EP2225748A2 - Eteacher - electronic teacher for conveying complex content for learning - Google Patents

Eteacher - electronic teacher for conveying complex content for learning

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Publication number
EP2225748A2
EP2225748A2 EP08866227A EP08866227A EP2225748A2 EP 2225748 A2 EP2225748 A2 EP 2225748A2 EP 08866227 A EP08866227 A EP 08866227A EP 08866227 A EP08866227 A EP 08866227A EP 2225748 A2 EP2225748 A2 EP 2225748A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
student
action
teaching
program
tree
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08866227A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Krumhauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eteacher GbR
Original Assignee
Krumhauer Peter
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krumhauer Peter filed Critical Krumhauer Peter
Publication of EP2225748A2 publication Critical patent/EP2225748A2/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/0053—Computers, e.g. programming

Abstract

The invention relates to a program system which simulates a teacher teaching a pupil a complex program system in one-to-one tuition. Areas of application are all fields of education, from housewives wishing to learn Word to qualified engineers wishing to learn a new complex design program. The aim of the present patent application is therefore to develop a program system which simulates a teacher as completely as possible, is easy to use and generate and is also available to a wide circle of users as an inexpensive teaching variant. It is intended to provide the pupil with as much freedom as possible for repetition and assist him as efficiently as possible in his mistakes and difficulties. The invention also includes an apparatus for generating teaching programs, where the teaching programs are composed of a plurality of individual teaching units which are performed by the pupil individually.

Description

Eteacher - elektronischer Lehrer zum Vermitteln komplexer Lerninhalte Eteacher - electronic teacher to teach complex learning content
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Programmsystem, das einen Lehrer simuliert, der einem Schüler in Einzelunterricht ein komplexes Programmsystem beibringt. Anwendungsgebiete sind alle Bildungsbereiche, von der Hausfrau, die Word lernen möchte bis zum Diplomingenieur, der ein neues komplexes Konstruktionsprogramm lernen möchte.The invention relates to a program system that simulates a teacher who teaches a student in a private lesson a complex program system. Areas of application are all educational areas, from the housewife who wants to learn Word to the graduate engineer who wants to learn a new complex design program.
Stand der TechnikState of the art
E-teaching gehört in den Bereich des E-Leaming. Dafür sind mittlerweile bereits viele verschiedene Technologien bekannt, die für didaktisch unterschiedliche Darstellungen genutzt werden. Die populärsten Varianten sind Web- und Computerbasierte Trainingsanwendungen, Autorensysteme, Simulationen, Videokonferenzen / Teleteaching, Learning (Content) Management Systeme und Digitale Lernspiele. All diese Technologien dienen in erster Linie dazu, dem Anwender Lehrstoff räumlich und zeitlich unabhängig zu vermitteln.E-teaching belongs to the field of e-leaming. Many different technologies are already known for this, which are used for didactically different representations. The most popular variants are web and computer based training applications, authoring systems, simulations, videoconferencing / teleteaching, learning (content) management systems and digital learning games. All of these technologies are primarily intended to provide the user with material independent of space and time.
Die Nachteile der am Markt erhältlichen Produkte liegen jedoch vor allem darin, dass die herkömmlichen Lehrprogramme zwar in der Lage sind, einen Lehrstoff vorzuführen, meistens tun sie das jedoch auf einer künstlichen Oberfläche. Sie engen des weiteren die Möglichkeiten des Schülers stark ein, indem sie meistens nur eine (die vorher vorgeführte) Aktion bei der Wiederholung akzeptieren. Es fehlen auch intelligente Reaktionen bei Schwierigkeiten des Schülers - und damit ein sehr wichtiger Bestandteil einer normalen Schulung: die Rückkopplung des Lehrers auf Aktionen des Schülers!The disadvantages of the products available on the market, however, are mainly that the traditional teaching programs are able to demonstrate a curriculum, but mostly do so on an artificial surface. They also greatly limit the student's ability to accept only one (the previously performed) action in the repetition. There is also a lack of intelligent reactions in case of difficulties of the student - and thus a very important part of a normal training: the feedback of the teacher on actions of the pupil!
Zielsetzung des neuen VerfahrensObjective of the new procedure
Zielsetzung der vorliegenden Patentanmeldung ist es daher, ein Programmsystem zu entwickeln, das einen Lehrer möglichst vollständig simuliert, einfach zu bedienen und zu generieren ist und außerdem als kostengünstige Lehrvariante einem breiten Anwenderkreis zur Verfügung steht. Es soll dem Schüler bei der Wiederholung möglichst viel Freiheit lassen und ihm bei Fehlern und Schwierigkeiten möglichst effizient zu Hilfe kommen.The aim of the present patent application is therefore to develop a program system that simulates a teacher as completely as possible, easy to use and generate and is also available as a cost-effective teaching option to a wide circle of users. It is intended to give the student as much freedom as possible in the repetition and to help him with errors and difficulties as efficiently as possible.
Das Projekt wird daher - parallel zum ,Elearning' .Eteacher' - electronic teacher - genannt. Diese Zielstellung wird durch die Ansprüche der vorliegenden Erfindung gelöst. Die hier verwendeten Beispiele sind zum Teil in englischer Sprache angeführt.The project is therefore - parallel to the, elearning '.Eteacher' - called electronic teacher -. This object is solved by the claims of the present invention. The examples used here are partly in English.
Allgemeiner Vorgang der Lehre mit dem EteacherGeneral process of teaching with the eteacher
Eine Lehreinheit besteht im Allgemeinen aus 2 Teilen: 1. 1m ersten Teil wird dem Schüler vom Lehrer eine Lektion vorgeführt.A lesson generally consists of 2 parts: 1. In the first part, the teacher will teach a lesson to the student.
2. Im zweiten Teil kann der Schüler die Lektion wiederholen. Es wird hierbei die Richtigkeit seiner Aktionen überprüft - tragen sie nicht dazu bei, die Aufgaben der Lektion zu lösen, erhält der Schüler einen Hinweis auf seinen Fehler.2. In the second part, the student can repeat the lesson. It verifies the correctness of its actions - if they do not help to solve the lesson's tasks, the student receives an indication of his mistake.
Vorgang der Analyse der Aktionen des Schülers im Vergleich zur demonstrierten LektionProcess of analyzing the actions of the student compared to the lesson demonstrated
Es kommen hierbei drei grundsätzliche Analysemethoden zur Anwendung, die auch gemischt werden können:Here are three basic analysis methods are used, which can also be mixed:
1. Die Überprüfung der einzelnen Aktionen durch Vergleich mit dem Aktionsbaum der Lektion1. The review of each action by comparing it to the action tree of the lesson
2. Die Überprüfung von Parametern von Tabellen, die durch die Aktionen eingetragen werden.2. The verification of parameters of tables that are entered by the actions.
3. Die Überprüfung der Ergebnisse der Aktionen des Schülers3. The review of the results of the actions of the student
Diese Analysemethoden sollen hier grundsätzlich erläutert werden:These analysis methods should be explained here in principle:
Analyse der Aktionen des Schülers durch Überprüfung der Einhaltung des Aktionsbaums der LehreinheitAnalysis of the actions of the student by checking the adherence to the action tree of the lesson
Darstellung der Aktionen einer Einheit im Einheiten GraphenRepresentation of the actions of a unit in the units graph
Die Aktionen des Lehrers und des Schülers werden hierbei in einer Tabellenkalkulati- ons- Umgebung dargestellt - sie bestehen grundsätzlich aus 2 Elementen:The actions of the teacher and the student are shown here in a spreadsheet environment - they basically consist of 2 elements:
• dem Objekt, das durch die Aktion aktiviert wird (ein Objekt ist jede Einheit eines Programmsystems - z. B. eine Menüfunktion oder auch ein Teil einer Struktur - die durch Anklicken aufgerufen werden kann)• the object that is activated by the action (an object is any unit of a program system - eg a menu function or also a part of a structure - which can be called up by clicking on it)
• der Aktion, die angibt, was mit diesem Objekt geschehen soll:• The action that specifies what should happen to this object:
In Fig. 1 (Darstellung einer Aktion im Einheitengraphen) ist BoIdI (Fetti ) das Objekt (die Schaltfläche Bold in Excel), dass durch Anklicken aktiviert (act = activate) wird. Erzeugung von Aktionspfaden im EinheitengraphIn Fig. 1 (representation of an action in the units graph) BoIdI (Fetti) is the object (the Bold button in Excel) that is activated by clicking on it (act = activate). Generation of action paths in the unit graph
Aktionen, die nacheinander ausgeführt werden, werden in einem Aktionspfad dargestellt - z. B.: Fig. 2 (Darstellung eines Aktionspfades im Einheitengraphen) Hier werden im Programmsystem Excel • die Zelle A1 aktiviert und damit markiert, dannActions that are executed one after the other are displayed in an action path. B: Fig. 2 (Representation of an action path in the unit graph) In the program system Excel • the cell A1 is activated and marked, then
• von hier aus mit gedrückter linker Maustaste der Cursor in die Zelle B1 gezogen (drag) dann• From here, hold down the left mouse button and move the cursor to cell B1 (drag)
• das Objekt BoIdI (die Schaltfläche BoIdI - Fetti ) aktiviert und damit der Inhalt des Zellverbands A1 :B1 fett formatiert.• Activates the BoIdI object (the BoIdI - Fetti button) and thus formats the contents of the cell group A1: B1 in bold.
Erweiterung der Aktionspfade zu Aktionsbäumen durch Einfügen von VerzweigungenExtension of the action paths to action trees by inserting branches
Fig. 3 zeigt als Beispiel einen Aktionsbaum mit Und- und Oder- Verzweigungen, wobei Und- Verzweigungen zeigen, dass sie - parallel zu den anderen Und- Verzweigungen - durchgeführt werden müssen, während bei Oder- Verzweigungen nur einer der Äste des Aktionsbaums durchlaufen werden muss. Der Aktionsbaum stellt die folgende Gesamtaufgabe dar:FIG. 3 shows, as an example, an action tree with AND and OR branches, where AND branches show that they must be performed parallel to the other AND branches, while in OR branches only one of the branches of the action tree is traversed got to. The action tree represents the following overall task:
Die 3 And- Zweige stellen jeweils einen Zellverband mit seiner Aufgabenstellung dar: • And1 : Der Zellverbund A1 :B1 muss zunächst markiert (2 alternative Möglichkeiten in OM und Or2 und dann fett (And1-1 ), rot (And1-2) und in 15p (And1-3) formatiert werdenThe 3 And branches each represent a cell grouping with its task: • And1: The cell group A1: B1 must first be marked (2 alternative options in OM and Or2 and then bold (And1-1), red (And1-2) and in 15p (And1-3) are formatted
• And2: E3 (eine Einzelzelle) soll den String .Quarter Sales' erhalten.• And2: E3 (a single cell) should receive the string'Quarter Sales'.
