Progettazione didattica, Learning Objects e Piattaforme (parte1)
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Il documento discute la progettazione didattica e l'instructional design, evidenziando le architetture e gli standard per e-learning, come LTSA, OKI e IMS/LD. Vengono descritti i learning objects, le loro caratteristiche, benefici e svantaggi, oltre ai requisiti delle piattaforme e-learning. Infine, si analizzano le piattaforme di e-learning, distinguendo tra Learning Management Systems (LMS) e altre tecnologie coinvolte nel processo formativo.
Progettazione didattica, Learning Objects e Piattaforme (parte1)
- 1. Gianni Vercelli – Università di Genova 1
- 2. Piano della lezione 1. Progettazione Didattica vs. Instructional Design 2. E-Learning: Architetture di riferimento LTSA OKI IMS/LD 3. Learning Objects 4. Piattaforme LMS + LCMS + … Rassegna di alcune piattaforme Open Source e Commerciali 2
- 3. Primo Atto Progettazione Didattica vs Instructional Design 3
- 4. E-learning: definizione (fonte ANEE) 4
- 5. E-learning: quale valore aggiunto? Strategie didattiche multiple: Coaching, Tutorship, Mentoring Attori/Ruoli multipli nel processo formativo: Interazione Condivisione Collaborazione Flessibilità del percorso vero/falso ?? Alta disponibilità dei contenuti vero/falso ?? 5
- 6. Evoluzione Prima generazione Seconda Terza generazione Quarta generazione generazione • Servizio postale • Multimedia • Internet • Social • Radio • TV • Piattaforme di (Semantic) • CBT e-learning Web • Giornali/riviste • Ambienti di • Formazione in apprendimento rete chiusi • rAmbienti di apprendimento aperti 6
- 7. Apprendimento in Rete Alla base dell’e-learning sta l’apprendimento mediato dalla Rete Behaviorism or Constructivism? Apprendimento individuale, personalizzato o sociale (collaborativo/cooperativo)? Training or Learning? 7
- 8. Caratteristiche del costruttivismo (Merrill, 1991) Sapere (conoscenza) come costruzione personale Apprendimento attivo (learner-centered learning) Apprendimento collaborativo Apprendimento contestualizzato (situated learning) Valutazione intrinseca (del “processo” e non solo del “prodotto”) 8
- 9. Fonte E-dida 9
- 10. Instructional Design Il processo di formazione viene Programmazione strutturata strutturato in 5 fasi (waterfall model) 1. Analisi 1. Analisi requisiti specifiche 2. Progettazione 2. Progettazione top-down o 3. Sviluppo bottom-up 4. Erogazione 3. Implementazione 5. Valutazione 4. Testing 5. Profiling e Benchmarking Interessante “parallelismo” (“contaminazione”) tra modelli Object-Oriented Programming pedagogici e modelli di “ingegneria del software” Prototipazione (spiral model) 10
- 11. Instructional Design Così… … o così? 11
- 12. Oppure così? ADDIE model 12
- 13. Secondo Atto Architetture di riferimento per l’e-learning 13
- 14. Un'occhiata agli standard architetturali Già a partire dal 1998 lo IEEE Learning Standards Technology Committee (LTSC) ha avviato un'azione di standardizzazione (P.1484) delle funzioni di una architettura per piattaforme e- learning: LTSA (Learning Standards Technology Architecture) http://ltsc.ieee.org/wg1/files/IEEE_1484_01_D09_LTSA.pdf LTSA è pensata all'interno di una struttura a strati che rappresenta, con livello di astrazione decrescente, le interazioni legate al processo di apprendimento: - dalle interazioni di una comunità di discenti con l'ambiente di apprendimento - fino alla sua possibile implementazione software. 14
- 15. Architettura LTSA 15
- 16. LTSA – Layer 3 (IEEE LTSC/WG1, 1998) LTSA non fa riferimento ad alcuna piattaforma esistente, ma piuttosto illustra i processi e le entità coinvolte nell’interazione tra il discente ed il sistema: essa cerca di essere un paradigma ispiratore per le piattaforme reali. 16
- 17. Passi di progettazione (ispirati a LTSA) 17
