Modulares Constraint-Checking: domänenunabhängiges Feedback bei der Modellierung mit visuellen Sprachen
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Hamburg
Kovač
2011
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| Schriftenreihe: | Schriftenreihe computergestütztes Lernen
10 |
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| Online-Zugang: | Ausfuehrliche Beschreibung Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 346 S., S. XV - XXVII graph. Darst. 21 cm, 467 g |
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Datensatz im Suchindex
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INHALTSVERZEICHNIS
DANKE XIII
1. EINLEITUNG 1
1.1. MODULARES CONSTRAINT CHECKING IM UEBERBLICK 3
1.1.1. HERAUSFORDERUNGEN MODERNER LEHR-/LERNUMGEBUNGEN 3 1.1.2. WAS IST
MODULARES CONSTRAINT CHECKING? 4
1.1.3. KOMPONENTEN DES MCC-ANSATZES 9
1.1.4. WIE DAS MCC-SYSTEM VERWENDET WIRD 11
1.2. KONSEQUENZEN DES MCC-ANSATZES 13
1.2.1. MCC IST DOMAENENUNABHAENGIG 13
1.2.2. FLACHE WISSENSREPRAESENTATION 15
1.2.3. WAS FUER FEEDBACK? 17
1.3. WICHTIGE TECHNISCHE ASPEKTE DES MCC-ANSATZES 20 1.3.1. VERGLEICH
VON ZUSTAENDEN MIT LOESUNGEN 20
1.3.2. WENN DER LERNENDE FEHLER MACHT 23
1.4. DIDAKTISCHE RELEVANZ DES MCC-ANSATZES 24
1.4.1. EIN EINFACHES BEISPIEL 24
1.4.2. FEEDBACK FUER VISUELLE SPRACHEN 25
1.4.3. AUSWEITUNG DER GRUPPE DER AUTOREN 27
1.4.4. SCHUELERINNEN UND SCHUELER BEFAEHIGEN 27
1.4.5. DIDAKTISCHE EINORDNUNG DES MCC 29
1.5. ERSTE ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 32
1.5.1. VERGLEICH MIT WISSENSBASIERTEN ITS 32
1.5.2. AUFBAU DER ARBEIT 33
2. GRUNDLEGUNGEN 37
2.1. UEBERBLICK UEBER INTELLIGENTE TUTOR SYSTEME 38
2.1.1. DIE VIER BESTANDTEILE EINES ITS 38
2.1.2. TYPEN VON ITS 40
2.1.3. ANFORDERUNGEN AN JEDES GUTE ITS (-AUTOREN-SYSTEM) 43
V
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1009738852
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
2.1 A. WIDERSPRUECHLICHE DESIGN-ANFORDERUNGEN 44
2.1.5. EINORDNUNG VON MCC IN DAS SPEKTRUM DER ITS . . 45 2.2. VISUELLE
SPRACHEN 46
2.2.1. VISUELLE SPRACHEN - DEFINITION 46
2.2.2. FORSCHUNGSBEREICHE AUF DEM GEBIET VISUELLER SPRACHEN 48 2.2.3.
KLASSIFIZIERUNG ALLEIN AUF BASIS DES ERSCHEINUNGSBILDS 50 2.2.4.