• And3: B3:E3 muss zunächst markiert (Or1 und Or2) und dann fett formatiert werden• And3: B3: E3 must first be highlighted (Or1 and Or2) and then bolded
Interne Darstellung der Aktionsbäume in TabellenformInternal presentation of action trees in tabular form
Die Baumdarstellung wird für die graphische Wiedergabe benutzt, da sie die Abhängigkeiten optisch gut widerspiegelt - für die interne programmtechnische Darstellung wird die Tabellenform gewählt, da sie einfacher zu programmieren ist. Der Zweig And3 würde z. B. in dieser Form folgendermaßen aussehen:The tree view is used for graphical rendering because it reflects the dependencies optically well - for the internal programmer representation, the tabular form is chosen because it is easier to program. The branch And3 would z. B. in this form look like this:
Fig. 4 zeigt den Zweig And3 des Aktionsbaums in Fig. 3 in Tabellendarstellung wobei die Verzweigungen durch die Angabe der Mutterzelle dargestellt sind. Aktionspfade ergeben sich hierbei über die Verfolgung der Mütter - der linke Zweig von And3 ergibt sich (hier von unten nach oben) z. B.FIG. 4 shows the branch And3 of the action tree in FIG. 3 in tabular representation, wherein the branches are represented by the indication of the parent cell. action paths This results in the pursuit of the mothers - the left branch of And3 results (here from bottom to top) z. B.
Name Mutter-Nr. Name der MutterName of mother no. name of the mother
End3 11 act Bold act Bold 9 (+1O) End1End3 11 act Bold act Bold 9 (+ 1O) End1
End1 6 drag E3 drag E3 4 Or1...End1 6 drag E3 drag E3 4 Or1 ...
zu End3/ act Bold/ End1 / drag E3/ ... Baumdarstellung und Tabellendarstellung lassen sich verlustlos ineinander überführen.to End3 / act Bold / End1 / drag E3 / ... Tree representation and table display can be transferred into each other without loss.
Überprüfung der Einhaltung des AktionsbaumsVerification of compliance with the action tree
Die Überwachung der Einhaltung des Aktionsbaums bei den Aktionen des Schülers soll am Beispiel des Baums in Fig. 3 erläutert werden: • act B3- er aktiviert die Zelle B3 - diese Aktion ist im Zweig And3 dargestellt: Ok!The monitoring of compliance with the action tree in the actions of the student is explained using the example of the tree in Fig. 3: • act B3- activates cell B3 - this action is shown in branch And3: Ok!
- die mögliche nächste Aktion wäre entweder zur Zelle E3 zu ziehen (drag E3) oder die Shift- Taste gedrückt zu halten (hold Shift).- The next possible action would be either to drag the cell E3 (drag E3) or hold the shift key (hold shift).
• hold Shift - auch diese Aktion ist erlaubt, da sie im Unterzweig Or2 der Oder- Verzweigung im Baum enthalten ist. Die nächste mögliche Aktion ist ,act E3'- er hätte damit den Zellverbund B3:E3 markiert• hold shift - this action is also allowed, since it is contained in sub-branch Or2 of the OR branch in the tree. The next possible action is, act E3'- he would have marked the cell group B3: E3
• act E3 - ok! - seine nächste mögliche Aktion ist ,act Bold' - er würde damit den Inhalt des Zellverbundes B3:E3 fett formatieren• act E3 - ok! - his next possible action is 'act Bold' - he would format the contents of the cell group B3: E3 bold
• act Italic - falsch: Der Schüler verlässt den Baum und damit wird eine Fehlermeldung gegeben - z. B. .Achtung, dies ist nicht der richtige Fontstil! ..."• act Italic - wrong: The student leaves the tree and thus an error message is given - eg. B.. Attention, this is not the correct font style! ... "
Analyse der Aktionen des Schülers durch Überprüfung der von ihm erzeugten TabellenparameterAnalysis of the student's actions by checking the table parameters he has generated
Eine andere Art der Speicherung der durch die Demonstration des Lehrers vorgegebenen Lösungswege ist die der Tabellenform: Fig. 5 zeigt die im Aktionsbaum in Fig. 3 dargestellt Gesamtaufgabe in Tabellendarstellung: Die 3 Tabellenzeilen zeigen die gleichen Teilaufgaben:Another way of storing the solutions presented by the teacher's demonstration is that of the table form: FIG. 5 shows the overall task in tabular representation shown in the action tree in FIG. 3: The three table rows show the same subtasks:
• A1 :B1 muss fett (functioni ), rot (function2) und in 15p (function3) formatiert werden• A1: B1 must be bold (functioni), red (function2) and formatted in 15p (function3)
• E3 (eine Einzelzelle) soll den String .Quarter Sales' (String) erhalten. • B3:E3 muss fett (functioni ) formatiert werden• E3 (a single cell) should receive the string'Quarter Sales' (String). • B3: E3 must be formatted bold (functioni)
Der in Fig. 3 dargestellte Aktionspfad des Schülers (mit Verbesserung seines Fehlers) würde folgendes bewirken • act B3 eine Einzelzelle B3 ist nicht vorgegeben aber sie ist die Startzelle des Verbundes B3:E3 : ok!The action path shown in Fig. 3 of the student (with improvement of his error) would cause the following • act B3 a single cell B3 is not specified but it is the start cell of the group B3: E3: ok!
• hold Shift keine Veränderung sondern nur Vorbereitung zum Markieren des Verbunds : ok!• hold shift no change but only preparation for marking the compound: ok!
• act E3 die Endzelle E3 erweitert den Verbund zu B3:E3 - dieser Zellver- bund ist jetzt in der Tabelle aktiv : ok!• act E3 the end cell E3 extends the connection to B3: E3 - this cell group is now active in the table: ok!
• act Bold die Funktion Bold ist vom Schüler aktiviert worden - fniok wird daher =1 gesetzt : ok! - zur vollständigen Lösung aller Aufgaben der Tabelle müssen jetzt noch die anderen fnok und das strok =1 gesetzt werden!• act Bold the function Bold has been activated by the student - fniok is therefore set to = 1: ok! - to completely solve all tasks in the table, the other fnok and the strok = 1 must now be set!
Ein anderes Beispiel für die Möglichkeiten der Tabellenanalyse bildet die Menüfunktion .Rechteck' in Solid Edge:Another example of the possibilities of table analysis is the menu function'Rectangle 'in Solid Edge:
Wird diese Funktion aufgerufen, wird vom Programm ein neues Rechteck- Objekt als Tabelle mit den folgenden Parametern und Unterparametern aufgerufen:When this function is called, the program calls a new rectangle object as a table with the following parameters and subparameters:
• Name • Startpunkt / Position (in Solid Edge wird das Rechteck durch Angabe der beiden diagonalen Eckpunkte definiert)• Name • Starting point / position (in Solid Edge, the rectangle is defined by specifying the two diagonal corner points)
• Endpunkt / Position• Endpoint / Position
• Obere Linie / Startpunkt / Position + Endpunkt / Position / Maß• Upper line / Start point / Position + End point / Position / Dimension
• Unter Line /Startpunkt / Position + Endpunkt / Position / Maß • ...• Under Line / Start point / Position + End point / Position / Dimension • ...
Werden nun Menüfunktionen aufgerufen, die Informationen zu diesen Parametern liefern - z. B. die Funktion Bemaßung - werden ihre Daten zu den entsprechenden Parametern gespeichert. Man kann erkennen, dass es sich bei der Tabellendarstellung im Vergleich zur Aktionsbaum- Darstellung um eine einfacheres Abbild der Gesamtaufgabe handelt - sie setzt allerdings voraus, dass es sich um Aufgaben handelt, deren Lösung in Tabellenform darstellbar sind. Analyse der Aktionen des Schülers durch Überprüfung seiner ResultateNow menu functions are called, which provide information about these parameters - z. For example, the dimension function - their data is saved to the appropriate parameters. It can be seen that the table representation is a simpler replica of the overall task compared to the action tree representation - however, it assumes that these are tasks whose solution can be represented in tabular form. Analysis of the actions of the student by reviewing his results
Die Eintragung der durch die Aktionen des Schülers als Parameter einer Tabelle ist im eigentlichen Sinn die Darstellung eines Resultats einer Handlung im Gegensatz zur ersten Analysemethode, wo die Handlung selbst analysiert wurde - die zweite Methode der Eintragung von Tabellenparametern kann also als Unterform der Resultatsüberprüfung angesehen werden.The enrollment of the student's actions as a parameter of a table is actually the representation of a result of an action, in contrast to the first analysis method where the action itself was analyzed - the second method of registering table parameters can thus be considered as a subform of the result check ,
Hierfür soll eine weiteres Beispiel erläutert werden:For this purpose, another example will be explained:
In Fig. 6 ist die Erzeugung einer Formel dargestellt. Für die Erzeugung dieser Formel gibt es viele Möglichkeiten - z. B. durch Markierung der Formel- Zelle E4 und dann • der Aktivierung des SummensymbolsFIG. 6 shows the generation of a formula. For the generation of this formula there are many possibilities - eg. Eg by marking the formula cell E4 and then • activating the sum symbol
• der Eingabe der Formel über die Tastatur• entering the formula via the keyboard
• die Aktivierung des Gleichheitssymbols und dann durch Eingabe des Rests der Formel...• activating the equality symbol and then entering the remainder of the formula ...
Die Darstellung aller Möglichkeiten durch einen Aktionsbaum würde einen sehr großen Baum verlangen - für eine Parameterdarstellung in einer Tabellenanalyse müsste der String nach Eingabe vorliegen - wenn die Zellen jedoch z. B. nicht geschrieben sondern angeklickt werden kann er nicht als Parameter in eine Tabelle eingetragen werden. Hier wird der Inhalt der Eingabezeile als Resultat der Formeldarstellung des Schü- lers benutzt: die Formel in der Zeile wird mit Hilfe von OCR (optische Zeichenerkennung) erkannt und bei der Analyse mit der des Lehrers verglichen.The representation of all possibilities by an action tree would require a very large tree - for a parameter representation in a table analysis the string would have to be present after input - if the cells however z. For example, if you do not write it, you can not enter it as a parameter in a table. Here, the content of the input line is used as the result of the student's formula presentation: the formula in the line is recognized by means of OCR (optical character recognition) and compared with that of the teacher during the analysis.
Standardisierung der in der Kommandozeile dargestellten FormelStandardization of the formula displayed on the command line
Die richtige Formel für das obige Beispiel ist (siehe Fig. 6) ,=SUM(B4:D4)' Akzeptiert wird von Excel oder auchThe correct formula for the above example is (see Fig. 6), = SUM (B4: D4) 'Accepted by Excel or also
, = Sum ( d4:b4 )' also mit zusätzlichen Leerzeichen und Vertauschung der Zellen. Nicht akzeptiert wird jedoch, = Sum (d4: b4) 'so with extra spaces and interchanging of the cells. Not accepted, however
,=SUM(B4 : D4)1 also mit Leerzeichen zwischen den Zellen!, = SUM (B4: D4) 1 so with spaces between the cells!
Diese Mehrdeutigkeit wird für eine eindeutige Kontrolle dadurch überwunden, dass vor der Prüfung eine automatische Standardisierung der Formel erfolgt, die z. B. aus ,= sum (d4:B4 )' die standardisierte Form ,=SUM(B4:D4)' macht. Werden bei dieser Standardisierung Fehler erkannt - z. B. ein Leerzeichen zwischen den Zellen wird eine spezifische Fehlermeldung ausgegeben - z. B. .Zwischen Doppelpunkt und Zelle darf kein Leerzeichen sein!' Weitere Formen der Analyse von ResultatenThis ambiguity is overcome for unambiguous control by automatically standardizing the formula prior to the test, which is eg. Eg, = sum (d4: B4) 'makes the standardized form, = SUM (B4: D4)'. If errors are detected during this standardization - eg. For example, if there is a space between cells, a specific error message will be displayed. B. Between colon and cell may not be a space! ' Other forms of analysis of results
Andere Möglichkeiten von Resultaten ergeben sich z. B. bei Konstruktionsprogrammen durch die graphische Auswertung von Zeichnungen, wobei die Ergebnisse von Lehrer und Schüler z. B. durch Bitmapvergleich analysiert werden.Other possibilities of results arise z. For example, in design programs through the graphical analysis of drawings, the results of teachers and students z. B. be analyzed by bitmap comparison.
