreibendieVokabularien,diezur

Durchführungderallgemeinen

Aufgabennotwendigsind

4.Typ Anwendung/Application ModellefürspezielleAspekte,können

dieOntologienspezialisieren

4.2.2

Eswi

RDF

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85Borst[Zitatvhagen.3_200686http:

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48

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4.Ontologie

49

Frames–Eigenschaftenwerdenhinzugefügt,abstrakteKlasseohne

EigenausprägungsollEigenschaftenweitervererben,

Valuerestrictions–DefinierungderDomänbeschreibungderAttributedurch

KardinaltitätenundDatentypen,

Generallogiccontraints–FormulierungvonRegeln,diedensinnvollen

GebrauchvonKonzeptenindenAbhängigkeitenihrerEigenschaften

einschränken.

4.2.3AnwendungsgebietefürOntologien

4.2.3.1DerEinsatzderOntologie

DerEinbindungeinerOntologiekannvielseitigsein,einigeBeispielesolleneinen

kleinenEindruckvermitteln:

Wiebereitsobenerwähnt,gibtesanwendungs‐oderaufgabenorientierte

Ontologien.

ErstGenanntestellteinModelldar,dasdiespeziellenAspektederAnwendung

beschreibt.DieseOntologieschlussfolgertauseinerDomänontologie,z.B.

Kochrezepte(ZusammensetzungderLebensmittel).DieArtderZubereitungder

Gerichte(KochgeschirrundUtensilien)würdealsAnwendungsontologiebezeichnet

werden.AufgabenontologienbeschreibengegebeneAufgabestellungen,diesich

wiederumausderDomänontologieableiten.ImgenanntenBeispielwäredasdas

KreierenneuerVorschriften.

Wissensontologie

DieWissensrepräsentationmittelsOntologienkanninfolgendenBereichenvon

großemNutzenwerden:(Neches,etal.,1991)87

AufbauvonvirtuellenBibliotheken,

WissensdatenbankenkönnenmitInterferenzmaschinengekoppeltwerden,

SystemBuilderToolshelfenzumAufbauoptimierterSysteme,

Datenbankverflechtungen.

87Neches,Robert,etal.1991.EnabingTechnologyforKnowledgeSharing.[Online]1991.[Zitatvom:25.Mai2010.]http.//www.isi.edu/isd/KRSharing/Vision/AIMag.html..

4.Ontologie

50

4.2.3.2ThemenbezogenerEinsatzvonOntologien

GeradebeieinerOntologie,dieimBildungsbereichzumEinsatzkommt,lässtsich

folgendeUnterteilungvornehmen.(Borst,2006S.15ff)88

Themen‐undinhaltsbezogeneOntologiezurKlassifizierungvon

Lerneinheiten,AufbauvonWissenslandkarteninkl.sachlicherOrientierung,

DidaktischeOntologiezurFörderungkognitiverundkooperativer

LernprozessedurchmethodischangeleitetesundteilautomatisiertesLehren

undLernen,

Ontologie‐Engineering

o AnalyseformalerMethodendurchRelationenzwischendenTextteilen,

o WissensbezogeneStrukturierungundgezielteSuchedesLehrmaterials,

o StrukturierungdesAusbildungsganges.

4.3Standards

DieSprachederOntologiewirdinzweiBereicheunterteilt.

DenerstenTeilbildendieLogik‐Programme,wieResourceDescriptionFramework

(RDF‐Schema)undF‐Logik;denzweitenTeil,dieBeschreibungslogik,wiez.B.die

WebOntologyLanguage‐OWL.

DasRDFSchemaistfüreinfacheOntologiengeeignet,fürkomplexeModellierungen

werdenF‐LogikoderOWLeingesetzt.(Krötzsch,etal.S.9)89

RDFundOWLbildendenGrundsteinfürdasSemantischeWebundwurdenvom

WorldWideWebConsortium(W3C)entwickelt.(Girmann,2009)90

4.3.1WebOntologyLanguage‐OWL

DieWebOntologyLanguage‐OWL91istzurallgemeinenStandardisierungs‐Sprache

imJahre2004fürOntologiengeworden.DieOWLbietetmehrVokabularalsXML

88Borst,Timo.2006.OntologienzursemantischenAuszeichnungdigitalerLernmaterialien.[Online]März2006.[Zitatvom:16..Okt.2010.]http://www.fernuni‐hagen.de/imperia/md/content/fakultaetfuermathematikundinformatik/forschung/berichteetit/forschungsbericht_3_2006.pdf.ISSN0945‐0130.89Krötzsch,MarkusundRudolph,Sebastian.SemanticWeb,TechnologiesI.[Online][Zitatvom:13.032010.]http://www.WS0910‐6‐OWL_‐_Syntax_und_Intuition.pdf.90Girmann,Kay.2009.RepräsentationssprachenfürOntologien.[Online]2009.[Zitatvom:30.Januar2010.]http://www.omsem0809_girmann_folien.pdf.91DieAbkürzungfürWebOntologyLanguagewäreeigentlichWOL,nichtOWL.ÜberdenUrsprungdesBuchstabenverdrehersfindetmanAntwortindenArchivendesW3C,http://de.wikipedia.org/wiki/Web_Ontology_Language29.10.10

4.Ontologie

51

undRDFzurBeschreibungundInterpretierbarkeitvonderDarstellungderBegriffe

undderenBeziehungen,sowiezurBeschreibungderObjekteundKlassen.(W3C‐

Empfehlung)92DieOWListnachdemPrinzipderObjektorientierungaufgebautund

bietetsowohldieMöglichkeitAttributezugestaltenalsauchdieVererbungder

Klassenherauszubilden.(e‐teaching.org)

AlsBasisdientdieRDF‐Syntax,historischbasierendaufDAML+OIL.DieOWList

ausdrucksstärkerundwirddurchSpezifikationenfürRelationenerweitert.

DieOWLwirdzurausdrucksmächtigenBeschreibungslogik.OWLFullistder

OberbegrifffürdieTeilmengenOWLDL,DescriptionLogik,undLite.

Tabelle7ÜbersichtüberOWL

OWLFull OWLDLundOWLLite,auchRDF‐gültigesRDF‐Resultaterforderlich

OWLDL OWLLite,TeilvonOWLFull

OWLLite TeilvonOWLFullundOWLDL

eingeschränkteBedeutung

OWLFull maximaleAusdrucksstärke,unentscheidbar,

OWLDL ausdrucksstark,entscheidbar,

OWLFull WirdvonSoftwarewerkzeugennurbedingtunterstützt

OWLDL WirdvonSoftwarewerkzeugenfastvollständigunterstützt

(Krötzsch,etal.S.12)93,(Girmann,2009)94,(Hitzler,etal.,2008S.152f)95

OWLFull

SprachelementevonRDFundOWLsinduneingeschränkterlaubt.Esgibt

keineAbgrenzunginRollen,KlassenundIndividuen.

OWLDL

DieSpracheistentwickeltworden,umentscheidbarzusein,einAlgorithmus

wirdhinterlegt.

EineDeklarationvonggf.verwendetenKlassenundRollenistnotwendig.

DieGrundelementevonOWL‐DLsind,dargestelltinhtml,

o Klassen,z.B.Bürger,

o IndividuenvonInstanzensindKlassen,z.B.Namex,Namey,

o Rollen:92http://www.w3c.de/about/org.html93Krötzsch,MarkusundRudolph,Sebastian.SemanticWeb,TechnologiesI.[Online][Zitatvom:13.032010.]http://www.WS0910‐6‐OWL_‐_Syntax_und_Intuition.pdf.94Girmann,Kay.2009.RepräsentationssprachenfürOntologien.[Online]2009.[Zitatvom:30.Januar2010.]http://www.omsem0809_girmann_folien.pdf.95Hitzler,Pascalundu.a.2008.SemanticWeb‐Grundlagen.Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐33993‐9

4.Ontologie

52

Abstrakt:verbindenIndividuenmitIndividuen,

z.B.hatEnkel,

Konkret:verbindenIndividuenmitDatentypen,

z.B.Vorname.

BeispielefürOWLundPrädikatenlogik

Konstruktor DLSyntax Beispiel

intersectionOf C1⨅⨅Cn Bürger⨅(und)weiblich

MaxCardinality ( nr) 1hatEnkel)

BeispielefürOWLAxiome

Axiom DLSyntax Beispiel

equivalentClass C1≡C2 Frau≡Person⨅Weiblich

subPropertyOf P1⊑P2 hatEnkel ⊑hatKind

OWLLite

DieIdeeist,eineinfachzuimplementierendesSprachfragmentzubieten.