- 18. OKI (MIT, 2002) A partire dal 2002 un gruppo di ricercatori del MIT ha lanciato il progetto OKI (Open Knowledge Initiative, Merriman et al.), che ha come obiettivo principale la definizione di un framework che possa facilitare lo sviluppo e l’erogazione di applicazioni software di tipo educativo, e quindi anche piattaforme di e-learning. Ora il progetto OKI si è spostato su SourceForge http://www.okiproject.org/ 18
- 19. Architettura di OKI 19
- 20. OKI: Strati di Servizi OKI ha una architettura stratificata a 2 livelli (implementati come API indipendenti in Java/XML): Common Services Layer, che permette di collegarsi alla infrastruttura istituzionale e realizza il backbone per i servizi di livello alto e le applicazioni; Educational Services Layer, che raggruppa le funzionalità educative e fornisce supporto per lo sviluppo di piattaforme. 20
- 21. Ruolo di OKI Definizione di specifiche ben strutturate Binding Java/XML Architettura inerentemente distribuita (OSID) Un occhio verso il Semantic Web… 21
- 22. IMS/LD Modello Concettuale di progetto formativo EML – Educational Modeling Language (Koper, 2001) metamodello Nel 2003 IMS Global Learning Corsortium integra EML nelle proprie specifiche definendo il modello concettuale IMS/LD (IMS Learning Design Information Model) 22
- 23. IMS/LD Conceptual Model (2003) 23
- 24. IMS/LD e le piattaforme IMS/LD si compone di un modello concettuale, un modello informativo, un modello comportamentale. Tale architettura evidenzia che componenti, obiettivi/prerequisiti e risorse sono indipendenti dal metodo utilizzato nel progetto di apprendimento Sono quindi riusabili Il metodo è parte integrante del progetto, per cui non potendosi reggere da solo difficilmente può essere riutilizzato Componenti, obiettivi/prerequisiti e risorse sono alla base della implementazione di un Learning Object 24
- 25. Terzo Atto Learning Objects 25
- 27. Realizzazione di un percorso E-learning (fonte E-Dida) 27
- 28. Authoring La realizzazione di materiali didattici (authoring) è un processo integrato, in cui si mischiano e si confondono spesso: Modelli e Stili di apprendimento Conoscenze tecnologiche Capacità creative Capacità espositive Analizziamo qui una tecnologia che mira alla realizzazione di unità didattiche fruibili in rete: i “learning objects” standardizzati SCORM Sharable Content Objects (SCO) 28
- 29. Learning Object Un LO può essere definito come l’unità atomica del processo di apprendimento in modalità e-learning Un Learning Object rappresenta una unità di apprendimento erogabile a distanza, interoperabile, accessibile e riutilizzabile, in quanto realizzata in conformità con gli standard internazionali di riferimento. Metafora dei blocchetti LEGO™ (Wayne Hodgins, 2002) 29
- 30. Metafora dell’atomo-LO (rivisitata) David Wiley (2004) Non tutti gli atomi-LO si possono combinare tra loro Per creare una molecola- unità didattica, o un composto-lezione, ci vogliono delle conoscenze e delle competenze specifiche 30
- 31. “Reusable” Learning Objects (LO) Oggetti di apprendimento autoconsistenti riutilizzabili “Un LO è definito come una qualsiasi entità, digitale o non, che possa essere usata, ri-usata o referenziata durante l’apprendimento/formazione supportato dalla tecnologia.” (IEEE LTSC, 2000) 31
- 32. Lessico (fonte SCORM) Risorse (documenti, immagini, audio, video, esercizi) (“assets” o «SCA») Contenuti strutturati (moduli, unità didattiche, lezioni, esercitazioni) («learning object» o “SCO”) Corsi (ipermedia, libri, …) (“course”) 32
- 33. Vantaggi nell’uso di LO Le principali motivazioni e i vantaggi che spingono verso la progettazione e la realizzazione di Repertori di Oggetti Didattici (LOR – Learning Objects Repositories) basati su LO sono: rendere più facile (standardizzato) l’accesso ai materiali di apprendimento attraverso il web; rendere più facile l’uso di risorse didattiche in contesti e sistemi di apprendimento diversi, permettendo la “interoperabilità” tra i sistemi stessi; rendere meno facile la obsolescenza delle risorse didattiche, sganciandole dalla rapidità di cambiamento delle tecnologie web. 33
