Kaum irgendwo anders schreitet die Entwicklung so schnell voran wie im Internet. Täglich entstehen tausende neue Webseiten mit immer fortschrittlicherer Funktionalität. Täglich suchen Millionen von Menschen bei Suchmaschinen nach Informationen und Hilfe. Täglich werden Unmengen von Nachrichten mit Hilfe des Internets verschickt, wobei nahezu jede einzelne ihren Bestimmungsort sicher erreicht. Im modernen Leben sowie im Sinne der Dezentralisierung und Globalisierung ist eine Kommunikationsform auf Basis von Netzwerken unverzichtbar, sei es durch Local Area Networks (LAN; deutsch: lokale Netzwerke) in Firmen und Institutionen, Wide Area Networks (WAN; deutsch: Weitverkehrsnetze) von Internetanbietern, bis hin zu Global Area Networks (GAN; deutsch: globale Rechnernetze).
Auch im Rahmen hochschulspezifischer Tätigkeiten werden bereits die modernen Kommunikationswege voll ausgenutzt. Sie unterliegen einem fortwährenden Ausbau und einer kontinuierlichen Erweiterung. Studierenden wird es ermöglicht, Vorlesungen und Seminare über das Internet zu verfolgen, ohne sich dabei physisch im Seminarraum, in der Hochschule oder im Land zu befinden. Stundenpläne werden ständig aktualisiert, Einschreibungen zu Seminaren finden online statt und Laborpraktika können vollständig von zu Hause aus absolviert werden.
Aufgrund des enorm hohen Stellenwertes des World Wide Webs (WWW; deutsch: weltweites Netz) für den schulischen und hochschultypischen Betrieb, setzt sich diese Arbeit mit bestehenden Verwaltungssystemen, sogenannten Management-Systemen auseinander. Es werden aktuelle Realisierungen analysiert und für deren Einsatz im Gebiet Automatisierungstechnik (AT) bewertet. Bestehende Standards zum Lernen über das Internet und Aufbau barrierefreier Webseiten werden recherchiert. Es erfolgt unter Berücksichtigung der Investigationsergebnisse die Umsetzung einer Lernplattform mit spezieller Ausrichtung auf die Fachgebiete der AT. Dazu wird entweder ein bestehendes Lernportal erweitert und angepasst oder, sollte dies nicht den geforderten Ansprüchen genügen, eine eigenständige Umsetzung angestrebt. Testläufe mit ausgewählten Beispielen demonstrieren die Funktionsfähigkeit der Implementierungen oder verdeutlichen auftretende Problematiken. Dabei wird auf deren Lösungsmöglichkeiten eingegangen. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse und insbesondere eine Reihe von Vorschlägen zur Verbesserung der Entwicklungen bilden den Abschluss dieser Arbeit.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Ziel der Arbeit
1.3 Aufbau der Arbeit
1.4 Typografische Konvention
2 Grundlagen
2.1 Internetprogrammierung
2.1.1 Institution W3C
2.1.2 Begriff Barrierefreiheit
2.2 E-Learning
2.2.1 Begriff E-Learning
2.2.2 Entwicklung
2.2.3 Erwartungen
2.2.4 Modelle
2.2.5 Vorteile und Nachteile
2.2.6 Beispiellösungen
2.2.7 Organisationen
2.3 Standards
2.3.1 XHTML
2.3.2 XML
2.3.3 ADL SCORM
2.3.4 IMS QTI
3 Recherchen
3.1 Content-Management-Systeme
3.1.1 Anforderungsdefinition
3.1.2 Joomla
3.1.3 Drupal
3.1.4 TYPO3
3.1.5 Zusammenfassung und Fazit
3.2 Learning-Management-Systeme
3.2.1 Anforderungsdefinition
3.2.2 ILIAS
3.2.3 Moodle
3.2.4 metacoon
3.2.5 Zusammenfassung und Fazit
3.3 Schlussfolgerung
4 Entwicklungsprozess
4.1 Prozessmodell
4.2 Anforderungsdefinition
4.2.1 Anforderungen
4.2.2 Anwendungsszenarien
4.3 Grobentwurf
4.3.1 Funktionsübersicht
4.3.2 Entity-Relationship-Modell
4.4 Aufwandsabschätzung
4.5 Feinentwurf
4.5.1 Strukturierte Analyse
4.5.2 Strukturierter Entwurf
5 Implementierung
5.1 Layout
5.1.1 Logo
5.1.2 Design
5.2 Programmierung
5.2.1 Modul cs_exercise
5.2.2 Modul cs_math
5.2.3 Modul cs_dora
5.2.4 Modul cs_matlab
5.2.5 Modul cs_exchange
5.2.6 Zusammenfassung und Fazit
6 Testläufe und Qualitätssicherung
6.1 Verifikation
6.2 Validierung
7 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung rechnergestützter Lernmethoden und der Konzeption eines E-Learning-Systems für die Automatisierungstechnik. Ziel ist es, eine Plattform zu schaffen, die den Bearbeitungsprozess mathematischer Aufgaben sowie deren Validierung im World Wide Web ermöglicht und durch den Einsatz geeigneter Content-Management-Systeme und Standards effizient umsetzbar ist.
- Analyse moderner Internet-Lernmethoden und E-Learning-Standards.
- Bewertung und Auswahl geeigneter Content-Management-Systeme (CMS) wie Drupal.
- Integration spezialisierter Module zur Bearbeitung technischer Aufgaben.
- Implementierung eines Entwicklungsprozesses auf Basis des V-Modells zur Qualitätssicherung.
