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IS Universität Passau 94030
Technischer Bericht
Didaktische Strukturierung von Online-Inhalten
Ein einfaches Referenzmodell und seine Umsetzung in eine XML-Sprache
am Beispiel des Learning Material Markup Language Frameworks
Draftversion! ( Stand 26.03.2002 )
Franz Weitl, Institut für Informationssysteme und Softwaretechnik
Christian Süß, Lehrstuhl für Informationsmanagement
Rudolf Kammerl, Lehrstuhl für Allgemeine Pädagogik
Universität Passau
{weitl,suess}@fmi.uni-passau.de
kammer01@fsuni.rz.uni-passau.de
Draftversionl Einleitung Seite 2/34
Einleitung
Autoren von anspruchsvollen Online-Lerninhalten stehen vor dem Problem, „trockenes“, zum Teil sehr
formales, abstraktes Material so zu gestalten, dass es effektiv online gelernt werden kann.
Vergessen bei der Erstellung von multimedialen Lernmaterial wird häufig, dass das Medium Computer
neben dem Vorteil der Dynamik und Interaktivität auch sehr nachteilige Eigenschaften für das Lernen
besitzt. So ist beispielsweise die Aufmerksamkeitspanne beim Lesen am Bildschirm geringer als beim
Aufnehmen von gedruckten Informationen [KS89]. Ebenso haben viele Benutzer von Online-Kursen trotz
aller Navigationshilfen Schwierigkeiten, bei großen Stoffmengen die Übersicht zu behalten, so dass sie
bei der Rezeption von anspruchsvollen Inhalten lieber auf das Printmedium zurückgreifen.
Aus diesem Grund hat eine gute didaktische Aufbereitung der Lerninhalte gerade bei inhaltlich an-
spruchsvollen Onlinemodulen einen besonders hohen Stellenwert.
Unser Ziel ist es, durch eine geeignete Aufbereitung und Präsentation die Onlinevariante eines Lernmo-
duls so attraktiv zu gestalten, dass die Mehrheit der Nutzer sie der Printvariante als Lerngrundlage vor-
zieht.
Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir ein Modell für die didaktische Strukturierung von Onlinematerial
entwickelt, das auf lern- und medienpsychologischen Erkenntnissen basiert. Die Implementierung der
didaktischen Strukturen mithilfe eines XML-Formats wird exemplarisch auf Basis des Learning Material
Markup Language Frameworks [LMML] veranschaulicht. Die dabei entstandene LMML-Instanz wird im
folgenden als LMML-d referenziert.
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Inhalt
Einleitung 2
Metamodelle für Online-Lerninhalte 4
Didaktische Struktur des Lernarrangements 6
Einsatzgebiet und Fokus unseres Modells 8
Implementierungskonzept des didaktischen Modells in eine XML-Sprache 8
Subtyping 9
Präsentationsspezifische Annotationen 9
Didaktische Metadaten 9
Vorgehensmodell bei der didaktischen Aufbereitung von Lerninhalten 10
1. Schritt: Kognitive Reinterpretation von Lerninhalten 10
2. Schritt: Identifikation der Lerneinheiten 11
Definition Lerneinheit 11
Ausgestaltung der Lerneinheiten 13
Didaktische Metadaten von Lerneinheiten 13
Didaktische Einheiten von Lerneinheiten 20
Präsentationsorientierte didaktische Strukturierung 25
Präsentationseinheiten 25
Marginalien 26
Benutzerhinweise 26
Exkurse 27
Präsentationsmodi einer Lerneinheit 28
Prototypische Realisierung 30
Zusammenfassung 31
Referenzen 32
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Metamodelle für Online-Lerninhalte
Metamodelle für Online-Lerninhalte kann man grob in zwei Kategorien gliedern:
Im Zentrum des Metamodells steht der Lernprozess. Solche Modelle beschreiben und koordinieren die Aktio-
nen, die der Lernende im Laufe des Lernprozesses durchführen muss, um seine Lernziele zu erreichen. Die In-
halte selbst sind im Modell lediglich Objekte oder Ressourcen für die Aktionen des Benutzers. Ein Beispiel ei-
nes solchen Modells ist die EML [K01].
Im Zentrum des Modells steht der Lerninhalt. Das Modell beschreibt nicht die Lernprozesse selbst, sondern
leitet aus ihnen eine geeignetes Strukturierungsmodell für die Lerninhalte ab [SFB99], so dass der Lernende ef-
fizient mit ihnen arbeiten kann. Beispiel eines solchen Modells und seiner XML-Implementierung sind die
LMML-CS und andere Mitglieder der Learning Material Markup Language Familie LMML [S00, LMML02].
Bei der Gestaltung von Online-Materialen für Lehr- Lernprozesse wird man stets den gesamten Lernpro-
zess berücksichtigen müssen. Bereits die Entscheidung, ob solche Online-Materialien entwickelt werden,
ist ja Resultat einer profunden Analyse des Gesamtprozesses und auch wenn bereits entschieden ist, dass
ein Online-Angebot entwickelt wird, ist noch eine Vielzahl von Entscheidungen über das Arrangement zu
treffen, in dem es zum Einsatz kommt. Fragen die zu entscheiden sind, lauten z. B.: Handelt es sich um
ein Angebot für einzelne Lerner oder für Lerngruppen. Soll das Material auch in Präsenzveranstaltungen
eingesetzt werden? Stehen Ansprechpartner zur Verfügung (online oder offline) u. v. m.
Um auf dar Basis einer fundierten Analyse eine geeignete didaktische Struktur des Gesamtprozesses zu
entwickeln, müssen also Fragen zur Gestaltung, zur Auswahl und zum Einsatz von Online-Materialien in
ein didaktisches Gesamtkonzept eingebettet werden. Im angloamerikanischen Sprachraum werden hierzu
in der Praxis Modelle des »Instructional Design« bevorzugt verwendet. Medientaxonomien haben eher
eine geringere Bedeutung. Im deutschsprachigen Raum findet sich neben instruktionstheorietischen und
konstruktivistischen Ansätzen häufig das lerntheoretische Didaktikmodell von [HOS72] »Berliner Mo-
dell«.
Abbildung 1:Modell der Berliner Didaktik
Die Stärke dieses Modells liegt vor allem darin, dass die Entscheidungen über Gestaltung, Auswahl und
Einsatz von Mediums nicht isoliert betrachtet werden.. Innerhalb der Entscheidungsfelder steht das Me-
dium den anderen Komponenten »Ziele«, »Inhalte« und »Methoden« in einem interdependenten (wech-
selseitigen) Zusammenhang. Ändert man eines dieser vier Entscheidungsfelder, resultieren daraus auch
Veränderungen für die anderen.
Diese durchgehende Interdependenz erstreckt sich auch auf die Bedingungen der Lernprozesse. Eine ver-
änderte Zusammensetzung der Teilnehmer bedingt Modifikationen der Unterrichtsplanung und des Unter-
richtsprozesses ebenso wie Veränderungen der soziokultureller oder organisatorischer Bedingungen. Be-
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deutsame Variablen für die Medienauswahl und Konzeption des Medieneinsatzes sind hierbei z. B. die
Frage nach den medialen Vorerfahrungen der Teilnehmer (z.B. Ist die Arbeit am PC Routine oder Neu-
land? Wird der Einsatz computerbasierter Präsentationstechniken (z.B. mit Powerpoint) erwartet?)
Besonders im angloamerikanischen Bereich, aber z. B. auch in Skandinavien und den Niederlanden, wird
bei der Planung computerbasierter Lernarrangements bevorzugt auf Modelle des Instruktionsdesign zu-
rückgegriffen. So findet z.B. das Instruktionsmodell von [RG83] im Bereich der Entwicklung von Lern-
software (für CBT-Training) sowie für die Konstruktion von telematischen Lernumgebungen mit compu-
terbasierten Kursprogrammen Verwendung.
Instruktionstheorien versuchen Vorgaben darüber zu machen, wie unter bestimmten Rahmenbedingungen
bei Lernenden mit bestimmten Voraussetzungen Lehrziele einer bestimmten Kategorie erreicht werden
können. Hierarchisch strukturiert wird eine Abfolge von Lehrsequenzen vorgegeben, deren Umsetzung
zielgerichtete Lernprozesse ermöglichen sollen.
Instruktion beinhaltet die Entwicklung von Lehrmedien und deren Einsatz in komplexen Lernumgebun-
gen. Instruktion meint "jede Konfiguration von Umgebungsbedingungen, die gezielt arrangiert wurde
zum Zweck einer Verbesserung der Kompetenz der Adressaten. Instruktion umfasst damit Demonstrieren,
Erzählen, und Erklären, aber auch physikalische Arrangements, die Strukturierung präsentierter Materia-
lien, Abfolgen von Aufgabenanforderungen sowie die Reaktionen auf die Aktivitäten Lernender [R76].
Instruktion schließt damit auch die Auswahl und den Einsatz von Medien mit ein, die nicht für Lehrzwe-
cke geschaffen wurden, aber im Arrangement eine geeignete Funktion erfüllen können.
Instruktionsmodelle bieten auf unterschiedlichen Ebenen Vorgaben zur Auswahl und zur Gestaltung neu-
er Medien:
1. Instruktionsmodelle als Hilfestellung zur Entwicklung von Medien. ID-Modelle geben Vor-
gaben für die Drehbücher für computerbasierte Wissensvermittlung, also z. B. zur Gestaltung von
Lernmaterialen, Lernsoftware oder zur Konstruktion internetbasierter Lernumgebungen nach in-
struktionstheoretischen Gesichtspunkten.
2. Instruktionsmodelle als Hilfestellung zur Entwicklung (medienunterstütztem) Unterricht.
Zum anderen geben sie auch Anhaltspunkte für die Medienauswahl bei Präsenzveranstaltungen,
die nach diesen Modellen konzipiert worden sind. Es ist darauf zu achten, dass die in den ver-
schiedenen Phasen einer Veranstaltung eingesetzten Medien jeweils funktional sind, d. h. dass sie
mit ihren Merkmale die Lehrsequenz unterstützen, in der sie eingesetzt werden.
Für die Planung und Gestaltung und Evaluation medienbasierter oder medienunterstützter Lehr-
/Lernprozesse kann auf verschiedene Modelle des Instruktionsdesign zurückgegriffen werden. Die ersten
Instruktionsmodelle entwickelten sich im Anschluss an die behavioristische Lerntheorie und waren durch
eine technologische Auffassung der Wissensvermittlung gekennzeichnet. Der Einfluss kognitivistischer
und konstruktivistischer Lerntheorien führten zu einer Weiterentwicklung zum „Instruktionalen Design
der zweiten Generation“. In Ansätzen des situierten Lernens bspw. wird versucht, grundlegende Forde-
rungen dieser neueren Lerntheorien durch folgende Gestaltungsmittel von Lernumgebungen umzusetzen:
Komplexe Ausgangsprobleme, Authentizität und Situiertheit, Multiple Perspektiven, Artikulation und
Reflexion, Lernen im sozialen Austausch. Inwiefern sich damit die Instruktionstheorie wirklich von ihren
behavioristischen Ursprüngen losgelöst hat, wird kritisch eingeschätzt [RS97].
