Andreas SchmidtSituationsbewusste Dienste für das arbeitsbegleitende LernenErstgutachter: Prof. Dr. P. LockemannZweitgutachter: Prof. Dr. J. Magenheim12. Februar 2009andreas@schmidt.name

Lernen bei Bedarf als neues ParadigmaSeminare und E-Learning-Kurse führen oft zu trägem WissenBildungsbedarf des einzelnen immer weniger antizipierbarsehr individuelle Bildungspfadehohe Fluktuation, schnelle Veränderungen der Anforderungen=> Lernangebote müssen sich an der Situation orientierenan Arbeitsprozessen, Geschäftsprozessenan individuellem Wissensstand, Präferenzen, Interessen, …

Herausforderungen und ZieleKonzeptionell-Methodische HerausforderungenAnatomie der Situation des LernendenMethoden für eine situationsbewusste LernunterstützungTechnologische HerausforderungenOperationalisierung der Situation als Kontext benötigt Infrastruktur zum Umgang mit imperfekten und zeitabhängigen Kontextinformationen (da i.d.R. durch Heuristiken gewonnen)Ziel: Integrative Gesamtlösung aus…Methodik, Diensten und Referenzarchitektur für situationsbewusste Unterstützung des arbeitsbegleitenden Lernenszugrundeliegender Infrastruktur für den Umgang mit Kontextinformation

Awarenessofproblem1.Modell für das Lernen in UnternehmensumgebungenWissensreifungsprozess2.Methodik für die situationsbewusste UnterstützungSituationsgesteuertes Lernen3.Dienste für die situationsbewusste UnterstützungProfessional Learning Ontology als DomänenontologieReferenzarchitekturKompetenzorientierte Dienste4.KontextinfrastrukturDatenmodell und Dienst5.EvaluierungImplementierungModellvalidierung formative und summative Systemevaluierung Suggest-ionDevelopmentEvaluation

1. Modell für das LernenArbeitsbegleitende Lernprozesse sind vielgestaltig, nicht isoliert betrachtbar, brauchen pädagogische Führung und sind durch die Situation beeinflusst.Existierende Mikro- wie Makro-Modelle erklären und strukturieren nur teilweise die unterschiedlichen Lernformen und jeweilige Führung überwinden nicht die jeweiligen Disziplinengrenzen

1. WissensreifungsprozessmodellDokumenten-kollektionenKurseKollaborationLernobjekteKommunikationAd-Hoc-Weiter-bildungFormelleBildungBildung von CommunitiesEntstehungvon IdeenFormali-sierungGemeinsameBegrifflichkeitenCommunitiesBerichteneue IdeenLehrbücherBest PracticesFallstudienLessons Learnt

Awarenessofproblem1.Modell für das Lernen in UnternehmensumgebungenWissensreifungsprozess2.Methodik für die situationsbewusste UnterstützungSituationsgesteuertes Lernen3.Dienste für die situationsbewusste UnterstützungProfessional Learning Ontology als DomänenontologieReferenzarchitekturKompetenzorientierte Dienste4.KontextinfrastrukturDatenmodell und Dienst5.EvaluierungImplementierungModellvalidierung formative und summative Systemevaluierung Suggest-ionDevelopmentEvaluation

2. Situationsgesteuertes Lernen

Awarenessofproblem1.Modell für das Lernen in UnternehmensumgebungenWissensreifungsprozess2.Methodik für die situationsbewusste UnterstützungSituationsgesteuertes Lernen3.Dienste für die situationsbewusste UnterstützungProfessional Learning Ontology als DomänenontologieReferenzarchitekturKompetenzorientierte Dienste4.KontextinfrastrukturDatenmodell und Dienst5.EvaluierungImplementierungModellvalidierung formative und summative Systemevaluierung Suggest-ionDevelopmentEvaluation

3. Lernunterstützende DiensteWie lässt sich das situationsgesteuerte Lernen unterstützen?InitiierenErmittlung der Benutzerkontextes als Operationalisierung der Situation(situationsbewusste) Berechnung der Kompetenzlücke(situationsbewusste) Auswahl von „passenden“ LerngelegenheitenLernobjekteWeniger reife „Gebrauchsdokumente“PersonenBereitstellen(situationsbewusste) Zusammenstellung von LernprogrammenUnterstützen(situationsbewusstes) Generieren von Navigationsempfehlungen

