Riutilizzo e personalizzazione di percorsi di apprendimento via

Web

Alfonso Quarati, Paola Forcheri, Stefano MorettiIstituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche

Progetto CampusOneAzione e-learning

Workshop sulla Formazione a Distanza9 Aprile 2002

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Argomenti

IMA e la FAD Problematiche su Web content:

Design Implementation

Soluzioni Riuso Personalizzazione

Conclusioni e Future Work

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Esperienze di FAD

Progetti EU per formazione continua di PMI Qualification2000 Teleconferenza mAQUA

Supporto a corsi “tradizionali” IRRSAE Seminari T.d.G. SSIS

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Qualification2000 (1996-98)

ContestoProgetto supportato dall’iniziativa ADAPT del Fondo Sociale Europeo e dal Ministero del Lavoro e della Sicurezza Sociale

Destinatari

Dipendenti di PMI a rischio mobilità

Tematiche

Utilizzo di tecnologie avanzate (CBT e strumenti di rete) per la formazione continua relativa ai cambiamenti nella gestione delle informazioni e sulle comunicazioni nella attività d’ufficio, messe a disposizione dai nuovi strumenti ICT

Obbiettivi

Creazione di ambiente, basato su tecnologia multimediale e della comunicazione, atta ad implementare attività di formazione continua nelle PMI

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Partenariato

Nazionale Agenzia per l'Impiego della Liguria, Genova ASMETRA, Porto di Savona Enaip Liguria - Ente di formazione FUNIVIE, Società Funiviaria Alto Tirreno SpA, Savona Geo-Consult Srl LPMconsulting Srl, Genova Nuova Magrini-Galileo S.p.A., Savona Unione Industriali della Provincia di Savona

Trasnazionale (D) Mittweida University (F) Gemme Sarls

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ICT e FAD – le persone

Bisogni Soluzioni tecniche

Accedere le risorse della conoscenza indipendentemente dalla loro locazione e in accordo ai propri vincoli temporali

Strumenti multimediali / Web dotati di interfacce utente centrate sullo studente

Seguire percorsi di apprendimento personalizzati

Sistemi che integrano diversi approcci di apprendimento

Accrescere motivazioni e consapevolezza dell'utilità della proposta formativa

Strumenti di autovalutazione

Strumenti orientati all'obbiettivo

Condividere i problemi di apprendimento con gli altri

Ambienti con contenuti orientati alla collaborazione integrati da funzionalità di comunicazione e collaborazione

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ICT e FAD – l’impresa

Needs Technical features

To dedicate limited resources (in time and money) to training

Reusability of the educational material in different learning situations

To train people to use technology as a means to co-operate and to develop initiative

Synchronous and asynchronous communication

Tools for adding and managing communication means (discussion lists, chat rooms, electronic bulletins, etc.)

To easy build and manage of a training proposal

Tools for building and integrating new educational material

To evaluate the cost/benefit ratio of training through standard procedures

Automatic student management

Statistical analysis of the behaviour of the trainees, etc.)

Scalable costs for installation and maintenance

Usability of the same material at different technological levels (stand-alone, via Internet, in a LAN context)

Technical support Simplicity to use and to maintain

Good documentation

Robustness

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Classe Virtuale

Synchronouscommunication

Asynchronouscommunication

DL S

S

T

CM

C

CM

S

SS

S

S

P

•Reading a text •Solving a problem (test, exercice...)

•Course Material delivered by the teacher (CM)

•Private communication (Student/Trainer) (P)

•Cooperative Working (problems and exercises) (CW)

•Partecipating to a Discussion List (DL)

•On-line discussion (Chat) (C)

SL

GL

CL

9

Prodotti e Tecnologia

CDROM: ToolBook + Java client/server LAN Buona interazione/simulazione (Toolbook) Costi creazione / Rigidità modifiche Necessità installazione clients comunicazione

Web + Java applet e server Portabilità Authoring (editor) e navigazione Nessuna installazione (client) Limitazioni funzionali (es. scrittura su client) dovute alla

sicurezza delle Applet Apertura porte dedicate su server per comunicazione

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Teleconferenza (1998 – 2000)