In Anlehnung an Issing [I95] lassen sich die ID-Modelle in ein Grundmodell für das systematische In-
struktionsdesign zusammenfassen.
Zusammenfassung unterschiedlicher ID-Modelle in ein ID-Grundmodell [I95]
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Abbildung 2: Grundmodell des Instructional Designs nach Issing
Analyse und Planung
Definition der Lernziele
Identifizierung der Lernereigenschaften
Auswahl und Vorbereitung der Lerninhalte
Planung der Instruktionsmethode und der Medien
Entwicklung der Instruktionseinheiten und Produktion
Evaluation, Revision und Implementation
Ein Vorgehen nach diesem Grundmodell ist für sehr unterschiedliche Lernarrangements möglich. Oben
wurde die Hilfestellung der ID-Modelle im Hinblick auf die Entwicklung von neuen Medien (1) und (me-
dienunterstütztem) Unterricht (2) unterschieden. Bei beiden Aufgabenstellungen kann unter Berücksichti-
gung aufgabenspezifischer Differenzierungen nach dem Grundmodell vorgegangen werden. Der Schritt
„Planung der Instruktionsmethode und der Medien“ z. B. unterscheidet sich darin, dass bei der Planung
einer computerbasierten Lehreinheit (1) - z.B. eines Online-Lernmoduls - sämtliche Schritte der Instrukti-
on medienvermittelt geplant werden, während bei der Planung einer Präsenzveranstaltung – z. B. einer
Vorlesung - (2) Medien (eben auch neue Medien) unterstützend eingeplant werden können, soweit sie
funktional für die jeweiligen Phasen der Instruktion sind. Bei der Planung eines Online-Lernmoduls (1)
werden verschiedene Medien zu einem ein multimediales Lernangebot integriert (also z.B. verschiedene
Videos, Texte, Animationen integriert). Für die Präsenzveranstaltung 2 werden unterschiedliche Medien
(Präsentationen, Folien, Tafelbilder etc. für die verschiedenen Phasen des Unterrichts eingeplant (aber
auch Phasen ohne technische Medien).
Didaktische Struktur des Lernarrangements
Bei der Auswahl eines adäquaten didaktischen Modells für die Strukurierung der Lerninhalte ist die
zugrundeliegende Lehrform entscheidend.
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Ein aktuelles didaktisches Modell für die Vermittlung von Wissen bietet der Konstruktivismus. Unter
konstruktivistischer Perspektive steht weniger die Frage im Mittelpunkt, wie ein bestimmtes kognitives
Expertenmodell eines Wissensbereichs effektiv vermittelt werden kann, sondern wie ein individueller
Erkenntnisgewinn durch einen aktiven Konstruktionsprozess der Lernenden erzielt werden kann.
Da aber in Vorlesungen, die für uns den Ausgangspunkt der Entwicklung darstellen, traditionell durchaus
bestimmte, wissenschaftlich fundierte Expertenmodelle vermittelt werden sollen, war es für uns nahelie-
gend, uns an instruktionstheoretischen Modellen zu orientieren.
Instruktionsmodelle
Für die Planung der Wissensvermittlung kann auf verschiedenen Instruktionsmodelle zurückgegriffen
werden.
Das Instruktionsmodell von Reiser-Gagné besteht aus 9 Unterrichtsschritten, deren hierarchische Reihen-
folge jegliche Instruktion wie folgt gliedert:
1) Aufmerksamkeit und Neugier erwecken
Die Aufmerksamkeit der Teilnehmer kann durch raschen Reizwechsel gewonnen werden. Dies
kann z. B. bei dynamischen visuellen Präsentationen durch eine hohe Schnittfrequenz und durch
häufigen Perspektivenwechsel erreicht werden ( Videoclip).
2) Information über die Lernziele
Durch die Bekanntgabe der Ziele wird bei den Lernenden eine Erwartungshaltung aufgebaut, die
sich über die gesamte Dauer der Weiterbildungsveranstaltung konstruktiv bemerkbar machen
kann.
3) Versuch(e), an die früheren Lernerfahrungen der Lernenden anzuknüpfen
Bereits zu Beginn soll bei den Lernenden vorhandenes Vorwissen aktiviert werden, das in Bezug
zum neuen Lernstoff steht.
4) Darbietung von Lehrinhalten mit charakteristischen Merkmalen
Bei der Darstellung der Lerninhalte soll mittels speziell vorbereiteten Lernmaterialien die charak-
teristischen Merkmale besonders hervorgehoben werden, etwa durch grafische (wie z. B. Farbe
und/oder Animation) oder auditive (wie z. B. Lautstärke oder Tonfall) Gestaltungsmöglichkeiten.
5) Lernen anleiten
Die Vermittlung des Lerngegenstandes beinhaltet die Konkretisierung an deutlich voneinander
unterscheidbaren Beispielen und die Verknüpfung mit bereits Vertrautem.
6) Ausführung / Anwendung des Gelernten
Erst in der selbständigen Ausführung des erworbenen Verhaltensmuster durch den Lernenden
zeigt sich, wie weit Lernen stattfand. Je nach Art des Lernziels sollte hierfür das geeignete Ver-
halten zur Anwendung kommen können. Bei motorischen Fähigkeiten z. B. sollte Gelegenheit
gegeben werden, den gesamten gelernten Handlungsablauf auszuführen.
7) Rückmeldungen (korrigierendes Feedback!)
Den Lernenden sollte eine Rückmeldung über die Qualität ihrer Leistung gemacht werden, mit
der sie auch Verbesserungen entnehmen können.
8) Beurteilung und Kontrolle der Leistung
Zur Überprüfung des Lernerfolgs soll die erworbene Verhaltensform in neuen Aufgabenstellun-
gen überprüft und beurteilt werden.
9) Behalten und Transfer sichern
Sicherung des Gelernten durch Vertiefung an divergierenden Übungen sowie durch Schaffung
von Möglichkeiten, das Gelernte anzuwenden. Sehr unterschiedliche Beispiele erleichtern den
Transfer auf neue Situationen.
Das Instruktionsmodell legt die Strukturierung der Lerninhalte in einer hierarchisch – sequentiellen Ord-
nung nahe. Diese bietet die Basis für die Standardnavigation (vor, zurück, nach oben), die den Benutzer
durch das Lernmodul führt. Die Flexibilität des Mediums Computer erlaubt uns aber, neben dieser festen
logischen Struktur zusätzliche Navigationsmöglichkeiten anzubieten (z.B. Table of Contents, Lernzielna-
Draftversionl Implementierungskonzept des didaktischen Modells in eine XML-Sprache Seite 8/34
vigation, Index, Glossare, Volltextsuche...), so dass der Lerner niemals in seiner Navigationsfreiheit durch
die vorgegebene lineare Ordnung eingeschränkt wird. Die Vorgabe einer persistenten linearen Struktur ist
unserer Auffassung nach keine Einschränkung mehr, sondern notwendig als Orientierungsmöglichkeit für
den Lernenden (wo bin ich, wie weit bin ich, wie viel liegt noch vor mir...). Sonst besteht bei anspruchs-
vollen Inhalten schnell die Gefahr, dass der Lernende im Informationsnetz der Lerninhalte verloren geht.
In welchem Abschnitt der Instruktion kann welches spezielles Medium einen didaktische Funktion über-
nehmen?
Wie muss ein Medium – oder ein Teil des Mediums z.B. geschaffen sein, dass es dazu beiträgt, bei den
Teilnehmern Aufmerksamkeit und Neugier erwecken? Zum einen kann hier auf allgemeine formale Ges-
taltungsmittel verwiesen werden, wie z.B. die Verwendung von Signalfarben, hohen Schnittfrequenzen
oder akustische Hervorhebung. Zum anderen kann das die Darstellung eines Fallbeispiels sein, das für
meine Zielgruppe interessant ist und / oder auch - z.B. mit etwas Humor – motivierend wirkt. Die ver-
schiedenen Merkmale des Mediums sind auf ihre Bedeutung hin für Lernziele, Inhalte, Methoden und
organisatorischer sowie Lernervoraussetzungen zu prüfen.
Die Bewertung der Medienmerkmale bei der Medienauswahl erfolgt nicht isoliert, sondern in Ab-
hängigkeit mit den anderen Analyse- und Entscheidungsfeldern.
Sowohl die anthropologischen und soziokulturellen Bedingungen wie auch die Entscheidungsfelder
Ziele, Inhalte und Methoden haben Einfluss auf die Bewertung und Gewichtung der Medienmerk-
male.
Für das Erreichen der verschiedenen Lehrziele können spezifische Merkmale des Mediums von entschei-
dender Bedeutung sein: Ob eine abbildhafte Codierungsart (realgetreue oder schematische) einer symbo-
lischen abstrahierenden Codierung vorzuziehen ist, wird möglicherweise an dem Abstraktionsgehalt des
zu vermittelnden Lernstoffes oder z. B. an dem kognitiven Niveau der Zielgruppe entschieden.
Einsatzgebiet und Fokus unseres Modells
Unserer Ansatz geht zunächst von der Aufgabe aus, abstrakten Vorlesungsstoff geeignet zu strukturieren
und zu präsentieren, während die Beschreibung und Koordination von Lernaktionen (z.B. in Form von
Gruppenarbeit) hier keine Rolle spielt. Weiterhin gehen wir in diesem Beitrag davon aus, dass die Ziel-
gruppe des Onlinekurses bekannt und relativ homogen ist (z.B. Grundstudium Informatik). Wir abstra-
hieren hier also von adaptiver / adaptierbarer Lerninhaltsvermittlung und verweisen auf die aktuelle For-
schungstätigkeit auf diesem Gebiet [SKF00, PB99
]
.
Erfahrungsgemäß werden Inhalte für Onlinekurse selten von Grund auf neu konstruiert, sondern meist
von bereits vorhandenen Unterrichtsmaterial (wie Vorlesungsfolien, Skripten, Lehrbücher) abgeleitet.
Wir sind jedoch der Ansicht, dass es in keinem Fall ausreichend ist, ein Skript oder Buch mit einigen
dynamischen/interaktiven Elementen zu versehen und dann als Onlinekurs ins Web zu stellen. Unser
Modell soll hilfreich für Autoren sein, die aus einem guten Vorlesungsskript einen gutes Onlinemodul
erstellen wollen, dass sowohl als Nachlese- und Übungsmöglichkeit begleitend zu einer Präsenzveranstal-
tung, als auch zum Selbststudium als Teil eines virtuellen Kursprogramms eingesetzt werden kann.