Wahl der Analyseform für eine Lektion bzw. für einen Teil einer LektionChoice of the form of analysis for a lesson or part of a lesson
Die optimale Analyseform ist weitgehend von der der Art der Objekte abhängig:The optimal form of analysis largely depends on the type of objects:
Tabellenanalysetable analysis
Immer dann, wenn das Objekt eine feste Anzahl von Operationen zulässt, können diese als Parameter zum Objekt gespeichert werden. Beispiele hierfür sind:Whenever the object allows a fixed number of operations, they can be stored as parameters to the object. Examples for this are:
• Zellen von Tabellenkalkulationsprogrammen (wie Excel) mit ihrer begrenzten Art von Prozeduren • Strukturen, wie z. B. Rechteck, Kreis usw. - auch hier gibt es im Allgemeinen eine begrenzte Anzahl von Operationen und Parametern - für das Rechteck z. B. die Parameter Maß oder Symmetrie zum Nullpunkt oder die Operation .Verrun- dung von Ecken'• Spreadsheet programs (such as Excel) with their limited type of procedures. • Structures such as: Rectangle, circle, etc. - again, there are generally a limited number of operations and parameters - for the rectangle z. For example, the parameters Dimension or Symmetry to the zero point or the operation 'Cornering'
Ergebnisanalyseresult analysis
Immer dann, wenn das Zustandekommen eines Ergebnisses wesentlich schwieriger ist als das Ergebnis selbst und wenn sich das Ergebnis gut analysieren lässt, ist diese A- nalyseform geeignet - ein Beispiel ist (wie oben dargestellt) die Eingabe einer Formel in Excel.Whenever the outcome of a result is much more difficult than the result itself, and if the result can be analyzed well, this analysis form is suitable - an example is (as shown above) the entry of a formula in Excel.
AktionsbaumanalyseAction Tree Analysis
Diese Analyseform ist immer möglich. Sie hat außerdem den Vorteil, dass Fehler des Studenten frühzeitig erkannt und sehr spezifische Fehlerkommentare ausgegeben werden können. Wie oben bereits angeführt, können diese Analyseformen in einer Lektion auch gemischt werden. Vorgang der Erzeugung von LehrprogrammenThis form of analysis is always possible. It also has the advantage that errors of the student can be detected early and very specific error comments can be issued. As mentioned above, these forms of analysis can also be mixed in one lesson. Process of creating educational programs
Der Programmentwicklungs- Kern für alle ProgrammsystemeThe program development core for all program systems
Es gibt für die Entwicklung der Lehrprogramme für unterschiedliche Programmsysteme einen gemeinsamen Entwicklungskern. Dieser Kern enthält alle Programmierwerkzeu- ge, die im Allgemeinen - unabhängig von dem zu lehrenden Programmsystem - für die Entwicklung der Lehrprogramme nötig sind - wie z. B. Werkzeuge zum Erkennen der aktivierten Objekte (als ein Objekt wird hier jede Einheit im Programmsystem bezeichnet, dass durch Anklicken aktiviert werden kann).There is a common developmental core for the development of teaching programs for different program systems. This core contains all the programming tools that are generally required for the development of teaching programs, regardless of the program system being taught. B. Tools to recognize the activated objects (here an object is referred to as any unit in the program system that can be activated by clicking on it).
Die Entwicklung für einzelne ProgrammsystemeThe development for individual program systems
Entwicklung der programmspezifischen Werkzeuge für mehrere LehreinheitenDevelopment of program-specific tools for several teaching units
Während die Werkzeuge, die für mehrere Programmsysteme benötigt werden, im Entwicklungskern enthalten sind, werden die programmspezifischen Werkzeuge, die für mehrere Lehreinheiten benötigt werden, in diesem Entwicklungsschritt erarbeitet. Als Beispiel sei hier das Werkzeug Tool-Position-to-Cell für das Programmsystem Excel genannt, dass eine Cursorposition in die entsprechende Zelle umrechnet.While the tools needed for multiple program systems are included in the development core, the program-specific tools needed for multiple teaching units are developed in this development step. As an example, let us mention the tool Tool-Position-to-Cell for the program system Excel, which converts a cursor position into the corresponding cell.
Bestimmung der programmspezifischen Objekte für mehrere LehreinheitenDetermination of program-specific objects for several teaching units
Objekte, die für mehrere Lehreinheiten benutzt werden sollen, werden in diesem Schritt bestimmt. Dies sind z. B. die Menüfunktionen, die aktiviert und deren Aktivierung vom Programm anhand von gespeicherten Analyseparametern erkannt werden müssen - in Excel z. B. die Menüfunktion Bold, die einen markierten Zellinhalt fett formatiert. Die Bestimmung dieser Objekte und die Erzeugung ihrer Analyseparameter soll hier an Beispielen erläutert werden:Objects that are to be used for several teaching units are determined in this step. These are z. For example, the menu functions that must be activated and their activation must be recognized by the program based on stored analysis parameters - in Excel for example. For example, the Bold menu function bolds a selected cell content. The determination of these objects and the generation of their analysis parameters will be explained here by examples:
Eintragung des Objekts in die Objekttabelle des ProgrammsystemsEntry of the object in the object table of the program system
Es werden hierzu alle relevanten Parameter des Objekts in eine Tabelle eingetragen, diese können z. B. sein: Name des Objekts Das Objekt wird durch seinen Namen aufgerufen. ObjekttypFor this purpose, all relevant parameters of the object are entered in a table, these can, for. Example: Name of the object The object is called by its name. Property type
Der Objekttyp bestimmt, wie erkannt wird welches Objekt durch Anklicken aktiviert wurde. Für unterschiedliche Programmsysteme gibt es unterschiedliche Objekttypen (mit teilweise spezifischen Parametern) z. B.The object type determines how to recognize which object has been activated by clicking on it. There are different object types for different program systems (with partially specific parameters). B.
• Pixel Object - seine Aktivierung wird durch seine Verifikationspixel erkannt - s. u. • Position Object - es wird dadurch erkannt, dass der Cursor bei der Aktivierung sich in einem Aktivierungsfeld befindet, dessen Eckpunkte gespeichert sind• Pixel Object - its activation is detected by its verification pixels - s. u. • Position Object - it is detected by the fact that the cursor is on activation in an activation field whose vertices are stored
• Text Object - es wird dadurch erkannt, dass bei seiner Aktivierung in einem festgelegtem Fenster eine gespeicherter Text erscheint, der über OCR (optische Zeichenerkennung) ausgelesen wird • CursorMarker Object - diese Objekte erzeugen, wenn der Cursor sie aktivieren kann einen spezifischen Marker, dessen Position sich mit dem Cursor bewegt - z. B. einen Marker, der die Mitte einer Linie anzeigt. Zur Bestimmung, ob dieses Objekt aktiviert wurde, wird untersucht, ob sich die gespeicherte Bitmap des Markers in der spezifischen relativen Position zum Cursor befindet • FixMarker Object - auch hier wird ein Marker angezeigt; dieser befindet sich jedoch in einer festen Position Aktivierung Dieser Parameter gibt an, ob das Objekt aktiviert ist oder nicht• Text Object - it is detected by the fact that when it is activated in a fixed window, a saved text appears, which is read out via OCR (Optical Character Recognition) • CursorMarker Object - generate these objects, if the cursor can activate a specific marker whose cursor Position moves with the cursor - z. B. a marker that indicates the center of a line. To determine whether this object has been activated, it is examined whether the marker's stored bitmap is in the specific relative position to the cursor. • FixMarker Object - a marker is also displayed here; however, it is in a fixed position. Activation This parameter indicates whether the object is activated or not
Verifizierung von Pixel ObjektenVerification of pixel objects
Die Verifizierung von Pixel Objekten soll hier am Beispiel des Objekts Bold gezeigt werden. Bei .Pixel Objekten' wird die Tatsache ausgenutzt, dass in den meisten Programmen die Objekte die Farbe ihrer Schaltfläche ändern wenn sie aktivierbar sind, Fig. 7a zeigt das Objekt ,BoId' im nichtaktivem Zustand bevor der Cursor in die Aktivierungsflä- che tritt und Fig. 7b das gleiche Objekt im aktiven Zustand nachdem der Cursor in die Aktivierungsfläche getreten ist. Es ist zu erkennen, dass einzelne Pixel des Objekts im aktiven Zustand ihre Farbe ändern. Diese Farbänderung kann dazu benutzt werden, zu überprüfen, ob der Schüler dieses Objekt aktiviert hat: Es werden (teilweise automatisch) 2 Pixel mit geänderter Farbe zum Objekt gespeichert - die .Verifikations- Pixel' (siehe in Fig. 2b die beiden Pixel im unteren Rahmen) und deren Farbe auf dem Bildschirm des Schülers mit den gespeicherten Farben verglichen - sind sie gleich, hat der Schüler das Objekt aktiviert. Automatische Bestimmung und Speicherung von Marker- ObjektenThe verification of pixel objects will be shown here using the example of the object Bold. For 'pixel objects', the fact that in most programs the objects change the color of their button when they are activatable, Fig. 7a shows the object 'BoId' in the non-active state before the cursor enters the activation area and Fig 7b the same object in the active state after the cursor has entered the activation area. It can be seen that individual pixels of the object change their color in the active state. This color change can be used to check if the student has activated this object: 2 (sometimes automatic) pixels with changed color are saved to the object - the 'verification pixels' (see in Fig. 2b the two pixels in the bottom) Frame) and their color on the student's screen compared with the stored colors - they are the same, the student has activated the object. Automatic determination and storage of marker objects
Bei einigen Programmen werden bestimmte Eigenschaften von Objekten graphisch dargestellt. In einem Beispiel zeigt Fig. 8a die Erzeugung einer Linie im Programm Solid Edge, die nicht genau horizontal verläuft.Some programs graph certain properties of objects. In an example, Figure 8a shows the creation of a line in the Solid Edge program that is not exactly horizontal.
Fig. 8b zeigt, wie der Marker .Horizontal/Vertical' (das Symbol neben der Linie) automatisch vom Programm hinzugefügt wird, wenn der Endpunkt der Linie genau auf gleicher Höhe oder Breite liegt wie der Startpunkt, wenn daher die Linie genau horizontal oder vertikal ist. Im dargestellten Fall liegt dieses Symbol immer in einer gleichen Lage zum Cursor - in anderen Fällen liegt es in gleicher Lage zu einem Objekt.Figure 8b shows how the horizontal / vertical marker (the symbol next to the line) is automatically added by the program when the end point of the line is at exactly the same height or width as the starting point, therefore the line is exactly horizontal or vertical is. In the case shown, this symbol is always in the same position as the cursor - in other cases it is in the same position as an object.
