Methoden zur effizienten Produktion und Verwendung von videomedialen Lernmodulen:
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| Published: |
Erlangen
Institut für Informatik
2006
|
| Series: | Arbeitsberichte des Instituts für Informatik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
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Inhaltsverzeichnis
I
1 Einleitung 2
2 Video als Lernmedium 5
2.1 Tele-Lernen. 6
2.1.1 Begriffsbestimmung. 6
2.1.2 Einsatz im universitären Bereich. 8
2.2 Didaktische Videomateriaiien. 9
3 Ähnliche Arbeiten 11
3.1 Klassifizierungsschema. 11
3.2 Projekte. 12
4 Verbesserungspotenziale 19
II
5 Mediengestütztes Lernen 24
5.1 Lemtheorien . 24
5.2 Paradigmen für Lernsysteme. 26
5.2.1 Instruktionsdesign. 27
5.2.2 Tutorielle Systeme. 30
5.2.3 Hypermediale Lernsysteme. 30
5.2.4 Modellwelten. 32
5.2.5
5.3 Zusammenfassung. 34
6 Lernsysteme, Lernplattformen und Lernumgebungen 37
6.1 Begriffsbestimmung und Funktionalitäten . 37
6.2 Modellierung von Lerninhalten . 41
6.2.1
6.2.2
6.2.3
6.2.4
6.2.5
6.2.6 Weitere Systeme und Ausblick. 50
6.3 Zusammenfassung. 50
III
onssysteme 53
7 Intelligente multimediale Präsentationssysteme 54
7.1 Constraintbasierte Präsentationssteuerung. 55
7.2 Kommunikative und Präsentationsakte. 56
7.3 Referenzmodell. 58
7.4 Zusammenfassung. 60
8 Methoden des inhaltsbasierten Managements von Videosequen¬
zen 62
8.1 Inhaltsmodellierung von Videosequenzen. 62
8.1.1 Modellierung mit Metadaten. 62
8.1.2 Grafenbasierte Modellierung . 66
8.1.3 Objektorientierte Modellierung. 69
8.1.4 Algebraischer Ansatz . 69
8.2 Methoden der Videoanalyse. 70
8.2.1 Automatische Videosegmentierung. 70
8.2.2
8.2.3 Analyse der Audiospur. 72
8.3 Dynamische Kombination von Videosequenzen. 73
8.3.1 Modelle. 73
8.3.2 Realisierungsmöglichkeiten. 74
8.4
8.4.1 Keyframe-basierte Visualisierung. 77
8.4.2 Icon-Sprachen. 79
8.4.3 Unterstützungsmechanismen für Videobrowsing. 80
8.5 Zusammenfassung. 81
IV
9 Überblick 86
10 Referenzmodell der videomedialen Lernmodulproduktion 87
10.1 Phasenmodell . 87
10.1.1 Vorbereitungs-und Strukturierungsphase. 88
10.1.2 Informationsbereitstellungsphase. 89
10.1.3 Aufzeichnungsphase. 90
10.1.4 Nachbereitungsphase. 91
10.1.5 Lernmodulproduktionsphase. 91
10.1.6 Verwendungsphase. 92
10.2 Rollenmodell. 92
10.3 Zusicherungsmodell. 94
11 Generative Beschreibung von Präsentationen 96
11.1 Relevante Modelle und Kontextualisierung. 97
11.2 Abstraktionen und Bezeichnungen. 98
11.3 Präsentations-Scheduling. 100
11.4 Die genVideo-Sprache. 100
11.4.1 Bestandteile einer genVideo-Modellierung. 101
11.4.2 Beispiele. 104
11.4.3 Implizite Komposition . 107
11.5 Verwendung pädagogischer Modelle. 108
11.5.1
11.5.2 Drill-and-Practice. 109
11.5.3
11.6 Zusammenfassung. 111
12 Attribuierungsschema des Inhaltsmodells 112
12.1 Konzeptionelles Modell .112
12.1.1 Ausprägungen und Typen von Medienressourcen.113
12.1.2 Ableitung von Medienressourcen.115
12.1.3 Schematisierung des Inhaltsmodells.117
12.1.4 Struktur und Schematisierung der Lernmodule.117
12.2 Verbindung von Inhaltsmodell und generativer Beschreibung . . 119
13 Visuelle Zusammenfassungen von Lernmaterialien 120
13.1 Visualisierung des konzeptionellen Modells.120