LiteenthältwichtigsteSprachelemente,esgeltenEinschränkungen,

z.B.dieKardinalitätnurWerte0oder1verfügbar.

4.3.2DasRessourceDescriptionFramework‐Schema,RDF‐Schema

ImInternetwirdWissendurchDatenmodelle,wiez.B.mittelsRDF–Ressource

DescriptionFrameworkrepräsentiert.RDFdientderBeschreibungstrukturierter

DatenoderInformationenundstelltdieMetadatenimInternetbereit,diesesind

maschinenlesbarund–verständlich.DieInformationenausverschiedenenQuellen,

auchalsdezentraleInformationsquellebezeichnet,werdenkombiniertunddie

erhaltenenInformationenweiterverarbeitet.RDFisteingrundlegendes

DarstellungsformatfürdasSemantischeWeb.(Hitzler,etal.,2008S.35ff)96

DieDarstellungsformenkönnensein:(Girmann,2009)97

einGraph,sieheTopicMap,

XML‐Syntax,hierarchischerAufbau,

NotationbestehendausTripel/Tupeln–Subjekt,Prädikat,Objekt

RDFSiteSummary(RSS‐Format)1.0oder

96Hitzler,Pascalundu.a.2008.SemanticWeb‐Grundlagen.Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐33993‐9.97Girmann,Kay.2009.RepräsentationssprachenfürOntologien.[Online]2009.[Zitatvom:30.Januar2010.]http://www.omsem0809_girmann_folien.pdf.

4.Ontologie

53

AdobesResourceDescriptionFramework(RDF‐Format)unddasExtensible

MetadataPlatform(XMP)zurEinbettungvonInformationeninPortable

DocumentFormat(PDF‐Dateien)

EingerichteterGraphbeinhaltetdieMengevonKnoten,diedurchgerichteteKanten

verbundenwerden.ImVergleichdazudasXML‐Format.EsgibtBaumstrukturenmit

denenhierarchischeStrukturenaufgebautwerden.

MittelsRDFwerdenvorwiegendallgemeineBeziehungenzwischendenRessourcen

beschrieben.EsgibtkeineUntergruppederbeidenRessourcen,sondernesbildet

sicheineInformationseinheit,z.B.RessourceReferentundRessourceVorlesung.

HiermitwerdenbinäreRelationenzwischeneindeutigbezeichnetenRessourcen,

wieKonzepte,Objekte,Relationen,d.h.konkreteWerte,beschrieben.Weitere

RelationenstellenTripel(triple)–Subjekt,Prädikat,Objekt–dar,dasist

gleichzusetzenmiteinerKanteeinesgerichtetenGraphen.

Prädikat

Subjekt Objekt

EineeindeutigeIdentifizierungjederRessourcewirddurchdieVergabeeiner

UniformResourceIdentifier(URI)‐einerVerallgemeinerungderUniformResource

Locator(URL)‐gewährleistet.URIssindganzbanaleDinge,wiePerson,Modul.

MittelsLiteralenwerdenDatenwerteoderZeichenkettenangegeben,ineinemTripel

kannggf.dasObjekteinLiteralsein.

4.3.3SPARQL

EinfacheAnfragenaneinSystem,umeinfacheAntwortenzubekommen,sindrelativ

simpelmöglich,komplexeodergezielteAnfragenaneineumfangreicheDatenmenge

weitschwieriger.

SPARQListdieAbkürzungfürProtocolAndRDFQueryLanguageundeinrelativ

neuerW3C‐Standardseit2008.

MitSPARQLlassensicheinfacheRDF‐Anfragenformulierenaberaucherweiterte

FunktionenzurKonstruktionkomplexerAnfragemuster.Damitkönnenzusätzliche

FilterzurgezieltenAbfrageverwendetwerden.FürOWLDLwerdenkonjunktive

Anfragengeneriert.(Krötzsch,etal.S.202ff)98

EsgibtdreiTeilbereiche:98Krötzsch,MarkusundRudolph,Sebastian.SemanticWeb,TechnologiesI.[Online][Zitatvom:13.032010.]http://www.WS0910‐6‐OWL_‐_Syntax_und_Intuition.pdf.

4.Ontologie

54

PS Anfragesprache,

Cla ProtokollzurÜbermittlung,

BB KodierungderErgebnisseinXML.

DieTurtle‐Syntax(einSerialisierungsformat)wirdfüreinfacheAnfrageneingesetzt.

DieAnfrageenthältdreiBestandteile:

PREFIX‐füreinenNamensraum,auchKurzschreibweisenfürURIs,

SELECT‐AuswahlvonVariablen,bestimmtdasAusgabeformat–Ausgabeals

TabelleauchCONSTRUCT,ASK,DESCRIBE,

WHERE‐EinleitungdereigentlichenAnfrage,dasAnfragemuster.

DerVorteilgegenüberdernormalenTurtle‐Notation,bestehendausdreiTripeln,

bestehtdarin,dasszusätzlichVariablenbezeichnerfürkonkreteWerteangegeben

werden.

EinallgemeinerMechanismussindFilter,dieeingesetztwerden,umdieAnfrage

einzugrenzen.

Filterfunktionenkönnenz.B.sein:

Vergleichoperatoren:<,>,=,<=,>=,

ArithmetischeOperatoren:+,‐,*,/,

BoolscheOperatoren:

o ∧logischesUnd(Konjunktion),

o ∨logischesOder(Disjunktion),

o logischeNegation(Negation).

UndSpezialfunktionen:z.B. isURI(A)truefallsAeineURIist

SameTERM(A,B)true,fallsAundBdieselben

RDF‐Termesind.

MittelsModifikatorenderLösungssequenz(solutionsequencemodifiers)lassensich

z.B.Ergebnissesortieren,definierteErgebnisteilmengenabfragenund

Einschränkungenfestlegen.EineKombinationvonModifikatorenistmöglich.

SollenElementeverschiedenerArtverglichenwerden,wirdfolgendeOrdnung

angewandt:

KeinWert(dieVariable,nachdersortiertwird,istnichtgebunden),

LeereKnoten,

URIs,

RDF‐Literale.

EinestandardkonformeImplementierungderSPARQL‐Spezifikationwirderreicht

durchdieSPARQL‐Semantikbzw.‐Algebra.DieseAlgebrabasiertaufverschiedenen

4.Ontologie

55

Rechenoperationen.EineFortführungsindkonjunktiveAnfragenfürkomplexere

Ontologien,wieOWLDL.(SPARQL‐W3C),(Krötzsch,etal.)

4.4Werkzeuge

UmdieErstellungvonOntologienzuerleichternwerden„Werkzeuge“eingesetzt.

DieseWerkzeugeeignensichfürkleinereOntologien.Editorenkönnenauchals

Modellbetrachtetwerden,umgrößereModellezubeherrschen.EineVisualisierung

bietetvorallemoptischenTypeneinengutenÜberblick,undZusammenhänge

werdensichtbar.

DurchEditorensollendieeinzelnenSchritteunterstütztwerden,dieReihenfolge

wirdvomErstellerfestgelegt.

DurchdieVisualisierungderOntologiewerdendieKlassen,dieRelationenzuden

Objekten,dargestellt.Dabeisindvorwiegend:

dieKnoten dieKlassenundObjekte,

dieEllipsen Begriffe,Subjekte,

dieRechtecke Informationen,Instanzen,

dieKantenoderPfeiledickePfeile(Vererbung) dieRelationen,Slots.

UnterschiedenwerdeninderDarstellungdieKlassen/Relationshierarchienunddie

Domän‐Relationen.KomplexeDefinitionenlassensichschwervisualisieren,

darunterfallenKonzeptdefinitionenvonBeschreibungslogiken.

AlsWerkzeugegibtesz.B.TopBriadcomposer,einkommerziellerEditorderFirma

TopQuadrant,OntoStudiofürprofessionelleAnwendungen,OntoWikials

webbasierterEditor,fürnaturwissenschaftlicheOntologienbewährtsichder

Protégé‐Editor.(Stuckenschmidt,2009S.187ff)99

DieSchrittewerdenlogischvollzogen,dieAlternativenzurErstellungeiner

Ontologiesindvielfältig.EineeinzuhaltendeAbfolgegibtesnicht.

EinumfassendesWerkzeugberücksichtigtdreiBereiche:

Visualisierung,

ManipulationvonDefinitionen,

Interferenzunterstützung.