VERHAELTNIS VON EINER *SACHE UND IHRER VISUELLEN RE- PRAESENTATION 53
2.2.5. VISUELLE SPRACHEN UND MCC 56
2.3. INTERAKTIVE UND KOOPERATIVE MODELLIERUNGSUMGEBUNGEN . . 60 2.3.1.
DAS DIRECT MANIPULATION PARADIGMA 60
2.3.2. COOL MODES 65
2.4. PROGRAMMIEREN MIT CONSTRAINTS 75
2.4.1. DEFINITION EINES CONSTRAINT 75
2.4.2. LOKALE KONSISTENZ 76
2.4.3. DEFINITION VON KANTENKONSISTENZ 76
2.4.4. ALGORITHMEN ZUR HERSTELLUNG LOKALER KONSISTENZ . . 77 2.4.5.
FINDEN EINER LOESUNG 78
2.4.6. HEURISTIKEN FUER DIE LOESUNG VON CSPS 79
2.4.7. BESTE ANNAEHERUNGEN IN UEBERBESTIMMTEN NETZEN . . 80 2.4.8. MCC UND
CONSTRAINT-NETZE 81
2.5. KATEGORISIERUNG VON ANALYSE-METHODEN 83
2.5.1. KLASSIFIZIERUNGS-MOEGLICHKEITEN 83
2.5.2. BEISPIELE 86
2.6. ZUSAMMENFASSUNG 90
3. RELEVANTE ARBEITEN ZUM *LIGHT WEIGHT TUTORING 93
3.1. DER *PLUG-IN TUTOR 94
3.1.1. BESCHREIBUNG DER IDEE 94
3.1.2. BEISPIEL-IMPLEMENTIERUNGEN 98
3.1.3. DISKUSSION 100
3.2. BEHAVIOR RECORDING 104
3.2.1. BESCHREIBUNG DES KONZEPTS 104
3.2.2. DISKUSSION DES BEHAVIOR RECORDING 106
3.3. CTAT UND PSEUDO-TUTOR 110
3.3.1. BESCHREIBUNG DER CTAT 110
VI
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
3.3.2. PSEUDO-TUTOREN 112
3.3.3. DISKUSSION 112
3.4. CONSTRAINT BASED STUDENT MODELING 114
3.4.1. MOTIVATION 114
3.4.2. DER ANSATZ VON OHLSSON 117
3.4.3. DISKUSSION 120
3.5. DESIGN-KRITIK-SYSTEME 122
3.5.1. UNTERSTUETZUNG DES DESIGN-PROZESSES 122
3.5.2. DAS SER-MODELL 123
3.5.3. KONTEXTUALISIERUNG 124
3.5.4. DER JANUS KITCHEN DESIGNER 125
3.5.5. RELEVANZ VON KRITIK-SYSTEMEN 129
3.6. DER ANDERE WEG: HOT POTATOES 132
3.6.1. DIE FUENF *KARTOFFELN 132
3.6.2. DISKUSSION 134
3.7. ZUSAMMENFASSUNG 136
4. MODULARES CONSTRAINT CHECKING IM DETAIL 139
4.1. UEBERBLICK 139
4.1.1. BLICKWINKEL VON AUSSEN 140
4.1.2. BLICKWINKEL VON INNEN 141
4.1.3. AUFBAU DER SYSTEMBESCHREIBUNG 143
4.2. ANWENDERGRUPPEN 145
4.2.1. DIE KLASSISCHEN ROLLEN VON BENUTZER UND SYSTEM- ENTWICKLER 145
4.2.2. ROLLEN VON SYSTEMENTWICKLER UND NUTZER BEI LEHR- /LERNSYSTEMEN
146
4.2.3. ZUSAETZLICHE ROLLE BEI LEHR-/LERNSYSTEMEN: AUTOREN 147 4.2.4.
NOTWENDIGE QUALIFIKATIONEN DER ROLLEN-INHABER . . 148 4.2.5.
