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Ein semantisches Netz für die virtuelle Hochschule

Konzeption, Entwicklung, Nutzungskonzepte

Ein semantisches Netz für die virtuelle Hochschule
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Thomas Oerder
  • Abgabedatum: Juni 2002
  • Umfang: 128 Seiten
  • Dateigröße: 2,2 MB
  • Note: 2,0
  • Institution / Hochschule: Fachhochschule Darmstadt Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-5987-1
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-5987-1 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-5987-1 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Oerder, Thomas Juni 2002: Ein semantisches Netz für die virtuelle Hochschule, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Wissensnetz, Wissensrepräsentation, Metadaten, Dokumenturrepräsentation, Inhaltsrepräsentation

Diplomarbeit von Thomas Oerder

Einleitung:

Zum Konzept einer virtuellen Hochschule gehören alle für die Studierenden relevanten Funktionen einer Hochschule. Dazu zählen Kommunikationsmöglichkeiten zur Unterstützung sozialer Kontakte zwischen Studierenden und zur Unterstützung von Gruppenarbeit und Seminaren (kooperatives Lernen), Informations- und Beratungssysteme (Tutor, Dozent), der Zugang zu einer Bibliothek mit digitalen Medien und die Einbindung aller verwaltungsbezogenen Abläufe. Als Lehrmaterialien werden „Computer Based Trainings“ (CBT), Videosequenzen, Animationen, Simulationen, Foliensequenzen und Textkurse verwendet. Die Lehrmaterialien stehen als hypermediale Dokumente zur Verfügung. Lehr-Lernmodule mit großen Dateien und umfangreiche Texte können als CD-ROM bzw. als Text verschickt werden. Sie sind nach didaktischen und thematischen Gesichtspunkten miteinander verknüpft. Zur Realisierung einer virtuellen Hochschule gehört die Entwicklung einer homogenen Lehr-Lernplattform, die dem Nutzer eine individuelle Sicht auf den komplexen Informationsraum „Hochschule“ mit Hilfe seines Heimcomputers via Netzwerktechnik bzw. Internet ermöglicht. So ist den Studierenden der Zugriff jederzeit und von (fast) jedem Ort aus möglich. (Vgl. [Sch] und [Bru 2001]) Unter Federführung der FH Darmstadt wird in Kooperation mit anderen Hochschulen im Rahmen des Hochschulförderprogramms „Neue Medien in der Bildung“ das Projekt „2MN – Module für die multimediale netzbasierte Hochschullehre“ durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung modularer multimedialer Lehrangebote zur wissenschaftlichen Ausbildung bzw. Weiterbildung in ingenieurwissenschaftlichen Fachdisziplinen und den Informationswissenschaften. Die Lehrangebote sollen so konzipiert sein, dass sie sowohl als Präsenzstudium als auch im Fernstudium durchführbar sind. Im Rahmen des Projektes wird eine Lehr-Lernplattform (ELAT –Environment for Learning and Teaching) entwickelt. ELAT realisiert die oben beschriebenen Funktionen, die eine solche Umgebung im Rahmen einer virtuellen Hochschule bereitstellen sollte. Ein besonderes Merkmal der Plattform ist ihre offene Konzeption, die die Option offenhält, zu einem späteren Zeitpunkt erstellte, weitere Lehr-Lernmodule zu integrieren. Die im Zusammenhang mit dieser Arbeit relevanten Lehr-Lernmodule sind der Fachdisziplin Informationswissenschaft zuzuordnen. Im Einzelnen handelt es sich um die Lehrveranstaltungen „Indexieren und Thesaurus“, „Information Retrieval“ sowie „Klassifikation“. Die Konzeption der Lehr-Lernmodule sieht vor, dass die Lehrinhalte mehrfach kombiniert werden können. Dies ist notwendig, da die Lehrinhalte in verschiedener Kombination mehreren Studiengängen angeboten werden sollen. Die Lehrveranstaltungen lassen sich thematisch unter den Begriffen „Wissensorganisation“, „Inhaltserschließung“, „Wissensrepräsentation“ und „Information Retrieval“ einordnen [Kno 2001]. Die zur Anwendung kommenden Materialien entsprechen hinsichtlich ihrer Art