99Stuckenschmidt,Heiner.2009.Ontologien‐Konzepte,TechnologienundAnwendungen.BerlinHeidelberg:Springer,2009.978‐3‐540‐79330‐4.

4.Ontologie

56

Visualisierung

MittelseinerOntologie‐MindmaperhältmaneinevisuelleBetrachtungüberdas

GesamtmodelloderTeilbereicheeinesModells.DieDarstellungensollenabstrahiert

undnurdieHauptinformationenabgebildetwerden,umdenBetrachternichtzu

verwirren.AngezeigtwirdeineArtsemantischesNetzmitverborgenen

Informationen.DurcheinweiteresAnklickenderKnotenwerdenbreitere

Informationensichtbar.

Klassen‐undRelationshierarchien

DieerstePositioneinerKlassenhierarchieistz.B.Thing–wiePerson,Vorlesung,

Dokument.

DanachfolgendiedirektenSubklassenderKlassen,durchdasVerbindenmittels

gerichteterKanten.EineVererbungshierarchiewirdalternativalsKanteeines

GraphenunddieKlassealsKnotendargestellt.DieDomänen‐Relationensinddie

VerbindungenzwischenKontenundKanten„domain“und„range“.

KomplexeDefinitionen

SpezielleKnotenrepräsentierenlogischeOperatoren,wobeivorwiegendtextuelle

DarstellungenkomplexerFormelnzumEinsatzkommen.DieErstellungerfolgt

mittelseinereinfachenSprachezurBeschreibunglogischerOperatoren.Grafische

SymboleergänzendieLogiken.

LogischeOperatorenwerdenmittelsfarblicherSchlüsselwortehervorgehoben.

SchlüsselworteorientierensichanumgangssprachlichenAusdrücken.

Vorteile:

KompakteRepräsentation,

InteraktionundManipulationderentsprechendenDefinition.

ManipulationderentsprechendenDefinition

AnsätzeliegeninderVerwendungvorgefertigterFormularefürKlassenoder

Relationen.LogischeFormelnaufderGrundlageeinfachertextuellerFormate

werdendirekteingegebenundvorallembeimEinsatzvonWerkzeugenverwendet.

Interferenzunterstützung

DurchdieInterferenzsolldieVollständigkeit,dieinhaltlicheKorrektheitdes

ModellsundderRichtigkeitderOntologieüberprüftwerdenz.B.mittelseiner

4.Ontologie

57

AnfragesprachewieSPARQL,sowieauchdielogischeKonsistenzdes

Gesamtkonstrukts.

4.4.1Protégé

DerProtégé‐EditorwurdevonderStanfordUniversitySchoolofMedicineent‐

wickeltundwirdständigaktualisiert.ProtégéisteineopensourceSoftware,

inzwischengibteszweiVersionen–Protégé2000undProtégéOWL.(Klaus,etal.,

2009)100

ProtégéistinJavaprogrammiert,unterstütztOWL(Editor‐Erweiterung)undauch

RDF,durchflexibleSchnittstellenisteineAnpassunganbeliebigeRepräsen‐

tationssprachenmöglich,z.B.verschiedeneSpeicherformatewieRDF,XML,

DatenbankodergrafischeKomponenten(Grafik,Tabelle),undMedien(Ton,Video).

(Protégé‐Dokumentation)101

DerProtégé‐FrameEditorerzeugteineOntologieauseinerReihevonKlassenin

einerHierarchie,mitdemProtégé‐OWLEditorlässtsicheineOntologiefürdas

SemantischeWebkonzipieren.(Protégé‐Dokumentation)102

EditorenwerdenindenverschiedenenOntologieneingesetzt,z.B.inder

Terminologie,WissensstrukturierungoderinUnternehmen.(vonMach,etal.,

2008)103

InProtégé‐OWLVersion3.4.4istdieAbfragespracheSPARQLintegriert.

100Klaus,CatharinaundWeber,Christian.2009.ProtégéfürFortgeschrittenenachdemPizza‐Tutorial.www.bui.haw‐hamburg.de/pers/ulrike.spree/ws0910/pizza_tutorial.ppt.[Online]26.112009.[Zitatvom:21.April2010.]www.bui.haw‐hamburg.de/pers/ulrike.spree/ws0910/pizza_tutorial.ppt.101Protégé‐Dokumentation.Protégé.http://protege.stanford.edu/overview/protege‐owl.html.[Online][Zitatvom:9.Febr.2010.]http://protege.stanford.edu/overview/protege‐owl.html.102Protege103vonMach,SonjaundOtte,Jessica.2008.WassindOntologie‐Editoren?s.l.:IWM,Wissensorganisation,2008.

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58

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4.Ontologie

59

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4.Ontologie

60

ErstellungeinerOntologieprogrammiert.DamithabendieFachanwendermehr

Möglichkeiten,dieeigeneOntologieaufzubauenunddarzustellen.

DieOntologienlebenvonBeziehungenzuanderenObjektenundderen

EinschränkungensowiedenRelationenderTypen.

KlaridentifizierbareObjektesindlogisch;Problemebereitenbestimmte

EigenschaftenundMehrdeutungen,wiez.B.Farben,ersteLösungenwären:

DatatypeProperties–ObjektewerdenmitkonkretenWertenverbunden,

kannaberauchzutechnischenProblemenführen.

VerwendungvonXML‐Schemendaten,einanderesModellierungsprinzip.

→weitereLosung:VerwendungvonOWL‐Konstrukten

ModellierungmittelsOWL,WertundWertebereich:

EinfacheWertebereiche,wieja/nein,entweder/oder:

EinschränkungvonEigenschaftenaufkonkreteObjekte

Zusammenhängelassensichschwerdarstellen.

StrukturierteWertebereiche:

Value‐PartitionsfürumfangreichereWertebereiche

DefinitiondurchUnterklassendesWertebereiches,dieeinePartitioneines

Wertebereichesbilden,paarweisedisjunktsindundden

Gesamtwertebereichabdecken,

DarstellungdurchAxiome,

Wertebereichelassensichgutweiterstrukturierenundzusammenfassen,

DefinierungineinerHierarchie.

KonzeptezurBeschreibungvonWertebereichen:

EinprimitivesKonzeptdientzurErstellungderKlassenhierarchie,

BaumstrukturohneMehrfachvererbung,

Eigenschaften,

orthogonalzurHauptlinie,

BasishierarchieundHaupthierarchie,

GeeigneteInterferenzmethoden,

DurchErgänzungenwirdeineRichtigkeitskontrollemöglich.

DefinierteKonzeptedienenzurClosure(Ende)AxiomEinschränkungdes

WertebereichesbestimmterEigenschaften.

DieBeschreibungslogikbeschränktsichaufzweistelligeRelationen.

4.Ontologie

61

MittelsPrädikatenlogik,Prädikatebeliebigern‐Stelligkeit,werdendieRelationen

zwischendenObjektenbeschrieben.

Teil‐GanzesRelationen:

sindinMedizinwichtig,

EigenschaftderTransitivität,ModellierungalstransitiveRelation,

ProblemebeiAbleitungen,

HerstellungeinerSubklassenbeziehung.

DieLösungensind:

TrennungvonprimitivenunddefiniertenKonzepten,

inkomplexenEinschränkungenwerdenEigenschaftendefiniert.

4.5.1SemantikWeb

SemantikkommtausdemGriechischen,wirdalsBedeutungslehreübersetztund

stehtfürdieBedeutungundBeziehungvonWörternundSymbolenuntereinander.

ZunehmendwirddasWorldWideWebdurchdasSemantischeNetzerweitert.

DamitwirddiegezielteSucheeffizientergestaltet.Hilfedabeibietenu.a.die

Ontologien.ImmermehrInformationenwerdenüberdasWebzurVerfügung

gestellt,vonüberallheristeinZugriffdaraufmöglich.

EinProblemist,dasRichtigeausderFülledesAngebotsinkurzerZeitzielgerichtet

zufinden.Eswirdeineinhaltlicheundverknüpfende‐einesemantische‐Suche

benötigt.EinmehrdeutigerBegriff(Akronym)solleindeutigidentifizierbarwerden,

z.B.Bank;gesuchtwirdimspeziellenFallnurdie„Geldstelle“undnichtdie

GartenbankvomBaumarkt.

DieunterschiedlichenDateiformateundKodierungstechnikenalsauchdievielen

SprachenstellenweitereProblemedar.