- 34. Svantaggi nell’uso di LO Complessità della catalogazione a livello “ontologico” (indicizzazione semantica) problema della metadazione! Gestione della “granularità” Mancanza di un framework teorico-pedagogico stabile Instructional Design Theory (Wiley, 2001) www.reusability.org 34
- 35. Granularità Problema della dimensione spaziale (1 immagine, 1 doc, 1 lesson, 1 unit, 1 module?) temporale (durata di 5 min o 4 h?) 35
- 36. Parametri per dimensionare un LO Durata Tracciabilità Tipologia dei contenuti Autoconsistenti Interdipendenti Tipologia di riuso Sharability Reusability Aggregability Tipologia dei metadata Structured Semantic Folksonomic Fonte e-Dida 36
- 37. Metadata: verso un’altra definizione di LO Un LO è un oggetto gestito da un LMS e caratterizzato da: 1. Contenuti (risorse) didatticamente efficaci con un obiettivo di apprendimento ben focalizzato; 2. Un ambiente mediatico (piattaforma) ricco centrato sul discente, in grado di abilitarlo alla prassi, all’apprendimento e alla valutazione formativa; 3. Un insieme di metadata che ne descrivono gli attributi, insieme a meccanismi per comunicare lo “stato” in modo attivo al software di gestione. 37
- 38. LO (“vision” Macromedia) 38
- 39. SCORM 1.3 SCORM 2004 Nel 1997 il DoD USA lancio la “ADL Initiative” (Advanced Distributed Learning). SCORM è uno dei risultati. Gli scopi dichiarati da ADL per SCORM: Reusability Accessibility Interoperability Durability SCORM è un insieme di specifiche piuttosto che uno standard SCORM dipende tecnologicamente da XML (binding) 39
- 40. Ma che cos’è SCORM? Sharable Content Object Reference Model Definisce un “Content Aggregation Model“ per l’eLearning e un “Run-Time Environment “ per i LO. È un modello che specifica a set of interrelated technical specifications and guidelines progettate per soddisfare I requisiti DoD per la progettazione di contenuti erogati attraverso il Web. È un insieme di specifiche per developing, packaging and delivering high- quality education and training materials 40
- 41. Organizzazione di SCORM Fonte: ADL Technical Team 41
- 42. SCORM SCORM si concentra su due problematiche relative alla interoperabilità di materiali didattici (learning contents): definisce un modello di aggregazione per il “packaging” dei materiali; definisce una interfaccia di comunicazione tra il materiale e la piattaforma di e- learning in cui viene lanciato (fruizione attiva). SCORM inoltre divide sommariamente (semplificando il processo di fruizione) il mondo delle tecnologie didattiche in 2 componenti chiave: Learning Management Systems (LMS) la piattaforma Sharable Content Objects (SCOs) gli oggetti attivi dell’apprendimento 42
- 43. SCO – Sharable forma standardizzata di learning object Uno SCO è una Content Object riutilizzabile. Una piattaforma di e-learning conforme SCORM è un sistema che gestisce le informazioni sul discente (tracking) esegue e comunica con gli SCOs interpreta le istruzioni su quale materiale deve essere eseguito e come deve essere fruito. 43
- 44. LO secondo IMS e ADL/SCORM Un “Package” (IMS) caratterizza un LO in tre parti: 1. Quali tipi di Contenuti? Metadata per descrivere il LO (imsmanifest.xml) 2. Come è organizzato? Packaging strutturato 3. Come è scambiata l’informazione? Run Time Environment con messaggistica tra SCO LMS 44
- 45. Diagramma concettuale di un Package IMS/SCORM 45
- 46. Modello di aggregazione dei materiali didattici 46
- 47. imsmanifest.xml secondo SCORM Uno manifest di uno SCO è composto da Metadata Organizations Resources (sub)manifest(s) 47