13.1.1 Elemente der Visualisierung .120
13.1.2 Visualisierungsmetaphern.121
13.2 Inhaltsbasierte Visualisierung von Videoressourcen .122
14 Konzeption eines videomedialen Lernsystems 124
14.1 Präsentation der Lerninhalte .124
14.2 Schaffung einer bekannten Lernumgebung.125
14.3 Interaktion mit den Lerninhalten.126
14.4 Suche nach Lerninhalten .127
14.5 Verwaltung und Erstellung eigener Lerninhalte .127
14.6 Qualitätssicherung.128
14.7 Integration mit anderen Lernsystemen.129
14.8 Vorbereitungs-und Aufzeichnungsunterstützung .130
14.9 Systemkomponenten.130
15 Anwendungsszenarien 133
15.1 Produktion von Vorlesungsmodulen .134
15.2 Erstellung von Übungsmodulen.135
15.3 Prüfungsvorbereitung eines Lerners.135
V
16 Technische Konzeption 138
16.1 Namensraum und Adressierung .138
16.2 Umsetzung des Inhaltsmodells.139
16.2.1 Ontologien des Inhaltsmodells.141
16.2.2 Suche im Inhaltsmodell.144
16.3 Umsetzung der genVideo-Sprache.145
16.4 Umsetzung der Mediensynchronisierung.145
16.5 Erstellung und Pflege von Attribuierungen.146
17 Portal-basierte Realisierung 148
17.1 Informationsfluss. 148
17.2 Funktionalitäten. 149
17.2.1
17.2.2 Personalisierung. 151
17.2.3 Visualisierung . 151
17.3 Technische Umsetzung des Inhaltsmodells . 153
17.3.1 Objekt-RDF-Aussagen-Mapping. 153
17.3.2 Objekt-RDF-Query-Sprache. 154
17.3.3 Objekt-XML-Binding. 155
17.4 Realisierungsplattform.155
18 Lösungsdiskussion und Ausblick 157
19 Zusammenfassung 159
Literatur 161
VI
A
A.1 OWL-Ontologie für Kernkomponenten.178
A.2 OWL-Ontologie für Ausprägungen.184
A.3 OWL-Ontologie für Medienressourcentypen.188
A.4 OWL-Ontologie für Annotationen.191
В
B.1 BNF für genVideo .194
B.2 Schnittsteile für Erweiterungsfunktionen.196
С
D
D.1 Verwendete Mapping-Konfigurationsdatei.199
D.2 BNF für Object-RDQL.205 |
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Inhaltsverzeichnis
I
1 Einleitung 2
2 Video als Lernmedium 5
2.1 Tele-Lernen. 6
2.1.1 Begriffsbestimmung. 6
2.1.2 Einsatz im universitären Bereich. 8
2.2 Didaktische Videomateriaiien. 9
3 Ähnliche Arbeiten 11
3.1 Klassifizierungsschema. 11
3.2 Projekte. 12
4 Verbesserungspotenziale 19
II
5 Mediengestütztes Lernen 24
5.1 Lemtheorien . 24
5.2 Paradigmen für Lernsysteme. 26
5.2.1 Instruktionsdesign. 27
5.2.2 Tutorielle Systeme. 30
5.2.3 Hypermediale Lernsysteme. 30
5.2.4 Modellwelten. 32
5.2.5
5.3 Zusammenfassung. 34
6 Lernsysteme, Lernplattformen und Lernumgebungen 37
6.1 Begriffsbestimmung und Funktionalitäten . 37
6.2 Modellierung von Lerninhalten . 41
6.2.1
6.2.2
6.2.3
6.2.4
6.2.5
6.2.6 Weitere Systeme und Ausblick. 50
6.3 Zusammenfassung. 50
III
onssysteme 53
7 Intelligente multimediale Präsentationssysteme 54
7.1 Constraintbasierte Präsentationssteuerung. 55
7.2 Kommunikative und Präsentationsakte. 56
7.3 Referenzmodell. 58
7.4 Zusammenfassung. 60
8 Methoden des inhaltsbasierten Managements von Videosequen¬
zen 62
8.1 Inhaltsmodellierung von Videosequenzen. 62
8.1.1 Modellierung mit Metadaten. 62
8.1.2 Grafenbasierte Modellierung . 66
8.1.3 Objektorientierte Modellierung. 69
8.1.4 Algebraischer Ansatz . 69
8.2 Methoden der Videoanalyse. 70
8.2.1 Automatische Videosegmentierung. 70
8.2.2
8.2.3 Analyse der Audiospur. 72