DerSinndesSemanticWebbestehtdarin,dassInformationenvonAnfangansozur

Verfügungstehen,dasssie

zwischenAnwendernundPlattformenaustauschbarsind,

untereinanderinBeziehungstehen,

flexibelunderweiterbarsind.

4.Ontologie

62

„DerBegriffOntologieist...alseinÄquivalentzumBegriffWissensbasiszu

verstehenundbeschreibtschlichteininRDF(S)oderOWLerstelltesDokument,

welchesWisseneinerAnwendungsdomänemodelliert“.(Hitzler,etal.,2008S.12)104

DasSuchergebnissolleineInformationneuerQualitätsein.Daswirdüberformale

Logikengelöst.

DieGrundlagentechnologien,diesemantischenTechnologien,basierenaufden

WissensrepräsentationssprachenfürOntologienundMethoden,Werkzeugenzu

derenErstellung,WartungundAnwendung.

ZweiSprachkonstrukteschränkendieBereicheein:

derDefinitionsbereichmithilferdfs:domain;ZuweisungenvonTypenzu

Subjekten,

derWertebereichmithilferdfs:range;TypisierungvonObjekten,diemitdem

PrädikatimTripelvorkommen.

BeideFormenstellendassemantischeBindegliedzwischenKlassenundPropertys

dar.Nursoistesmöglich,dieterminologischenZusammenhängezuspezifizieren.

EineEinschränkungaufeineProperty(BasisklassefürEigenschaften)wirktsich

globalaus.DementsprechendsolltenumfassendalleKlassen,dieinBeziehung

stehenkönnten,angegebenwerden.DasverdeutlichendieBeziehungenim

Sprachgebrauch:sowohlalsauchoderoder.(Hitzler,etal.,2008S.76f)105

4.5.2WorldWideWebConsortium

DasW3Cwurde1994gegründet,vieleStaatensindMitglieder.DerErfinderdes

WorldWideWebistTimBerners‐Lee.EristgleichzeitigDirektordesW3Cund

erfand1989währendseinerArbeitenimForschungszentrumCERNdasWorldWide

Web.

EswerdenWebstandardsundTechnologienentwickelt,damiteinlangfristiges

WachsendesWebsgesichertwerdenkann.DreiZielewerdenverfolgt:

DerallgemeineZugangzumWeb,

DenAusbaudesSemanticWeb,umdiebesteNutzungder

Internetressourcenzuermöglichen,

DieLenkungderEntwicklungderlegalen,kommerziellenundsozialen

AspketedesWWW.(e‐teaching.org),(www.w3c.de),

DasW3ClegtefürdasDatenformatvonOntologiedatendieSpracheOWLfest.

104Hitzler,Pascalundu.a.2008.SemanticWeb‐Grundlagen.Heidelberg:Springer,2008.ISBN978‐3‐540‐33993‐9.105Hitzler

4.5.3

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4.Ontologie

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4.Ontologie

64

Datenintegration

FürgemeinsameNutzungenderunterschiedlichstenDatenisteinesinnvolle

InformationsverarbeitungVoraussetzung.Problemetretenaufverschiedenen

Ebenenauf:

SyntaktischeKonflikte:

InformationsquellensindaufverschiedenenDatenmodellenaufgebaut,

z.B.TextdateienundTabellen,

Lösung:standardisierteSprachenwieXML,RDF.

StrukturelleKonflikte:

InformationsquellenhabenunterschiedlicheStrukturenundRelationenfür

dieDarstellunggleicherDaten,

Lösung:Ontologie.

SemantischeKonflikte:

InformationsquellenverwendenunterschiedlicheBegriffefürdas„Gleiche“,

SpezialfällesindFachausdrücke,Maßeinheiten,

Lösung:Ontologie.

DieHeterogenitätderDatenquellen

ErsterSchritt,eineeinfacheVeranschaulichungderDatenerzielen:

DieobjektzentrierteDarstellung:

ObjekteinKlassen,AttributealsWerte,

RelationaleDatenbank:

o TabellealsKlasse,

o ZeilenalsObjekte,

o SpaltenalsAttributemitWertebereich,

o Einträge:konkreteWerteeinzelnerAttribute,

ZweiterSchritt,strukturelleHeterogenitätbeachten:

d.h.Namen,Attribute;AbgleichenundVereinheitlichen,gleicheBedeutung

aberverschiedeneBegriffe,Beispiel:Gebäude,Haus

Weiteresgibteszubeachten:

Integritätsbedingungen,wieAbhängigkeiten,Verknüpfungen,

HerkunftsvielfaltderInformationen,

LeereInformationen,

DritterSchritt,semantischeHeterogenitätbedenken:

IntegrationmehrererQuellenkannzufalschenInformations‐Interpretationen

führen:

4.Ontologie

65

Attributwerte(numerischeWertewerdenfalschdurchverschiedeneSkalen,

abweichendeKategorisierungen,Überregionalität),

Datenobjekt‐Konzept(TabelleneinerDatenbank,unterschiedliche

Entsprechungen,Wertungen,widersprüchlicheAngaben–

Zeitverschiebungen)

o Subsumption:TeilmengedesErstgenannten,

o Überlappung:SpezialfallderSubsumption,Objektmengeaist

vollständiginObjektmengebenthalten,ggf.Überschneidung

MengeXenthaltendMengeaundb

XaundXb,

o Disjunktheit:Ausschließlichkeit

AngabeYstehteinmalfürEintragMundeinmalfürN.

OntologienfürdieDatenintegration

UnterBeachtungderDetektionundBehebungdergeschildertenProblemesinddie

AufgabenderOntologie:

GlobalesDatenmodell:SchaffungeinerneutralenStrukturfürdie

BeschreibungvonInformationenunterschiedlicherQuellen

VerwendungunterschiedlicherStrukturenistsinnvoll,

AufbaueinesneutralenBasismodells,

MittelsOntologieeinneutralesModellerstellen,indem

konkretdieeinzelnenQuellendargestelltwerden,

WelcheInformationsquellensolleneinbezogenwerden,

InformationentsprichtReferenzfürVollständigkeit,

SindAllgemeingültigkeitensinnvoll,

Nachbearbeitungenggf.notwendig,

Bearbeitungsschritte.

Klassen,AttributeundAttributwertealskomplexeObjekte:

o Namenszusätzevergeben,

o NeutraleKlassenbilden,

o Oberkonzeptefestlegen:

FormaleDefinitionfürimpliziteAnnahmen,Informationenaus

unterschiedlichenQuellen:

ImModellsollendieVerhältnissezwischendenInhaltenaus

denQuellenklardefiniertwerden,

EinführungvonKonzeptenfürKategorieninkl.Definitionen,

4.Ontologie

66

DefinitionenhelfenzurKategorisierung.

InterferenzmethodenfürIdentifizierungenvonInkonsistenzen

ÜberprüfungaufversteckteWidersprüche,Fehler,nicht‐

korrekteDatenabbildung,

HilfeValidierungsschritte.

ZurAnwendungkommenz.B.OWL,F‐Logic,Ableitungen,Konsistenzregeln.

Informationssuche

DurchdasimmergrößerundleichterzugänglichwerdendeAngebotan

InformationenüberdasInternetwirdeinezielgerichteteRechercheimmer

notwendiger.

UnstrukturierteDokumentewerdenvonVielenindasWWWgestellt,hinzukommt

dieDatenflutanelektronischenDokumentenderBibliotheken.

RelevanteDokumentezufindenwirdimmerschwieriger,daeineUnmengevon

InformationenohneWichtungüberdieSuchmaschineausgegebenwird.

DerersteWegist,überSchlüsselwörter,Tags,genauereInformationenzumText

mitzuliefern.Damitkommtmannurbedingtweiter,dennSchreibfehler,

Ambiguitäten(Mehrdeutigkeit),Synonyme(gleicheBedeutung),Homonyme(ein

WortfürverschiedeneBegriffe)bereitenSchwierigkeiteninderSuche.

OntologieisthiereineUnterstützung,

umeinstandardisiertesVokabularaufzubauen,

dieAnfrageundDokumentevergleichenzukönnen,

dieBerücksichtigungderSynonymeundHomonymezuermöglichen,

mitHilfevonThesaurirelevanteDokumentezufinden.

(Stuckenschmidt,2009S.241ff)107

Um1970entwickeltesichdas„InformationRetrieval“.DieDokumentewerdennach

bestimmtenKriterienformalisiert,dadurchwirddierelevanteSucheoptimiert.