3. Beispiel: Lernobjekte

3. DomänenontologieProfessional Learning Ontologyavailable under LGPL atprofessional-learning.euKontext-ontologie

3. Modellierung Kontext

3. Kontextontologie

3. HerausforderungenKompetenzen werden auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen benutztEinführung von Kompetenzrelationen, Subsumtion und domänenspezifisches ReasoningAuswahl von LerngelegenheitenHarte Kriterien, weiche Kriterien über gewichtete BewertungsfunktionenPersonen: „Kompetenzentfernung“, sozialer StatusDokumente: Reifegrad und KompetenzLernobjekte: zahlreiche Metadaten, die Kontextmerkmalen entsprechenLernprogrammzusammenstellungOptimierungsproblemHeuristik mit Best-First-Strategie

Awarenessofproblem1.Modell für das Lernen in UnternehmensumgebungenWissensreifungsprozess2.Methodik für die situationsbewusste UnterstützungSituationsgesteuertes Lernen3.Dienste für die situationsbewusste UnterstützungProfessional Learning Ontology als DomänenontologieReferenzarchitekturKompetenzorientierte Dienste4.KontextinfrastrukturDatenmodell und Dienst5.EvaluierungImplementierungModellvalidierung formative und summative Systemevaluierung Suggest-ionDevelopmentEvaluation

4. HerausforderungenZiel: möglichst vollständiges und korrektes Abbild der SituationProblemeUnterschiedliche Änderungsdynamik und Asynchronizitätvon Kontextermittlung und Nutzung (Heuristiken!)Imperfektion:unvollständig, ungenau, unsicher, widersprüchlichNutzung von Ontologien als HintergrundwissenGrundideeZu trennende Schritte: Gewinnung, Anreicherung, NutzungSpeicherung der Historie, konfidenzbewertete FaktenAlterungsfunktionenZulassung von positiven und negativen AussagenKeine a-priori-Auflösung von Widersprüchen

4. Architektur Kontextmanagement

4. Nutzung von OntologienGrundidee: Anfragebearbeitung statt logischem ReasoningOntologien als Datentypen mit speziellen Operatoren, z.B. instance-of: SELECT USERS WHERE process-activityinstance-ofAccountingActivity AND department = myDepartment VALID [2006-08-01,2006-08-31]Anfrageumformulierung mittels eines Reasoners möglich SELECT USERS WHERE (process-activity = a1 OR process-activity = a2 ...) AND department = myDepartment VALID [2006-08-01,2006-08-31]Zahlreiche Optimierungsmöglichkeiten

Awarenessofproblem1.Modell für das Lernen in UnternehmensumgebungenWissensreifungsprozess2.Methodik für die situationsbewusste UnterstützungSituationsgesteuertes Lernen3.Dienste für die situationsbewusste UnterstützungProfessional Learning Ontology als DomänenontologieReferenzarchitekturKompetenzorientierte Dienste4.KontextinfrastrukturDatenmodell und Dienst5.EvaluierungImplementierungModellvalidierung formative und summative Systemevaluierung Suggest-ionDevelopmentEvaluation

5. Implementierung

5. Agentenbasierte Empfehlungen

5. Eingebettet in Portallösungen

5. Tray-Anwendung/SidebarTray-AnwendungZeigt Hinweisfenster anÄndert die FarbeBei Aktivitierung erscheint eine SidebarEinbettung der Sidebar in als Google Gadget möglich

5. EvaluationValidierung des WissensreifungsmodellsQualitative Studie @ SAP, die Bruchstellen bestätigteQuantitative Studie von Wikipedia-Artikeln, die dieKriterien der Phasen bestätigteFormative Evaluierung des Konzeptes des situationsgesteuerten LernenSummative Evaluierung des resultierenden GesamtsystemsExtern durchgeführt durch LTRI, London Metropolitan UniversityZwei Firmen mit jeweils N=10 Mitarbeitern

5. Ergebnisse der EvaluationSituationsgesteuertes Lernen wirdgrundsätzlich positiv und nützlich bewertetKritisch ist die Verfügbarkeit von geeigneten Materialien, was tendenziell schlechtere Ergebnisse bei der Firma mit dem geringeren Angebot zeigteStörung der Arbeitsabläufe wurde kaum beklagtBeobachtung durch Kontextsensoren war nur für 1/3 der Teilnehmer bedenklich

5. Zusammenfassung und AusblickWissensreifungsmodell als MakromodellPotential für viel weiter gehende Unterstützungsformen (-> MATURE)Situationsgesteuertes LernenProzessmodell und systematische Ableitung von SysteminterventionenProfessional Learning Ontologybreiter angelegt als vergleichbare Ansätze, Ableitung der DiensteAnalyse von Kompetenzbeziehungen und –subsumtion gehen in gegründete Standardisierungsgruppe einKompetenzorientierte LernunterstützungsdiensteKontextmanagementinfrastrukturmit Unterstützung für Unsicherheit und Alterung (und Ontologien)auch z.B. für AAL-Szenarien geeignet (wird in SOPRANO eingesetzt)Gesamtsystem in realen Unternehmensumgebungen getestet