ContestoProgetto supportato dall’iniziativa ADAPT bis del Fondo Sociale Europeo e dal Ministero del Lavoro e della Sicurezza Sociale

Destinatari

PMI

Tematiche

L’utilizzo di strumenti di teleconferenza, per lo sviluppo di rapporti di collaborazione costruttivi tra imprese e in impresa

Obbiettivi

Definizione e sperimentazione di modelli per la realizzazione di metodologie efficaci ed efficienti per orientare, assistere e formare le PMI liguri nello sviluppo di forme flessibili di cooperazione che permettano di ottimizzare l'utilizzo di risorse (formative, informative, know-how, etc.)

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Partenariato

Nazionale Agenzia regionale per l'Impiego della Liguria CONSULTEAM - Savona Enaip Liguria ERG Petroli SpA - Genova Ferrania SpA - Ferrania (SV) ISOMAR - Savona Nuova Magrini Galileo SpA - Bragno (SV) STEM-ISI Impianti SpA – Genova Progetto & Ricerca - Genova

Trasnazionale (F) OPCAREG, Paris (F) GEMME, Saint Leu d'Esserent   (D) THATI, Nordhausen (UK) AMT, Chelmsford

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Prodotti e tecnologia

Un modulo multimediale, fruibile localmente o via Web, per l'assistenza al montaggio, al collaudo ed all'utilizzo didattico di dispositivi meccanici destinato ai laboratori di istituti tecnici secondari

Html + Javascript:

Approccio portabile sia su WEB che su CD-ROM Integrazione di documenti in formati diversi

Struttura poco flessibile

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Progetti di teleconferenza

Linee guida Adottare tematiche inerenti agli effettivi bisogni (formativi,

lavorativi, …) delle persone coinvolte nell’attività di gruppo (il fine NON il mezzo ! );

Intraprendere l’attività con un gruppo di persone che realmente si identifichi nel gruppo virtuale istituito per il raggiungimento di un ben preciso obbiettivo comune (NO cani sciolti ! );

Rendere il sistema indispensabile per accedere l’informazione e partecipare alle discussioni (NO e-mail, telefono, fax,… ! );

Organizzare il lavoro in modo tale che ciascuno a turno si assuma la responsabilità di qualche compito/attività (NO scarica-barile ! );

Informare sui limiti tecnici dello strumento (Nessuno è perfetto ! ); Porre attenzione nella selezione di un (eventuale) coordinatore; Assicurarsi il supporto di personale tecnico;

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mAQUA (2000 – 2001)

ContestoProgetto pilota supportato dal programma comunitario Leonardo da Vinci, per l'implementazione di una politica comunitaria di formazione professionale

Destinatari

Tecnici di Imprese pubbliche e private di distribuzione dell'acqua responsabili della manutenzione delle infrastrutture idriche interrate

Tematiche

Le tecnologie NoDig per la manutenzione e la riabilitazione delle reti idriche

Obbiettivi

Promuovere la formazione continua dei tecnici dell'industria dell'acqua, rispondendo ai bisogni di compagnie che lavorano nello stesso settore in paesi diversi, grazie alle opportunità di apprendimento offerte dalla tecnologia multimediale e di rete

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Partenariato

Nazionale AMGA S.p.A.,Genova, Italy

Trasnazionale (GR) Laboratory of Hydralulics, Aristotle University of

Thessaloniki (UE) TECHnology for WAter REsources – TECHWARE (CY) Technomart Engineering & Project Consultants Ltd.,

Limassol

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Prodotti

Una versione stand-alone (CD-ROM) include il corso multimediale e tests di autovalutazione

Una versione Web un ambiente formativo basato su Web che integra le

funzionalità della versione locale con aspetti di comunicazione;

un ambiente amministrativo che permette la gestione e la supervisione dell'attività che si svolge nell'ambiente formativo;

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Tecnologia

Open source Php (Script server) mySql

Creazione/Aggiornamento dei contenuti dinamica e user-friendly

Possibilità di ‘congelare’ il materiale su CD-Rom

Scarsamente riusabile

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IRRSAE

ContestoTre conferenze presso l'Istituto Regionale di Ricerca Sperimentazione e Aggiornamento Educativi (IRRSAE) Liguria tenute dal Prof. F. Patrone del DIMA nel 2000. Realizzata nell’ambito di una collaborazione tra DIMA ed IMA per la realizzazione di materiale didattico di Teoria dei Giochi