„DasGrundprinzipderDokumentensuchebestehtdarin,fürvorhandeneDokumente

abzuschätzen,wierelevantdiesefüreinegegebeneAnfrageist.DieDokumente

werdendanngemäßderermitteltenRelevanzsortiertunddierelevantesten

DokumentewerdendemBenutzeralsErgebnispräsentiert“.(Stuckenschmidt,2009

S.243)108

107Stuckenschmidt,Heiner.2009.Ontologien‐Konzepte,TechnologienundAnwendungen.BerlinHeidelberg:Springer,2009.978‐3‐540‐79330‐4.108Stuckenschmidt

5.AufbaueinerOntologiefürdasToxikologiestudiumderUniversitätLeipzig

67

5.AufbaueinerOntologiefürdasToxikologiestudiumder

UniversitätLeipzig

5.1Konzeption

WirunterscheidenzweiBereichezurErstellungvonOntologien.

DiekonzeptuelleEbeneumfasstdieStrukturundTerminologie.

DieformaleEbenedieDarstellungsart,wiez.B.OWL‐SpracheoderTopicMap.

DieGesamterstellungeinerOntologieistsehrkomplexundschwierig.

DerAnwendertrifftdieEntscheidungzudenkonzeptuellenStrukturenfürdie

jeweiligeAusrichtungderzuerstellendenOntologieunterderBerücksichtigung

einersinnvollenAbbildungderzubeschreibendenDomäne.Diegeplante

VerwendungmussamAnfangdefiniertwerden.

KonfliktezwischenAnforderungundKonstruktkönnensichergeben:

BeginnundEndeeinerOntologie,

VerwendungderThesauri,

IdentifikationrelevanterBegriffe,Synonyma,

EinheitlichkeitderBeschreibung,

AustauschbarkeitderDaten,

DarstellungderTeil‐GanzesRelationderBeschreibungslogiken,

UnzureichendeErfassungdurchtransitiveRelation,

KomplexitätderzumodellierendenZusammenhänge,

aufkonzeptuellerundformalerEbenen,

sehrzeitaufwendigerundkostenintensiverProzess,

WasistdasZielderzuerstellendenOntologie?

EsexistierenkeineStandardmodellezurErstellungeinerOntologie.Diesewird

schrittweiseaufgebaut.

Tabelle8SchritteOntologieaufbau

Schritte VorüberlegungenzumOntologieaufbau

1 DefinitiondeszuerstellendenBereiches

2 AbgrenzungdesaktuellenAnwendungsgebietes

3 FestlegungderDetailgenauigkeit

4 FokussierungdesBereichesmittelsCompetencyQuestions,d.h.

vollständigeFragenlisteanstreben,diesichmittelszuerstellender


68

Ontologiebeantwortenlassen

5 AbschätzungdesAufwandes,Konflikteeinplanen

6 BestehenzurThematikbereitsOntologien,Wieder‐und

Weiterverwendung,auchinTeilen,möglich

7 SubstantivefürrelevanteKonzepte

VerbenfürrelevanteRelationen

AdjektivefürWertecharakteristischerEigenschaften

8 strukturierteDaten–GrundlagefürIdentifikationvonBegriffen

9 Tabellenwerte–relevanteBegriffe

10 VorhandeneweitereInformationsquellen

11 Mehrsprachigkeit

12 Klassenhierarchie

12a TermefürKlassenvonObjekten:Waswirdals„Klasse“definiert?

12b KlassenundderenSubsumptionsbeziehungen

13 Subsumptionsbeziehungen:

‐TeilmengenbeziehungzwischenzudenKonzeptengehörenden

Objektmengen

‐Wahrheitsgehaltüberprüfen

13a Subsumptionshierarchie:

EingliederungineineMengevonKonzepten,

GrundlagefürnachfolgendeSchritte

14 Kategorien:MengenvonObjektengemeinsamerEigenschaften

15 Terme‐wiesinnvollistderenBildung

16 IdentifikationrelevanterRelationen

nachFestlegungderKlassenhierarchie

17 FormalisierungderKlassen

18 WelcheTermestehenfürRelationen?

18a GemeinsameEigenschaftenderObjekteeinerKlasse

18b Eigenschaften,diedieObjekteeinerKlasseunterscheiden

Intrinisch:untrennbarmiteinemObjektverbunden

Extrinisch:Objekteigenschaften,diesichüberdieZeitändernkönnen

18c UnterschiedeindenEigenschaftenderObjektederKlassen

19 Regelaufstellung

19a Domain‐undRangeEinschränkungen:

AllgemeinsteKlassewählen;welcheArtvonObjektenkannverbunden

werden


69

19b InstanzenderKonzeptebeachten,ggf.DisjunktionA⨆B

19c Teil‐Ganzes‐Beziehunggültigodernicht

20 FormalisierungvonKlassen

21 EinsatzvonOperatorenzurErstellungvonKlassendefinitionen

22 FestlegungvonGemeinsamkeitenundUnterschieden

vonObjekteneinerKlasse

23 ModellierungkonkreterEinschränkungen

24 Konzistenzbedingungen,

EinschränkunginUnterklassemitOberklassekompatibel

25 Interferenzmethoden–PhasederFormalisierung,FindenvonKonflikten

5.2SchrittedesAufbaus

AuchhiergibtesverschiedeneLösungsansätze.EineMöglichkeitwärederAufbau

zueinemspeziellentoxikologischenThemengebietoderderBeginnanhanddes

StudiengangesToxikologie.

5.2.1Vorüberlegung

EineToxikologie‐OntologieaufzubauenisteineschwierigeAufgabe.Eine

MöglichkeitistdasErstellenmehrererkleinerOntologien,diezusammengefügt

werdenkönnen.

DurchdiebreiteFächerungderToxikologiegibtesvieleverschiedeneAnsätzeder

AufstellungderEntitäten,einigeBeispiele:

Wirkort

Organo Lebero Niereo Nerveno Blut

Ökosystemo Bodeno Wassero Lufto Menscho Tiereo Pflanzen


70

AnwendungsformchemischerSubstanzen:

Modifikationo EigenschaftenderVerbindungen

Wertigkeitsstufeo einwertig,zweiwertig

Dispersionsgrado flüssigo körnigo staubförmig

Verbindungstypo Salzformo Komplexbindung

Pflanzen‐undTiergifte:

Arten,Pflanzenfamilien,Tierfamilien „Giftorte“

o Pflanzenteile Wirkmechanismen ChemischeStoffgruppen

o Nachweisverfahren

Aufgabengebiete:

ToxikologischeChemie/ChemischeToxikologieo UntersuchungchemischerAspektederGiftwirkung(Struktur‐

Wirkungsbeziehung,Entgiftung,molekulareWirkungsmechanismen,Biotransformation)

ForensischeToxikologieo AufklärungfraglicherVergiftungen(AnalyseundFeststellungderArt

undKonzentration,Wirkort,Beurteilung

EinteilungnachPrüfungskriterien:

AkuteToxizität ChronischeToxizität SpezielleToxizitätsprüfung:

o Cancerogenitäto Mutagenitäto Teratogenität

Alternativmethoden:

Toxizitätstestung EinteilungderAlternativmethoden Tierversuche–Überblick RechtlicheGrundlagen

o Tierschutzo Kosmetiko EU‐Richtlinieno REACho GHS‐Klassifizerung


71

o Arzneimittelzulassung Testungauf

o LokaleToxizitäto Ökotoxizitäto Reproduktionstoxizitäto Immuntoxizität

NeueTechnologien RiskAsseement usw.

5.2.2DerStudiengangToxikologie

DieseArbeitdientdazu,eineOntologiefürdenStudiengangToxikologieder

UniversitätLeipzigzubeginnen.Zielsollspätersein,einezielgerichteteSuchezu

Vorlesungsthemen,Referenten,Vorlesungszeiträumen,Abschlussarbeiten,

Einzelthemen,Fachbegriffenusw.zuermöglichen.

DieProgramme(Zeiten)mitdenVorlesungsthemenunddenReferenten,deren

ArbeitsstellenundOrtsindvondererstenMatrikellückenlosbisheutevorhanden.

EssindnichtdiekonkretenUhrzeitenundRäumewichtig,sonderninwelcher

MatrikeldieVorlesungstattfand.

EsgibtdigitaleHandoutsderVorlesungenvonüber5Matrikeln,vondenersten

Jahrenab1987bisca.1995sindnurbruchstückhaftUnterlagenvorhanden.