- 49. Organizations 49
- 50. Resources 50
- 51. MetaData I metadata sono un meccanismo per descrivere specifiche istanze dei componenti del content model (nel caso SCORM) Analogia con la scheda bibliografica… Information Model Il dizionario dei simboli previsti (metadata tags) La descrizione dei contenuti da indicizzare (per realizzare i meta-data records). 51
- 52. Catalogazione (Indicizzazione) IEEE LOM (Learning Object Metadata) (standard 1484.11) definisce le seguenti categorie di elementi metadata: 1. General 6. Rights 2. Lifecycle 7. Relation 3. Meta-metadata 8. Annotation 4. Technical 9. Classification 5. Educational 52
- 53. RTE – Run-Time Environment SCORM RTE descrive i requisiti a cui un LMS si deve conformare per poter gestire SCO 53
- 54. Modello concettuale RTE 54
- 55. Modello temporale RTE 55
- 56. Javascript per RTE API Fino alla versione SCORM 1.2 (che è ancora la più diffusa) le funzionalità del RTE sono state fondamentalmente basate sulle “AICC’s CMI001 Guidelines for Interoperability” Dal 2003 si è passata alla standardizzazione tramite IEEE LTSC come descritto in IEEE 1484.11.2-2003 “ECMAScript API for Content ti Runtime Services Communications”, ossia in Javascript 56
- 57. SCORM RTE API (IEEE 1484.11.2) 57
- 58. RTE Data Model (IEEE 1484.11.1) Lo scopo di stabilire un data model comune è assicurare che un dato set di informazioni sugli SCO possano essere tracciati da differenti LMS. Per identificare il data model, tutti gli elementi del RTE DM iniziano per cmi e usano la dotnotation di ECMAScript 58
- 59. Alla fine un LO deve essere … davvero? S. Angelo (E-dida) 59
- 60. Quarto (e ultimo) Atto Piattaforme per l’e-learning 60
- 61. Requisiti progettuali di una piattaforma di e-Learning Garantire una partecipazione attiva e monitorabile dello studente. Fare attenzione alle diverse modalità di apprendimento degli studenti. Garantire interoperabilità e interscambio con Learning Object Repositories Gestire molti flussi (1-1, 1-M, M-M) di informazioni. Avere le potenzialità per gestire una o più comunità di apprendimento. Permettere diverse modalità didattiche per i docenti, compreso, quando necessario, il supporto alla didattica in presenza (blended e-Learning). … 61
- 62. Piattaforme di e-Learning = ? Per creare le condizioni di un processo di istruzione (con tutti gli attori e gli elementi che lo compongono) mediata dalla tecnologia è necessario integrare diverse tecnologie in un unico ambiente di apprendimento virtuale (VLE), usando come veicolo di comunicazione principale il web. 62
- 63. Piattaforme di e-Learning = ? 63
- 64. Tipologie di Piattaforme Esistono diversi criteri con cui “tentare” una classificazione: Modularità architetturale Ambiente di sviluppo/erogazione Conformità alla standardizzazione Architettura proprietaria/aperta Gestione centralizzata/distribuita Funzionalità in rapporto agli stili di erogazione/apprendimento … 64
- 65. Piattaforme di e-learning = LMS? Spesso le piattaforme vanno sotto il nome di Learning Management Systems (LMS), ma l’uso di tale termine è controverso. Un LMS sicuramente incorpora le funzionalità di base legate all’accounting dell’utenza, alla messaggistica ed alla fruizione dei contenuti. 65
- 66. LMS 66
- 67. Piattaforme e-learning = LMS + … Molta ricerca attuale nel campo dell’e-learning è volta alla determinazione automatica delle tipologie degli utenti in termini dei loro stili di apprendimento nonché all’erogazione personalizzata dei contenuti didattici e degli strumenti di valutazione. In quest’ottica un LMS può ricadere in una definizione con un senso più ampio rispetto alla semplice analisi statistica dei dati sulle prestazioni degli studenti. 67