UNTERSTUETZUNG DER KLASSISCHEN ROLLEN 149
4.2.6. SCHUELER ALS ANWENDER UND AUTOREN 150
4.2.7. LEHRER ALS AUTOREN UND SYSTEMENTWICKLER 152 4.3. WIE WERDEN
SYSTEMZUSTAENDE REPRAESENTIERT? 153
4.3.1. DOMAENENUNABHAENGIGKEIT ERREICHEN 153
4.3.2. WIE ES NICHT GEHT 155
VII
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
4.3.3. REPRAESENTATION VON APPLIKATIONSOBJEKTEN IM MCC- TUTOR 156
4.3.4. ERLAEUTERUNG DER DEFINITIONEN 157
4.3.5. AUTOREN KOENNEN NEUE ATTRIBUT-TYPEN ERGAENZEN . . 161 4.3.6.
SPEZIFIKATION ZUR LAUFZEIT 162
4.3.7. VORZUEGE DES MCC-ANSATZES ZUR ATTRIBUT-ERZEUGUNG 163 4.4.
DEFINIEREN VON ZIELKONFIGURATIONEN 164
4.4.1. AUFBAU EINES BEDINGUNGSBAUMS ZUR ZIELSPEZIFIKATION 165 4.4.2.
BESCHREIBUNG EINER ZIELKONFIGURATION IM ZUSAMMEN- HANG 169
4.4.3. KAPSELUNG DER SEMANTIK 170
4.4.4. HAEUFIG NUETZLICHE BEDINGUNGSTYPEN 173
4.4.5. EIN KONKRETES BEISPIEL FUER EINEN BEDINGUNGSBAUMS . 178 4.4.6.
UEBERLEGUNGEN ZUR KOMPLEXITAET 180
4.4.7. ZUSAMMENFASSUNG 182
4.5. UEBERPRUEFUNG VON PROZESSEN 182
4.5.1. VON DER ZUSTANDSUEBERPRUEFUNG ZUR UEBERPRUEFUNG VON ABLAEUFEN 182
4.5.2. AUFBAU EINES PROZESSOR-GRAPHEN 183
4.5.3. UNTERSCHIEDLICHE TRAVERSIERUNGS-STRATEGIEN 185 4.5.4.
KANTENGEWICHTE IM PROZESSOR-GRAPHEN 186
4.5.5. STOPPER 186
4.5.6. DISKUSSION: IST EIN PROZESSOR-GRAPH EIN BEHAVIOR- GRAPH? 187
4.6. AUTOMATISCHE ZIELSPEZIFIKATION: *ASPEKTE 189
4.6.1. VERWENDUNG VON ASPEKTEN: SNAPSHOTS 189
4.6.2. VORDEFINIERTE ASPEKTE 190
4.6.3. EIN ASPEKT IST MEHR ALS DIE SUMME SEINER ATTRIBUTE 191 4.7. DER
CHECKING-ALGORITHMUS 193
4.7.1. DER ALGORITHMUS KANN KAUM OPTIMIERT WERDEN . . . 193 4.7.2. DER
CHECKING-ALGORITHMUS: TIEFENSUCHE IM BEDIN- GUNGSBAUM 195
4.7.3. WORST-CASE-LAUFZEITVERHALTEN 196
4.8. FEEDBACK 197
4.8.1. GESTAFFELTES FEEDBACK 197
4.8.2. FEEDBACK-ARTEN 198
VIII
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
4.8.3. OUTPUT-STRATEGIEN 199
5. ANWENDUNGSFUNKTIONEN EINES MCC-TUTORS 201
5.1. SEMANTISCHE ILLUSION ERZEUGEN 201
5.1.1. WAS IST *SEMANTISCHE ILLUSION ? 201
5.1.2. MCC UND *SEMANTISCHE ILLUSION 202
5.1.3. WARUM *SEMANTISCHE ILLUSION VERWENDEN? 203 5.1.4. WANN KANN
*SEMANTISCHE ILLUSION VERWENDET WERDEN?203 5.1.5. WIE KANN MAN EINE
*SEMANTISCHE ILLUSION ERZEUGEN? 204 5.1.6. *SEMANTISCHE ILLUSION IN
DER PRAXIS ERZEUGEN . . . 206 5.2. INTEGRATION EINES MCC-TUTORS IN EINE
BELIEBIGE APPLIKATION 209
5.2.1. INTEGRATION 1: LERNSOFTWARE FUER BENUTZER ANPASSEN . 210 5.2.2.
INTEGRATION 2: DIE LERNSOFTWARE FUER AUTOREN ANPASSEN 211 5.2.3.
ANPASSUNG VON KOMPONENTEN DES MCC-TUTORS . . 213 5.3. TUTORING IN
MEHRBENUTZER-SZENARIEN 215
5.3.1. MIT EINEM MCC-TUTOR MOEGLICHE UNTERSTUETZUNG . . 216 5.3.2.
MCC-TUTOREN IN MEHRBENUTZER-SZENARIEN 217 5.4. ANWENDUNGSBEREICHE FUER
MCC-TUTORING 218
5.4.1. WANN LOHNT SICH DER EINSATZ VON MCC? 218
5.4.2. MCC UND VISUELLE SPRACHEN 219
5.4.3. ZUSAMMENARBEIT MIT COOL MODES 219
5.4.4. UEBEN, NICHT NEUER STOFF 220
5.5. MCC REDUZIERT DIE KOSTEN FUER COMPUTER-TUTORING 220 5.5.1. KEIN
VOLLSTAENDIGKEIT =4 SKALIERBARKEIT 221
5.5.2. ASPEKTE 222
5.5.3. RAPID TESTING 222
5.6. UEBERLEGUNGEN ZU PROBLEMEN 223
5.6.1. VERNUENFTIGES ERROR-HANDLING DURCH VIEW-ORIENTIERTE REGELN 223
5.6.2. VERZICHT AUF AUTOMATISCHE FEEDBACK-ERZEUGUNG IST AUCH EIN VORTEIL
224
5.6.3. FINDEN DES *NAECHSTEN SCHRITTES DURCH DEN COMPUTER 225 5.6.4.
UNTERSCHIED ZWISCHEN VERSTAENDNIS UND GUTEM RATEN 228 5.6.5. BESCHRAENKUNG
AUF UEBEN, NICHT AUF NEUES LERNEN . . 229 5.7. GRENZEN DES MCC-ANSATZES
231
5.7.1. GRENZEN DER INTEGRATION IN ANDERE APPLIKATIONEN . . 231
IX
IMAGE 6
INHALTSVERZEICHNIS
5.7.2. FEHLENDES GEDAECHTNIS 232
5.7.3. GRENZEN DER UNTERSTUETZUNG VON KOOPERATION . . .. 232
5.7.4. GRENZEN DER BENUTZERFREUNDLICHKEIT 233
6. SZENARIEN ZUR PRAKTISCHEN VERWENDUNG DES MCC-TUTORS 235 6.1. DER
MCC-TUTOR ALS KONTEXTHILFE-SYSTEM 236
6.1.1. DAS STOCHASTIC EXPERIMENTING PLUG-IN FUER COOL MODES236 6.1.2.
BEDARF FUER DIE INTEGRATION EINES MCC-TUTORS . . .. 239 6.1.3.