Destinatari

Docenti delle scuole secondarie

Tematiche

Messa in rete di contenuti introduttivi della T.d.G. quali: giochi semplici, indici di potere e scelte sociali

Obbiettivi

Realizzare un ipertesto su Web con contenuti adattabili alle esigenze degli studenti corredato da strumenti di calcolo di supporto all’apprendimento e test multipli di auto-valutazione

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Tecnologie e Tempi

Linguaggi script lato client e Dynamic HTML per l’implementazione di tecniche di adattabilità dei contenuti (stretched text)

100 ore/uomo: realizzazione pagine html dinamiche programmi per strumenti di calcolo e test multipli

Traduzione in html con aggiunta di tag per le funzioni DHTML lunga e tediosa

Scarsa flessibilità alle modifiche dei contenuti

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Conferenza Teoria dei Giochi

ContestoCollaborazione tra IMA e il DIMA dell’Università di Genova

Destinatari

Pubblico eterogeno con preparazione matematica livello scuola superiore

Tematiche

Pubblicazione su WEB della conferenza “Difficoltà e paradossi in T.d.G”, tenuta dal Prof. F. Patrone presso il DIMA il 6/4/2000

Obbiettivi

Progettare e sviluppare una metodologia per sincronizzare le immagini e l’audio di conferenze, seminari ecc. con la comparsa delle parti corrispondenti dei lucidi, di note esplicative a margine, di sottotitoli e di simulazioni, al fine di ottimizzarne la fruizione via web e di ridurre gli effetti negativi derivanti dall’imprescindibile mancanza di interazione diretta con il docente

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Tecnologia

Tutti i prodotti RealSystem sono freeware per le versioni base ed education;

Installazione e configurazione semplici (immediate per RealPlayer and

RealProducer);

Permettono di creare applicazioni prototipali molto velocemente;

Si apprendono facilmente le principali caratteristiche del sistema e le

potenzialità che offre per costruire applicazioni multimediali di valore;

Requisiti tecnici (minimali):

Un PC per le funzionalità di streaming server (WebServer e RealServer);

Un PC con dispositivi di acquisizione audio/video (una video camera per

PC, microfono, cuffia e/o altoparlanti);

Connessione di rete;

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Metodologia

Fase 1) (acquisizione Know-how) Analisi e utilizzo di tecnologie per lo sviluppo video per il Web

(AvidCinema, RealProducer ecc.), per lo streaming on-line (Real Server, RealPlayer) l’integrazione su web di materiali multimediali di diversa tipologia

(linguaggio SMIL)

Fase 2) (realizzazione) acquisizione da video cassetta compressione video montaggio sincronizzazione degli oggetti multimedia messa a punto delle dispense in html e realizzazione di

materiale di supporto alle dispense errori dovuti alla ‘prima volta’

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Tempi realizzo

Fase 1): 120 ore/uomo (una tantum) Studio delle tecnologie disponibili e realizzazione di

esempi Valutazione comparativa delle tecnologie (breve analisi

costi/benefici) Determinazione di un percorso di lavoro implementabile

Fase 2): 48 ore/uomo (la prima volta) Stima a regime per 2 ore di filmato 16 ore/uomo (2

giornate/uomo)

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e-coyoteelectronic course organizer yelding operative training environment

Un ambiente WEB per la definizione e la fruizione di percorsi educativi

Estende il modello di classe virtuale integrando funzionalità di gestione della classe e di authoring dinamico dei percorsi: Navigazione Test Risorse e link esterne FAQ …

Open source Flessibile Non ‘completa’ riusabilità dei materiali

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SSIS 2001 - 2002

Primo esperimento di utilizzo di e-coyote come supporto alle attività del corso Multimedialità nella didattica tenuto nell’ambito della Scuola di Specializzazione all’Insegnamento Secondario a.a. 01 – 02

