SUN Nederland - Dutch Java User Group
Interactive Televison and Java: tools, techniques, trends, content and markets
22 March 2001
15.30 - 16.00 uur
Multimedia Complex Pompoen
Amsterdam
(gewone voordracht)

interactive television

(iTV)

Complexe interactieve leermiddelen op het web: model-driven applets met slimme video-output en parallelle video-instructies

CONCEPTEN, IDEEEN EN PROTOTYPEN

dr. ir. Rik Min
wetenschappelijk medewerker / universitair docent

Onderzoeker verbonden aan de Universiteit Twente; Faculteit der Toegepaste Onderwijskunde
in samenwerking met ir. Jan de Goeijen, DINKEL-instituut
Postbus 217; 7500 AE Enschede
E-mail: Min@edte.utwente.nl
Web-site: users.edte.utwente.nl/min

Key-words: video, applets, java, events, smart events, smart messages, intelligente computer simulation (ICS), learning environments, e-learning.

Abstract

Deze voordracht en de demonstaties zullen gaan over web-based video-output bij intelligente simulaties (ICS): model-driven, expert-driven, simulatie-applets die slimme events kunnen genereren om de juiste video-output uit te kunnen selecteren. In deze complexe, krachtige doch open leeromgeving is naast video-output ook sprake van video-input. Kortom, over e-learning.

Aan de Universiteit Twente wordt sinds een aantal jaren geexperimenteerd met applets en video om voor het onderwijs rijke multimediale educatieve web-sites te verkrijgen. Daartoe werken we samen met het Dinkel Instituut, het voormalige Onderwijskundig Centrum van de Universiteit Twente.

Wij willen een aantal slimme multimedia producten voor het voetlicht brengen. Te weten een aantal op een wiskundig model en een rule-base gebaseerde simulatie-applets, waarbij de rule-base de output van de simulatie controlleert en passende video feedback genereert.

Ook zullen we - als de tijd het toelaat - ingaan op door ons ontwikkelde methoden en technieken om losse applets - via javascripts - met elkaar te verbinden. Tussen de losse applets gaan events over en weer.

We bespreken het 'WebLib'-project en het 'JavaTHESIS'-project. Dat laatste project speelt zich af rondom het JavaTHESIS-systeem voor het bouwen van simulaties op het web. De coaching bij dit type leermiddelen geschied vanuit losse onderdelen die allemaal een zichtbaar en zinnig plekje behoeven binnen de beperkte ruimte op een web-pagina.

Via deze weg willen wij dan ook onze ideeen, concepten, ervaringen en gegevens van ons (ontwerpgericht) onderzoek aan u presenteren en met u bediscussieren.

http://users.edte.utwente.nl/min/home/personal.html

Inhoud

componenten

applets

events

slim / smart / intelligent

video

video coach

video als vorm van feedback




Leermiddelentechnologie

Universiteit Twente - Enschede

Faculteit Toegepaste Onderwijskunde (TO)

Vakgroep / afdeling Instrumentatietechnologie (ISM)

Vak 1: Computersimulatie als leermiddel (keuzevak)

Vak 2: Courseware engineering (80 m/v 120 uur)

Vak 3: Multimedia programmeren (80 m/v 120 uur)

Vak 4: Productie van onderwijssystemen (80 m/v 120 uur)




Dimensies

Een multimedia product heeft een aantal dimensies. De belangrijkste dimensies van een multimedia product zijn: tekst, beeld, geluid en video. Dus vier dimensies.

Maar als je animaties meetelt kom je op 5 dimensies. En als je mechanische beweging en reuk meetelt, kom je zelfs op 7 dimensies.

Maar er is nog een extra dimensie mogelijk namelijk 'inteligente objecten', zoals applets maar ook losse script. Applets noem ik externe objecten, dat ter onderscheiding van interne objecten.

De onderdelen zijn in principe allemaal los en worden afzonderlijk door specialisten gemaakt en aangeleverd. Daarna wordt alles geassembleerd.


De vijf dimensies van een multimediaal product zijn: zijn: tekst, beeld, geluid, animatie en video.


Deze dimensies zijn handig als methode van benoeming of bepaling, met name om een product te kwalifiseren, te kwantificeren en dus om te classificeren. Een voorbeeld van een bepaald soort multimediaal web-based product met: tekst, beeld, geluid en video (met géén animaties; d.w.z.: 0 langs de animatie-as). (In de vorm van een 'sterdiagram'.) (Zie bijvoorbeeld onze simulatiepatient 'Maurice'.)