Implementierungskonzept des didaktischen Modells in eine XML-Sprache
Es gibt eine Zahl existierender Vorschläge für die semantische Auszeichnung von Lernmaterial mit Hilfe
einer XML-Sprache [K02]. Ziel des hier vorgestellten Implementierungskonzepts ist es, eine beliebige
Auszeichnungssprache für Lerninhalte (im Folgenden als Basissprache bezeichnet) durch didaktische
Strukturierungsmöglichkeiten zu erweitern.
Draftversionl Implementierungskonzept des didaktischen Modells in eine XML-Sprache Seite 9/34
inhaltliche Einheiten
der Basissprache, z.B. strukturelle Einheiten
(Kapitel, Abschnitte, ...), semantische Einheiten (Definitionen,
Beispiele, ...), Präsentationsstrukturen (Tabellen, Listen, ...) usw.
Informationsmodell der
Basissprache
didaktisches Modell
Metadaten, welche
die möglichen
didaktischen
Funktionen
der
inhaltlichen
Einheiten der
Basissprache
beschreiben
didaktisch erweiterte
Basissprache
Abbildung 3: Implementierungskonzept hat Orthoganiltät der Auszeichnungselemente des didaktische Modells mit
denen der Basissprache zum Ziel
Es wurde versucht, die didaktischen Strukturen möglichst orthogonal zu einer existierenden Inhaltsbe-
schreibungssprache hinzuzufügen, ohne Annahmen über das Informationsmodell der Basissprache zu
machen. Dies hat neben der, durch die saubere Trennung erreichte, Unabhängigkeit der zwei Modelle den
Vorteil, dass die entstehende erweiterte Sprache und darin ausgezeichnete Inhalte kompatibel zur Basis-
sprache bleiben. Selbst wenn ein Prozessor die zusätzlichen Annotationen des didaktischen Modells nicht
auswertet, machen die Inhalte weiterhin nach dem Informationsmodell der Basissprache Sinn (freilich
glauben wir, dass dann wertvolle Information für die didaktisch günstige Präsentation von Lerninhalten
ungenutzt bleibt und dadurch das Modul nicht so gut lernbar ist, wie es sein könnte). Das LMML Frame-
work dient exemplarisch als Basissprache für unser didaktisches Modell, das als Erweiterung LMML-d
implementiert wird [S02]. Die didaktischen Strukturen lassen sich aber auf andere Auszeichnungsspra-
chen übertragen.
Subtyping
Die Einbettung unseres didaktischen Modells in die Basissprache erfolgt über Subtyping (vgl. EML
[K01]). Relevante Elemente der Basissprache werden mit einem
dtype
-Attribut versehen, in dem sich
zusätzliche didakitsche Semantik kodieren läßt. So wird das
dtype
-Attribut in der Erweiterung LMML-d
von LMML verwendet, um die didaktischen Funktion einer in einer der LMML-Sprachen ausgezeich-
neten inhaltlichen Einheit zu beschreiben, also um unser Didaktikmodell in die Basissprache LMML ein-
zubetten.
Präsentationsspezifische Annotationen
Bei der Spezifikation von Onlineinhalten spielt die Art der Präsentation eine wesentliche Rolle. So ist
beispielsweise für die Lernmotivation und somit für den Lernerfolg entscheidend, dem Lerner auf einer
einzelnen Ausgabeseite eine leicht erfassbare Menge von Informationen anzubieten. Annotationen, die
nicht die didaktische Funktion einer inhaltlichen Einheit kennzeichnen, sondern lediglich die Art beein-
flussen, wie eine inhaltliche Einheit präsentiert wird, werden mit Hilfe eines
style
-Elements kodiert. Da die
Präsentation von XML-Inhalten möglichst ausschließlich auf Basis der Inhaltssemantik erfolgen sollte,
wurde die Verwendung des
style
-Elements auf das nötige Mindestmaß eingeschränkt.
Didaktische Metadaten
Die einzigen Strukturen unseres didaktischen Modell, die einen Bezug zum Informationsmodell der Ba-
sissprache besitzen, sind didaktische Metadaten (wie Voraussetzungen oder Lernziele). Diese wurden in
LMML-d auf die geeignete konzeptionelle Einheit des Metamodells der Basissprache abgebildet (nämlich
auf das Contentmodul der LMML [LMML02]). Bei anderen Basissprachen sollte es möglich sein, didak-
tische Metadaten in einer analogen Weise in das bestehende Informationsmodell einzubetten.
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Vorgehensmodell bei der didaktischen Aufbereitung von Lerninhalten
Ausgangsstruktur für unser Modell der didaktische Strukturierung ist das Lernmodul.
Definition Lernmodul - Kurs
Lernmodul ist ein einzelner, inhaltlich abgeschlossener Wissensbereich, der innerhalb eines Onlinekurs
vermittelt werden soll. Ein Kurs besteht aus einer Sequenz von Lernmodulen.
1. Schritt: Kognitive Reinterpretation von Lerninhalten
Am Anfang jeder Erstellung eines Lernmoduls, mit dem komplexere Inhalte vermittelt werden sollen
steht die kognitive Reinterpretation dieser Lerninhalte [RS00]. Nicht die sachlogische Repräsentation des
Fachwissens ist für den Lernerfolg ausschlaggebend, sondern die Anpassung wissenschaftlicher Inhalte
entsprechend den Erfordernissen des Lernprozesses. Denk- und Lernprozesse der Lernenden richten sich
meistens zunächst nicht nach der sachlogischen Struktur der Inhalte, sondern nehmen durchweg ideo-
synkratische Züge an. Deshalb ist zunächst eine Analyse der realen Lernprozesse bei den Lernenden not-
wendig, um deren naive kognitiven Konzepte zu erfassen und zu klären, welche Denkfehler und Ver-
ständnisschwierigkeiten typischerweise auftreten. Die Berücksichtigung dieser Faktoren für die Durch-
führung der Lehre eine entscheidende Größe. Nicht informatische Fragestellungen sind meist für den
Lernerfolg entscheidend, sondern die „teaching strategies and style which have the most impact on the
quality of learning“ [LK98]. Die sachlogische Struktur entspricht möglicherweise dem kognitiven Kon-
zept des lehrenden Experten, nicht aber dem Lernen, dem geholfen werden muss, sich die Expertensicht
schrittweise aneignen zu können.
Beispiel Unterschied Expertenmodell – kognitive Reinterpretation:
Wir wollen ein Lehrkurs verfassen, der die Programmiersprache Java vermitteln soll. Strukturieren
wir den Kurs nach rein sachlogischen Gesichtspunkten, könnte sich z.B. folgende Gliederung erge-
ben:
Java Syntax
Objekt Orientierte Semantik
Java - Bytecode
Interpretation des Bytecodes in der virtuellen Machine
...
Niemand würde auf diese Weise effektiv Java-Programmierung lernen können, obwohl die sachlogi-
sche Struktur unseres Buches exakt das kognitive Modell eines Java-Experten beschreibt.
Statt dessen beginnt das aktuelle Java-Tutorial von Sun [Java02] mit „Your First Cup of Java: Detai-
led instructions to help you run your first program” und gliedert sich im Folgenden in
Getting Started
Essential Java Classes
Writing Applets
Learning the Java Language
Existieren bereits naive kognitive Konzepte über die Lerninhalte, die den Lernprozess möglicherweise
behindern können, empfiehlt es sich, mit Übungen konkret-anschaulich auf die naiven Konzepte der Stu-
dierenden einzugehen. Die explorative, praktische Überprüfung (Ausprobieren) unterschiedliche Konzep-
te kann hier ein notwendiger (Um)weg sein, um die Voraussetzungen der Lerner zu berücksichtigen, ihre
Motivation zu fördern und ihnen den Weg zu formaleren Fragestellungen zu ebnen.
Bestehen noch keine naiven Konzepte zu dem Lernstoff, wird möglicherweise die Darbietung eines Bil-
des oder einer Metapher den Studierenden die erste Annäherung an den Inhalt erleichtern. Mit zunehmen-
Draftversionl Vorgehensmodell bei der didaktischen Aufbereitung von Lerninhalten Seite 11/34
den Lernfortschritt können Differenzierungen eingefügt werden und letztendlich kann auf diese Eselsbrü-
cken verzichtet werden.
Für die Strukturierung des kognitiv reinterpretierten Stoffes kann man unterschiedliche Labels verwen-
den. Wir denken an ein gutes Einführungsbuch für Anfänger und teilen unser Lernmodul in unterschiedli-
che Kapitel mit verschiedenen Abschnitten auf. Die formale Frage ob eine Einteilung in Kapitel oder
Lektionen erfolgen sollte, nicht so entscheidend. Wie wir sehen werden, wird die Aufgabe, den Inhalt
didaktisch gut zu strukturieren vor allem zu einer Ausdifferenzierung der Elemente der Lerneinheiten
führen.
Zunächst gliedern wir das Lernmodul aber in Form eines hierarchischen Kapitelbaums:
Section 1.1 Section 1.2
Chapter 1
....Section
SubSection 2.1.1 SubSection 2.1.2
Section 2.1 Section 2.2 Section 2.3
Chapter 2
Section 3.1
Chapter 3
Sample Module
Abbildung 4: Hierarchischer Aufbau eines Lernmoduls, resultierend aus der kognitiven Reinterpretation der Lern-
inhalte
Bei Onlineinhalten sollte die hierarchische Struktur nicht mehr als 4 Hierarchieebenen besitzen, da es
sonst schwer für den Benutzer wird, den Überblick zu bewahren [MK01]. Die Struktur von Onlineinhal-
ten sollte also möglichst flach sein.
2. Schritt: Identifikation der Lerneinheiten
Damit aus einem inhaltlich gut organisierten Modul ein gutes Lernmodul wird, müssen Lerneinheiten
identifiziert und modelliert werden
Definition Lerneinheit
Eine Lerneinheit ist eine inhaltlich abgeschlossene Einheit, die relativ unabhängig von anderen Einhei-
ten online ohne Unterbrechung gelernt werden kann (vgl. Unit-of-Study, [K01]). Da die Aufmerksam-
keit beim Arbeiten am Bildschirm schnell abnimmt, darf der Durcharbeitungsaufwand nicht höher als 45-
60 min sein.
Anmerkung:
Der Umfang einer Lerneinheit kann natürlich deutlich darunter liegen, jedoch empfehlen wir – unter Be-
rücksichtigung der jeweiligen organisatorischen Bedingungen, eine Bearbeitungszeit zu Grunde zu legen,
die nicht weit darunter liegt und von Lerneinheit zu Lerneinheit möglichst wenig variiert. Studierende
bspw. haben oft diese Zeiträume in Freistunden zur Verfügung und sind diesen Zeittakt aufgrund ihrer
Lernbiographie gewöhnt. Eine fundierte lernpsychologische Begründung gibt es allerdings nicht für die-
sen Zeitrahmen.