Suddiviso in 8 moduli didattici Presentazione attività del corso e news Pubblicazione ed organizzazione dei documenti

distribuiti e di altri consigliati Messa in rete da Powerpoint: 40 slides 1 ora

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Realizzazione di percorsi educativi

Definizione di “strutture di corso” Modifiche / Aggiornamenti Navigabalità: da un approccio embed ad uno

out-of-line Riuso Personalizzazione Uso di tecnologie Standard

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Riuso per composizione

Concetti modellati da oggetti in accordo con la visione e gli obbiettivi didattici dell’autore

Ogni oggetto composto da lista di sotto-componenti Testo, immagini, audio/video, link ad altre risorse

bc1 bc2 bc3 bc4

O1

bc5 bc6

O2

28

Sistemi Ipertestuali Personalizzabili

Gli obbiettivi degli utenti di un sistema possono differire e risultare in Diversa informazione acceduta (interessi, preferenze) Link seguiti Diversi backgrounds

 …e variare nel tempo (sulla base delle modifiche avvenute nel proprio modello cognitivo)

I SIP adattano il processo di interazione tra il sistema e l’utente alle sue esigenze, ed ai suoi comportamenti

avviato dall’utente Adattabilità avviato dal sistema Adattività

Cosa adattare? Contenuti Links

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Adattamento ai fabbisogni formativi

Componenti e sottocomponenti aumentate con pesi

‘cognitivi’

Modello utente = rappresentato da conoscenza in

possesso dello studente in un dato momento

Viste sui contenuti filtrate dalla conoscenza già notau se r le ve l = 0

b c10

b c21

b c31

b c40

O 1 -> 1

b c40

b c50

b c62

O 2 -> 0

b c70

b c81

b c92

O 3 -> 0

A

u se r le ve l = 1

b c10

b c21

b c31

b c40

O 1 -> 1

b c40

b c50

b c62

O 2 -> 0

b c70

b c81

b c92

O 3 -> 0

A

30

Riuso per adattività

Contesti/fabbisogni diversi permettono di riusare gli oggetti nel modo appropriato

user level = 0

31

Strategie di apprendimento

Definiscono i comportamenti degli studenti nell’accesso ai materiali formativi

Stabilite dagli autori/insegnanti in base ai requisiti pedagogici del contesto attuale

Realizzano un 3° grado di riuso del materiale (ortogonale ai precedenti)

Possibili scenari: Passare con successo un insieme di tests L’accesso ad un’insieme di concetti (pagine) come pre-

condizione per accedere ad un’altro (più avanzato) Combinazioni delle due precedenti strategie ………………………..

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Uso di XML

Separazione tra contenuti e rappresentazione:

XML / XSLT

Specifica e validazione di documenti semi-strutturati

mediante definizione di DTD

Funzionalità di navigazione native: XPath, XLink

Tecnologia Standard: Portabilità ‘facilità’ di comprensione a diversi livelli di authoring Semantic Web ………..

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Riuso di componenti

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Struttura di un corso<path name= "Teoria dei Giochi">

<par name="Scelte sociali"><cobject xlink:href="../scelte/introduzione.xml" xlink:title="EO1" layer="0" degree="0">Introduzione</cobject><par name="Preferenze">

<cobject xlink:href="../scelte/prefdeboli.xml" xlink:title="EO2" layer="0" degree="1">Preferenze deboli</cobject><cobject xlink:href="../scelte/prefstrette.xml" xlink:title="EO3" layer="1" degree="2">Preferenze strette</cobject>

</par><par name="Regole di scelta">

<cobject xlink:href="../scelte/regola.xml" xlink:title="EO4" layer="0" degree="0">Definizione ed esempi</cobject><cobject xlink:href="../scelte/paradosso.xml" xlink:title="EO5" layer="1" degree="2">Paradosso di Condorcet</cobject>

</par></par>

</path>

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Navigazione

Dal documento XML “struttura” si ottengono con due diversi documenti XSLT altrettanti supporti alla navigazione

Indice…seleziona gli oggetti per cui creare un link

<xsl:template match="cobject">

<xsl:choose>

<xsl:when test= "@layer&lt;=//user/@level">

Pulsanti …gestione del pulsante avanti

<xsl:if test = "boolean(./following::cobject[@layer&lt;=substring(//barra/@title,2,1)])">