Bei Aktivierung wird der Marker erkannt und in diesem Beispiel der Parameter Hori- Verti der Linie =1 gesetzt.When activated, the marker is detected and in this example the parameter Hori-Verti of the line = 1 is set.
Verdichtung von Teilen von Aktionsbäumen zu einem SuperobjektCompaction of parts of action trees to a superobject
Fig. 9 zeigt einen Ausschnitt aus einem Aktionsbaum, der eine Handlung beschreibt - die Formatierung einer markierten Zelle oder eines Zellverbunds - die in mehreren Lektionen für das Programmsystem Excel vorkommen wird.9 shows a section of an action tree which describes an action - the formatting of a marked cell or of a cell group - which will occur in several lessons for the program system Excel.
Solche Handiungseinheiten können zu einem Superobjekt zusammengefasst werden: act Bold2, wobei Bold2 ein Superobjekt mit dem Parameter .Bedingung' (hier: Wenn Font noch nicht aktiv ist), gespeichert in Zelle A3 darstellt. Zu dem Superobjekt wird der Baum, der Namen des Superobjekts, die Parameter und ihre Zuordnung zum Baum gespeichert.Such action units can be combined into one superobject: act Bold2, where Bold2 represents a superobject with the parameter 'condition' (here: if font is not yet active) stored in cell A3. The superobject stores the tree, the name of the superobject, the parameters and their assignment to the tree.
Erzeugung einer SuperaktionGeneration of a super action
Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt aus einem Aktionsbaum, der wiederum eine häufige Handlungseinheit beschreibt: zwei Möglichkeiten, einen Zellverbund zu markieren. Hier wird der Baum zu einer Superaktion zusammengefasst: Mark A1/B1 , wobei A1 als Startzelle in B1 und B1 als Endzelle in D5 gespei- chert sind und Mark der Name der Superaktion ist.FIG. 10 shows a detail of an action tree, which in turn describes a frequent action unit: two ways to mark a cell group. Here, the tree is summarized as a superaction: Mark A1 / B1, where A1 is stored as the start cell in B1 and B1 as the end cell in D5 and Mark is the name of the superaction.
Die Parameter können hierbei ausgetauscht werden: Der Ausdruck Mark D5/E6 würde entsprechend einen Zellverbund D5:E6 markieren. Zusammenfassung von Superobjekten und Superaktionen zu weiteren Superein- heitenThe parameters can be exchanged here: The term mark D5 / E6 would accordingly mark a cell group D5: E6. Summary of superobjects and superactions to other super units
Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Aktionspfades mit bereits zusammengefassten Super- einheiten. Auch hier handelt es sich um eine häufig wiederkehrende Handlung: die Formatierung eines Zellverbands. Diese Aktionsfolge wird wiederum zu einer Superak- tion zusammengefasst:11 shows an example of an action path with already combined superunits. Again, it is a frequently recurring action: the formatting of a cell assembly. This sequence of actions is in turn combined into a superaction:
Format E4/G6/Bold2, wobei Format der Namen der Superaktion und E4 bis Bold2 seine Parameter darstellen. Auch hier sind die Parameter wieder auswechselbar - Format D5/F7/Italic2 würde entsprechend den Zellverbund E4:G6 kursiv formatieren.Format E4 / G6 / Bold2, where format of the name of the superaction and E4 to Bold2 are its parameters. Again, the parameters are interchangeable again - Format D5 / F7 / Italic2 would be italicize according to the cell group E4: G6.
Erstellung des Menübaums des ProgrammsystemsCreation of the menu tree of the program system
Weitere Superaktionen und Superobjekte können automatisch mit Hilfe des Menübaums erzeugt werden. Der Menübaum enthält alle Menüobjekte eines Programmsystems (in Fig. 12 wird ein Ausschnitt aus dem Menübaum von Excel gezeigt). Zusätzlich enthält der Menübaum noch alle Aktionen, die nicht Objekte handhaben: Die Aktion jnstr Ctrl+Shift+B' erzeugt z. B. durch Tasteneingabe den String Ctrl+Shift+B und formatiert dadurch den markierten Zellverbund Bold (Fett). Weitere Möglichkeiten der gleichen Funktion: act BoIdI (B1 : die Schaltfläche Bold) oder Bold2 (nach Aktivierung von Format und dann CeIIs und dann - wenn noch nicht aktiv - Font und dann Bold2.Additional super actions and super objects can be generated automatically with the aid of the menu tree. The menu tree contains all the menu objects of a program system (in FIG. 12, a section of the menu tree of Excel is shown). In addition, the menu tree contains all actions that do not handle objects: The action jnstr Ctrl + Shift + B 'generates z. For example, enter the string Ctrl + Shift + B by key entry and format the selected cell group Bold (bold). Other possibilities of the same function: act BoIdI (B1: the Bold button) or Bold2 (after activating Format and then CeIIs and then - if not already active - Font and then Bold2.
Alle Menüobjekte des Menübaums bilden automatisch Superaktionen: act Regulär wäre eine solche Superaktion, sie ersetzt den Pfad:All menu objects of the menu tree automatically form superactions: act Regular would be such a super action, it replaces the path:
• act Format• act format
• act CeIIs • act Font (wenn nicht schon aktiviert)• act CeIIs • act Font (if not already activated)
• act Regulär• act Regular
Definition von FunktionsobjektenDefinition of function objects
Funktionsobjekte bilden eine besondere Form der Menüobjekte: sie sind verschiedene Objekte mit der gleichen Aufgabe - in Fig. 12 würden z. B. die Menüobjekte BoIdI und Bold2 und der String Ctrl+Shift+B die gleiche Aufgabe (fett zu formatieren) erfüllen. Sie bilden das gemeinsame Funktionsobjekt Bold. act Bold wäre so die Anweisung, eine der drei (oben dargestellte) Möglichkeiten zu nutzen, eine markierte Zelle oder Zellverbund fett zu markieren. Auch der Menübaum wird nur für die optische Darstellung in der oben dargestellten Form gespeichert - intern ist auch er in Tabellenform mit Nennung der jeweiligen Mutter gespeichert (siehe oben).Function objects form a special form of the menu objects: they are different objects with the same task - in FIG. For example, the menu objects BoIdI and Bold2 and the string Ctrl + Shift + B perform the same task (to format bold). They form the common function object Bold. act Bold would be the instruction to use one of the three possibilities (shown above) to mark a marked cell or cell group in bold. Also, the menu tree is stored only for the visual display in the form shown above - internally it is also stored in tabular form with naming the respective mother (see above).
Überprüfung der Relevanz von Aktionen des Schülers bei Verwendung der Tabellenanalyse unter Verwendung des MenübaumsChecking the relevance of student actions using table analysis using the menu tree
Fig. 13 zeigt noch einmal (wie schon Fig. 5) ein einfaches Beispiel einer Tabellendarstellung der Aufgaben. Hat z. B. der Student den Zellverbund B3:E3 markiert, dann muss der diesen nach der Tabelle fett (Bold) formatieren. Nach der Darstellung des Menübaums (Fig. 12) hat er hierfür 3 Lösungswege durch den Menübaum. Seine Aktionen werden jetzt daraufhin überprüft, ob er einen dieser Lösungswege einschlägt: act Format wäre z. B. eine richtige Aktion um diese Aufgabe zu lösen, von hier aus einer der drei Lösungswege beschritten werden kann act Tools wäre eine falsche Aktion, das sie nicht zu einer der drei Lösungswege des Menübaums führt. Sie würde mit dem Fehlerkommentar ,Dies würde nicht zur Lösung der angefangenen Aufgabe führen!' quittiert. Im nächsten Schritt wäre z. B. act CeIIs eine richtige Aktion - das Analyseprogramm kennt die augenblickliche Position im Menübaum (Format) und erkennt, dass über CeIIs die Aufgabe (der fetten Formatierung) erreicht werden kann.Fig. 13 shows once again (as already Fig. 5) a simple example of a tabular representation of the tasks. Has z. For example, if the student marks cell group B3: E3, then he must format this according to the table in bold (bold). After the illustration of the menu tree (FIG. 12), he has 3 approaches to the solution through the menu tree. His actions are now checked to see if he takes any of these approaches: act format would z. If, for example, a correct action is taken to solve this problem, one of the three possible solutions can be followed from here. Act Tools would be a wrong action that does not lead to one of the three solutions of the menu tree. You would with the error comment, This would not lead to the solution of the task! ' acknowledged. In the next step would be z. B. act CeIIs a correct action - the analysis program knows the current position in the menu tree (format) and recognizes that the task (the bold formatting) can be achieved via CeIIs.
Diese Analyse kann für jede Funktion des Menübaums eingesetzt werden.This analysis can be used for every function of the menu tree.
Erzeugung der Lektion durch den Lehrer mit Hilfe des RecordersGeneration of the lesson by the teacher with the help of the recorder
Alle bisher genannten Erläuterungen beschäftigten sich mit Aufgaben, die allgemein, das heißt nicht spezifisch für eine Lektion gedacht sind. Jetzt wird im nächsten Schritt die Lektion für diese Einheit erzeugt, die dem Schüler zu Beginn der Lehreinheit vorgeführt wird. Dies enthältAll the explanations so far have dealt with tasks that are general, that is, not specifically intended for a lesson. The next step is to create the lesson for this unit, which will be demonstrated to the student at the beginning of the lesson. This contains
• alle Aktionen des Lehrers (wie z. B. Maus- oder Tastenaktionen) und• All actions of the teacher (such as mouse or key actions) and
• parallel dazu alle Kommentare des Lehrers. Diese werden mit dem Programm .Recorder' aufgezeichnet und können dann wieder abgespielt werden.• Parallel to this all teacher's comments. These are recorded with the program 'Recorder' and can then be played back.
Die graphische Repräsentation der Lektion ist der Lektionsgraph, der - ähnlich wie der Einheitengraph - eine Tabellenkalkulationsdarstellung der Aktionen und der Kommentare ist. Eine beispielhafte Darstellung dieses Lektionsgraphen zeigt der Ausschnitt, (s. Fig. 14 Lektionsgraph)The lesson's graphical representation is the lesson graph, which - similar to the unit graph - is a spreadsheet representation of actions and comments. An example of this lesson graph is shown in the section (see Fig. 14 Lesson graph).
Neben den Aktionen und Objekten enthält der Lektionsgraph Abschnitte und Kommentare. Abschnitte sind autonome Teile einer Lektion, die für sich ablaufen können. Sie enthalten daher einen eigenen Startbildschirm und alle Tabellen, die für den Ablauf benötigt werden. Lektions- Kommentare werden den Abschnitten zugeordnet.In addition to the actions and objects, the Lesson Graph contains sections and comments. Sections are autonomous parts of a lesson that can work out for themselves. They therefore contain their own start screen and all tables that are needed for the process. Lesson comments are assigned to the sections.