Lerneinheiten orientieren sich im günstigsten Fall an der Struktur der didaktisch reinterpretierten Inhalte.
Es kann aber auch vorkommen, dass mehrere Abschnitte zu einer Lerneinheit zusammengefasst werden
müssen (im Beispiel LE 3).
Draftversionl Vorgehensmodell bei der didaktischen Aufbereitung von Lerninhalten Seite 12/34
Section 1.1 Section 1.2
LE 1: Chapter 1
...Section
SubSection 2.1.1 SubSection 2.1.2
LE 2: Section 2.1
Section 2.2 Section 2.3
Chapter 2
Section 3.1
LE 4: Chapter 3
Sample Module
LE 3: new Unit
Abbildung 5: Identifizierung von Lerneinheiten innerhalb der Kapitelhierarchie eines Lernmoduls
Folgendes XML-Fragment implementiert obige Struktur:
<lmml version="LMML-2.0">
<section title="Chapter 1"
dtype="learningUnit"
>
<section title="Section 1.1">
</section>
<section title="Section 1.2">
</section>
</section>
<section title="Chapter 2">
<section title="Section 2.1"
dtype="learningUnit"
>
<section title="Section 2.1.1">
</section>
<section title="Section 2.1.2">
</section>
</section>
<section title="new Unit"
dtype="learningUnit"
>
<section title="Section 2.2">
</section>
<section title="Section 2.3">
</section>
</section>
</section>
<section title="Chapter 3"
dtype="learningUnit"
>
<section title="Section 3.1">
</section>
</section>
</lmml>
Nach dem zweiten Schritt sind die didaktische Struktur des Lernmoduls und die Lerneinheiten definiert.
Zu beachten ist, dass sowohl die Lerneinheiten auf beliebiger sachlogischer Hierarchieebene angesiedelt
sein können, als auch selbst beliebige Unterabschnitte besitzen können. Es empfiehlt sich eine Unterglie-
derung jeder Lerneinheit in etwa 3-4 Unterabschnitte (zu jeweils 10-15 min Länge), da bereits nach dieser
Zeitspanne ein Konzentrationsabfall beim Lernen am Rechner eintritt [KS89]. Zu beachten ist, dass die
Bearbeitungsdauer und somit der optimale Umfang einer Lerneinheit sehr stark von Benutzer(gruppe) zu
Benutzer(gruppe) variieren kann. Die optimale Einteilung in Lerneinheiten ist damit kontextabhängig. In
dieser Arbeit wird eine homogene Benutzergruppe angenommen. Die kontextsenstive Modellierung und
Auszeichnung von Lerneinheiten ist Gegenstand aktueller Forschung.
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 13/34
Ausgestaltung der Lerneinheiten
Das folgende UML-Diagramm [L97] veranschaulicht die innere Struktur einer Lerneinheit durch didakti-
sche Einheiten (didactic units) und didaktische Metadaten (didactic metadata).
Didactic Unit
Introduction Conclusion Training
1
1..*
Step
Exercises
Test
1
0..1
1
0..1
1
1
1
1
1
1
Prerequisite
Motivation
ObjectiveRelated
1
1
1
1
1
1
Problem Description
Instruction
1
1
initial Situation
1
1
1
1
1
*
Didactic Metadata
Learning Unit
Abbildung 6: Das didaktische Modell einer Lerneinheit im Überblick
Didaktische Metadaten von Lerneinheiten
Didaktische Metadaten beschreiben die sekundären Informationen, die der Lernende für das effiziente
Arbeiten mit dem Lernstoff benötigt.
Eine Lerneinheit ist mit folgenden didaktischen Metadaten ausgestattet:
Prerequisite
: Beschreibung einer Voraussetzung, die der Lerner erfüllen muss. Insbesondere kann die Beherr-
schung eines früheren Lernziels, die Kenntnis eines Schlüsselwortes, einer Definition oder das Verständnis ei-
nes Konzepts oder Prinzips eine Voraussetzung für die Durcharbeitung der neuen Lerneinheit sein.
Related
: Hinweise über verwandte interne oder externe Inhalte und nützliche externe Ressourcen, die das
Durcharbeiten von Lerneinheiten erleichtern, wie Online Tutorials/Referenzen, konkrete Literaturstellen, Tools
und Programme.
Objective
: Lernziele.
Weiterhin sollte jede Lerneinheit sollte mit einer Angabe der durchschnittlichen Durcharbeitungsdauer versehen sein
[CS93].
Folgendes XML-Fragment veranschaulicht die Verwendung von didaktischen Metadaten in einer Lerneinheit:
<section title="Chapter 1" dtype="learningUnit"
minutes="45"
>
<prerequisite>
<LMMLLMMLtext>
Sie sollten mit einem XML-Editor umgehen können.
</LMMLLMMLtext>
</prerequisite>
<prerequisite description="Sie sollten mit einem Webbrowser umgehen können."/>
<prerequisite topics="XML, DTD, semistrukturierte Daten"/>
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 14/34
<related>
<LMMLtext>
Verwandte Sachverhalte werden in ... dargestellt.
</LMMLtext>
</related>
<related type="uses" importance="high" description="XML-Editor (z.B. XMLSpy von www.xmlspy.com)">
<LMMLtext>
Zum Durcharbeiten dieser Lerneinheit benötigen Sie einen <emphasized>XML-Editor</ emphasized >.
Wir empfehlen <externalLink uri="www.xmlspy.com">XMLSpy</externalLink >.
</LMMLtext>
</related>
<related base="target" description="Steinmetz 2001" type="extends">
<LMMLtext>
In Steinmetz 2001 finden Sie eine vertiefte Darstellung der hier besprochenen Inhalte.
</LMMLtext>
</related>
<objective type="knowledge" topic="Lerneinheit"/>
<objective type="knowledge" topic="Auszeichnungselement"/>
<objective type="knowledge" topic="Datenstrukturen der LMML-d"/>
<objective type="comprehension" description="Mapping der Datenstrukturen auf die
Auszeichnungselemente der LMML-d"/>
<objective label="DTD" type="application" description ="Einsetzen der LMML-d.dtd zur Auszeichnung von
Lerneinheiten"/>
<objective label="XML" type="evaluation" description ="Beurteilen können, wann man XML einsetzen kann"/>
<section title="Introduction" dtype="introduction">
...
</section>
</section>
Anmerkung
Didaktische Metadaten gehören nicht unmittelbar zu den Lerninhalten, sollten aber dem Leser zumindest in der
Selbststudiumsvariante des Stoffes nicht vorenthalten werden. Stoffumfang, Voraussetzungen und Ressourcen
einer Lerneinheit kann das Publikationssystem z.B. in der Einleitung präsentieren. Auf verwandtes Material
kann in der Zusammenfassung einer Lerneinheit verwiesen werden. Lernziele sollten sowohl in der Einleitung
als auch in der Zusammenfassung präsentiert werden, um den Leser zu Beginn einer Lerneinheit zu aktivieren
[CS93] und ihm zum Schluss einer Lerneinheit eine erste Möglichkeit zur Selbstkontrolle zu geben.
Didaktische Metadaten können unstrukturiert oder strukturiert sein. Unstrukturierte Metadaten werden ledig-
lich durch das Attribut
description
beschrieben. Strukturierte Metadaten werden wie Contentmodule durch Con-
tentobjekte implementiert [S00].
Beispiel (unstrukturiertes Metadatum):
<objective label="XML" type="expertise" description
="Beurteilen können, wann man XML einsetzt."
/>
Beispiel (strukturiertes Metadatum):
<prerequisite>
<LMMLtext>
Sie sollten mit einem XML-Editor umgehen können.
</LMMLtext>
</prerequisite>
Dieses Metadatum könnte man äquivalent auch so aufschreiben:
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 15/34
<prerequisite description ="Sie sollten mit einem XML-Editor umgehen können."/>
Strukturierte Metadaten können die Text-Subsprache für erweiterte Konzepte nutzen:
<related type="uses" importance="high">
<LMMLtext>
Zum Durcharbeiten dieser Lerneinheit benötigen Sie einen
<emphasized>
XML-Editor
</ emphasized>
.
Wir empfehlen
<externalLink
uri="www.xmlspy.com">XMLSpy
</ externalLink
>
.
</LMMLtext>
</related>
Unstrukturierte Metdaten haben den Vorteil, auch zu Systemen außerhalb der LMML-d Welt kompatibel
zu sein, die mit
<emphasized>
und
<referencesLink>
Elementen nichts anfangen können.
Man kann beide Beschreibungsweisen miteinander kombinieren:
<related type="uses" importance="high" description ="XML-Editor (z.B. XMLSpy von www.xmlspy.com)">
<LMMLtext>
Zum Durcharbeiten dieser Lerneinheit benötigen Sie einen <
emphasized
>XML-Editor</
emphasized
>.
Wir empfehlen
<externalLink
uri="www.xmlspy.com">XMLSpy
</ externalLink
>
.
</LMMLtext>
</related>
Anmerkung
Das Attribut
importance
ist v.a. bei
prerequisite, objective
und
related
sehr nützlich.
Damit kann man z.B. aussagen, ob eine Ressource unbedingt benötigt wird (
importance=“high“
), die Ver-
wendung dringend angeraten ist (
importance=“medium“
) oder lediglich nützlich für die Durcharbeitung der
Lerneinheit ist (
importance=“low“
).
Ebenso kann man über
importance
Lernziele und Voraussetzungen priorisieren. Damit wird der Lerner un-
terstützt, bei großen Stoffmengen die wichtigsten Punkte zu erfassen.
Voraussetzungen (Prerequisites)
Voraussetzungen sind Eigenschaften oder Fähigkeiten, die der Benutzer mitbringen muss, um eine inhalt-
liche Einheit erfolgreich bearbeiten zu können.
Zum jetzigen Zeitpunkt werden Voraussetzungen einfach textuell beschrieben (und nicht formal spezifi-
ziert). Der Benutzer wird sie lesen und selbst entscheiden, ob er sie erfüllt. Als zukünftige Erweiterung
ist es sinnvoll, Voraussetzungen als Referenzen auf formale Ontologien/Taxonomien oder Lernziele zu
spezifizieren, oder Voraussetzungen als Bedingungen an Eigenschaften des Benutzerprofiles (wie durch-
gearbeitete inhaltliche Passagen, bestandene Prüfungen, Übungspunkte usw.) zu modellieren.
Verwandte Inhalte (related)
Verwandte Inhalte für Lerneinheiten fallen in vier Hauptkategorien
Inhalte mit ähnlichem Fokus.
Inhalte , welche die aktuelle inhaltliche Einheit vertiefen.
Ressourcen: Inhalte oder Tools, die für das Durcharbeiten der aktuellen inhaltlichen Einheit notwendig oder
relevant sind, wie zum Beispiel Onlinereferenzen, Literatur, oder Tools (wie Simulatoren, Editoren, Program-
mierumgebungen...)
