Riutilizzo e personalizzazione di
percorsi di apprendimento via
Web
Alfonso Quarati, Paola Forcheri, Stefano Moretti
Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche
Progetto CampusOne
Azione e-learning
Workshop sulla Formazione a Distanza
9 Aprile 2002
Argomenti




2
IMA e la FAD
Problematiche su Web content:
 Design
 Implementation
Soluzioni
 Riuso
 Personalizzazione
Conclusioni e Future Work
Esperienze di FAD
3

Progetti EU per formazione continua di PMI
 Qualification2000
 Teleconferenza
 mAQUA

Supporto a corsi “tradizionali”
 IRRSAE
 Seminari T.d.G.
 SSIS
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
4
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


5
(D)
(F)
Mittweida University
Gemme Sarls
ICT e FAD – le persone
Bisogni
6
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
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 cooperate and to develop initiative
Synchronous and asynchronous
communication
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
Scalable costs for installation
and maintenance
Usability of the same material at
different technological levels (standalone, via Internet, in a LAN context)
Technical support
Simplicity to use and to maintain
Tools for adding and managing
communication means (discussion
lists, chat rooms, electronic
bulletins, etc.)
Statistical analysis of the behaviour
of the trainees, etc.)
Good documentation
Robustness
7
Classe Virtuale
SL
GL
•Reading
a text
•Solving a problem (test, exercice...)
•Course
Material delivered by the teacher
(CM)
•Private
communication (Student/Trainer)
(P)
•Cooperative
CL
8
Working (problems and exercises)
•Partecipating
•On-line
to a Discussion List
discussion (Chat)
(CW)
(DL)
(C)
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
9
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.)
10
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




11
(F)
(F)
(D)
(UK)
OPCAREG, Paris
GEMME, Saint Leu d'Esserent
THATI, Nordhausen
AMT, Chelmsford
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
12
Progetti di teleconferenza
Linee guida
13

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;
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
14
Partenariato
Nazionale

AMGA S.p.A.,Genova, Italy
Trasnazionale



15
(GR) Laboratory of Hydralulics, Aristotle University
Thessaloniki
(UE) TECHnology for WAter REsources – TECHWARE
(CY) Technomart Engineering & Project Consultants Ltd.,
Limassol
of
Prodotti
Una

include il corso multimediale e tests di autovalutazione
Una
16
versione stand-alone (CD-ROM)
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;
Tecnologia
 Open source


Php (Script server)
mySql
 Creazione/Aggiornamento
dei
contenuti
dinamica e user-friendly
 Possibilità di ‘congelare’ il materiale su CDRom
 Scarsamente riusabile
17
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
18
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
19
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
20
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):
21

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;
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)
22
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’
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)

23
Stima a regime per 2 ore di filmato  16 ore/uomo (2
giornate/uomo)
e-coyote
electronic course organizer yelding operative training environment


24
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
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




25
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
Realizzazione di percorsi educativi






26
Definizione di “strutture di corso”
Modifiche / Aggiornamenti
Navigabalità: da un approccio embed ad uno
out-of-line
Riuso
Personalizzazione
Uso di tecnologie Standard
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
O1
bc1
27
bc2
O2
bc3
bc4
bc5
bc6
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?
28

Contenuti

Links
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
user level = 0
user level = 1
A
A
O1 -> 1
bc1
0
29
bc2
1
bc3
1
O2 -> 0
bc4
0
bc4
0
bc5
0
O3 -> 0
bc6
2
bc7
0
bc8
1
O1 -> 1
bc9
2
bc1
0
bc2
1
bc3
1
O2 -> 0
bc4
0
bc4
0
bc5
0
O3 -> 0
bc6
2
bc7
0
bc8
1
bc9
2
Riuso per adattività
Contesti/fabbisogni diversi permettono di riusare gli
oggetti nel modo appropriato
user level = 0
30
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 precondizione per accedere ad un’altro (più avanzato)
 Combinazioni delle due precedenti strategie
 ………………………..
31
Uso di XML

Separazione tra contenuti e rappresentazione:
XML / XSLT
32

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
 ………..
Riuso di componenti
33
Struttura di un corso
34
<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>
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)])">
35
Riuso per strategie
1)
2)
36
<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>
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>
37
<!ELEMENT thp (#PCDATA)>
<!ATTLIST thp
bcid CDATA #REQUIRED
level
CDATA #REQUIRED>
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  xml
Si utilizzano tecnologie già esistenti:

Tth.exe da tex a html

Tidy.exe da html a xml
38
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
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
39
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
40
Link utili e Bibliografia

E-mail:
[quarati,forcheri,moretti]@ima.ge.cnr.it




41
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