Riutilizzo e personalizzazione di percorsi di apprendimento via Web

1. Riutilizzo e personalizzazione di percorsi di apprendimento via Web Alfonso Quarati, Paola Forcheri, Stefano Moretti Istituto di MatematicaApplicata e Tecnologie Informatiche • Progetto CampusOne • Azione e-learning • Workshop sulla Formazione a Distanza • 9 Aprile 2002

2. Argomenti • IMA e la FAD • Problematiche su Web content: • Design • Implementation • Soluzioni • Riuso • Personalizzazione • Conclusioni e Future Work

3. Esperienze di FAD • Progetti EU per formazione continua di PMI • Qualification2000 • Teleconferenza • mAQUA • Supporto a corsi “tradizionali” • IRRSAE • Seminari T.d.G. • SSIS

4. Qualification2000 (1996-98) Contesto Progetto 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

5. 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

6. ICT e FAD – le persone

7. ICT e FAD – l’impresa

8. SL • 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) GL CL Classe Virtuale

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

10. Teleconferenza (1998 – 2000) Contesto Progetto 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.)

11. 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

12. 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

13. 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;

14. mAQUA (2000 – 2001) Contesto Progetto 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

15. 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

16. 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;

17. 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

18. IRRSAE Contesto Tre 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

19. 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

20. Conferenza Teoria dei Giochi Contesto Collaborazione 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

21. 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;

22. 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’

23. 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)

24. 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

25. 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

26. 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

27. O1 O2 bc1 bc2 bc3 bc4 bc5 bc6 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

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

29. 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 nota

30. Riuso per adattività Contesti/fabbisogni diversi permettono di riusare gli oggetti nel modo appropriato userlevel = 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 • ………………………..

32. 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 • ………..

33. Riuso di componenti

34. 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>

35. 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)])">

36. Riuso per strategie 1) 2) <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>

37. 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 #REQUIRED level CDATA #REQUIRED > <!ELEMENT def (#PCDATA)> <!ATTLIST def bcid CDATA #REQUIRED level CDATA #REQUIRED > <!ELEMENT THR (thc,thp?)> <!ELEMENT thc (#PCDATA)> <!ATTLIST thc bcid CDATA #REQUIRED level CDATA #REQUIRED> <!ELEMENT thp (#PCDATA)> <!ATTLIST thp bcid CDATA #REQUIRED level CDATA #REQUIRED>

38. Da LaTeX a pagine personalizzabili Metodologia: LaTex  LaTex ‘aumentato’  html  xml  inserimento informazioni didattiche (pesi) • Realizzazione di software per la trasformazione automatica da LaTex  LaTex aumentato • Trasformazione LaTex ‘aumentato’ html  xml Si utilizzano tecnologie già esistenti: • Tth.exe da tex a html • Tidy.exe da html a xml  • 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

39. 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 • Ralizzazione parser (java) LaTeX  LaTex ‘aumentato’: 20 ore(una tantum) • LaTex  LaTex ‘aumentato’ html  xml 1 ora/uomo • 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

40. 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

41. 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