Ausblicke: Verweise auf Inhalte oder Informationsquellen, die den in dieser Lerneinheit behandelten Stoff
fortführen oder alternativen Aspekte behandeln.
Verwandte Inhalte werden informell (über Fließtext) beschrieben:
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 16/34
<related>
<LMMLtext>
Verwandte Sachverhalte werden in ... dargestellt.
</LMMLtext>
</related>
Neben unspezifizierten, allgemeinen Beziehungen ist in Lerneinheiten insbesondere die Beziehung vom
Typ
uses
und
extends
nützlich.
Die
uses
-Beziehung hat Ressourcen für die aktuelle inhaltliche Einheit als Ziel. Sie codiert nützliche
Tools oder externe Informationsquellen und Hilfsmittel.
<
related type="uses"
importance="high" description ="XML-Editor (z.B. XMLSpy von www.xmlspy.com)">
<LMMLtext>
Zum Durcharbeiten dieser Lerneinheit benötigen Sie einen <key>XML-Editor</key>.
Wir empfehlen <referencesLink
type="uses"
target="www.xmlspy.com" targetLocation="external">
XMLSpy </referencesLink>.
</LMMLtext>
</
related
>
Ebenso können Vertiefungshinweise mit aufgenommen werden:
<
related base="target" type="extends"
description ="Steinmetz 2001">
<LMMLtext>
In Steinmetz 2001 finden Sie eine vertiefte Darstellung der hier besprochenen Inhalte.
</LMMLtext>
</
related
>
Lernzieldeklarationen (Objective)
Lernziele sind ein zentraler Bestandteil der didaktischen Struktur einer Lerneinheit. Lernziele beinhalten
einen zu lernenden Inhalt und ein auf diesen Lerninhalt gerichtetes Verhalten (z. B. Die Optimalitätsei-
genschaft des RMS-Verfahrens beweisen können). Die Zielsetzungen intendieren eine dauerhafte Verän-
derung der inneren Disposition des Lerners. Das beobachtbare Verhalten des Lerners soll ein Indikator für
das Vorhandensein der inneren Disposition sein. Neben der Beschreibung des als Indikator gewerteten
Verhaltens soll die Lernzieloperationalisierung die Bedingungen, unter denen das Verhalten gezeigt wer-
den soll und der Beurteilungsmaßstab für das als ausreichend bewertete Verhalten beschrieben werden
[M73].
Lernziele haben folgende Aufgaben:
Sie machen explizit, was der Benutzer im entsprechenden Abschnitt lernen soll. Damit soll zum einem dem
Benutzer ein zielorientiertes Durcharbeiten der Inhalte ermöglicht sowie eine einfache Möglichkeit zur Über-
prüfung des eigenen Kenntnisstandes geboten werden (Lernzielkontrolle).
Zum anderen stellen die deklarierten Lernziele der Lerneinheiten wichtige Informationen für die Lehrende dar.
Vor allem dann wenn sie nicht die Autoren der Lerneinheiten sind, stellen die Lernziele eine wichtige Hilfe für
die Auswahl und den Einsatz der Lerneinheiten dar.
Sie definieren Beziehungen zwischen Lerninhalten, sowie zwischen Lerninhalten und Aufgaben. Inhalte, wel-
che die selben Lernziele verfolgen, sind miteinander verwandt. Ebenso kann man Übungsaufgaben und Testfra-
gen an Lernziele und somit indirekt an die für diese Lernziele relevanten Inhalte knüpfen.
Lernziele können im Sinne des Software-Entwurfswurfsprozesses auch als Spezifikation der Lerneinheit aufge-
fasst werden. Sie beschreibt, was der Autor mit der Lerneinheit beim Lerner erreichen will, aber nicht, wie er es
erreichen will. Die nachfolgenden Lerninhalte und Übungs-/Testaufgaben stellen demgegenüber die Implemen-
tierung der durch die Lernziele vorgegebenen Spezifikation dar. So wie es beim Software-Entwicklungsprozess
wichtig ist, zuerst die formale Spezifikation eines Softwaremoduls zu erstellen und dann mit dessen Implemen-
tierung zu beginnen, ist des dem Autor von Lerninhalten angeraten, sich zunächst Gedanken über die Lernziele
einer Lerneinheit zu machen, bevor er sie mit Inhalten und Übungs-/Testaufgaben umsetzt. Wählt man diese
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 17/34
Vorgehensweise, hat man neben einer sauberen Entwurfsmethodik von Lerninhalten zudem den Vorteil, dass
man die Implementierung einer Lerneinheit verifizieren kann, in dem Sinne, dass man durch die Assoziation
der Inhalte mit Lernzielen automatisch überprüfen kann, ob für alle Lernziele entsprechende Inhalte und Ü-
bungs-/Testaufgaben in der Lerneinheit existieren.
Lernziele fokussieren die Aufmerksamkeit des Benutzers, wenn sie zu Beginn einer Lerneinheit dargebo-
ten werden. Die Motivation beim Durcharbeiten des Stoffes und der Übungs-/Testaufgaben ist höher,
wenn diese mit konkreten Lernzielen verknüpft sind [CS93]. Weiterhin können Lernziele Basis für einen
Leistungsspiegel des Lernenden sein. Zu jedem Lernziel kann auf Basis von Testfragen und/oder eigener
Einschätzung des Lernenden der Grad der Beherrschung ermittelt werden.
Durch die Assoziation von Lernzielen mit Inhalten entsteht eine zusätzliche Navigationsstruktur, so dass
der Lernende zielorientiert die relevanten Passagen des Lernmoduls auswählen kann.
Abbildung 7: Eine kategorisierte Lernzielübersicht mit Links zu den relevanten Seiten
Lernziele können innerhalb jeder inhaltlichen Einheit definiert (deklariert) werden. Per Konvention
schlagen wir vor, dies zu Beginn jeder Lerneinheit zu tun. Die Lernziele sind dann für diese Lerneinheit
gültig. Innerhalb der inhaltlichen Einheit können spezielle Passagen mit Lernzielen assoziiert werden.
Diese Passagen sind dann besonders relevant bzgl. eines in der Lerneinheit vereinbarten Lernziels.
Die im deutschsprachigen Raum bekannteste Lernzieltaxonomie wurde von Bloom u. a. [BB72] entwi-
ckelt. Sie zerlegt die dem Verhalten zu Grunde liegenden psychischen Prozesse in drei (Lernziel-) Di-
mensionen:
Kognitive Aspekte (Wahrnehmen und Denken)
Affektive Aspekte (Einstellungen, Haltungen)
Psychomotorische Aspekte (Steuerung von Körperbewegungen)
Jedes menschliche Verhalten enthält Aspekte aus allen drei Dimensionen. Eine häufig vorgenommene
Erweiterung besteht in der Hinzunahme der Dimension der
Aspekte der sozialen Entwicklung [WR74]
Wir gehen davon aus, dass Affektive / Pychomotorische Aspekte und Aspekte der sozialen Entwicklung
in unserem Szenario eine geringe Rolle spielen. Wir konzentrieren uns also auf die Modellierung von
kognitiven Aspekten von Lernzielen.
Lernziele werden in kognitiven Taxonomien nach ihrer Komplexität hierarchisch geordnet:
vgl. [BB72]
Wissen: Begriffe definieren oder beschreiben können.
Verstehen: Zusammenhänge oder abstrakte Konzepte erklären können
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 18/34
Fähigkeiten: Neue Kenntnisse anwenden können
Analyse: Sachverhalte vergleichen können
Synthese: Sachverhalte neues Wissen herleiten können
Bewertung: Sachverhalte beurteilen können
Funktionen und Leistungen von Lernzieltaxonomien
Der primäre Nutzen von Lernzieltaxonomien kann in der Hilfestellung bei der Planung und Strukturie-
rung von Unterrichtszielen und Prüfungsaufgaben gesehen werden. Insbesondere zur Lernzieltaxonomie
von Bloom u. a. liegen eine Fülle von Erfahrungen vor. Ihr Nutzen wird in folgenden Punkten gesehen
[DL95]:
Hilfe bei Formulierung und Klassifizierung von Prüfungsaufgaben
Heuristische Funktion: Übersicht über mögliche Aufgabentypen Wünschbarkeit von Lernzielen
Planung von Unterrichtssequenzen (Hinweise auf Möglichkeiten der Sequenzbildung, aber keine
Festlegung der Reihenfolge von Lernzielen)
Hinweise auf Unterrichtsmethoden
Überprüfung des kognitiven Niveaus von Lerner- und Lehreräußerungen
In unserem didaktischen Modell unterscheiden wir folgende Typen von Lernzielen :
knowledge
(Wissen)
comprehension
(Verstehen)
application
(Anwendung)
analysis
(Analyse)
synthesis
(Synthese)
evaluation
(Bewertung)
Gültige Lernzieldeklarationen in LMML-d sind:
<objective label="objLE" type="knowledge" topic="Lerneinheit"/>
<objective label="objElem" type="knowledge" topic="Auszeichnungselement"/>
<objective label="objStructs" type="knowledge" topic="Datenstrukturen der LMML-d"/>
<objective label="objMap" type="comprehension" description="Mapping der Datenstrukturen auf die Auszeichnungselemen-
te der LMML-d"/>
<objective label="objDTD" type="application" description="Einsetzen der LMML-d.dtd zur Auszeichnung von Lerneinhei-
ten"/>
<objective label="objXML" type="evaluation" description="Beurteilen können, wann man XML einsetzen kann"/>
Folgende sind die wichtigsten Attribute von
objective
:
type
:
knowledge, comprehension, application, analysis, synthesis, evaluation
topic
: Ein Schlüsselbegriff, der das Lernziel charakterisiert.
description
: Beschreibung des Lernziels
Lernziele können also über einen Schlüsselbegriff, über eine textuelle Beschreibung oder einer Kombination aus
beiden spezifiziert werden.
Verknüpfung von Lernzielen mit relevanten Inhalten
Nun sind die Lernziele für eine Lerneinheit ausgewiesen. Vorteilhaft für die Lernmotivation ist es, diese Lernziele
mit den relevanten Textpassagen und Übungsaufgaben innerhalb der Lerneinheit zu assoziieren [CS93]. Dies kann
implizit über die Zuordnung von als Lernziel ausgewiesenen Schlüsselbegriffen an Inhalte geschehen (
topics
-
Attribut), oder explizit mithilfe des
related
-Elements:
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 19/34
<definition
topics="Lerneinheit
">
<LMMLtext>
Eine Lerneinheit ist...
