Od e-materiałów do e

Od e-materiałów do
e-tutorów
Lech Banachowski, Elżbieta Mrówka-Matejewska, Agnieszka
Chądzyńska-Krasowska, Jerzy Paweł Nowacki, Wydział Informatyki,
Polsko-Japońska Akademia Technik Komputerowych
Plan prezentacji
1.
2.
3.
4.
5.
Gromadzenie e-materiałów
Budowa e-tutora
Baza danych dziedziny wiedzy
Analiza danych
Prototyp aplikacji
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Rozwój e-materiałów na Wydziale
Informatyki PJATK
• Lata dziewięćdziesiąte: tworzenie e-materiałów do tradycyjnych zajęć
• 2000-01: Budowa uczelnianego systemu do zarządzania e-materiałami i e-kursami (Edu)
• 2001-06: Wychodząc od istniejących e-materiałów tworzenie podręczników
elektronicznych w formacie HTML z prezentacjami multimedialnymi
• 2012: Powstanie repozytoriów: materiałów naukowych oraz materiałów w Edu
• 2013: Zarządzanie e-materiałami przez studentów: Wiki, Blogi, E-portfolia
• 2013- : Kontynuowanie tworzenia e-materiałów:
• Tworzenie krótkich kursów elearningowych odbywających się automatycznie, bez
udziału nauczyciela (projekt Nomad)
• Tworzenie nowych e-materiałów do studiów elearningowych
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Od e-materiałów do e- tutorów
Tworzenie e-materiałów
wspomagających
prowadzenie
tradycyjnych zajęć
Tworzenie e-materiałów
wspomagających
prowadzenie zajęć
on-line
E-tutor
Repozytorium
Gromadzenie prac
studenckich: blogi,
wiki, eportfolia
Automatyzacja czynności jak wyszukiwanie,
dostosowywanie podawanych materiałów
do poziomu i potrzeb studenta
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Problem
• Uczelnia dysponuje dużą liczbą elektronicznych materiałów dydaktycznych i
będzie ich coraz więcej
• Potrzebny jest system informatyczny spełniający rolę korepetytora
studentów ułatwiający korzystanie z materiałów niezależnie od trybu
studiowania
• Program komputerowy ma działać dla wszystkich dziedzin wiedzy
• Proste, mało kosztowne wprowadzanie danych specyficznych dla
dziedziny wiedzy
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Przykład rozwiązania problemu: iMANIC w
University of Massachusetts Amherst
• Dla kursów z dowolnej dziedziny wiedzy
• Oparty na tradycyjnych e-materiałach jak wykładowe slajdy, nagrania
wykładów, prezentacje, ćwiczenia
• System proponuje studentowi kolejne tematy w oparciu o sieć semantyczną
tematów i informacje o dotychczasowych aktywnościach studenta – student
sam dokonuje wyboru
• Materiał jest dynamicznie generowany i dostosowany do poziomu studenta i
jego aktualnych potrzeb
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Rozwiązanie problemu w PJATK: E-korepetytor
System informatyczny realizujący zadania korepetytora na życzenie studenta:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Sprawdzenie wiedzy
Nadrobienie zaległości
Dodatkowa pomoc
Powtórzenie materiału
Rozszerzenie materiału
Pomoc w samodzielnym uczeniu się
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
E-korepetytor c.d.
W tle system dokonuje analizy zachowania się i postępów studenta:
1. może ocenić aktualne potrzeby studenta i zaproponować odpowiednie
akcje
2. w oparciu o analizę profili i wyników uczenia się poprzednich studentów
może zarekomendować odpowiednie akcje kolejnym studentom
3. może wskazać partie materiałów wymagające poprawy przez autorów
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Cechy E-korepetytora
• Punkt wyjścia:
• podręcznik elektroniczny
• wspomagające materiały elektroniczne
• Składowanie elementów wiedzy oraz wyników aktywności studentów w
bazie danych
• Możliwość generowania materiałów z bazy danych dopasowanych do
potrzeb studenta
• Możliwość eksploracji zgromadzonych danych
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Reprezentowanie wiedzy dziedzinowej studenta
• Informacje o tym co wie student są umieszczane na modelu danych
dziedziny wiedzy
• Każdy element modelu dziedziny może być scharakteryzowany jako znany
lub nieznany dla studenta ewentualnie z oceną, stopniem opanowania lub
prawdopodobieństwem opanowania
• Model ten wskazuje jak daleko zaszedł student w poznaniu dziedziny
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Tworzenie bazy danych dziedziny wiedzy
Wybranie podręczników
elektronicznych
pokrywających dziedzinę
wiedzy
Zgromadzenie
materiałów
elektronicznych
Identyfikacja
sekcji
Identyfikacja
fragmentów, elementów
wiedzy i tematów
wiedzy
Identyfikacja słów
kluczowych
i relacji między
Podział
sekcjami
Model danych
dziedziny
wiedzy
Baza danych
dziedziny
wiedzy
Rejestrowanie
aktywności
studentów
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Zasady korzystania z materiałów
• Student może:
• Zrealizować sekcję: kolejną lub wybraną ze spisu treści podręcznika
• Przejść do sekcji materiałów zaproponowanej przez system
• Przejść do sekcji materiałów wskazanych przez relacje między sekcjami
• Wyszukać sekcje materiałów przy użyciu słów kluczowych
• Wyświetlić pytania, testy, zestawienia, prezentacje generowane z bazy
danych
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Zasady korzystania z materiałów
dydaktycznych c.d.