SPEZIFIKATION DER LOESUNG 240
6.1.4. ARBEITSTEILUNG 242
6.1.5. KONFIGURATION DER HILFE FUER DEN COIN NODE 244
6.1.6. KOMPLEXER: SIMPLE DRAWING NODE 249
6.1.7. EINSATZ DES FEEDBACK-SYSTEMS 253
6.2. VERKEHRSERZIEHUNG 253
6.2.1. EINFUEHRUNG 253
6.2.2. BESCHREIBUNG DES SZENARIOS 254
6.2.3. MAN STELLE SICH VOR, DAS MIT EINEM INTELLIGENTEN TUTOR UMZUSETZEN
256
6.2.4. MODELLIERUNG MIT EINEM MCC-TUTOR 258
6.2.5. VERWENDUNG VON ASPEKTEN 260
6.2.6. AUS ZUSTAENDEN WERDEN REGELN 261
6.3. ZUSAMMENFASSUNG 264
7. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 267
7.1. MOEGLICHE WEITERENTWICKLUNGEN VON MCC UND IMPLECC . . 267 7.2.
ZUSAMMENFASSUNG 270
A. ANHANG: IMPLEMENTIERUNG EINES MCC-TUTORS 273
A.L. AUFBAU DES SYSTEMS IM UEBERBLICK 273
A.L.L. EINFUEHRUNG: CHECKER UND VISUELLE ENTWICKLUNGSUM- GEBUNG 273
A.1.2. SYSTEMKOMPONENTEN 273
A.L.3. DIE BEISPIEL-APPLIKATION 275
A.2. DIE BENUTZERSCHNITTSTELLE VON IMPLECC 276
A.2.1. CHECKER.CLASS: DIE SCHNITTSTELLE ZU ANDEREN APPLI- KATIONEN 276
A.2.2. DIE DATENSTRUKTUR CHECKER-CONFIGURATION 278
X
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS
A.2.3. INTEGRATION DES CHECKERS IN DIE BEISPIEL-APPLIKATION 281 A.3.
INPUT - GEWINNEN VON INFORMATIONEN 283
A.3.1. DAS ZIEL: JEDES PROGRAMM UEBERPRUEFBAR MACHEN . . 283 A.3.2. SERVER
FUER KOMMUNIKATION UEBER *GROESSERE DISTANZ . 285 A.3.3. REPRAESENTATION VON
DATEN INNERHALB DES MCC . . . 286 A.3.4. DIE SCHNITTSTELLE
PROPERTYCALCULATOR 289
A.3.5. BEISPIEL: INFORMATIONSGEWINNUNG IN ANWENDUNGSSI- TUATION 298
A.4. SPEZIFIKATION VON ZIELKONSTELLATIONEN 303
A.4.1. ALLGEMEINES ZU BEDINGUNGEN 303
A.4.2. DIE STANDARD-BEDINGUNGEN 305
A.4.3. DIE STANDARD-VERKNUEPFUNGEN 312
A.4.4. IMPLEMENTIERUNG VON BEDINGUNGSBAEUMEN 314 A.4.5. SNAPSHOTS 316
A.5. DER CHECKER-KERN 318
A.5.1. UEBERPRUEFUNG EINER ZIELKONFIGURATION ALS LOESUNG EINES CSP 318
A.5.2. DER UEBERPRUEFUNGS-ALGORITHMUS UND SEIN ERGEBNIS . 318 A.6.
RUECKMELDUNGEN AN DEN BENUTZER ERZEUGEN 324
A.6.1. TRENNUNG VON UEBERPRUEFUNG UND FEEDBACK-GENERIERUNG324 A.6.2.
VERSCHIEDENE ARTEN VON FEEDBACK 326
A.6.3. KOMPOSITION VON FEEDBACK MIT OUTPUTSTRATEGY . . 328 A.7. DIE
IMPLEMENTIERUNG DES PROZESSOR-KONZEPTES 329 A.8. DIE USER INTERFACES VON
IMPLECC 334
A.8.1. EDITABLE ALS WEGBEREITER EINFACHER VISUALISIERUNG . 335 A.8.2.
CHECKERMAINFRAME 338
A.8.3. INTEGRATION IN ANDERE APPLIKATIONEN AM BEISPIEL COOL MODES 342
LITERATURVERZEICHNIS XV
XI
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