</LMMLtext>
</definition>
<section
dtype
=“
exercise
title="Auszeichnungselement">
<related type="exercises" href="#objElem"/>
<paragraph
dtype
=“
task
>
<LMMLtext>Nennen Sie 5 Auszeichnungselemente der LMML-d.</LMMLtext>
</paragraph>
<paragraph
dtype
=“
answer
>
<LMMLtext>...</LMMLtext>
</paragraph>
</section>
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 20/34
Didaktische Einheiten von Lerneinheiten
Didactic Unit
Introduction Conclusion Training
1
1..*
Step
Learning Unit
1
1
1
1
1
1
Abbildung 8: Didaktischen Einheiten, Hauptbestandteile einer Lerneinheit
Eine Lerneinheit besteht aus folgenden inhaltlichen Einheiten [CS93]:
einer Einleitung (
Introduction
)
Lernstoff in Form von einem oder mehreren Lernschritten (Step) (idealerweise 3 – 4), ca. 10-15 min Durchar-
beitungsaufwand.
einem Schlussteil (
Conclusion
)
einem Trainingsteil (
Training
)
Folgendes XML-Fragment implementiert die Grobstruktur einer Lerneinheit. LMML-Module ohne dtype-Attribut
werden standardmäßig als Lernschritt betrachtet:
<section title="Chapter 1" dtype="learningUnit">
<section title="Introduction"
dtype="introduction"
/>
<section title="Section 1.1"/>
<section title="Section 1.2"/>
<section title="Conclusion"
dtype="conclusion"
/>
<section title="Exercise"
dtype="training"
/>
</section>
Einleitung
IntroductionMotivation
1
1
1
1
Problem Description
Instruction
1
1
initial Situation
1
1
Abbildung 9: Didaktisch sinnvolle Bestandteile der Einleitung
Als Bestandteil der Einleitung einer Lerneinheit bieten sich folgende didaktische Inhaltstypen an:
InitialSituation: inhaltlicher Ausgangspunkt, auf dem die Lerneinheit aufsetzt.
Problem: Beschreibung des Problems, das in der Lerneinheit gelöst werden soll.
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 21/34
Motivation: Erklärung, warum die Lösung des Problems wichtig ist, z.B. durch ein Beispiel aus der Anwen-
dung.
Instruction: Hinweise für den Lerner, wie er mit dem Material arbeiten soll. Insbesondere werden hier funktio-
nelle Besonderheiten erläutert, z.B. Zugriff auf den Lernzielkatalog und Hilfefunktion.
Folgendes XML-Fragment veranschaulicht die Verwendung von didaktischen Inhaltstypen:
<section title="Introduction" dtype="introduction">
<paragraph
dtype="initialSituation">
<LMMLtext>
Wir wollen ein LMML-Modul in LMML-d erstellen.
</LMMLtext>
</paragraph>
<paragraph
dtype="problem"
>
<LMMLtext>
Wie wenden wir die LMML-d.dtd richtig an?
</LMMLtext>
</paragraph>
<example
dtype="motivation"
>
<LMMLtext>
Herr Krause möchte einen Kurs über Schaltungsoptimierung erstellen.
Er möchte LMML-d einsetzen, um die Inhalte mit Lernzielen zu verknüpfen
und automatisch ein Glossar und Index zu erstellen.
</LMMLtext>
</example>
<paragraph
dtype="instruction"
>
<LMMLtext>
Bitte arbeiten Sie die Lerneinheit Seite für Seite durch. Exkurse können dabei
beim ersten Durchlesen übersprungen werden und dienen dem späteren Vertiefen.
</LMMLtext>
</paragraph>
</section>
Zusätzlich bietet es sich bei der Präsentation der Lerneinheiten an, didaktische Metadaten wie Voraussetzungen,
Stoffumfang, Lernziele und Ressourcen als einen Abschnitt innerhalb der Einleitung darzustellen.
Legt man das didaktische Modell des problemorientierten Lernens für eine Lerneinhalt als geeignet zugrunde [K01],
kann man bei der Präsentation der Einleitung verweisen auf mögliche Übungs-/Testaufgaben, die im klassischen
linearen Aufbau einer Lerneinheit am Ende einer Lerneinheit angeboten werden. Dadurch kann der Rezipient zu-
nächst seine Vorkenntnisse bzgl. des in der Lerneinheit vermittelten Stoffes testen und um Anschluss daran die
Lerneinheit gezielt nach den individuellen Wissenslücken durcharbeiten (dies ist möglich, da Testfragen über Lern-
ziele mit den relevanten Inhalten verknüpft sind).
Aber auch bei Rezipienten ohne jegliche Vorkenntnisse ist die Konfrontation mit Testaufgaben schon zu Beginn
einer Lerneinheit unter Umständen hilfreich, da dadurch das Problembewusstsein geweckt wird und im Anschluss
die Inhalte bewusster aufgenommen werden. Kann der Lerner gegen Ende der Lerneinheit nun die schon bekannten
Testaufgaben lösen, wird dadurch das Empfinden des Lernerfolgs gesteigert („ich kann jetzt was, was ich vorher
nicht konnte“). Das Wahrnehmen eines Lernerfolgs dient als wichtiger motivationaler Faktor. Sowohl instruktions-
theoretische wie auch konstruktivistische Lerntheorien gehen heute davon aus, dass die Wahrnehmung des Lerner-
folg für den Lernprozess von großer Bedeutung ist [SKF00].
Lernschritte
Lernschritte organisieren den Lernstoff einer Lerneinheit. Wir schlagen vor, dass es zu jeder Lerneinheit
3-4 Lernschritte mit jeweils 10-15 min Länge gibt, da bei der Informationsaufnahme am Bildschirm be-
reits nach dieser Zeitspanne die Konzentration abnimmt [KS89]. Jedes dieser Lernschritte sollte aus einer
Reihe von Substeps bestehen sowie einem Teil mit 2-4 relativ einfachen Verständnis- und Aufmerksam-
keitskontrollfragen. Damit wird der Lernende nach spätestens 15 Minuten die Lerneraktivität erhöht
[KS89, S93].
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 22/34
Step
Substep
1
*
Assessment
1
0..1
Abbildung 10: Einteilung eines Lernschrittes in Unterschritte und Verständniskontrolle
Die Unterschritte und der kleine Prüfungsteil werden später in der Regel als ein eigener Screen (Websei-
te) präsentiert.
Folgendes XML-Fragment diene als Beispiel:
<section title="Section 1.1">
<section title="Definition semistrukturierte Daten">
...
</section>
<section title="Informelle Erklärung der Definition">
...
</section>
<section title="Einfaches Beispiel für semistrukturierte Daten">
...
</section>
<section title="Komplexes Beispiel für semistrukturierte Daten">
...
</section>
<section title="Test" dtype="assessment">
...
</section>
</section>
Wie Assessments definiert werden, erfahren wir im Abschnitt Übungsteil.
Conclusion
Die Spezifikation des Schlussteils einer Lerneinheit besteht aus
Summary
: Stichpunktartige Zusammenfassung der wichtigsten inhaltlichen Punkte der Lerneinheit
Outlook
: Aufgreifen der Problemstellung der nächsten Lerneinheit.
<section title="Conclusion"
dtype="conclusion"
>
<paragraph
dtype="summary"
>
<LMMLtext> In diesem Abschnitt haben wir gesehen, wie ... </LMMLtext>
</paragraph>
<paragraph
dtype="outlook"
>
<LMMLtext> Im nächsten Abschnitt werden wir auf ... eingehen </LMMLtext>
</paragraph>
</section>
Bei der Präsentation des Schlussteils durch die Publikationsumgebung ist zudem sinnvoll, die Lernziele
(
objective
) zu wiederholen, sowie evtl. vorhandene Hinweise auf verwandtes Material (
related
) anzufügen.
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 23/34
Übungsteil (Training)
Der Übungsteil besteht aus einem Satz von Übungsaufgaben (
exercise
), die offline auf einem Blatt Papier
und/oder mithilfe einer externer Tools (Simulatoren, Entwicklungsumgebungen) am Rechner durchzufüh-
ren sind, sowie einem Teil bestehend aus Lerneinheiten übergreifenden Testfragen (
assessment
).
<section title="Übung &amp; Test" dtype="training">
<section title="Aufgaben" dtype="exercise">
</section>
<section title="Test" dtype="assessment">
</section>
</section>
Sowohl der
Exercise
als auch der
Assessment
-Teil bestehen aus allgemeinen Beschreibungen, Fragen, Bearbeitungs-
hinweisen und Antworten.
Training
Task
1
0..1
Assessment
1
0..1
Question
Hint Solution otherContent
1
*
1
*
1
*
1
1
Exercise
1
1..*
otherContent
1
*
Abbildung 11: Informationsmodell eines Trainingsabschnitts
Ein Übungsaufgabenblatt (
exercise
) ist normalerweise ein komplexes inhaltliches Gebilde. LMML-d ist sehr freizü-
gig bei der Gestaltung des Übungsaufgabenteils: es können ohne Einschränkung alle Elemente verwendet werden
(im Diagramm dargestellt als
otherContent
). Übungsaufgabenspezifische Datenstrukturen werden über das
dtype
-
Attribut annotiert. Folgendes Beispiel diene als Anhaltspunkt:
<section title="Übung und Test"
dtype="training"
>
<section title="Aufgaben"
dtype="exercise"
>
<paragraph>
<LMMLtext>Hier sollen Sie gelernte Sachverhalte üben</LMMLtext>
</paragraph>
<section
dtype="task"
title="Topologische Sortierung zyklenfrei?" topics="Topologische Sortierung">
<definition topics="Topologische Sortierung">
<LMMLtext>...</LMMLtext>
</definition>
<paragraph
dtype="question"
>
<LMMLtext>
Beweisen oder widerlegen Sie, dass ein topologisch sortierter Graph zyklenfrei ist.
</LMMLtext>
Draftversionl Ausgestaltung der Lerneinheiten Seite 24/34
</paragraph>
<remark
dtype="hint"
>
<LMMLtext>Die Definition von zyklenfrei finden Sie unter ...</LMMLtext>
</remark>
<paragraph
dtype="solution"
>
<LMMLtext>...</LMMLtext>
</paragraph>
</section>
</section>
<section title="Test"
dtype="assessment"
uri="http:....">
</section>
</section>
Insbesondere sind folgende Subtypen für die Codierung von Übungsaufgaben relevant:
Training
: Zeichnet einen Trainingsabschnitt einer Lerneinheit aus, dieser besteht normalerweise aus einem Ü-
bungsaufgabenteil und einem Testteil und anderen trainingsrelevanten Inhalten (z.B. Ressourcenverweise)
Exercise
: Übungsaufgabenblatt (offline zu lösen)
Assessment
: Verweis auf einen Onlinetest
Task
: Eine einzelne Aufgabe eines Übungsblatts
Question
: Eine konkrete Fragestellung
Hint
: Hinweise für die Lösung
Solution
: eine oder mehrere Musterlösungen
Der Assessmentteil (
assessment
) besteht aus Aufgabenstellungen, die ein CBT-Subsystem online abfragen
kann. Favorisiertes Informationsmodell des Assessment Teils ist die IMS Question&Test Spezifikation
[QTI02]. Mögliche weitere Modelle werden von einzelnen Test-/Assessmentsystemen vorgegeben, etwas
das Modell für Übungsblätter von WebAssign
1
[WebA02], oder das an QTI angelehnte Datenmodell von
ACS [ACS02].