Zurücksetzen des BildschirmsReset the screen
Die Kontrolle der Aktionen des Schülers basiert darauf, dass die Objekte seiner Aktionen vom Programm Analyser erkannt werden. Dies ist solange kein Problem, wie es sich hierbei um Menüobjekte mit bekannter Lage auf dem Bildschirm handelt. Ein Problem kann es jedoch werden, wenn es sich um Objekte handelt, die vom Schü- ler erzeugt werden - z. B. eine Konstruktionszeichnung. Sollen hier z. B. Linien bemaßt werden, müssen sie vorher aktiviert werden. Um zu überprüfen, ob der Schüler das richtige Objekt aktiviert hat, müssen seine Parameter gespeichert sein. Wenn der Lehrer dieses Objekt aktiviert können z. B. seine Verifikationspixel dem Objekt zugeordnet und gespeichert werden. Dies ist jedoch für die Objekte des Schülers häufig nicht mög- lieh. Hier kommt das .Zurücksetzen des Bildschirms' (s. o.) zum Tragen: Nachdem der Schüler die Zeichnung erzeugt hat und jetzt bemaßen will greift der Lehrer ein:The control of the actions of the student is based on the fact that the objects of his actions are recognized by the Analyzer program. This is not a problem as long as these are menu items with a known location on the screen. However, it can be a problem when it comes to objects that are generated by the pupil - eg. B. a design drawing. Should z. If lines are to be dimensioned, they must first be activated. To verify that the student has activated the correct object, its parameters must be saved. If the teacher can activate this object z. B. its verification pixels are assigned to the object and stored. However, this is often not possible for the student's objects. Here comes the "Reset the screen '(see above) to bear: After the student has created the drawing and now wants to dimension the teacher intervenes:
• er gibt den Kommentar ,Lass mich jetzt Deine Darstellung durch meine ersetzen!'• He gives the comment, Let me now replace your representation with mine! '
• der Bildschirm mit der Zeichnung des Lehrers - mit den bekannten und gespei- cherten Verifikationspixeln erscheint.• the teacher drawing screen - with the known and stored verification pixels.
Wenn der Schüler jetzt für eine Bemaßung Linien aktivieren will, kann der Analyser dies überprüfen. Wichtig ist, dass dieses Zurücksetzen erst dann erfolgt, wenn die vorherigen Aktionen des Schülers - hier das Zeichnen des Rechtecks - überprüft worden sind!If the student now wants to activate lines for a dimension, the analyzer can check this. It is important that this reset takes place only when the previous actions of the student - here the drawing of the rectangle - have been checked!
Zusätze für langsameres und Streichungen für schnelleres LernenAdditions for slower and strokes for faster learning
Jede Lehreinheit wird - für Schüler mit unterschiedlichem Lerntempo - mit unterschiedlichen Lehrfortschritten angeboten. Diese unterschiedlichen Lehrgeschwindigkeiten können z. B. bei der Editierung dadurch erzeugt werden, dass zusätzliche Vertiefungen eingefügt oder erklärende Zusätze des Lehrers beim Editieren gestrichen werden. Es können jedoch auch von Anfang an Lektionen mit unterschiedlichen Lehrgeschwindigkeiten erzeugt werden.Each lesson is offered - for students with different learning speeds - with different educational progress. These different teaching speeds can z. B. be created in the editing that additional wells inserted or explanatory additions of the teacher when editing are deleted. However, lessons can also be created from the beginning with different teaching speeds.
Anpassung der Lektion an die Lerngeschwindigkeit des SchülersAdaptation of the lesson to the learning speed of the student
Beim ersten Start einer Lektion im Programmsystem wird die zu erwartende Lerngeschwindigkeit des Schülers durch eine Anzahl von Fragen ermittelt und dem Schülerprofil zugeordnet. Macht der Schüler während der folgenden Lektionen zu viele Fehler, oder kann er die Lektionen ohne Fehler durcharbeiten, wird die Lerngeschwindigkeit in seinem Profil abgesenkt oder angehoben und es werden ihm die Lektionen für diese Lerngeschwindigkeit angeboten.At the first start of a lesson in the program system, the expected learning speed of the student is determined by a number of questions and assigned to the student profile. If the student makes too many mistakes during the following lessons, or if he can work through the lessons without errors, the learning speed in his profile will be lowered or raised and the lessons for that learning speed will be offered to him.
Lehr- , Kenntnis- und Lerngeschwindigkeits- ProfileTeaching, learning and learning speed profiles
Grundlage der Lehre sind die folgenden Profile: • Das Lerngeschwindigkeits- Profil des Schülers (siehe oben).The teaching is based on the following profiles: • The learner's learning speed profile (see above).
• das Zielprofil des Schülers wird durch sein Lernziel des Schülers vorgegeben, das dieser zu Beginn der Lehre zusammen mit einem Programm definiert• the target profile of the student is determined by the learner's objective, which he defines at the beginning of the lesson together with a program
• das Kenntnisprofil des Schülers gibt an, welche der Lehrinhalte des Lernziels ihm schon bekannt sind, was durch einen Test am Anfang ermittelt wird • aus beiden zusammen ergibt sich sein Lückenprofil: alle Lehrinhalte, die dem• the student's knowledge profile indicates which of the lesson contents of the learning objective are already known to him, which is determined by a test at the beginning • the combination of the two results in his gap profile: all teaching content that corresponds to the learning content
Schüler zur Erreichung des Lernziels noch fehlenStudents to achieve the learning objective are still missing
• jede Lehreinheit hat wiederum ein eigenes Lehrprofil: Die Summe der Lehrinhalte, die sie vermittelt.• Each lesson, in turn, has its own teaching profile: the sum of the teaching content it conveys.
Anpassung des Kenntnisprofils des Schülers und Auswahl der nächsten Lehr- einheitAdaptation of the student's knowledge profile and selection of the next teaching unit
Nach jeder durchgeführten Lehreinheit wird über das Protokoll der Einheit das Kenntnisprofil angepasst - alle Lehrinhalte werden dort zusammen mit der Güte ihrer Beherrschung (wie viele Fehler gab es, wurde eine Vertiefung angefordert...) eingetragen - hieraus ergibt sich dann wieder das aktuelle Lücken- und Lerngeschwindigkeits- Profil. Aus dem aktuellen Lückenprofil ergibt sich dann die ideale nächste Lehreinheit, als diejenige, deren Lehrprofil die im Lückenprofil gezeigten Lücken für das Erreichen des Lernziels am besten deckt. Erstellung der fertigen Lehreinheit Erzeugung des LehreinheitsgraphenAfter each session, the knowledge profile is adjusted via the protocol of the unit - all teaching contents are entered there together with the quality of their mastery (how many mistakes were there, a recess requested ...) - this then leads back to the current gap and learning speed profile. The current gap profile then becomes the ideal next lesson, as the one whose teaching profile best meets the gaps shown in the gap profile to achieve the learning goal. Creation of the finished teaching unit Generation of the teaching unit graph
Manifestation der Lehreinheit ist der Lehreinheitsgraph, der alle Informationen enthält, die das Analyseprogramm für die Überprüfung der Aktionen des Schülers benötigt. Je nach Analyseform sehen diese Informationen unterschiedlich aus:Manifestation of the lesson is the teaching graph, which contains all the information that the analysis program needs to review the student's actions. Depending on the form of analysis, this information looks different:
• Für die Tabellenanalyse und für die Ergebnisanalyse ist es ein Satz von Tabellen• For spreadsheet analysis and results analysis, it is a set of tables
• Für die Aktionsbaumanalyse ist es der vollständige Aktionsbaum.• For the action tree analysis, it is the full action tree.
Für die Tabellen- und die Ergebnis- Analyse: Automatische Erstellung der Tabellen aus dem Aktionspfad der LektionFor spreadsheet and results analysis: Automatic creation of tables from the lesson action path
Fig. 15 zeigt noch einmal (wie schon in Fig. 14) den Aktionspfad des Lehrers. Es ist leicht erkennbar, dass die Informationen zu Aktion 2 bis 8 sich relativ leicht in eine Zeilverbundstabelle einfügen lassen mit den folgenden Parametern:Fig. 15 shows again (as in Fig. 14) the action path of the teacher. It is easy to see that the action 2 to 8 information is relatively easy to insert into a Zeilverbund table with the following parameters:
• Name: A1 :B1 • Startzelle: A1• Name: A1: B1 • Start cell: A1
• Endzelle: B1• End cell: B1
• Funktioni : Fontstil Bold (Fett)• Funktioni: Font Style Bold
• Funktion2: Fontfarbe Red(Rot)• Function2: Font color Red (Red)
• Funktion3: Fontgröße 15(Punkt) Auch die späteren Aktionen können leicht in Parameter umgewandelt werden.• Function3: Font size 15 (dot) Even the later actions can easily be converted into parameters.
Genauso kann z. B. auch die Formel leicht als der Parameter String einer Zelle gedeutet werden (siehe Fig. 5)Likewise, z. Also, the formula can be easily interpreted as the parameter string of a cell (see FIG. 5).
So können auch andere Tabellenparamter aus dem Lektionspfad entnommen werden: Ist z. B. das Objekt .Rechteck' in einem Konstruktionsprogramm in der Vorbereitungsphase als Tabellenobjekt mit seinen Parametern gekennzeichnet worden, und wird es jetzt im Aktionspfad aufgerufen wird es als neues Tabellen- Objekt installiert und die folgenden Aktionen - wie z. B. Bemaßen - erzeugen dann die Tabellenparameter hierzu.Thus, other table parameters can be taken from the lesson path: z. For example, if the object 'rectangle' has been marked as a table object with its parameters in a design program in the preparation phase, and it is now invoked in the action path, it will be installed as a new table object and the following actions will be taken. Dimensioning, for example - then create the table parameters for this.
Für die Aktionsbaum- Analyse:For the action tree analysis:
Automatische Erweiterung des Aktionspfades der Lektion zum AktionsbaumAutomatic extension of the action path of the lesson to the action tree
Der Lektionsgraph stellt den Aktionspfad des Lehrers mit den von ihm gewählten Aktionen für die Lösung der Aufgaben der Lehreinheit dar. Der Schüler kann jedoch andere Lösungen wählen - für die Analyse seiner Aktionen muss daher der Aktionsbaum mit alle möglichen Lösungen vorliegen. Diese Erweiterung kann teilweise automatisch in den folgenden Schritten erfolgen:The lesson graph represents the teacher's action path with the actions he chooses to solve the tasks of the lesson. However, the student may choose others Choosing solutions - for the analysis of his actions, therefore, the action tree with all possible solutions must be present. This extension can be partially automatic in the following steps:
Der Aktionspfad des Lektionsgraphen (Fig. 14 und 15) wird Aktion für Aktion daraufhin 5 untersucht, ob Fragmente des Pfades vollständige Zweige von gespeicherten Superak- tionen, Superobjekten oder von Menüzweigen des Menübaums sind:The action path of the lesson graph (Figures 14 and 15) is examined action by action for whether fragments of the path are complete branches of stored supagacions, superobjects, or menu branches of the menu tree:
Fig. 16 zeigt die automatische Erweiterung des Aktionspfades des Lektionsgraphen in die verdichtete Darstellung des Aktionsbaums des Lehreinheitengraphen in 3 Schritten: 10 Hier der 1. und 2. Schritt - links ist der Aktionspfad des Lektionsgraphen dargestellt - umrandet sind Pfadfragmente, die auch als vollständige Zweige von Supereinheiten (Superaktionen, Superobjekten oder Funktionen) vorhanden sind:Fig. 16 shows the automatic extension of the action path of the lesson graph into the condensed representation of the action tree of the lesson graph in 3 steps: 10 Here the 1st and 2nd step - the action path of the lesson graph is shown on the left - bordered are path fragments, also called complete branches of super units (super actions, superobjects or functions) are present:
• act A1 + drag B1 ist ein vollständiger Zweig der Superaktion Mark/A1/B1 (Fig. 10)• act A1 + drag B1 is a complete branch of the superaction Mark / A1 / B1 (FIG. 10)
15 • act BoIdI ist vollständiger Zweig des Menübaums (Fig. 12) und über die15 • act BoIdI is the complete branch of the menu tree (Fig. 12) and above the
Funktionstabelle mit der Funktion Bold verbunden und kann daher durch act Bold ersetzt werdenFunction table connected to the function Bold and can therefore be replaced by act Bold
Beide ersetzen in der erweiterten Darstellung die ursprünglichen Aktionen. In einer weiteren Erweiterung bilden beide wiederum den vollständigen Zweig der Su- 20 peraktion Format/A1/B1/Bold (Fig. 11 ) - dieser bildet jetzt die verdichtete Darstellung auf der rechten Seite. Die expandierte und die verdichtete Darstellung bilden den gleichen Baum ab - die eine wird für die Analyse benutzt, der zweite für einfache Editierung des Aktionsbaums.Both replace the original actions in the expanded view. In another extension, both form the complete branch of the format format / A1 / B1 / Bold (Fig. 11) - this now forms the condensed representation on the right side. The expanded and condensed representations represent the same tree - one used for analysis, the second for easy editing of the action tree.