den im Rahmen der Beschreibung der virtuellen Hochschule erwähnten (s. o.). Die Anforderungen der realen Hochschule an eine Informationsinfrastruktur sind hinsichtlich der Aufrechterhaltung ihrer Funktionstüchtigkeit andere als die der virtuellen Hochschule. Die reale, konventionelle Hochschule verfügt, wie andere größere Organisationen auch, über eine gewachsene, heterogene Informationsinfrastruktur bestehend aus formellen und informellen Informationskanälen [Kno 2002a]. Auch wenn im Sinne einer Optimierung eine Überführung der heterogenen in eine homogene Informationsinfrastruktur wünschenswert wäre, so ist sie für sich genommen nicht zwingend notwendig. Die Einführung bzw. Implementierung einer virtuellen Hochschule an einer bereits bestehenden realen Hochschule muss, soll sie den allgemeinen Anforderungen an eine virtuelle Hochschule genügen, Zugriff auf Ressourcen verschiedener organisatorischer Einheiten ermöglichen. Die virtuelle Hochschule benötigt ihrerseits eine eigene homogene, digitale Informationsinfrastruktur respektive einer Verwaltung der Ressourcen und ihrer Nutzer. Beim Aufbau einer virtuellen Hochschule im Rahmen einer realen Hochschule gibt es demnach drei Möglichkeiten: Erstens der Aufbau einer zusätzlichen digitalen Infrastruktur im Sinne einer separaten „Insellösung“ unter paralleler Beibehaltung der alten Informationsinfrastruktur; zweitens die Möglichkeit der Einbeziehung der bestehenden Informationsinfrastruktur in die ohnehin neu aufzubauende digitale Infrastruktur im Sinne einer Integration und drittens der völlige Neuaufbau einer Informationsinfrastuktur unter Berücksichtigung aller Aspekte und Anforderungen sowohl der virtuellen als auch der „realen“ Hochschule. Dies hätte den zusätzlichen Vorteil, dass die reale Hochschule von der neuen zu errichtenden Infrastruktur im Sinne einer Optimierung profitieren könnte. Bei Realisierung einer virtuellen Hochschule ergeben sich hinsichtlich der Dokumentenstruktur neue, zusätzliche Anforderungen. So müssen Dokumente, die eine inhaltliche Nähe zueinander aufweisen, miteinander in Verbindung gebracht werden können. Sie müssen neben inhaltlichen Aspekten nach formalen und didaktischen Gesichtspunkten gruppiert oder einander zugeordnet werden können. Dazu ist eine formale und inhaltliche Repräsentation aller Dokumente (Dateien) notwendig. Aufgrund formaler und didaktischer Abhängigkeiten der Dokumente untereinander ist die Möglichkeit zur Reihenfolgemodellierung in Bezug auf die Gruppierung der Dokumente notwendig. Bei Videodateien und Animationen wäre die Möglichkeit, bestimmte Sequenzen auswählen und direkt anspringen zu können, hilfreich. Geht man von einem modularen Aufbau und einer multiplen Verwendbarkeit der Lerneinheiten aus, ist dies sogar zwingend erforderlich [KOM 2001]. Eine Möglichkeit zur Implementierung einer digitalen Informationsinfrastruktur, die die gewünschten Anforderungen erfüllen kann, ist die Repräsentation relevanter Aspekte der FH Darmstadt in Form eines Wissensnetzes (semantisches Netz). Die für die virtuelle Hochschule notwendige semantische Verknüpfung der Dokumente (Lernobjekte) (vgl. [Bru 2001, S. 97]) könnte durch die begriffliche Umschreibung der Lehrinhalte im Sinne einer Klassifikation wirksam unterstützt werden. Die Implementierung eines semantischen Netzes könnte ferner zur Abbildung der gewachsenen Infrastruktur der realen Hochschule dienen. Ein konkreter Vorteil wäre zum Beispiel der assoziative Zugang zu den wissenstragenden Einheiten der FH Darmstadt. Aspekte, gleich welcher Art, und die ihnen zugeordneten Dokumente, die zu anderen Dokumenten in irgendeiner Art von Beziehung stehen, könnten ohne Schwierigkeiten ausfindig gemacht werden. Ermöglicht würde für Nutzer eine Transparenz des „Systems FH Darmstadt“ in dem Sinne, dass implizit vorhandene Verbindungen sichtbar und damit explizit werden würden.