Assessments werden in LMML über eine URI-Referenz angebunden:
<section title="Test" dtype="assessment" uri="http:...."/>
Eine konkrete Anbindung von LMML-Inhalten an das Übungssystem WebAssign wurde im Projekt
LAMP durchgeführt [WebL02]. Die genaue Spezifikation der Interaktion von in LMML beschriebenen
Inhalten mit verschiedenen anderen Testsystemen ist Teil der zukünftigen Forschungsarbeit.
1
WebAssign ist ein Open Source System zur Spezifikation und Verwaltung von Übungsaufgaben, das von der
Fernuniversität Hagen initiiert wurde und inzwischen von einer Zahl anderer virtueller Universitäten verwendet
wird. Für eine relevante Untermenge des Übungsaufgabenmodells von WebAssign existiert bereits eine Abbildung
auf das LMML-Framework, entstanden im LAMP-Projekt [WebL].
Draftversionl Präsentationsorientierte didaktische Strukturierung Seite 25/34
Präsentationsorientierte didaktische Strukturierung
Wir haben nun den Stoff inhaltlich gegliedert und didaktisch aufbereitet:
Lerneinheiten sind in der Stoffhierarchie identifiziert.
Lerneinheiten sind mit Voraussetzungen, Lernzielen, Ressourcen und anderem verwandten Material ausge-
zeichnet.
Lerneinheiten haben eine Einleitung (
initialSituation, problem, motivation, instruction
), mehrere Lernschritte, einen
Schluss (
summary, outlook
) und einen Trainingsteil, bestehend aus Übungsaufgaben und Testfragen.
Nun müssen präsentationsorientierte Feinaspekte der Inhalte definiert werden. Ziele der präsentationsori-
entierten didaktischen Strukturierung sind:
Kleine Präsentationseinheiten: Inhalte sollen möglichst auf einen Bildschirm passen, damit Scrolling zumin-
dest ab genügend hohen Auflösungen vermieden werden kann.
Konzentration auf das Wesentliche: Dem Benutzer sollen in der Bildschirmversion ausschließlich die wesent-
lichen Inhalte präsentiert werden. Zu leichte (für den Großteil der Zielgruppe selbstverständliche) Inhalte wer-
den in optional einblendbaren Hilfetexten ausgelagert [G93]. Online zu schwierig nachvollziehbare und nicht
unmittelbar (Lern-)Ziel führende Inhalte werden als optionale Exkurse angeboten [KS89].
Informationsverdichtung: Der Benutzer soll einen verdichteten Überblick auf die in einer Bildschirmseite
enthaltene Information erhalten. Eine Randleiste gibt unter Verwendung von Symbolen und Stichpunkten einen
schnellen Überblick über die Art und den Inhalt der zugehörigen Passagen im Fliesstext.
Bzgl. der präsentationsorientierten didaktischen Strukturierung stehen folgende Konzepte zur Verfügung:
Präsentationseinheiten oder Folien (slides): was wird auf einer Bildschirmseite / Folie dargestellt
Marginalien: Stichworte in der Randleiste
Benutzerhinweise (Lernerhinweise, Lehrerhinweise): ergänzende Hinweise, die nur bei Bedarf eingeblendet
werden
Exkurse: Möglichkeiten, Inhalte zu vertiefen.
Präsentationseinheiten
Jede inhaltliche Einheit kann als Präsentationseinheit (entspricht einer Webseite oder Vortragsfolie) mit-
hilfe des
style
-Elements ausgezeichnet werden. Präsentationseinheiten innerhalb anderer Präsentationsein-
heiten werden ignoriert.
Das
style
-Element vom Typ
presentationUnit
bewirkt, dass die folgende
section
später als eine html-Seite prä-
sentiert wird:
<section title="Motivation und Lernziele" dtype="introduction">
<style type="presentationUnit"/>
<paragraph dtype="problem">
<LMMLtext>
In diesem Abschnitt werden die grundlegenden Strukturen eingeführt und definiert, die wir
zur Beschreibung von Schaltnetzen benötigen.
Wir werden uns mit folgenden Fragen grundsätzlicher Art auseinandersetzen:
</LMMLtext>
<ulist>
<LMMLtext>
Warum modelliert man Schaltnetze formal?
</LMMLtext>
<LMMLtext>
Welche Eigenschaften charakterisieren ein Schaltnetz?
</LMMLtext>
Draftversionl Präsentationsorientierte didaktische Strukturierung Seite 26/34
<LMMLtext>
Auf welche formalen Konstrukte lassen sich Struktur und Verhalten von Schaltnetzen abbilden?
</LMMLtext>
<LMMLtext>
Was ist Schaltungsanalyse?
</LMMLtext>
<LMMLtext>
Was ist Schaltungssynthese?
</LMMLtext>
</ulist>
</paragraph>
</section>
Marginalien
Marginalen sind kleine Randbemerkungen. Standardmäßig werden alle definierten Begriffe und Schlüs-
selwörter als Marginalie präsentiert. Zusätzlich wird auf Definitionen, Beispiele, Anmerkungen, interak-
tive Elemente, wichtige Inhalte usw. mit entsprechenden Icons hingewiesen.
Man kann über das
style
-Element zusätzliche kurze Textpassagen als Marginalie auszeichnen:
<section>
<style type="presentationUnit"/>
<paragraph>
<LMMLtext>Dies ist ein Absatz über die Verwendung von Marginalien</LMMLtext>
<LMMLtext>
<style type="marginal"/>
Verwendung von Marginalien</LMMLtext>
</paragraph>
</section>
Benutzerhinweise
Benutzerhinweise formulieren in der Regel kürzere Inhalte, die in Form einer Kontexthilfe oder einer
speziellen Marginalie (z.B. eine Glühbirne) abgerufen werden können.
Inhalte, die als Benutzerhinweis präsentiert werden sollen, sind vom Typ
hint
:
<definition defines="Schaltnetzstruktur" importance="high">
<LMMLtext>
Eine Schaltnetzstruktur ist ein (von seinen Eingängen zu seinen Ausgängen)
gerichteter azyklischer Graph (Kantenfolgen über die Knoten sind nicht
geschlossen), dessen Knoten mit Funktionsnamen markiert sind.
</LMMLtext>
</definition>
<explanation
dtype="hint"
>
<LMMLtext>
Üblicherweise zeichnet man Kanten gerichteter Graphen mit Pfeilen. Aus Gründen der
Übersichtlichkeit verzichten wir hier darauf. Eingänge sind im allgemeinen links im Bild,
Ausgänge rechts. Die Pfeile im Graphen würden immer in Richtung der Ausgänge zeigen.
</LMMLtext>
</explanation>
Im Beispiel folgt der Definition eine Erklärung, die aber nur bei Bedarf als Hilfetext erreichbar ist (siehe
auch Abschnitt
Prototypische Realisierung
).
Draftversionl Präsentationsorientierte didaktische Strukturierung Seite 27/34
Exkurse
Exkurse sind längere Inhalte, die zum Erreichen der in der LE formulierten Lernziele nicht unbedingt
notwendig sind, die jedoch dem interessierten Leser die Gelegenheit bieten, bestimmte Sachverhalte zu
vertiefen. Für Exkurse bieten sich v.a. Inhalte an, die online nur schwer vermittelbar sind und den Ar-
beitsfluss beim Lernen am Bildschirm stören würden. Beispiele sind Beweise, komplexe formale Defini-
tionen, Nebenrechnungen, lange Herleitungen komplexer Eigenschaften und große, dichte Informations-
mengen in Form von langen Listen oder Tabellen.
Exkurse werden im Inhaltsverzeichnis unterdrückt. Ebenso werden sie bei der Standardnavigation (vor-
und zurückblättern) übersprungen. Sie sind lediglich durch spezielle Links bei Inhalten, die Exkurse zur
Vertiefung anbieten, erreichbar.
Zur Auszeichnung von Exkursen wird das Attribut
dtype=“extension“
verwendet.
<section title="Section 2.1" dtype="learningUnit">
<section title="Optimaliät von RMS">
<theorem>
<LMMLtext>RMS-Verfahren ist optimal für statisches Scheduling</LMMLtext>
</theorem>
</section>
<section title="Beweis der Optimalitätseigenschaft"
dtype="extension
">
<section title="Beweis RMS Teil I">
<style type="presentationUnit"/>
<proof>
<LMMLtext>...</LMMLtext>
</proof>
<explanation>
<LMMLtext>...</LMMLtext>
</explanation>
</section>
<section title="Beweis RMS Teil II">
<style type="presentationUnit"/>
<proof>
<LMMLtext>...</LMMLtext>
</proof>
<remark>
<LMMLtext>...</LMMLtext>
</remark>
</section>
<section title="Beweis RMS Teil III">
<style type="presentationUnit"/>
<proof>
<LMMLtext>...</LMMLtext>
</proof>
</section>
</section>
<section title="Folgerungen aus der Optimalitätseigenschaft"
dtype="extension
">
<style type="presentationUnit"/>
<paragraph>
<LMMLtext>Geht es nicht doch noch besser?...</LMMLtext>
</paragraph>
</section>
</section>
Draftversionl Präsentationsorientierte didaktische Strukturierung Seite 28/34
Im Beispiel wird in einer Lerneinheit ein Satz vorgestellt. Der dazugehörige Beweis wird über drei Prä-
sentationseinheiten als Exkurs (
dtype=“extension“
) angefügt.
Wie man im Beispiel sieht, kann eine inhaltliche Einheit auch mehrere Exkurse besitzen.
Die Sektion „Folgerungen aus der Optimalitätseigenschaft“ bildet einen zweiten Exkurs zur Sektion „Op-
timalität von RMS“.
Optimalität
von RMS
RMS
Beispiele
Beweis Teil I Beweis Teil II
Beweis Teil
III
Folgerungen
Definition
RMS
nextnext next next
next next next
next
Lernmodus
Exkurs "Beweis RMS" Exkurs "Folgerungen"
Vertiefungsmodus
Abbildung 12: Einbettung von Exkursen in die lineare Ordnung von Präsentationseinheiten
In der Präsentation der obigen Spezifikation werden innerhalb der Sektion „Optimalität von RMS“ zwei
spezielle Vertiefungslinks „Beweis der Optimalitätseigenschaft“ und „Folgerungen aus der Optimalitäts-
eigenschaft“ angeboten. Beim normalen Vorwärtsblättern werden diese Exkurse übersprungen, ebenso im
Navigationsbaum.