Losse componenten


Elk multimediaal product bestaat uit minimaal vijf of zes soorten losse 'mono'-multimediale elementen: tekst, beeld, (lineair) geluid, (lineaire) animatie en (lineaire) video. Elk element heeft zijn eigen specifieke aanpak en specifiek gereedschap nodig. Het 'aan-elkaar-vast-programmeren' of 'het intelligent maken van het geheel' is de eindfase. Uiteindelijk zit de eindgebruiker achter het eind-product: bijvoorbeeld een vijf dimensionale web-site.
De vierkantjes zijn de files; een ruiten op hun punt zijn de editors.



Samengevat: De - feitelijk - zes dimensies van een multimediaal product zijn: tekst, beeld, (lineair) geluid, (lineaire) animatie, (lineaire) video en applets. Dit zijn de elementen waarmee een goede doe-, werk- en/of leeromgeving mee gemaakt wordt. Dit is ons handelsmerk c.q. filosofie geworden. Dit is onze didactische aanpak aangaande ontwerpen en produceren van educatieve software geworden. Deze didactische aanpak heeft impact gehad op vier van onze vakken.

Technieken en methoden

gewone web-sites --> 0e orde courseware

web-based courseware --> 1e orde courseware

embedded web-based leermiddelen --> 2e orde courseware

kale web-based leermiddelen

slimme scripjes / slimme applets

video als input

video als output

complete multimediale leermiddelentechnologie




Simulaties als leermiddel


Voorbeeld van een model-driven simulatie (als leermiddel)

Zonneboiler (prototype; 1999 - 2001), een online simulatieapplet met een model van het dynamisch gedrag van een zonneboiler; (een prototype)





ICS


'Model-driven simulatie' is simulatie die gebruikt wordt (of kan worden) als leermiddel, waarbij je afhankelijke en onafhankelijke variabelen in relatie met andere grootheden kunt bestuderen en leert te begrijpen; en waar een wiskundig model van een fenomeen aan ten grondslag ligt.


'Intelligente computersimulatie' (ICS) is het automatisch observeren ('monitoren') van afhankelijke en onafhankelijke variabelen in relatie met andere grootheden, incl. het beoordelen daarvan door middel van een rule-base. Deze rule base bekijkt elke model-iteratie ('delta T') of een bepaalde message true wordt en dus van belang is. Die message wordt dan naar de lerende (de 'user') gestuurd. Hier dus - op een niet van tevoren te bepalen moment - een message: "Oh, doc., help me. I feel so ....." (en dat dan in de vorm van een video-fragment).

Voorbeeld

Maurice (prototype; 1999 - 2001), een online simulatieapplet met een model van het dynamisch gedrag van de bloeddrukregulatie van het mensenlijk lichaam; (een prototype)

(screendump Maurice) (het onderliggend model: CARDIO)



Methode 2: losse applets


Onze eerste onderzoek was gericht op slimme complexe applets. Ons tweede onderzoek was gericht op slimme javascripts en iets dommere applets. De 'intelligentie' kan dan door docenten zelf op hun eigen web-sites worden veranderd of aangebracht. Men moet dan wel onze library met losse standaard-applets hebben.

Koopkracht (prototype; 2000 - 2001), een online rekenvel met een model van de koopkracht; (een prototype gemaakt voor een discussie in de vakbond AbvaKabo)

Aorta (prototype; 2000 - 2001), een online simulatieapplet met een model van het dynamisch gedrag van kloppende verkalkte aorta; (een prototype deels gebouwd met DHTML)


Conclusies

Complexe applets maken met sjablonen ('javaTHESIS')

Losse eenvoudigere applets aansturen via javascript ('WebLib')

Meer werken met events (van applet naar applet)

Video als input (om leerprocessen op gang te brengen)

Video als output (om leerprocessen op gang te houden)




Referenties

E-mail adres: Min@edte.utwente.nl

Min, F.B.M., (1998)
Digitale leermiddelen in een wereld van zappen en zoeken. Proceedings van de Nationaal seminar 'digitalisering van leermiddelen', in samenwerking met New Book Economy - Building Informatica Society (NBE - BIS) en Hogeschool van Amsterdam, Faculteit Economie en Informatie. ISBN 90 75064 06 3. (Also published on the web)

Min, F.B.M., (1999)
Interactive Micro-worlds on the World Wide Web. Int. J. of Continuing Engineering, Education and Long-life Learning, vol.9, no.2/3/4, p.302-314, ISSN 0957-4344. (Also published on the web)

Enschede, 21 maart 2001