Essindrund250AbschlussarbeitenderTeilnehmerindigitalerFormvorhanden.

DasersteZielsollsein,mittelsderOntologiedievorhandenenDatenmengenzu

sortieren.ManerhälteinenÜberblick,welcherReferentzuwelchenThemenwann

referierthat.AuchinderToxikologiegibteseineChronologie,wannwelche

Bestimmungenwiegemachtwurden.DaserfasstmandurchdieThematikunddie

ZeitderVorlesung.DaskönntezumBeispielfürkonkreteRecherchenwichtigsein.

DiezweiteStufebeinhaltetdieErfassungder„Eigenschaften“derVorlesungen,

konkreterdieInhaltederVorlesungenmittelsTags.

DiedritteStufesolldieEinbindungderAbschlussarbeitenderTeilnehmersein.In

denüber20JahrensindvondenStudentenBelegarbeitenzudenvielfältigsten

ThemenderToxikologiegeschriebenworden.DieseArbeitenwerdenzurzeitzu

weniggenutzt,daderenInhaltenichtgutaufbereitetvorliegen.

5.2.3

Berei

skizz

Teil1

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Teil2

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75

ArchivvonDokumentenisteineElementbeziehung.

ArtenderDokumente,Instanzen,partof:

Handout Manuskript Bilder,Grafiken Video Ton

DokumenthatAutor DokumenthatInhalt DokumenthatThema

LernendernimmtWissenüberdasDokumentauf.

Teil3DerBeginndesEintragensinProtégé,sieheunterProtégé.

Teil4FragenfürSPARQL

AnfragenwärenzumBeispiel:

WelcherDozenthälteineVorlesungzumThemaLeberundwann?

WelcherReferenthälteineVorlesungzumThemaHepar(lat.Leber)und

wann?

WannsprachDozentXzumThemaLeber?

WelcheVorlesunghatReferentYgehalten?

InwelcherVorlesungkommtLeber,Adjektivvorundwann?

InwelcherAbschlussarbeitkommtLeber,Adjektivvorundwann?

InwelchenDokumentenkommtLeber,Adjektivundxyzvor?

WerschriebeineAbschlussarbeitzumThemaLeber,wasAdj.undwann

EndgültigsinddieÜberlegungennochnicht,dasschwersteistdasgedankliche

ErstellenderOntologie.

5.3FortführendeAlternativen

DievorliegendeArbeitsolleineGrundlagefürvieleweitereAusbaustufendarstellen.

EinigeGedankensollendazuanregen:

DieMaterialienausüber15JahrenToxikologieausbildunganderUniversitätLeipzig

sindgesammeltvorhanden.


76

EineFortsetzungbestehtinzweiRichtungen.

DieOntologielässtsichindieToxikologievertiefen.DieToxikologiebietetdurchdie

vielfältigenThemengebietevieleAnsätze.

DieandereRichtungführtzurOptimierungdesStudienangebotes.EinAusbauzu

ähnlichenStudiengängenwäreauchdenkbar.

WeitereAlternativenbesteheninderAnlagemehrererkleinerOntologienunddem

ZusammenschlussmitbereitsbestehendennaturwissenschaftlichenOntologienzu

verbinden.

DiebegonneneOntologiemussvervollständigtwerdeninBezugaufdieThemen,

denReferenten,denZeitensowiedenAbschlussarbeitenderTeilnehmerder

jeweiligenJahrgänge.

AusdenjeweiligenThemenlassensichweitereInformationeneinpflegen,daraus

lassensichQuerverbindungenaufbauen,umgezieltereineAnfragebeantwortenzu

können.

ParallelwürdensichauchThemenüberschneidungenimLehrangebotherausfiltern

lassen.

AlleinschonnachderDigitalisierungunddemggf.EinsatzeinerTexterkennungs‐

softwarebestehtdieMöglichkeitmittelsTextminingausdenTexten,z.B.ausden

vielfältigenThemenderAbschlussarbeiten,nochmehrInformationen

herauszuholen.

EinimAufbaubefindlichesToxikologie‐GlossarkannalsGrundlagefürdas

Textminigdienen.EinebisherigeVerschlagwortungderTitelderAbschlussarbeiten

wirdzurzeitzurErstellungderMetadatengenutzt.


77

5.4BeispielefürOntologien

WordnetisteineenglischelexikalischeDatenbank,mitdernatürlichsprachliche

TextefürdenComputerverständlichgemachtwerden.Essolleneindeutige

BeziehungenzwischenFormenvonBegriffen/Wörternundderenintendierte

Bedeutungenaufgebautwerden.WordnetkannalssemantischesNetzfürdas

allgemeineWissenbezeichnetwerden.AlsGrundlagedienteinelexikalischeMatrix,

welchediekomplexenRelationenzwischenWortformenundderenWortbe‐

deutungendarstellt.(Stuckenschmidt,2009S.57)109;(Schaadt,2006S.13)110

AuchindenNaturwissenschaftenbietetsichderAufbauderOntologienan,esfolgen

einigeBeispiele:

SuggestedUpperMergedOntology‐SUMO

DasistdiegrößteOntologie,dieausmehrerenKleinerenzusammengesetztwurde,

derenInhaltaufformalerLogikbasiert.20.000Begriffeund70.000logischeFormeln

bildendieGrundlage.DieThemenbereichebeziehensichaufdieNaturwissen‐

schaften,TechnologienundWirtschaftsthemen.AbstrakteBegriffeliefertSUMO,

konkreteThemenstelltvorallemMid‐levelOntololy(MILO)dar.

DieverschiedenenTeilmodellewachsenzueinemGesamtmodellzusammen.

InSUMOistu.a.einÜbersetzungstoolinandereSprachenenthalten.

MittelsSUO‐KIFsindprädikatenlogischeFormelnmitGleichheitdarstellbar.

VordefinierteRelationensindinstanceundsubclass,subrelation;Teilrelationen

werdenmittelslies‐inistbeschrieben.(Stuckenschmidt,2009S.83ff)111,(Schaadt,

2006S.12)112

UnifiedMedicalLanguageSystem‐ULMS

FüreineallgemeineVerständigungundzurQualitätssicherungisteineinheitliches

Vokabularnotwendig.VoralleminderMedizinhatsichhistorischdasmedizinische

LateinalsUmgangsfachspracheüberJahrzehnteentwickelt,fortgeführtvon

einheitlichenBezeichnungenderKrankheitenusw.

109Stuckenschmidt,Heiner.2009.Ontologien‐Konzepte,TechnologienundAnwendungen.BerlinHeidelberg:Springer,2009.978‐3‐540‐79330‐4.110Schaadt,Christian.2006.Ontologien‐Seminararbeit.[Online]2006.[Zitatvom:8.März2010.]http://www.dfki.de/~kipp/seminar_ws0607/reports/ChristianSchaadt.pdf.111Stuckenschmidt112Schaadt


78

AlsStandardsgelten:

InternationalClassificationofDiseases‐ICD10isteinvonder

WeltgesundheitsorganisationentwickeltesVokabularzurBeschreibungvon

KrankheitenundSymptomen.

SystematizedNomenclatureofMedicine‐SNOMEDbeinhaltetBehandlungen,

MedikamenteundMikroorganismen.

MedicalSubjectHeadings‐MeSHsindeinmehrsprachigerThesauruszur

eindeutigenAnnotationmedizinischerPublikationenmitinhaltlichen

Beschreibungen.HauptanwendungsgebietistdieUnterstützungderSuchein

Literaturdatenbanken,wieMedline,einerLiteraturdatenbankmitmehrals

17MillionenVeröffentlichungenausdemBereichderMedizin.

DasUMLSisteineEntwicklungderNationalLibraryofMedicinederVereinigten

Staatenseit1986.ZielvonUMLSistdieIntegrationunterschiedlicherVokabulare

ausdemBereichderMedizin.

UMLSbestehtausdreimiteinanderverbundenenModellen,diejeweils

unterschiedlicheAspektederBedeutungvonBegriffenausdemBereichderMedizin

beschreiben.

DerUMLS‐MetathesaurusordnetBegriffeausunterschiedlichenmedizinischen

TerminologienKonzeptenzuundhierarchiertdieseineineeinheitliche

Konzepthierarchieein.

DasUMLS‐SemanticNetworkisteinsemantischesNetz,welcheswichtige

medizinischeKonzepteundderenRelationenzueinanderabbildet.Begriffe

imMetathesaurussindjeweilseinemKonzeptindiesemsemantischenNetz

zugeordnet.