Wenn der Benutzer einen Exkurs explizit anwählt, dann wechselt die Präsentation in den Vertiefungsmo-
dus, dessen Gestaltung sich vom Lernmodus abhebt. Wenn alle Exkurse zu einer inhaltlichen Einheit
abgearbeitet sind, kehrt der Benutzer automatisch zur nächsten Präsentationseinheit des Lernmodus zu-
rück (im Beispiel: „RMS Beispiele“). Zusätzlich sollte die Präsentationsumgebung im Vertiefungsmodus
stets eine „nach oben“ Navigation anbieten, um wieder zurück zur Ausgangspräsentationseinheit zu ge-
langen (im Beispiel: „Optimalität von RMS“).
Anmerkung zur Exkursspezifikation
Die Aufteilung von Lerninhalten in Lernstoff und Exkurse ist hochgradig abhängig von der Zielgruppe.
Während unerfahrene Benutzer durch bestimmte Inhalte überfordert wären und diese besser in Exkurse
für besonders interessierte Leser oder für die Nachbearbeitung ausgelagert werden, können dieselben
Inhalte für erfahrene Zielgruppen durchaus als Standardlernstoff dargeboten werden.
Wie bereits mehrfach betont, gehen wir von einer bekannten und relativ homogenen Benutzergruppe aus,
so dass wir von benutzergruppenabhängigen Auszeichnung von Exkursen abstrahieren können. Die be-
nutzergruppenabhängige Spezifikation von Exkursen ist als Teilaspekt kontextsensitiver Informationsmo-
dellierung Gegenstand aktueller Forschung.
Präsentationsmodi einer Lerneinheit
Aufgrund seiner inhaltlichen und präsentationsorientierten didaktischen Strukturierung können Präsenta-
tionseinheiten einer Lerneinheit zu einer von folgenden vier Präsentationsmodi zugeordnet werden:
Überblicksmodus: Auf der aktuellen Präsentationseinheit wird Überblicksinformation über den folgenden oder
vorausgehende Lernstoff gegeben. Die Präsentationseinheiten der Einleitung und die Zusammenfassung werden
im Überblickmodus visualisiert, ebenso wie Modulabstrakte und Einleitungsabschnitte von / Überleitungsein-
heiten zwischen Kapiteln von Lernmodulen, die sich nicht innerhalb einer konkreten Lerneinheit befinden.
Lernmodus: Präsentationseinheiten im Lernmodus stellen den Lernstoff dar. Hier kann der Rezipient alle rele-
vanten Details für den Lernzielen der Lerneinheit finden. Präsentationseinheiten im Lernmodus sind mit Lern-
zielen assoziiert.
Draftversionl Präsentationsorientierte didaktische Strukturierung Seite 29/34
Vertiefungssmodus: Hier werden weiterführende Information zu einem Lernstoff angeboten. Die vermittelten
Inhalte sind nicht unmittelbar notwendig zum Erreichen der Lernziele, bieten aber dem interessierten Leser
Möglichkeit zur Erweiterung seines Kenntnistands. Präsentationseinheiten von Exkursen werden im Vertie-
fungsmodus dargestellt.
Trainingsmodus: Hier werden die vermittelten Lerninhalte geübt und der erreichte Kenntnisstand bzgl. der
einzelnen Lernziele getestet. Die Aufgaben des Trainingsmodus sind mit Lernzielen verknüpft.
Der Modus einer Präsentationseinheit kann über differenziertes Layout (z.B. der Veränderung der Hinter-
grund- oder Rahmenfarbe) visualisiert werden. So wird dem Lerner die didaktische Funktion der aktuel-
len Präsentationseinheit direkt vermittelt.
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Prototypische Realisierung
Derzeit testen wir die vorgestellten Konzepte anhand einer prototypischen Umsetzung des Moduls „For-
male Grundlagen von Schaltnetzen“ für die Wissenswerkstatt Rechensysteme [WWR02].
Der folgende Screenshot veranschaulicht eine mögliche Präsentation der didaktischen Strukturen:
Die Navigationsleiste links gibt einen Überblick über den in Kapiteln gegliederten und in Lerneinheiten
eingeteilten Stoff. Der zentrale Frame besteht aus einem Navigationsbereich (Lerneinheit bzw. Bild vor-
/zurückblättern), einen Bereich für die Präsentation der Inhalte und eine Randleiste für den Zugriff auf
Lernziele, Hilfetexte („Glühbirne“), Annotationen und Exkurse (nicht im Bild zu sehen). Nach Klick auf
die „Glühbirne“ öffnet sich ein zusätzliches Hilfefenster, in dem weitergehende Erklärungen zum aktuel-
len Bild angeboten werden.
Abbildung 13: Prototyp didaktischer Strukturierung, Hauptfenster und zusätzlich eingeblendeter Lernerhinweis
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Zusammenfassung
Wir haben ein Datenmodell vorgestellt, das die Aufbereitung von Onlinematerial nach dem didaktischen Modell des
Instruktionsdesigns unterstützt.
Lernmodul - Lerneinheiten
Lernstoff muss nicht nur modularisiert werden, sondern die entstehen Lernmodule müssen in geeignete
Lerneinheiten zerlegt werden, damit sie von einem durchschnittlichen Benutzer innerhalb einer Lernses-
sion bearbeitet werden können. Bei der Arbeit am Bildschirm lässt die Konzentration schnell nach, so
dass der Lernstoff in kleinen Einheiten präsentiert werden muss.
Eine Lerneinheit hat ca. 45-60 min Durcharbeitungsaufwand und kann unabhängig von anderen Inhalten
bearbeitet werden können. Lerneinheiten müssen konsistent gestaltet und klar erkennbar präsentiert wer-
den.
Eine Lerneinheit besteht aus
Einleitung (Ausgangslage, Problemstellung, Motivation, Instruktion/Bearbeitungshinweise,
Lernziele, Schlüsselbegriffe)
3-4 inhaltliche Lernschritte. Jeder Lernschritt beinhaltet Lernstoff in der Größenordnung
von 10-15 min, wird in jeweils 3-5 Bildschirmseiten/Folien präsentiert und abgeschlossen mit
leichten, interaktiven Verständniskontrollfragen. Somit wird der Benutzer nach spätestens 15 mi-
nütiger Informationsaufnahme zusätzlich aktiviert.
Schluss (Zusammenfassung, Ausblick, weitere Informationsquellen)
Trainingsteil (offline Übungen, online Tests). Im Trainingsteil werden Lerneinheiten - übergrei-
fende Übungsaufgaben/Testaufgaben gestellt, damit der Überblick über den Gesamtstoff nicht
verloren geht.
Konzentration auf das Wesentliche
In der Standardpräsentation sollen nur genau solche Inhalte erreicht werden, die (Lernziel-)führend sind.
Zu leichte Passagen oder weniger wichtige Anmerkungen werden in optional verfügbaren Hilfetexten zu
einer Bildschirmseite eingeblendet. Online zu schwierig nachvollziehbare Passagen (Beweise, formale
Definitionen...) werden in Exkurse ausgelagert, falls sie nicht wesentlich für das Erreichen der gesteckten
Lernziele sind. Diese werden beim normalen Vor-/Zurückblättern übersprungen und sind nur über spe-
zielle Vertiefungslinks im Lerninhalt erreichbar, die der Benutzer explizit anwählen muss.
Die zentralen Sprachelemente der didaktischen Strukturierung sind:
Auszeichnung von Lerneinheiten (und ihrer inneren Struktur wie oben dargestellt)
Explizite Benennung der Lernziele in Lerneinheiten und Verknüpfung von Inhalten und Übungs-
aufgaben mit Lernzielen.
Auszeichnung von Präsentationseinheiten / Folien
Auszeichnung von (kürzeren) Hilfetexten (tips, hints,...), die zusätzlich zur aktuellen Seite einge-
blendet werden können.
Auszeichnung von (längeren) Exkursen, in die explizit vom Benutzer verzweigt werden muss
Die zukünftige Forschung wird sich mit der kontextsensitiven Modellierung von didaktischen Strukturen
sowie mit flexibel adaptierbarer, didaktischer Aufbereitung desselben Lernstoffes beschäftigen. Unter-
schiedliche didaktische Konzepte können so effizient an verschiedenen Zielgruppen getestet und evaluiert
werden. Insbesondere soll die Lehrwirksamkeit von didaktisch aufbereiteten Online-Material im Ver-
gleich zu traditionellem Lehrmaterial (Lehrbücher, Skripte, Vortragsfolien) evaluiert werden.
Draftversionl Referenzen Seite 32/34
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Article
Full-text available
Discussion of learner control in instructional management describes six learner control methods: (1) content control; (2) sequence control; (3) pace control; (4) display or strategy control; (5) internal processing control; and (6) advisor strategies. Relevant literature, both theoretical and empirical, is reviewed, and learner control and hypermedia learning systems are discussed. (43 references) (LRW)
Article
This paper identifies and evaluates the learning effectiveness of the major features found in media selection models. The 10 different models employed as examples are not described individually, as is done in some previous reviews. Instead, the article focuses on the characteristics noted across models. Features discussed include the physical forms the models take, the ways in which they classify media, and the media selection factors they consider. Selection factors embodied in models affect media choices. Characteristics of learners, setting, and task are identified as factors to be given primary consideration in media selection.
Article
From the Publisher:The first edition of Applying UML and Patterns: An Introduction to Object-Oriented Analysis and Design quickly emerged as the leading OOA/D introduction; it has been translated into seven languages and adopted in universities and businesses worldwide. In this second edition, well-known object technology and iterative methods leader Craig Larman refines and expands this text for developers and students new to OOA/D, the UML, patterns, use cases, iterative development, and related topics. Put simply, the book shows newcomers to OOA/D how to "think in objects." It does so by presenting three iterations of a single, cohesive case study, incrementally introducing the requirements and OOA/D activities, principles, and patterns that are most critical to success. It introduces the most frequently used UML diagramming notation, while emphasizing that OOA/D is much more than knowing UML notation. All case study iterations and skills are presented in the context of an "agile" version of the Unified Process — a popular, modern iterative approach to software development. Throughout, Larman presents the topics in a fashion designed for learning and comprehension. Among the topics introduced in Applying UML and Patterns are: * requirements and use cases, * domain object modeling, * core UML, * designing objects with responsibilities, * "Gang of Four" and other design patterns, * mapping designs to code (using Java as an example), * layered architectures, * architectural analysis, * package design, * iterative development, and * the Unified Process. For a more detailed list of topics, please see the accompanying table of contents. Forewordby Philippe Kruchten, the lead architect of the Rational Unified Process. "Too few people have a knack for explaining things. Fewer still have a handle on software analysis and design. Craig Larman has both."—John Vlissides, author, Design Patterns and Pattern Hatching "This edition contains Larman's usual accurate and thoughtful writing. It is a very good book made even better."—Alistair Cockburn, author, Writing Effective Use Cases and Surviving OO Projects