Inhaltsverzeichnis:

Vorbemerkung 3
1. Einleitung 4
1.1 Die Aufgabenstellung 7
1.2 Vorgehensweise 8
2. Theoretische Grundlagen und Hilfsmittel 9
2.1 Semantische Netze 9
2.1.1 Grundlagen 9
2.1.2 Eigenschaften semantischer Netze 14
2.1.3 Mögliche Nutzungskonzepte 15
2.1.4 Das Konzept Topic Map 19
2.1.5 Das Datenformat XML-Topic Map 21
2.1.6 Die Software K-Infinity 22
2.1.7 K-Infinity und das Konzept Topic Map im Vergleich 25
2.2 Klassifikation 26
2.2.1 Grundlagen 26
2.2.2 Quellen zur Begriffsextraktion 28
2.3 Inhaltliche und formale Repräsentation 30
2.3.1 XML 30
2.3.2 Metadatenmodelle 33
2.3.2.1 Resource Description Framework 33
2.3.2.2 Dublin Core 35
2.3.2.3 Learning Objects Metadata 36
2.3.3 Semantisches Markup 39
2.3.3.1 Das News Industry Text Format 42
3. Repräsentation thematischer Aspekte als semantisches Netz 46
3.1 Analyse 46
3.1.1 Gegebenheiten und Rahmenbedingungen 46
3.1.2 Nutzer und Zielgruppen 49
3.1.3 Zielsetzung und Anforderungen 50
3.2 Konzept und Modellierung 51
3.2.1 Heranführung 51
3.2.2 Aufstellung der Konzept-Topics 53
3.2.3 Ausstattung von Knoten mit Attributen 66
3.2.4 Aufstellung der notwendigen Assoziationen 66
3.2.5 Die Zuordnungen von Individuen und Informationsbestand 69
4 Zusammenfassung und Auswertung 70
4.1 Alternative Möglichkeiten der Integration 70
4.1.1 Einbettung einer virtuellen Hochschule in eine Hochschule 70
4.1.2 Möglichkeiten der Dokumentenrepräsentation 73
4.1.3 Möglichkeiten zur Implementierung einer Klassifikation 74
4.1.4 Möglichkeiten der Reihenfolgemodellierung 75
4.2 Abgleich der Ergebnisse mit der Aufgabenstellung 76
4.3 Besondere Probleme 77
4.4 Ausblick 78
Bibliografie 80
Abbildungsverzeichnis 84
Quelltextverzeichnis 85
Glossar 86
Anhang 90
CD-ROM mit Datenbestand der Modellierung (Praktischer Teil)

Automatisiert erstellter Textauszug:

2.3.2.3 Learning Objects Metadata Learning Objects Metadata (LOM) ist ein Schema zur Beschreibung der Metadaten multimedialer21 Lernressourcen. Die Entwicklung folgt den Empfehlungen des europäischen ARIADNE-Konsortiums22 und des IMS Global Learning-Konsortiums23. Daher ist davon auszugehen, dass sich für LOM eine breite internationale Akzeptanz in Bezug auf die Beschreibung von Lernobjekten im Bereich des E-Learning entwickeln wird. [KOM 2001, S.72] In Anlehnung an [Bra 2000] dient LOM folgenden Zielen: • Definition eines Standards der einfach, modifizierbar und universell einsetzbar ist • Physikalische Unabhängigkeit der Beschreibung von den Lernobjekten • Unterstützung der Dokumentation bereits existierender Lernobjekte • Unterstützung eines wachsenden Systems von Lernobjekten • Unterstützung der Arbeit an anderen Standards im Kontext offener, verzweigter Lehr-Lernumgebungen • Unterstützung für das Suchen, Auswerten, den Erwerb und den Gebrauch von Lernobjekten sowohl für Lernende als auch für Lehrende • Möglichkeit von Austausch und gemeinsamer Verwendung von Lernobjekten in jedem technisch unterstützten Lernsystem • Möglichkeit der Entwicklung von Lernobjekten mit Hilfe von kombinierbaren und speicherbaren Einheiten • Möglichkeit der automatischen Zusammenstellung individueller Kurse durch Agenten • Förderung von Sicherheit und Kennzeichnung für die Verbreitung von Lernobjekten • Entwickler mit einem Hilfsmittel zu versehen, um Daten zu sammeln und auszutauschen, die die Anwendbarkeit und Effektivität von Lernobjekten betreffen [...]