• Student sam decyduje, czy zapoznał się z kursem/ sekcją materiałów/
tematem – nie system
• Student może wyrazić swoje zdanie o proponowanych mu materiałach w
postaci rekomendacji innym studentom
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Analiza ścieżek studentów
• Ścieżka studenta – ciąg sekcji, tematów, zadań i generowanych treści,
którymi zajmował się student, razem z ich ewaluacjami i spędzonym
czasem – uporządkowane w czasie
• Wśród wszystkich dostępnych ścieżek wyszukiwane są ścieżki wzorcowe –
do tego celu służy algorytm odkrywania wzorców sekwencji PrefixSpan
wzbogacony o parametr służący do odrzucania ścieżek o
niezadawalających rekomendacjach
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Analiza ścieżek studentów c.d.
• Wygenerowane wzorce sekwencji pozwalają na:
• wyszukanie dla osoby uczącej się najbardziej podobnego do danego
miejsca wzorca sekwencji i zasugerowanie kolejnej sekcji materiałów
• wskazanie nowemu studentowi ścieżek innych studentów, którzy do
danego momentu szli tak samo/podobnie jak on/ona
• Dodatkowo mamy możliwość:
• obejrzenia/analizy ścieżek studentów – czy są powtarzające się wzorce,
czy studenci korzystają z zadanych relacji
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Analiza sekcji materiałów
•
•
•
•
•
•
•
Liczba osób, które ją przerobiły
Liczba osób, które ją rozpoczęły a nie ukończyły
Średni wynik testów
Liczba pozytywnych rekomendacji
Liczba negatywnych rekomendacji
Średni czas studiowania
Zbiorcza ocena będąca średnią:
•
•
•
Średniego wyniku testów wyrażonego w procentach
Procentu osób, które ją przerobiły
Procentu pozytywnych rekomendacji
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Korzyści z budowy bazy danych dziedziny wiedzy
Wprowadzanie wiedzy
Podręcznik inteligentny
System doradczy
SZBD
Interfejs
wiedzy
Encyklopedia wiedzy
E-tutor
Baza danych
……
Aplikacje edukacyjne
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Prototyp: wybór kolejnej sekcji
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Generowanie pytań i odpowiedzi z bazy
danych
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Wyświetlanie statystyk dotyczących
użycia sekcji
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Podsumowanie
• Pokazaliśmy jak do istniejących materiałów dobudować „inteligentną”
nadbudowę wspomagającą uczących się jak i autorów materiałów
• Do zastosowania dla dowolnej dziedziny wiedzy i dowolnego trybu kształcenia
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Bibliografia
[1] Beverly Park Woolf, Building Intelligent Interactive Tutor: Student-Centered Strategies for
Revolutionizing E-learning, Morgan Kaufmann, 2008.
[2] Lech Banachowski, Elżbieta Mrówka-Matejewska, Jerzy Paweł Nowacki, Czy bazy wiedzy i
podręczniki inteligentne stanowią kolejną fazę rozwoju technologii edukacyjnych?, w
monografii "Postępy e-edukacji", Wydawnictwo PJWSTK, 2013.
[3] Lech Banachowski, Elżbieta Mrówka-Matejewska, Jerzy Paweł Nowacki, Zastosowanie baz
danych do reprezentacji wiedzy i automatyzacji procesów e-nauczania, Eduakcja, 2014.
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów
Dziękujemy za uwagę
L.Banachowski, E.Mrówka-Matejewska, A. Chądzyńska-Krasowska, J.P. Nowacki, Od e-materiałów do e-tutorów