- 68. Standardizzazione dei contenuti Una piattaforma completa deve gestire, oltre alla pubblicazione dei contenuti didattici, la loro strutturazione ed indicizzazione per un possibile riutilizzo. Negli ultimi anni lo sviluppo delle tecnologie basate su XML e la loro forte integrazione con il web (XHTML, web semantico, etc.) ha favorito la creazione di standard per la realizzazione, fruizione e condivisione di contenuti didattici interoperabili perché aderenti a standard, i Learning Objects (LO); IEEE LTSC 1484 Learning Object Metadata (LOM) Aviation Industry CBT Committee (AICC) IMS Global Learning Consortium Sharable Content Object Reference Model (SCORM) 68
- 69. Piattaforme e-learning = LMS + LCMS Si parla di Learning Content Management System (LCMS) quando si intende un sistema dedicato alla gestione dei contenuti didattici secondo uno standard ovvero in maniera proprietaria. Questo componente dialoga con il LMS e lo solleva da tutta la parte di gestione documentale relativa ai contenuti didattici dei corsi. 69
- 70. LCMS Un LCMS può essere progettato e realizzato come un prodotto a sé stante: alcune case produttrici di piattaforme vendono i propri LCMS aderenti ai vari standard perché dotati di interfacce software per dialogare con piattaforme altrimenti riconducibili a semplici LMS. Si veda, come esempio, il caso della Giunti Labs con LearnExact. 70
- 71. Struttura di un LCMS Un LCMS si può considerare come l'insieme di: uno strumento di authoring dei contenuti un database dei contenuti interrogabile da parte del LMS e dello strumento di authoring 71
- 72. Piattaforme e-learning = LMS + LCMS + … In generale una piattaforma di e-learning, soprattutto quelle commerciali, ha una struttura con tre sottosistemi, in cui è presente anche il modulo di analisi dei dati e di gestione dei profili di utenza. 72
- 73. Confronto con LTSA Ovviamente le componente di delivery dei materiali multimediali è all'intersezione tra LMS e LCMS per come sono stati definiti: il delivery vero per l'utente lo fa LMS, ma la ricerca ed il delivery verso il LMS è svolta dal LCMS. 73
- 74. Principali piattaforme disponibili sul mercato Segue ora una breve rassegna delle principali piattaforme di e-learning. Tali sistemi hanno sostanzialmente tre origini: 1. accademica, 2. prototipo realizzato all'interno di specifici progetti finanziati, 3. esplicitamente commerciale. La seconda categoria è assimilabile alla prima perché le università sono in genere partner dei consorzi che gestiscono i progetti. L'origine della piattaforma ne influenza l'architettura e l'aderenza agli standard per la gestione dei contenuti. Le piattaforme accademiche e quelle ottenute come risultato di progettazioni specifiche sono di norma realizzate con tecnologia open source e non sempre si evolvono verso il rispetto di standard per la gestione dei contenuti didattici. Per contro le piattaforme commerciali hanno architetture chiuse e aderiscono agli standard per garantire l'interoperabilità del LO poiché questa caratteristica consente loro di penetrare il mercato dei corsi. 74
- 75. Legenda LMS LMS + … LMS + LCMS LMS + LCMS + … 75
- 76. EifFE-L (v. 1.6) EifFE-L è una piattaforma Open Source sviluppata in Delphi/Firebird da Università di Genova nell’ambito del Progetto CampusOne dal 2002. È conforme alle normative sulle Università Telematiche, a SCORM 1.2 e WCAG 1.0 La piattaforma non supporta alcuno stile di apprendimento particolare ed è costituita essenzialmente da un LMS e da una serie di tools off-line e on-line per la gestione dei materiali e dei progressi degli studenti. È particolarmente indicata per la gestione di corsi di tipo universitario sia completamente in e-learning che anche in modalità blended-learning. 76
- 77. EifFE-L 77