25 Erweiterung des Aktionsbaums durch Und- Verzweigungen25 Extension of the action tree by und-branching
-, In einem weiteren Schritt werden jetzt eine Gliederung der Lehrinhalte vorgenommen: Teile, deren Reihenfolge nicht festliegt, können über eine Und- Verzweigung parallel angeordnet werden - ein Beispiel zeigt Fig. 17 - andere Teile, die alternative Lösungswege vorzeigen, können durch Oder- Verzweigungen gekennzeichnet werden.- In a further step, a structure of the teaching content is now made: Parts whose order is not fixed can be arranged in parallel via an AND branch - an example is shown in FIG. 17 - other parts that show alternative solutions can be Branches are marked.
3030
Analyse der Wiederholung der Lektion durch den SchülerAnalysis of the repetition of the lesson by the student
Dieser Schritt ist bereits bei der Vorstellung der verschiedenen AnalysemöglichkeitenThis step is already at the presentation of the different analysis options
• der Tabellenanalyse• the table analysis
• der Resultatanalyse und • der Aktionsbaumanalyse dargestellt worden.• the result analysis and • the action tree analysis has been presented.
Fehlerkommentare Erzeugung von FehlerkommentarenError comments Generation of error comments
Erweist sich eine Aktion des Schülers als falsch wird ein Fehlerkommentar ausgegeben.If an action of the student proves to be wrong, an error comment is output.
Dieser Fehlerkommentar ist im Allgemeinen zu der Aktion im Aktionsbaum (bei Vorliegen der Aktionsbaum- Analyse) oder zu einem Parameter in dem Tabellensatz (bei Vorliegen der Tabeilenanalyse) gespeichert, die durch die Aktion des Schülers verletzt wird.This error comment is generally stored in relation to the action in the action tree (if the action tree analysis is present) or to a parameter in the table set (in the case of the tablet analysis) that is violated by the student's action.
Aktiviert der Schüler z. B. Italic (Kursiv) statt - wie in der Tabelle oder im Aktionsbaum vorgesehen Bold, erhält er z. B. zunächst einen allgemeinen Fehlerkommentar: ,Dies ist nicht richtig!' • .Möchtest Du es noch einmal versuchen FVIf the student activates z. B. Italic (italic) instead - as provided in the table or action tree Bold, he receives z. For example, first a general error comment: 'This is not correct!' • .I would like to try again FV
• .Möchtest Du eine Erklärung des Fehlers F2'• Would you like an explanation of the F2 error?
• .Möchtest Du, dass ich Dir die richtige(n) Aktionen noch einmal zeige F3' Wählt der Student z. B. F3 wird der Abschnitt mit der gewünschten Aktion wiederholt.• Would you like me to show you the right actions again? F3 'If the student chooses z. For example, F3 repeats the section with the desired action.
Zusammengesetzte KommentareCompound comments
Für eine spezifische Kennzeichnung eines Fehlers können zusammengesetzte Kommentare mit allgemeinen und spezifischen Kommentarteilen verwendet werden - z. B. mit den allgemeinen Bestandteilen .Achtung' und .ist bereits aktiv', der immer dann erzeugt wird, wenn der Parameter akt() verletzt wird und dem spezifischen Teil .Font' des Objekts, der dem verletzten Objekt zugeordnet ist.For a specific marking of an error, composite comments with general and specific comment parts can be used - eg. For example, with the general elements 'caution' and'is already active ', which is generated whenever the parameter act () is violated and the specific part .Font' of the object associated with the injured object.
Zusammengesetzt heißt der Kommentar: .Achtung' + .Font' + .ist bereits aktiv!' Zusammengesetzte Teile vereinfachen die Gesamtheit der Fehlerkommentare erheblich.The commentary is composed: 'caution' + .font '+ .is already active!' Compound parts greatly simplify the entirety of the error comments.
Vertiefungenwells
Es gibt Fälle, in denen Schüler unterschiedlich reagieren - selbst die, die mit der gleichen Lernqualifikation eingestuft wurden und daher Lehreinheiten mit gleicher Lehrgeschwindigkeit erhalten. Ein Beispiel ist die Formel für die Ermittlung des Bonus (siehe oben in Fig. 1 ): Für manche mag diese Formel auf den ersten Blick verständlich sein, für andere ist sie schwer verständlich!There are cases in which students react differently - even those who have been graded with the same learning qualification and therefore receive teaching at the same teaching speed. An example is the formula for determining the bonus (see at the top in Fig. 1): For some, this formula may be understandable at first glance, for others it is difficult to understand!
Für diese Schüler wird in diesem Abschnitt auf Wunsch eine Vertiefung angeboten, in der die Grundlage der Formeln an einfachen Beispielen erläutert wird.For those students, this section will provide you with an in-depth study that explains the formulas based on simple examples.
Das Hilfe- Schaltfeld - die HilfetasteThe Help button - the Help button
Neben der oben dargestellten Kommunikation zwischen Schüler und Lehrer - gesteuert vom Analyseprogramm - kann der Schüler jederzeit das Hilfe- Schaltfeld oder die Hilfetaste (das Fragezeichen) aktivieren, wenn er etwas nicht verstanden hat. In diesem Fall bietet ihm der Analyser die folgenden Hilfestellungen an: Falls das Problem in der Vorführungsphase auftritt:In addition to the above communication between student and teacher - controlled by the analysis program - the student can always activate the Help button or the help button (the question mark) if he has not understood something. In this case, the analyzer offers the following help: If the problem occurs in the demonstration phase:
• .Möchtest Du die letzte Aktion noch einmal sehen? F1 '• Would you like to see the last action again? F1 '
• ,SoII ich den letzten Abschnitt noch einmal vorführen? F2'• Should I demonstrate the last section again? F2 '
• .Möchtest Du eine Vertiefung zum letzten Abschnitt? F3' (Dies nur wenn zum Abschnitt eine Vertiefung gespeichert ist)• Would you like to deepen to the last section? F3 '(This only if there is a well for the section)
• .Geht Dir meine Vorführung zu schnell? F4'• Is my performance too fast? F4 '
Der letzte Abschnitt wird mit der Ausführung mit langsamerer Lehrgeschwindigkeit vorgeführt - dies nur, wenn nicht schon die langsamste Lehrgeschwindigkeit vorliegt.The last section is presented with slower teaching speed execution, but only if the slowest teaching speed is not already available.
Falls das Problem in der Wiederholungsphase auftritt:If the problem occurs during the replay phase:
• .Möchtest Du sehen, welche Aktion(en) Du jetzt machen könntest? F1 '• Would you like to see what action (s) you could do now? F1 '
• ,SoII ich den entsprechenden Abschnitt noch einmal vorführen? F2'• Should I demonstrate the relevant section again? F2 '
Vorzeitiges Wiederholen und Einzelwiederholung mit ,split screen'Premature repeat and single repeat with 'split screen'
Der Schüler muss nicht bis zum Ende der Vorführung des Lehrers warten - er kann auch zu einem beliebigen früheren Zeitpunkt die Wiederholung des bis dahin gezeigten fordern - im Extremfall kann er auch eine Einzelwiederholung mit ,split screen' fordern: Hier gibt einen Bildschirm für den Lehrer und einen für den Schüler -jede Aktion des Lehrers wird zunächst vom Schüler wiederholt. Die beiden Bildschirme können dabei nebeneinander angeordnet sein oder sich teilweise überlappen, wobei immer einer von beiden im Vordergrund steht. Angebot für weiteres Training mit den gleichen Lehrinhalten aber ohne VorführungThe student does not have to wait until the end of the teacher's performance - he can demand the repetition of the one shown so far at any earlier time - in extreme cases, he may also request a single split screen split: Here's a screen for the teacher and one for the student - each action of the teacher is first repeated by the student. The two screens can be arranged next to each other or partially overlap, always one of them is in the foreground. Offer for further training with the same content but without presentation
Nach erfolgter Wiederholung der vorgeführten Lehreinheit erhält der Schüler das Angebot, eine ähnliche Aufgabe mit den gleichen Lehrinhalten zu lösen. Diese wird jedoch nicht vom Lehrer vorgeführt.After the repetition of the presented teaching unit, the student receives the offer to solve a similar task with the same teaching contents. However, this is not demonstrated by the teacher.
Rückkopplung der Fehler des Schülers über das InternetFeedback of the student's mistakes via the Internet
Der Schüler kann beim Start der Programme eine Einstellung wählen, die das Protokoll seiner Lehreinheit (seine Aktionspfade, seine Fehler und die Kommunikation mit dem Analyser) speichert und dieses automatisch von Zeit zu Zeit über das Internet an die Entwickler der Lehreinheit sendet. Dort werden sie automatisch ausgewertet und dienen dann der Verbesserung der Lehreinheiten.At the start of the programs, the student may choose a setting that stores the protocol of his / her teaching (its action paths, errors, and communication with the analyzer) and automatically sends it over the Internet to the developer of the lesson from time to time. There they are automatically evaluated and then serve to improve the teaching units.
Zum Anreiz können ihm Punkte für jedes übermittelte Protokoll angeboten werden, für die er z. B. eine Preisermäßigung für das nächste Update erhält.As an incentive, he can be offered points for each transmitted protocol, for which he B. receives a discount for the next update.
Ermittlung von Programmfehlern durch unabhängige TesterDetermination of bugs by independent testers
Eine häufige Fehlerquelle von Programmsystemen kommt daher, dass der Test von den gleichen Entwicklern vorgenommen wird oder doch von Personen aus der gleichen Firma, die über einen ähnlichen Kenntnisstand wie der Entwickler verfügen. Hieraus ergibt sich häufig, dass die Tester die möglichen Schwierigkeiten des Anwenders nicht erkennen.A common source of error in program systems is that the test is done by the same developers or by people from the same company who have similar levels of knowledge as the developer. It often results that the testers do not recognize the potential difficulties of the user.