DasUMLS‐SemanticNetworkistehereinsemantischesNetzimklassischenSinne,in

demeineVielzahlunterschiedlicherRelationenverwendetwird.Zielistvorallem

dieexpliziteDarstellungvonWissenüberwichtigeRelationenimBereichder

Medizin.(Stuckenschmidt,2009S.67ff)113

DasModell3istdasSpecialist‐LexikonunddielexikalischenWerkzeuge.Esist

englischsprachig,mitca300.000Einträgenausdemallgemeinenund

biomedizinischenSprachgebrauch.(Stuber,2009)114

MarcusSTUBERhatinseinerPräsentationeineÜbersichtüberdenZusammenhang

dereinzelnenOntologienderLebenswissenschaftenerstellt:

113Stuckenschmidt,Heiner.2009.Ontologien‐Konzepte,TechnologienundAnwendungen.BerlinHeidelberg:Springer,2009.978‐3‐540‐79330‐4.114Stuber,Marcus.2009.OntologienindenLebenswissenschaften.http://dbs.uni‐leipzig.de.[Online]2009.[Zitatvom:30.Jan2010.]http://dbs.uni‐leipzig.de.

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6.Zusammenfassung

83

6.Zusammenfassung

IndervorliegendenArbeitwerdenToxikologie–E‐Learning2.0–Ontologieund

derenZusammenhängenerörtert.

EineEinführungindieToxikologieundindenWeiterbildungsstudiengangander

UniversitätLeipzigstelltdenBeginndar.

NeueHerausforderungenandasE‐Learning2.0werdenvorgestelltunddiskutiert.

DerHauptteilderArbeitwirdderOntologiegewidmet.Begonnenwirdmiteinem

EinblickindietheoretischenGrundlagen,gefolgtvoneinererstenAnwendungder

OntologieinderAnalysedesStudiengangesToxikologiemittelsProtégé.

WeitereumfangreicheGrundüberlegungensindnotwendig,umdenAufbaueiner

effektivenOntologiefürdasLehrgebietToxikologiezuermöglichen.

IndenNaturwissenschaftengibtesbereitsnutzbareOntologien,einenkleinen

EindruckvermittelndieAnwendungsbeispiele.

DieArbeitstellteineVisiondar,wieinZukunftmodernesLerneninder

WeiterbildungmiteinemWissenscenterverbundenwerdenkönnte.

BerufstätigeundauchLehrendehabenimmerwenigerZeitfürPräsensphasen,diese

müssenintensivgenutztwerden.ZusätzlichesWissenkannperInternet

bereitgestelltwerden.Dabeiistesabernotwendig,dassdieSucheschnellzumZiel

führtundggf.weiteredazugehörigeInformationenergänztwerdenkann.

DasWissensquelle„Internet“wirdimmerbedeutungsvoller,esmussvonüberallaus

zuerreichensein.NachschlagewerkeundBücheretc.gibtesnuramArbeitsplatz

oderzuHause.DemzufolgehatesVorteile,wenneinesichereInternetquellemitden

dementsprechendenQualitätsstandardsvorhandenist,umdiegebrauchten

Informationenbeziehenzukönnen.

Esistauchdarangedacht,dassdasWissendurcheinabsolviertesFachstudium

weiterhinaktualisiertwerdenkann,aberauchmitweiteremWissen

vervollkommnetwerdenkönnte.

Literaturverzeichnis2

84

Literatur‐undQuellenverzeichnis


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www.w3.org.

Glossar

88

Glossar

Abkürzung/Begriff BedeutungEntität Ding,inDatenmodellierungeindeutigzubestimmendesObjekt

AJAX AsynchronousJavaScriptandXML

CMS ContentManagementSysteme

Disjunktion A⨆BbezeichnetdieMengeallerObjekte,dieInstanzendesKonzeptesAoderdesKonzeptesBsind.

HTML HypertextMarkupLanguage,Hypertext‐Auszeichnungssprache

Implikation Einwickeln

Inferenz Schlussfolgerung,istderProzessderAbleitungvonneuemWissenausbereitsBekanntem

Instanziierung objektorientierteProgrammierung,eswirdeinObjektseinerbestimmtenKlasseerzeugt

Integrität Informationssicherheit

Konjunktion A⨅BbezeichnetdieMengeallerObjekte,diesowohlInstanzendesKonzeptesAalsauchdesKonzeptesBsind

LMS LearningManagementSysteme

MeSH MedicalSubjectHeadings

MILO Mid‐levelOntololy

moodle ModularObjekt‐OrientedDynamicLearningEnvironment

Negation ￢ CbezeichnetdieMengeallerdenkbarenObjektedienichtInstanzendesKonzeptesCsind.

PDF PortableDocumentFormat

RDF RessourceDescriptionFramework

RSS RichSiteSummaryindenRSS‐Versionen0.9x

RSS RDFSiteSummaryindenRSS‐Versionen0.9und1.0

RSS ReallySimpleSyndicationinRSS2.0

SCORM SharableContentObjectReferenceModel

SNOMED SystematizedNomenclatureofMedicine

SPARQL ProtocolAndRDFQueryLanguage

SUMO SuggestedUpperMergedOntololy

Taxonomie Ober‐undUnterklasse

Threads zerfaserndeDiskussionsfäden

Transitivität Bezogenaufeinezweistellige RelationR:MannenntRtransitiv,wennaufeinerMengexRyundyRzstetsxRzfolgt.

Tripel,Tupel Subjekt,Prädikat,Objekt

TrippleA A3=Anytime,Anywhere,Anybody

ULMS UnifiedMedicalLanguageSystem

ULMS UnifiedMedicalLanguageSystem

URI UniformResourceIdentifier

URL UniformResourceLocator,einheitlicherQuellenanzeiger

W3C WorldWideWebConsortium

WYSIWYG‐Editor WhatYouSeeIsWhatYouGet‐Editor

XML ExtensibleMarkupLanguage,erweiterbareAuszeichnungsspracheXMP ExtensibleMetadataPlatform

Danksagung

89

Danksagung

AndieserStellemöchteichmeinemArbeitgeber,demInstitutfürRechtsmedizinder

MedizinischenFakultätderUniversitätLeipzig,sowiedemGesamtteamdes

PostgradualstudiengangesundProjektesToxikologiederUniversitätLeipzig

vielmalsdanken;siehabenmirauchdasStudiumermöglicht.

HerrnProf.FähnrichunddemE‐LearningServicederUniversitätLeipzigdankeich

sehrfürdieumfangreicheUnterstützungbeimAufbauderLernplattformunddesE‐

LearningProjektesToxikologieanderUniversitätLeipzig.

HerrnProf.Dr.Klaus‐PeterFähnrichundHerrnDr.AxelNgongavomInstitutfür

InformatikderUniversitätLeipzigdankeichfürdieÜbernahmederBetreuung

meinerMasterarbeit.

HerrnDipl.‐Phys.KlausDieterRudolphdankeichfürdietechnischeHilfestellung

undfürdieanregendenGesprächeundHinweise.

DieRechercheergab,dassinderMedizinischenFakultätbereitsOntologentätig

sind.DenHerrenProf.Dr.HeinrichHerreundAlexanderUcitelidankefürdie

wertvollenAnregungen.

HerrnBjörnWeiler,Techn.Redakteur,dankeichfürdiekritischeDurchsichtder

Arbeit.

MeinerFamilieundmeinerMutterdankeichfürihrVerständnisundGeduld

währendmeinerStudienzeit.

Selbstständigkeitserklärung

90

Selbstständigkeitserklärung

Hiermitversichereich,dassichdievorliegendeArbeitselbstständigundnurunterVerwendungderangegebenenLiteraturverfassthabe.AlleTextstellen,diewörtlichübernommenwurden,sowieallefremdenBilder,GrafikenundTabellensindalsZitateoderElementeexternerQuellenerkennbarundmitdemQuellenverweisgekennzeichnet.AdelgundeGraefeWermsdorf,den

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118

Anlage–FragebögenmitAuswertungen

95

Fragebogen: Wichtung:1meisteZustimmung

WelchenAbschluss/TeilabschlüssehaltenSiefürerstrebenswert?