8.3 Dynamische Kombination von Videosequenzen. 73
8.3.1 Modelle. 73
8.3.2 Realisierungsmöglichkeiten. 74
8.4
8.4.1 Keyframe-basierte Visualisierung. 77
8.4.2 Icon-Sprachen. 79
8.4.3 Unterstützungsmechanismen für Videobrowsing. 80
8.5 Zusammenfassung. 81
IV
9 Überblick 86
10 Referenzmodell der videomedialen Lernmodulproduktion 87
10.1 Phasenmodell . 87
10.1.1 Vorbereitungs-und Strukturierungsphase. 88
10.1.2 Informationsbereitstellungsphase. 89
10.1.3 Aufzeichnungsphase. 90
10.1.4 Nachbereitungsphase. 91
10.1.5 Lernmodulproduktionsphase. 91
10.1.6 Verwendungsphase. 92
10.2 Rollenmodell. 92
10.3 Zusicherungsmodell. 94
11 Generative Beschreibung von Präsentationen 96
11.1 Relevante Modelle und Kontextualisierung. 97
11.2 Abstraktionen und Bezeichnungen. 98
11.3 Präsentations-Scheduling. 100
11.4 Die genVideo-Sprache. 100
11.4.1 Bestandteile einer genVideo-Modellierung. 101
11.4.2 Beispiele. 104
11.4.3 Implizite Komposition . 107
11.5 Verwendung pädagogischer Modelle. 108
11.5.1
11.5.2 Drill-and-Practice. 109
11.5.3
11.6 Zusammenfassung. 111
12 Attribuierungsschema des Inhaltsmodells 112
12.1 Konzeptionelles Modell .112
12.1.1 Ausprägungen und Typen von Medienressourcen.113
12.1.2 Ableitung von Medienressourcen.115
12.1.3 Schematisierung des Inhaltsmodells.117
12.1.4 Struktur und Schematisierung der Lernmodule.117
12.2 Verbindung von Inhaltsmodell und generativer Beschreibung . . 119
13 Visuelle Zusammenfassungen von Lernmaterialien 120
13.1 Visualisierung des konzeptionellen Modells.120
13.1.1 Elemente der Visualisierung .120
13.1.2 Visualisierungsmetaphern.121
13.2 Inhaltsbasierte Visualisierung von Videoressourcen .122
14 Konzeption eines videomedialen Lernsystems 124
14.1 Präsentation der Lerninhalte .124
14.2 Schaffung einer bekannten Lernumgebung.125
14.3 Interaktion mit den Lerninhalten.126
14.4 Suche nach Lerninhalten .127
14.5 Verwaltung und Erstellung eigener Lerninhalte .127
14.6 Qualitätssicherung.128
14.7 Integration mit anderen Lernsystemen.129
14.8 Vorbereitungs-und Aufzeichnungsunterstützung .130
14.9 Systemkomponenten.130
15 Anwendungsszenarien 133
15.1 Produktion von Vorlesungsmodulen .134
15.2 Erstellung von Übungsmodulen.135
15.3 Prüfungsvorbereitung eines Lerners.135
V
16 Technische Konzeption 138
16.1 Namensraum und Adressierung .138
16.2 Umsetzung des Inhaltsmodells.139
16.2.1 Ontologien des Inhaltsmodells.141
16.2.2 Suche im Inhaltsmodell.144
16.3 Umsetzung der genVideo-Sprache.145
16.4 Umsetzung der Mediensynchronisierung.145
16.5 Erstellung und Pflege von Attribuierungen.146
17 Portal-basierte Realisierung 148
17.1 Informationsfluss. 148
17.2 Funktionalitäten. 149
17.2.1
17.2.2 Personalisierung. 151
17.2.3 Visualisierung . 151
17.3 Technische Umsetzung des Inhaltsmodells . 153
17.3.1 Objekt-RDF-Aussagen-Mapping. 153
17.3.2 Objekt-RDF-Query-Sprache. 154
17.3.3 Objekt-XML-Binding. 155
17.4 Realisierungsplattform.155
18 Lösungsdiskussion und Ausblick 157
19 Zusammenfassung 159
Literatur 161
VI
A
A.1 OWL-Ontologie für Kernkomponenten.178
A.2 OWL-Ontologie für Ausprägungen.184
A.3 OWL-Ontologie für Medienressourcentypen.188
A.4 OWL-Ontologie für Annotationen.191
В
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