Für den Eteacher wird eine andere Testmöglichkeit vorgeschlagen: Die einzelnen Lehreinheiten werden mehreren Personen zugeführt, die die gleichen Kenntnisse und eine ähnliche Lerngeschwindigkeit haben wie der zu erwartende Nut- zer. Wichtig ist, dass die Tester das Programmsystem noch genauso wenig kennen wie der NutzerFor the eteacher another test option is proposed: The individual teaching units are fed to several people who have the same knowledge and a similar learning speed as the expected user. It is important that the testers do not know the program system any more than the user
Wenn nun einer dieser Tester das Programm testet, werden alle seine Aktionen in einem Testprotokoll aufgezeichnet - sobald sich bei ihm Schwierigkeiten ergeben, kann er diese in einem Fenster eintragen. Dieses Testprotokoll wird dann dem Entwickler zur Verfügung gestellt und das verbesserte dann wieder an einen weiteren Tester weitergeleitet. Legende zu den AbbildungenNow, when one of these testers tests the program, all of its actions are recorded in a test log - as soon as it comes in trouble, he can enter them in a window. This test protocol is then provided to the developer and the improved then forwarded to another tester. Legend to the pictures
Fig. 1 : Darstellung einer Aktion im EinheitengraphenFig. 1: Representation of an action in the unit graph
Fig. 2: Darstellung eines Aktionspfades im Einheitengraphen Fig. 3: Aktionsbaum mit VerzweigungenFig. 2: Representation of an action path in the unit graph Fig. 3: Action tree with branches
Fig. 4: Aktionsbaum in TabellendarstellungFig. 4: Action tree in tabular representation
Fig. 5: Tabellenform des Aktionsbaums in Fig. 3FIG. 5: Table form of the action tree in FIG. 3
Fig. 6: Formeldarstellung in der EingabezeileFig. 6: Formula representation in the input line
Fig. 7a: Objekt Bold nicht aktiviert Fig. 7b: Objekt ,BoId' aktiviert und mit 2 Verifikations- PixelnFig. 7a: Object Bold not activated Fig. 7b: Object 'BoId' activated and with 2 verification pixels
Fig. 8a: nicht horizontale LinieFig. 8a: non-horizontal line
Fig. 8b: horizontale Linie mit Eigenschaftssymbol .Horizontal, Vertikal'Fig. 8b: horizontal line with property symbol. Horizontal, vertical '
Fig. 9: Teil eines Aktionsbaums für das Superobjekt Bold2Fig. 9: Part of an action tree for the superobject Bold2
Fig. 10: Teil eines Aktionsbaums für die Superaktion Mark Fig. 11 : Aktionspfad mit Superaktion und SuperobjektFig. 10: Part of an Action Tree for the Super Action Mark Fig. 11: Action Path with Super Action and Super Object
Fig. 12: Ausschnitt aus dem MenübaumFig. 12: Detail of the menu tree
Fig. 13.: Darstellung der Aufgaben der Lektion in TabellenformFig. 13 .: Presentation of the tasks of the lesson in tabular form
Fig. 14: LektionsgraphFig. 14: Lesson graph
Fig.: 15: Aktionspfad der Lektion Fig.: 16: Automatische Erweiterung des Aktionspfades in den AktionsbaumFig. 15: Action path of the lesson Fig .: 16: Automatic extension of the action path into the action tree
Fig. 17: Lehreinheit mit And- Verzweigungen Fig. 17: teaching unit with And branches

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Generieren von Lehrprogrammen1. Device for generating teaching programs
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Lehrprogramme aus mehreren einzel- nen Lehreinheiten zusammengesetzt sind, die einzeln vom Schüler durchgeführt werden.2. Apparatus according to claim 1, wherein the teaching programs are composed of several individual teaching units, which are performed individually by the student.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der grundsätzliche Aufbau einer Lehreinheit darin besteht, dass zunächst in einer Vorführungsphase ein Lehrstoff vorgeführt wird und dieser dann in einer Wiederholungsphase vom Schüler nachgemacht werden kann.3. Apparatus according to claim 2, wherein the basic structure of a teaching unit is that first a teaching material is presented in a demonstration phase and this can then be imitated by the student in a repetition phase.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es für unterschiedliche Lernqualifikationen unterschiedliche Lehreinheiten mit unterschiedlicher Lehrgeschwindigkeit erzeugt werden.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that it is generated for different learning skills different teaching units with different teaching speed.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei bei der Vorführung weitgehend eine Unter- richtung durch einen Lehrer dadurch simuliert wird, dass hierbei die Originaloberfläche des zu lehrenden Programms verwendet wird.5. The apparatus of claim 3, wherein in the demonstration largely a teaching by a teacher is simulated by the fact that in this case the original surface of the program to be taught is used.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüler bei der Wiederholung einen Weg einschlagen kann, der anderes ist als der vom Lehrer vorgeführte, solange seine Aktionen die in der Vorführung gestellten Aufgaben lösen.6. The device according to claim 3, characterized in that the student in the repetition can take a path other than that presented by the teacher, as long as his actions solve the tasks presented in the demonstration.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aktion des Schülers bei der Wiederholung durch ein Analyseprogramm kontrolliert wird.7. The device according to claim 3, characterized in that each action of the student in the repetition is controlled by an analysis program.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dieser Analyse ein Aktionsbaum, der alle möglichen Aktionen des Schülers enthält mit den Akti- onen des Schülers verglichen wird.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that in this analysis, an action tree containing all possible actions of the student is compared with the actions of the student.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dieser Analyse Tabellen mit ihren Parametern, die alle möglichen Aktionen des Schülers beschreiben, mit den vom Schüler generierten Tabellen verglichen wird.9. Apparatus according to claim 7, characterized in that in this analysis tables with their parameters that describe all possible actions of the student is compared with the pupil generated tables.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dieser Analyse ein Lösungsresultat - z. B. ein Text oder eine Graphik - mit dem vom Schüler erzeugten Resultat verglichen wird.10. The device according to claim 7, characterized in that in this analysis, a solution result -. As a text or a graphic - is compared with the result generated by the student.
11.Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorführung der Lehreinheit durch den Lehrer - die Lektion - durch das Programmteil Recorder erfolgt, dass alle Aktionen des Lehrers (Mausbewegungen und -Tastendrücke und Tastatureingaben) zusammen mit seinen gesprochenen Kommentaren auf- zeichnet, wobei eine Aktion immer eine Aktionsanweisung und ein Objekt - eine aktivierbare Einheit - enthält.11.Vorrichtung according to claim 3, characterized in that the demonstration of the teaching unit by the teacher - the lesson - is performed by the program part Recorder that all actions of the teacher (mouse movements and key presses and keystrokes) along with his spoken comments on where an action always contains an action statement and an object - an activatable unit.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, 8, und 11 , dadurch gekennzeichnet, dass hierbei ein .Lektionsgraph' erzeugt wird, der jeden Kommentar, jeden Abschnitt und jede Aktion des Lehrers in geschriebener Form aufzeichnet, wobei ein Abschnitt ein autonomer Teil der Lehreinheit mit eigenem gespeichertem Startbildschirm ist.Apparatus according to claims 3, 8 and 11, characterized in that it produces a 'lesson graph' which records each comment, section and action of the teacher in written form, one section being an autonomous part of the teaching unit with its own saved startup screen is.
13. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Lektionsgraph durch die Tabelle eines Tabellenkalkulationsprogramms dargestellt wird. 13. The apparatus of claim 3 and 9, characterized in that this lesson graph is represented by the table of a spreadsheet program.
14. Vorrichtung nach Anspruch 3, 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieser14. The device according to claim 3, 9 and 12, characterized in that this
Graph mit den Standardbefehlen des Tabellenkalkulationsprogramms editiert werden kann.Graph can be edited with the standard commands of the spreadsheet program.
15. Vorrichtung nach Anspruch 3, 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass für eine interne Darstellung dieser Graph automatisch in eine Tabellenform umgewandelt werden kann, wobei zu jeder Aktion die Mutteraktion über ihr gespeichert wird.15. The apparatus of claim 3, 9 and 12, characterized in that for an internal representation of this graph can be automatically converted into a tabular form, wherein for each action, the parent action is stored on her.
16. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Lektionsgraphen - teilweise automatisch - der Lehreinheitengraph erzeugt wird, der - bei Vorliegen der Aktionsbaum- Analyse in einem Aktionsbaum alle möglichen Aktionen des Schülers und ihre Verzweigungen enthält. 16. The apparatus of claim 3 and 12, characterized in that from the lesson graph - partially automatically - the teaching purity graph is generated, which - in the presence of the action tree analysis in an action tree all possible actions of the student and their branches contains.
17. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen der Tabellenanalyse aus dem Lektionsgraphen - teilweise automatisch - der Satz von Tabellen generiert wird, der alle für die Analyse des Schülers notwendigen Informationen enthält.17. The apparatus of claim 3 and 12, characterized in that in the presence of the table analysis from the Lesson graph - partially automatically - the set of tables is generated, which contains all the information necessary for the analysis of the student.
18. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass auch dieser Graph - bei Vorliegen der Aktionsbaumsanalyse eine Tabelle eines Tabellenkalkulationsprogramms mit allen Aktionen, Objekten und deren Verzweigungen darstellt.18. The apparatus of claim 3 and 12, characterized in that also this graph - represents a table of a spreadsheet program with all actions, objects and their branches in the presence of the action tree analysis.
19. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass Aktionspfade und Aktionsbäume mit Verzweigungen zu Superaktionen mit Parametern zusammengefasst werden können, wobei der Aktionspfad und die Position derDevice according to claims 3 and 18, characterized in that action paths and action trees with branches to superactions can be combined with parameters, the action path and the position of the
Parameter im Pfad oder Baum gespeichert werden.Parameters are stored in the path or tree.
20. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass diese Superaktionen wiederum in gleicher Weise in größeren Superaktionen zusammengefasst werden können. 20. The device according to claim 3 and 19, characterized in that these superactions can in turn be summarized in the same way in larger superactions.
21. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Lehreinheitengraphen mit dem Aktionsbaum ein Menügraph mit dem Menüobjektbaum erzeugt wird, der alle Menüobjekte des zu lehrenden Programmsystems und alle Aktionen und Aktionspfade enthält, die Aufgaben lösen ohne mit Objekten zu arbeiten - z. B. durch Eingabe von Tastenkombinationen.21. The apparatus of claim 3 and 16, characterized in that in addition to the teaching purity graph with the action tree, a menu graph is created with the menu object tree containing all the menu objects of the program system to be taught and all actions and action paths that solve tasks without working with objects - z. B. by entering shortcuts.
22. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe dieses Menübaums Funktionen definiert werden können, die durch Aktionspfade in diesem Baum ausgeführt werden.22. The device according to claim 3 and 18, characterized in that with the help of this menu tree functions can be defined, which are executed by action paths in this tree.
23. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass auch Funk- tionen definiert werden können, die einem Teil- Menübaum im Menügraphen entsprechen und die z. B. unterschiedliche Lösungen dergleichen Aufgabe entsprechen.23. The apparatus of claim 3 and 19, characterized in that also functions can be defined, which correspond to a submenu tree in the menu graph and the z. B. different solutions like task.
24. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erweiterung des im Lektionsgraphen dargestellten Aktionspfades Fragmente des Pfades daraufhin untersucht werden, ob sie in gleicher Art in einem vollständigen Zweig einer Superaktion, eines Superobjektes oder des Menübaums vorkommen - in diesem Fall werden sie durch die Superaktion, das Superobjekt oder die dazugehörige Funktion ersetzt, so dass sie jetzt - statt der einen Lösung des Lektionsgraphen - auch alle weiteren Lösungen enthalten. 24. The apparatus of claim 3 and 16, characterized in that for the extension of the action path illustrated in the lesson graph fragments of the path are then examined whether they occur in the same way in a complete branch of a superaction, a superobject or the menu tree - in this case they are replaced by the superaction, the super object or the corresponding function, so that they now - instead of the one solution of the lesson graph - also contain all other solutions.
25. Vorrichtung nach Anspruch 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Analyseprogramm bei Fehlern des Schülers einen Fehlerkommentar ausgibt, der - je nach Vorgabe des Schülers - gesprochen oder geschrieben sein kann.25. The apparatus of claim 3, 7 and 8, characterized in that the analysis program in error of the student outputs an error comment, which - can be spoken or written - depending on the specification of the student.
26. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Kommentar zum Objekt oder zur Aktion oder zur Funktion gespeichert ist, das bei diesem Fehler .verletzt' wurde.26. The device according to claim 3 and 25, characterized in that this comment on the object or the action or function is stored, which was 'injured' in this error.
27. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 25 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommentar auch aus unspezifischen und für das Objekt, die Aktion oder die Funktion spezifischen Teilen bestehen kann, die hierfür zusammengesetzt werden. 27. The device according to claim 3 and 25 to 26, characterized in that the comment may also consist of nonspecific and specific to the object, the action or function parts that are composed for this purpose.
28. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für besondere Abschnitte der Lehreinheit Vertiefungen angeboten werden, die tiefer in den dargestellten Stoff eindringen.28. The device according to claim 3, characterized in that for special sections of the teaching pits are offered, which penetrate deeper into the material shown.
29. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Strukturen, die der Schüler erzeugt hat, durch Strukturen des Lehrers ersetzt werden können, so dass alle ihre Positionen auf dem Bildschirm für eine weitere Behandlung als Objekte bekannt sind.29. The device according to claim 3, characterized in that structures that the student has created can be replaced by structures of the teacher, so that all their positions on the screen are known as objects for further treatment.
30. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung der vom Schüler aktivierten Objekte dadurch erfolgen kann, dass zu ihnen Verifikationspixel gespeichert sind, deren Position und Farbe mit denen der Objekte im Aktionsbaum oder Menübaum verglichen werden. Diese Verifikationspixel können von Hand festgelegt oder vom Programm auch automatisch generiert werden.30. The apparatus of claim 3 and 7, characterized in that the recognition of the objects activated by the student can be effected by the fact that they are stored Verification pixels whose position and color are compared with those of the objects in the action tree or menu tree. These verification pixels can be defined manually or automatically generated by the program.
3 I .Vorrichtung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass Eigen- schaftssymbole, die vom Programm automatisch dargestellt werden (z. B. einen horizontalen oder vertikalen Verlauf) vom Programm erkannt werden und dazu verwendet werden, zu überprüfen, ob der Schüler diese Eigenschaft erreicht hat.3. Device according to claim 3 and 7, characterized in that feature symbols which are automatically displayed by the program (eg a horizontal or vertical progression) are recognized by the program and used to check whether the pupil has achieved this property.
32. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass es weitere Objekttypen gibt mit anderen Erkennungsmechanismen - z. B. Positionsobjekte, die über ihre Position auf dem Bildschirm erkannt werden.32. Apparatus according to claim 3 and 7, characterized in that there are other types of objects with other detection mechanisms -. B. Position objects that are recognized by their position on the screen.
33. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüler vor Beginn der Lehre mit Hilfe eines Programmteils sein Lernziel festlegt, für das Zielprofil als Summe aller Wissensinhalte gespeichert ist, die das Erreichen dieses Ziels ermöglichen. 33. The device according to claim 3, characterized in that the student sets before beginning teaching with the help of a program part his objective, is stored for the target profile as the sum of all knowledge content that allow the achievement of this goal.
34. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Definition des Lernziels ein Programmteil das aktuelle Kenntnisprofil des Schülers ermittelt und hierdurch das Lückenprofil als Differenz des Lernzielprofils und des aktuellen Kenntnisprofils bildet.34. The apparatus of claim 3, characterized in that after the definition of the learning objective, a program part determines the current knowledge profile of the student and thereby forms the gap profile as a difference of the learning objective profile and the current knowledge profile.
35. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Lehrein- heit ein Lehreinheitenprofil gespeichert ist, das die Lehrinhalte der Lehreinheit enthält.35. Apparatus according to claim 3, characterized in that for each teaching unit a teaching unit profile is stored, which contains the teaching content of the teaching unit.
36. Vorrichtung nach Anspruch 3, 34 und 35, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss jeder Lehreinheit das Kenntnisprofil des Schülers aktualisiert wird.36. The apparatus of claim 3, 34 and 35, characterized in that after completion of each teaching the knowledge profile of the student is updated.
37. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass auf- grund des aktuellen Kenntnisprofil und des Zielprofil des Schülers, diejenige37. Apparatus according to claim 3 and 34 to 36, characterized in that on the basis of the current knowledge profile and the target profile of the student, that
Lehreinheit als nächste bestimmt wird die sein Lückenprofil am besten schließt und seinem Lemgeschwindigkeits- Profil am besten angepasst ist.Next, the unit that best closes its gap profile and is best suited to its Lemgeschwindigkeit profile.
38. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüler bei Schwierigkeiten bei der Vorführung eine Hilfe- Schaltfläche aktivieren oder eine Hilfetaste drücken kann, die ihm eine Wiederholung der letzten Aktion oder des letzten Abschnitts durch den Lehrer, eine Vertiefung des dargestellten Stoffs (wenn sie vorliegt) oder eine Veränderung der eingestellten Lehrgeschwindigkeit anbietet.38. Apparatus according to claim 3, characterized in that the student can activate a help button in case of difficulties in the demonstration or press a help button that him a repeat of the last action or the Last section by the teacher, a deepening of the presented material (if it exists) or offers a change in the set teaching speed.
39. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüler auf39. Apparatus according to claim 3, characterized in that the pupil
5 Wunsch die Vorführung des Lehrers unterbrechen kann und eine sofortige Wiederholung des bis dahin gelehrten Stoffs beginnen kann.5 wish to interrupt the teacher's performance and begin an immediate repetition of the previously taught material.
40. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüler und der Lehrer jeder über seinen eignen Bildschirm verfügt und der Schüler jede einzelne Aktion des Lehrers wiederholt - wobei die beiden Bildschirme neben-40. Apparatus according to claim 3 and 39, characterized in that the student and the teacher each have their own screen and the student repeats every single action of the teacher - the two screens next to each other
10 einander angeordnet sein können oder sich teilweise verdecken und jeweils für den Lehrer oder für den Schüler aktiviert werden.10 may be arranged one another or partially obscured and activated respectively for the teacher or for the student.
41. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schüler nach Abschluss der Wiederholungsphase angeboten wird, eine ähnliche Aufgabe mit den gleichen Lerninhalten ohne Vorführung durch den Lehrer zu lösen.41. Apparatus according to claim 3, characterized in that the student is offered after completion of the repetition phase to solve a similar task with the same learning content without demonstration by the teacher.
15 42. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer unbekannten Programmoberfläche ein Programmteil .Crawler' die Bestimmung der Parameter der Programmoberfläche, der Menüobjekte und deren Fenster automatisch bestimmt.42. Device according to claim 3, characterized in that, in the presence of an unknown program surface, a program part .Crawler 'automatically determines the determination of the parameters of the program interface, the menu objects and their windows.
43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Programm 0 über einen simulierten Cursor verfügt, der durch das Programmsystem beliebig auf der Oberfläche des Schülers bewegt werden kann.43. Apparatus according to claim 42, characterized in that this program has a simulated cursor 0, which can be moved by the program system arbitrarily on the surface of the student.
44. Vorrichtung nach Anspruch 42 und 43, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm Maustastendrücke und Tasteneingabe im Programm des Schülers aktivieren und deren Reaktionen durch Auswertung der Bildschirmoberfläche aus- 5 werten kann.44. The apparatus of claim 42 and 43, characterized in that the program activate mouse clicks and key input in the program of the student and their reactions 5 evaluating by evaluating the screen surface.
45. Vorrichtung nach Anspruch 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm den Font des Lehrprogramms des Schülers durch Tastatureingaben darstellen und analysieren kann und daraus eine Zeichenerkennung von auf der Oberfläche des Schülers dargestellten Zeichenfolgen durchführen kann.45. The apparatus of claim 42 to 44, characterized in that the program can represent the font of the teaching program of the student by keystrokes and analyze and can perform a character recognition of strings displayed on the surface of the student from it.
30 46. Vorrichtung nach Anspruch 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die erkann-46. Device according to claim 42 to 45, characterized in that the recognized
}\ ten Zeichenfolgen nach gespeicherten Vorgaben standardisiert werden können so dass Mehrdeutigkeiten, die das Lehrprogramm für Zeichenfolgen erlaubt, beseitigt werden können. } \ t strings can be standardized to stored presets so that ambiguity that the teacher program allows for strings can be eliminated.
47. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüler einen Lernmodus wählen kann, der alle seine Fehler über das Internet zurück an den Entwickler der Einheit sendet.An apparatus according to claim 3, characterized in that the student can choose a learning mode which sends all his errors back to the developer of the unit via the Internet.
48. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Testen von Lehreinheiten von Personen durchgeführt wird, die über eine ähnliche Lerngeschwindigkeit und ein ähnliches Kenntnisprofil wie der zu erwartende Nutzer haben.48. Apparatus according to claim 3, characterized in that the testing of teaching units is performed by persons who have a similar learning speed and a similar knowledge profile as the expected user.
49. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Testvorgang dieser Tester ein Testprotokoll erzeugt, das alle seine Aktionen auf- zeichnet und ihm erlaubt, Schwierigkeiten beim Testen zu protokollieren und dass dieses Testprotokoll an die Entwickler der Einheit weitergeleitet wird.49. Device according to claim 3 and 48, characterized in that the test procedure of these testers generates a test protocol that records all its actions and allows it to log difficulties in testing and that this test protocol is forwarded to the developers of the unit.
50. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu den einzelnen Aktionen gespeichert werden kann, welche vorherigen Aktion oder Aktionen abgeschlossen sein muss bevor diese neue Aktion gestartet werden darf und dass bei Verletzung dieser Bedingung ein entsprechender Fehlerkommentar ausgegeben wird.50. Apparatus according to claim 3 and 8, characterized in that can be stored for the individual actions, which must be completed before action or action before this new action may be started and that a violation of this condition, a corresponding error comment is issued.
5 I .Vorrichtung nach Anspruch 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass zu den einzelnen Funktionen der Tabellen gespeichert werden kann, welche vorherige Aktion oder Aktionen abgeschlossen sein muss, bevor diese neue Funktion gestar- tet werden darf und dass bei Verletzung dieser Bedingung ein entsprechender5 I.Vorrichtung according to claim 3 and 9, characterized in that for the individual functions of the tables can be stored, which previous action or actions must be completed before this new function may be gestart- be launched and that if this condition is violated a corresponding
Fehlerkommentar ausgegeben wird. Error comment is issued.
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