Auszug aus dem Buch
1.1 Motivation
Die Modernisierung führt in sehr vielen technischen Bereichen zu Vereinfachungen im Alltag. Dabei spielt das Internet und der damit verbundene Datenaustausch eine große Rolle. Sei es beim bargeldlosen Bezahlen oder bei der schnellen, einfachen Kommunikation mit Arbeitskollegen und Geschäftspartnern. Auch die Organisation einer Hochschule wäre ohne diese Kommunikationsform nur schwer vorstellbar. Zu Prüfungsleistungen kann sich online angemeldet werden, Übungsaufgaben und zugehörige Lösungsvarianten sind im WWW verfügbar und Hochschulangestellte können problemlos per Electronic-Mail (E-Mail; deutsch: elektronische Post) kontaktiert werden. Um den Studierenden zukünftig noch bessere Lernmethoden und Hilfestellungen für das Selbststudium präsentieren zu können, möchte der Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Fachhochschule Jena eine Plattform zur Verfügung stellen, mit deren Hilfe spezielle Aufgabenstellungen bearbeitet werden können. Hierbei soll Dozenten erleichtert werden, den Wissensstand der Studierenden zu überprüfen und Hochschülern ermöglicht werden, Übungsserien, sofern nötig mit einigen Hilfestellungen, zu absolvieren. Die Lernplattform konzentriert sich dabei hauptsächlich auf die Fachgebiete der Automatisierungstechnik. Ebenfalls wäre ein Einsatz in den Fachrichtungen der Technischen Informatik und der Kommunikations- und Medientechnik möglich.
Diese Diplomarbeit und die daraus resultierende Entwicklung soll als Grundlage für eine Lernplattform dienen, welche in ihren Einsatzgebieten sowohl schulische als auch hochschultechnische oder auch geschäftliche Anwendung finden kann.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Beschreibt die Motivation für E-Learning an Hochschulen, das Ziel der Arbeit, den Aufbau der Arbeit sowie die verwendeten typografischen Konventionen.
2 Grundlagen: Erläutert Begriffe und Standards der Internetprogrammierung sowie E-Learning-Modelle, Vorteile, Nachteile und die institutionelle Einordnung durch das W3C.
3 Recherchen: Untersucht verschiedene Content-Management- und Learning-Management-Systeme, bewertet deren Eignung anhand definierter Anforderungen und trifft eine Entscheidung für die weitere Entwicklung.
4 Entwicklungsprozess: Beschreibt das gewählte V-Modell als Entwicklungsprozess, definiert Anforderungen, entwirft die Software-Architektur und führt eine Aufwandsabschätzung durch.
5 Implementierung: Dokumentiert das Layout der Anwendung, die Programmierung der spezifischen Module für Automatisierungstechnik-Aufgaben sowie die Zusammenfassung der Modulentwicklung.
6 Testläufe und Qualitätssicherung: Behandelt die Verifikation und Validierung des Gesamtsystems durch Testfälle, um die Funktionalität und die Einhaltung der Anforderungen sicherzustellen.
7 Zusammenfassung und Ausblick: Fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und gibt einen Ausblick auf potenzielle zukünftige Erweiterungen und Verbesserungen des Systems.
Schlüsselwörter
E-Learning, Automatisierungstechnik, Drupal, Content-Management-System, Learning-Management-System, V-Modell, Web-based Training, Barrierefreiheit, XHTML, XML, IMS QTI, Softwareentwicklung, Qualitätssicherung, Virtunetics Studio, Cybernetics Studio
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung und Implementierung eines E-Learning-Systems, das speziell auf die Anforderungen technischer Fachgebiete, insbesondere der Automatisierungstechnik, zugeschnitten ist.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Zentrale Themen sind die E-Learning-Grundlagen und -Standards, der Vergleich von Content-Management-Systemen (CMS), der Softwareentwicklungsprozess nach dem V-Modell sowie die praktische Umsetzung durch Anbindung spezifischer fachlicher Module.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist die Entwicklung einer webbasierten Lernplattform, die es ermöglicht, mathematische Übungsaufgaben der Automatisierungstechnik online zu bearbeiten und deren Korrektheit zu validieren.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine Literaturanalyse zu E-Learning-Standards, einen systematischen Vergleich bestehender Management-Systeme sowie einen strukturierten Softwareentwicklungsprozess gemäß dem V-Modell inklusive Black-Box-Tests zur Qualitätssicherung.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretischen Grundlagen, die Recherche und Auswahl geeigneter Systeme, den detaillierten Entwicklungsprozess (Modellierung/Entwurf), die technische Implementierung sowie die abschließende Validierung und Verifikation.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
E-Learning, Automatisierungstechnik, Drupal, CMS, LMS, V-Modell, Web-based Training, Barrierefreiheit, XHTML, XML, IMS QTI.
Welches CMS wurde als Basis für das Projekt ausgewählt?
Nach einem detaillierten Vergleich von Joomla, Drupal und TYPO3 wurde Drupal aufgrund seiner modularen Architektur und Flexibilität als am besten geeignet für die Realisierung des E-Learning-Projekts ausgewählt.
Warum wurde das V-Modell für die Entwicklung gewählt?
Das V-Modell wurde gewählt, um den Entwicklungsprozess strukturiert zu organisieren, eine prozessbegleitende Qualitätssicherung zu gewährleisten und die Validierung der Teilergebnisse systematisch sicherzustellen.
- Quote paper
- Eric Liebau (Author), 2010, Untersuchung zu rechnergestützten Lernmethoden und Aufbau eines E-Learning-Systems für die Fachgebiete der Automatisierungstechnik, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/166204