Die Hauptmerkmale sind die freie Definierbarkeit von Dokumentstrukturen und die Repräsentation auf Dateiebene im Textformat. Daraus resultieren zum einen die potentielle Lesbarkeit der codierten Strukturen und zum anderen eine weitgehende Anpassbarkeit an eigene Bedürfnisse. Mit XML lassen sich textbasiert sowohl die Struktur als auch die Inhalte z.B. einer bestimmten Datenbank abbilden, speichern und austauschen. So kann XML zum Datenaustausch auch zwischen unterschiedlichen Systemen dienen. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass beiden Systemen die Bedeutungen der Auszeichnungen im Dokument bekannt sind. Soll ein XML-Dokument visuell dargestellt werden, so ist die Festlegung des Layouts mit Hilfe sogenannter Stylesheets (XSL, CSS) notwendig. Durch die Erweiterung mit Xlink und Xpointer19, den Definitionen für Dokumentverknüpfungen, kann XML HTML ersetzen und für hypermediale Projekte eingesetzt werden. Durch Programmierung mehrerer verschiedener Stylesheets für eine XML-Datei lassen sich mehrere dem jeweiligen Medium angepasste Darstellungen erzeugen. Die potentielle Vielfalt der Möglichkeiten lässt maßgeschneiderte Lösungen zu. In der Praxis der letzten Jahre wurden für verschiedene Anwendungsbereiche20 DTDs entwickelt. Vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist, dass jedes Dokumentenformat, sofern es verfügbar ist, sich für eigene Zwecke verwenden lässt und gegebenenfalls modifiziert werden kann. [...]

Dem Beispiel fehlen Angaben zur Gestaltung. Diese können in einer eigenen Datei abgelegt werden und müssten dann entsprechend referenziert werden. Die andere Möglichkeit besteht darin, die Definition den Header-Angaben hinzuzufügen. Auf die überaus vielfältigen Möglichkeiten zur Gestaltung mit Hilfe von CSS oder XSL soll im Rahmen dieser Arbeit nicht explizit eingegangen werden. Die Trennung von Struktur, Inhalt und Gestaltung ist sicherlich auch so deutlich zu erkennen. Die Art der Auszeichnungen und deren zulässige Verschachtelungen werden in einem eigens zu erstellenden Regelwerk, der so genannten Document Type Definition (DTD) festgelegt. Dessen Interpretation und Verarbeitung obliegt dem verarbeitenden Programm. XML als Auszeichnungssprache stellt hinsichtlich ihrer Möglichkeiten eine Teilmenge der Standard Generalized Markup Language (SGML) dar. SGML existiert seit 1986 als internationaler Standard 8879. Aufgrund seiner hohen Komplexität blieb seine Verwendung auf spezielle Anwendungsbereiche beschränkt. Um die potentiellen Möglichkeiten des SGML-Standards für das Internet nutzbar zu machen und es einem größeren Nutzerkreis zugänglich zu machen, wurde XML entwickelt. Es wurde 1998 durch das W3C standardisiert. [...]

Arbeit zitieren:
Oerder, Thomas Juni 2002: Ein semantisches Netz für die virtuelle Hochschule, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Wissensnetz, Wissensrepräsentation, Metadaten, Dokumenturrepräsentation, Inhaltsrepräsentation

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