- 78. Moodle (v. 2.0.2) Moodle è una piattaforma Open Source sviluppata in PHP/MySQL da Martin Dougiamas per la sua tesi di PhD. È disponibile in oltre 40 lingue diverse tra cui l'italiano. La piattaforma non supporta alcuno stile di apprendimento particolare ed è costituita essenzialmente da un LMS che gestisce il delivery di corsi costituiti da materiale non standard e la messaggistica con gli studenti. Sono presenti moduli di monitoraggio dell'attività degli studenti attraverso l'assegnazione di compiti nonché la generazione di test a risposta chiusa. Esiste un database delle domande e queste possono essere condivise tra più docenti e mescolate tra loro anche se originariamente non appartenevano allo stesso test. La formula Open Source garantisce lo sviluppo di nuovi plug-in continuamente disponibili dal sito per il download. Supporta SCORM . Il passaggio alla versione 2.0 ha introdotto importanti novità. 78
- 79. Moodle 79
- 80. ILIAS (v. 4.1.4) ILIAS è una piattaforma Open Source multilingua, la cui prima versione ha visto la luce nel 2000 presso l'Università di Colonia. Rispetto alla struttura di Moodle, ILIAS gestisce meglio i metadati secondo le specifiche IMS e SCORM e possiede uno strumento di authoring a livello dei contenuti didattici ed a livello studente il quale può annotare i materiali didattici di qualunque tipo. L'architettura favorisce un apprendimento di tipo costruttivista e partecipativo. La piattaforma consente allo studente di riorganizzare e socializzare con altri il materiale su cui sta lavorando a dispetto della strutturazione dei corsi ottenibile via SCORM. È certificata SCORM 1.2 e SCORM 2004 La versione attuale supporta il SSO, una comunicazione stile web2.0 e una migliore gestione dei gruppi. 80
- 81. ILIAS 81
- 82. Dokeos (v. 2.0) Dokeos è una piattaforma Open Source sviluppata in PHP/MySQL originariamente nel 2001 come progetto Claroline da Thomas De Praetere dell’Università Catholique de Louvain. È multilingua e dichiaratamente improntata verso un uso pedagogico in ambito scolastico, anche se dalla versione 1.6 in poi si è allargata ad usi anche commerciali. La piattaforma è orientata verso un approccio costruttivista ed è costituita essenzialmente da un LMS che gestisce il delivery di corsi costituiti da forum di discussione, documenti e messaggistica con gli studenti. Sono presenti moduli di monitoraggio dell'attività degli studenti La formula Open Source garantisce un continuo aggiornamento delle versioni. Supporta SCORM 1.2 ma predilige agli SCO una versione interna conforme denominata “learning paths”. 82
- 83. Dokeos 83
- 84. ATutor (v. 2.0.2) ATutor è una piattaforma Open Source multilingua sviluppata presso l'Adaptive Technology Resource Center dell'Università di Toronto. Gli autori lo definiscono un web-based LCMS, ma la piattaforma è veramente completa. Aderisce alle specifiche IMS/SCORM Content Packaging, alle specifiche W3C XHTML 1.0 ed a quelle di accessibilità dei siti web WCAG 1.0 (Web Content Accessibility Guidelines). Possiede un insieme di tool aggiuntivi per il lavoro collaborativo, per la creazione di test e per l'integrazione del parlato nella fruizione dei contenuti didattici. Quando lavora in modo docente, gestisce in modo diretto l’accesso a un repository di Learning Objects (TILE) per permetterne il riuso. 84
- 85. ATutor 85
- 86. DoceboLMS (v. 4.0.4) DoceboLMS, omonimo all'azienda italiana che lo sviluppa, nasce dalle ceneri di Spaghettilearning nel 2004. DoceboLMS è una piattaforma di E-Learning open source compatibile SCORM. Il sistema, rilasciato in 25 lingue, è configurabile per adattarsi al modello didattico desiderato (autoapprendimento, blended learning, didattica collaborativa, social e-learning). Presenta una buona interfaccia per la personalizzazione grafica. 86
- 87. Docebo 87
- 88. Conclusioni Ringraziamenti: Luigi Sarti (ITD – CNR) Roberto Pirrone (Univ. di Palermo) Stefano Angelo (E-Dida) Grazie per l’attenzione! Per ulteriori approfondimenti e contatti gianni.vercelli@unige.it 88