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Riuso per strategie

<criterion><condition level="0">

<cobject>../scelte/introduzione.xml</cobject><cobject>../scelte/prefdeboli.xml</cobject><cobject>../scelte/regola.xml</cobject>

</condition><condition level="1">

<cobject>../scelte/prefstrette.xml</cobject><cobject>../scelte/paradosso.xml</cobject><cobject>../scelte/prefdeboli.xml</cobject>

</condition></criterion>

<criterion><condition level="0">

<cobject>../scelte/prefdeboli.xml</cobject></condition><condition level="1">

<cobject>../scelte/paradosso.xml</cobject></condition>

</criterion>

1)

2)

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Definizione dei concetti con DTD

<!ELEMENT EO (int,def+,(def|THR|esm|exr|int)*,int)><!ATTLIST EO

name CDATA #IMPLIED >

<!ELEMENT exr (#PCDATA)><!ATTLIST exr

bcid CDATA #REQUIREDlevel CDATA #REQUIRED >

<!ELEMENT def (#PCDATA)><!ATTLIST def

bcid CDATA #REQUIREDlevel CDATA #REQUIRED >

<!ELEMENT THR (thc,thp?)>

<!ELEMENT thc (#PCDATA)><!ATTLIST thc

bcid CDATA #REQUIREDlevel CDATA #REQUIRED>

<!ELEMENT thp (#PCDATA)><!ATTLIST thp

bcid CDATA #REQUIREDlevel CDATA #REQUIRED>

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Da LaTeX a pagine personalizzabili

Metodologia:LaTex LaTex ‘aumentato’ html xml inserimento informazioni

didattiche (pesi)1. Realizzazione di software per la trasformazione automatica da

LaTex LaTex aumentato

2. Trasformazione LaTex ‘aumentato’ html xmlSi utilizzano tecnologie già esistenti:

Tth.exe da tex a html Tidy.exe da html a xml 

3. Trasformazione xml inserimento informazioni didattiche pianificazione didattica teorica (legata al contesto) traduzione in linguaggio xml della struttura didattica teorica

attraverso realizzazione manuale di file xml e inserimento pesi

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Tempi da LaTeX a XML

Input: 100 pagine di dispense già prodotte in LaTex con un

formato ‘ragioneviolmente standard’

Output: documenti XML in un formato fruibile dal nostro sistema

1. Ralizzazione parser (java) LaTeX LaTex ‘aumentato’: 20 ore

(una tantum)

2. LaTex LaTex ‘aumentato’ html xml 1 ora/uomo

3. xml inserimento informazioni didattiche: 12 ore/uomo

100 pagine di dispense 1 o 2 giornate/uomo

Riducibili a 2/4 ore/uomo se fatte con editor grafici

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Conclusioni e Prospettive

L’evoluzione di ICT (linguaggi, standard, hw, tools, …) consente di migliorare le metodologie e gli strumenti per avviare attività di FAD sempre più vicine ai reali fabbisogni delle persone

Ottenere soluzioni riusabili, personalizzabili, scalabili, flessibili, portabili, condivisibili, …, che integrino le diverse features tecnico / metodologiche nel modo più efficace ed efficiente per tutti gli attori coinvolti nel processo di FAD

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Link utili e Bibliografia

E-mail:

[quarati,forcheri,moretti]@ima.ge.cnr.it

Bray T., Paoli J., Sperberg-McQueen C.M. & Maler E. (eds.) (2000) Extensible Markup Language (XML) 1.0 - W3C Recommendation (Second Edition), http://www.w3.org/TR/2000/REC-xml-20001006

Brusilovsky P., Kobsa A. & Vassileva J. (eds.), (1998) Adaptive Hypertext and Hypermedia Systems, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht

De Bra P., Brusilovsky P. & Houben G-J. (1999) Adaptive Hypermedia: From Systems to Framework, ACM Computing Surveys, 31(4)

Quinn, C. (moderator) (2000) Learning Objects and Instruction components, Formal discussion summary, Educational Technology & Society 3(2), 13-20