(InKlammerndieAnzahlderMeldungen) ja nein weißnicht

ModuleinzelzertifikatezumNachweis

abgeleisteterThemengebiete11 2 2

AngebotzusätzlicherZertifikatskurse2 1

Fach(‐wissenschaftler,‐biologe,‐chemiker,

‐pharmazeut,…)fürToxikologie1(122) (5) (24)

„MasterofSciences“(M.Sc.)fürToxikologie 1(96) (11) (44)

Mehfachnennungenwarenmöglich

1Beispiel:zurAnrechnungvonWeiterbildungspunktenfürDoktoranden,ÄrzteundApotheker

2Beispiel:PraxiskursVersuchstierkunde

ErwartenSieeinen„Service“beiIhremAufenthaltinLeipzig?

ja nein weißnicht

VeranstaltungsräumeinderInnenstadt

Leipzigs1 1 2

VeranstaltungsräumeimKlinikgebiet 1

GetränkebereitstellungundSnacks 1

OrganisationderMittagsmahlzeit 1

Rahmenprogramm 1

Übernachtungsempfehlung(mitPreisangabe) 1

Literaturempfehlung 1

WiesolltedaszukünftigeStudiumIhrerMeinungnachangebotenwerden?

(BeginnundDauerim2Jahresrhythmus)

nicht

sinnvoll

etwas

sinnvollsinnvoll

sehr

sinnvollweißnicht

reinePräsenzwochen,

10Wochenkurse 2 1 1

Blended‐Learning,

6Wochenkurse,Mo‐Fr 1 2


96

Blended‐Learning,10mal

2‐3TagePräsenzinLeipzig1 2 2 2

Wochenendkurse 1

WiemöchtenSieInformationenzumStudiumundAblauferhalten?

Postweg 2 aktuelleNewsüberdasPortal 1

E‐Mail 1 RSS,nur1Meldung

FragenzumzukünftigemBlended‐/E‐LearningimPGSToxikologie

AllgemeineFragen nicht

zutreffend

ehernicht

zutreffend

eher

zutreffend

völlig

zutreffend

weiß

nicht

IchhabeschonErfahrungmitE‐

Learning.1 1 2 2

IchhabeschonErfahrungmit

BlendedLearning.1 2 2

Ichlernegernezeitunabhängig. 3 2 1

Ichlernegerneortsunabhängig. 3 2 1

Wennichetwasnichtweiß,suche

ichimInternetnachderInfo. 2 1


ichimLexikon/Fachbuch 3 2 1


ichinFachzeitschriftennach

Informationen.

2 1 2 2

Ichverwendegern

Lernprogramme(z.B.CD).2 1 2

IcharbeitegernmitAnschau‐

ungsmaterial(z.B.Modellen).3 2 1 2

IchlernelieberinderGruppeals

alleine.2 1 2 3


97

MeineLernprozessesolltenvon

einerLehrpersonbegleitet

werden.

2 1 2

Ichnäheremichgerneinem

komplexenThemavonder

ÜbersichthinzumDetail.

2 1

Ichbevorzugeeinfache

Zeichnungengegenüber

komplexen3D‐Simulationen.

3 1 2 3

FürwiesinnvollerscheinenIhnen

folgendeAspekteimZusammenhang

mitE‐Learning‐Modulen?

stimme

nichtzu

stimme

etwaszustimmezu

stimme

vollzu

weiß

nicht

verschiedeneLernwege 1 3

verschiedeneLerntiefen 1 3

KennzeichnungSchwerpunkten 2 1

Übersichtstabellen 2 1

Interaktivität,z.B.Simulationen 2 1 2

Audiosequenzen,(gesproch.Text) 1 2 2 3

Audiosequenzen(Musik,Töne) 1 2 2 3

Videosequenzen 2 1 2

Graphiken 1

animierteGraphiken 2 1 1

Tests/Übungsfragen/Kontrollen 1

Fallbeispiele 1

DokumentationzumDownload 1


98

Wiki(vgl.Wikipedia),d.h.

gemeinsamesBearbeitenmöglich2 1 1 1 2

Glossar 2 1 1

Quiz 2 2 1 2 2

Lückentexte 1 1 1 2 2

Freitexte 3 2 1

Drag&DropAufgaben 3 2 1 2 2

Gruppenaufgaben 2 1 2 3 3

WelcheweiterenMöglichkeiten

wünschenSiesichvoneiner

Lernplattform?

stimme

nichtzu

stimme

etwaszustimmezu

stimme

völligzu

weiß

nicht

Klausurfragenund–antworten

zuranschließendenKontrolle 1 1

Notenspiegel 2 1 1

Kontaktdaten 2 1 1

InfoszuSprechzeitender

Dozenten 2 1 1

InformationenzumDozenten 2 1 1

An‐AbmeldungzumSemester 2 1 1

KurzlebensläufederTeilnehmer 1 1 2 2 1


99

WofürwürdenSieeinE‐Learning‐

Angebotnutzen?

nicht

zutreffend

ehernicht

zutreffend

eher

zutreffend

völlig

zutreffend

weiß

nicht

zurVorbereitung 3 2 1

zurNachbereitung 2 1

beiverhinderterTeilnahme 1

WiesolltendieModulegestaltet

werden?

stimmenicht

zu

stimme

etwaszustimmezu

stimme

völligzu

weiß

nicht

Eingangs‐/Einführungsseminar 3 2 1

Frontalvorlesung 3 2 1

Seminar/Diskussionsrunde 2 1 1 3

Abschlussseminar/‐diskussion 3 1 1 3

InwelcherFormwürdenSiegerndieLerneinheitaufheben?

Vorlesungalspdf‐Datei Modulalse‐book ModulinPrintausgabe

1 2 1

Mehrfachantworten:pdf‐Datei,e‐bookundPrint

WürdenSiesichnachBeendigungdesStudiumsweiterhin

mitToxikologiebeschäftigenundhättenInteressean…?ja nein weißnicht

einer

Mitarbeit

jetzt 2 3 2

später 1 2

WärenSieineinpaarJahrennachBeendigungIhresStudiumsan

einem„Auffrischungskurs/‐modul“Toxikologieinteressiert?ja nein weißnicht

Interesse 1

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1

1

1

weiß

nicht

3

Arch

Vern

iv:

etzung:

Anlagee–FrageböggenmitAus

swertungen

101

Alum

mni:

Anlagee–FrageböggenmitAusswertungen

102


103

REFERENTEN:

Befragungderca.100Referenten,50Antwortenkamen:

BefragtwurdeeinTeilunsererReferentenzurMitarbeitimunseremProjekt.

DieBefragungteiltesichindreiSchwerpunkte:

Rund100Referentensindbefragtworden,50Antwortenkonnten

ausgewertetwerden

Antworten,

mehrfach

möglich

IchmöchteweiterhinalsReferenttätigsein. 39

MirwirdesauszeitlichenGründennichtimmermöglichseineine

Präsenzvorlesungzuhalten,binaberweiterhininteressiertzu

kommenundmitzuarbeitenundkönntemirvorstellenaucheine

interaktiveLerneinheitzuunterstützenundmitzugestalten.

12

IchmöchtenurmeineVorlesunghaltenundsehevomBlended‐

Learning‐Modellab.

8

IchüberarbeitemeineVorlesungunterBerücksichtigung

(formaler/didaktischer)Vorgabenselbst.

25

IchstellemeineUnterlageninhaltlichzurÜberarbeitungzur

VerfügungundarbeitemitdemNaturwissenschaftlerundder

TechnischenRedaktionengzusammen.

24

IchbinaneinerMitarbeitnichtinteressiert,wäreaberbereitmeine

VorlesungsunterlagendafürzurVerfügungzustellen.

4

IchbinaneinerMitarbeitnichtinteressiertundmöchteauchnicht,

dassdieeigenenVorlesungsunterlagenVerwendungfinden.

1

Ichstellemirvor,dassmeineVorlesung,eineVorbereitungs‐/eine

Nachbereitungsphaseerhält

14

IchkönntemirvorstellendieGrundlagenvirtuellabzuhandeln,

umsomehrZeitfüraktuelleAspektederToxikologiezugewinnen

odermeinePräsenzphasenseminaristischeroder

diskussionsfreudigerzugestalten.

13

IchnutzedieneuemedientechnischeUnterstützungfür

Gruppenaufgaben(z.B.fürAufgaben‐BearbeitunginKleingruppen,

Ideensammlung,gegenseitigerAustauschvonLösungen,

ErarbeitungvonKonzeptenu.ä.)

6

Durc

•

•

•

Aber

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o

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Ziele

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Interesse

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104

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Weiterbildung in der Toxikologie an der Universität ... · Toxikologie, wie der Organtoxikologie,...

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