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Berufsbegleitende Studiengänge stehen vor besonderen Schwierigkeiten, für die der Einsatz von Blended Learning-Szenarien sinnvoll sein kann. Welche speziellen Herausforderungen sich dabei ergeben und welche Lösungsansätze dagegen steuern, betrachtet der folgende Artikel anhand eines Praxisberichts aus dem Studiengang M. P. A. Wissenschaftsmanagement an der Universität Speyer.
Die Setzung strategischer Ziele sowie die Zuordnung und Umsetzung dazugehörender Maßnahmen sind ein wesentliches Element, um die Innovationsfähigkeit von Organisationen zu erhalten. In den vergangenen Jahren ist auch an Hochschulen die Strategiebildung deutlich vorangetrieben worden. Dies betrifft verschiedene Handlungsfelder, und es werden verschiedene Ansätze verfolgt. Der vorliegende Beitrag greift am Beispiel der Universität Potsdam drei in den vergangenen Jahren adressierte Strategiebereiche heraus: IT, E-Learning und Forschungsdaten. Die damit verbundenen Prozesse waren in unterschiedlichem Maß von Partizipation geprägt. Die gesammelten Erfahrungen werden reflektiert, und es werden Empfehlungen für Strategieentwicklungsprozesse abgeleitet.
摘要。哈索•普拉特纳研究院 (HPI) 的新型互动在线教育平台 openHPI (https://openHPI.de) 可以为从事信息技术和信息学领域内容的工作和感兴趣的学员提供可自由访问的、免费的在线课程。与斯坦福大学于 2011 年首推,之后也在美国其他精英大学提供的“网络公开群众课”(简称 MOOC)一样,openHPI 同样在互联网中提供学习视频和阅读材料,其中综合了支持学习的自我测试、家庭作业和社交讨论论坛,并刺激对促进学习的虚拟学习团队的培训。与“传统的”讲座平台,比如 tele-TASK 平台 (http://www.tele-task.de) 不同(在该平台中,可调用以多媒体方式记录的和已准备好的讲座),openHPI 提供的是按教学法准备的在线课程。这些课程的开始时间固定,之后在连续六个课程周稳定的提供以多媒体方式准备的、尽可能可以互动的学习材料。每周讲解课程主题的一章。为此在该周开始前会准备一系列学习视频、文字、自我测试和家庭作业材料,课程学员在该周将精力用于处理这些内容。这些计划与一个社交讨论平台相结合,学员在该平台上可以与课程导师和其他学员交换意见、解答问题和讨论更多主题。当然,学员可以自己决定学习活动的类型和范围。他们可以为课程作出自己的贡献,比如在论坛中引用博文或推文。之后其他学员可以评论、讨论或自己扩展这些博文或推文。这样学员、教师和提供的学习内容就在一个虚拟的团体中与社交学习网络相互结合起来。
The new interactive online educational platform openHPI, (https://openHPI.de) from Hasso Plattner Institute (HPI), offers freely accessible courses at no charge for all who are interested in subjects in the field of information technology and computer science. Since 2011, “Massive Open Online Courses,” called MOOCs for short, have been offered, first at Stanford University and then later at other U.S. elite universities. Following suit, openHPI provides instructional videos on the Internet and further reading material, combined with learning-supportive self-tests, homework and a social discussion forum. Education is further stimulated by the support of a virtual learning community. In contrast to “traditional” lecture platforms, such as the tele-TASK portal (http://www.tele-task.de) where multimedia recorded lectures are available on demand, openHPI offers didactic online courses. The courses have a fixed start date and offer a balanced schedule of six consecutive weeks presented in multimedia and, whenever possible, interactive learning material. Each week, one chapter of the course subject is treated. In addition, a series of learning videos, texts, self-tests and homework exercises are provided to course participants at the beginning of the week. The course offering is combined with a social discussion platform where participants have the opportunity to enter into an exchange with course instructors and fellow participants. Here, for example, they can get answers to questions and discuss the topics in depth. The participants naturally decide themselves about the type and range of their learning activities. They can make personal contributions to the course, for example, in blog posts or tweets, which they can refer to in the forum. In turn, other participants have the chance to comment on, discuss or expand on what has been said. In this way, the learners become the teachers and the subject matter offered to a virtual community is linked to a social learning network.
Die neue interaktive Online-Bildungsplattform openHPI (https://openHPI.de) des Hasso-Plattner-Instituts (HPI) bietet frei zugängliche und kostenlose Onlinekurse für interessierte Teilnehmer an, die sich mit Inhalten aus dem Bereich der Informationstechnologien und Informatik beschäftige¬n. Wie die seit 2011 zunächst von der Stanford University, später aber auch von anderen Elite-Universitäten der USA angeboten „Massive Open Online Courses“, kurz MOOCs genannt, bietet openHPI im Internet Lernvideos und weiterführenden Lesestoff in einer Kombination mit lernunterstützenden Selbsttests, Hausaufgaben und einem sozialen Diskussionsforum an und stimuliert die Ausbildung einer das Lernen fördernden virtuellen Lerngemeinschaft. Im Unterschied zu „traditionellen“ Vorlesungsportalen, wie z.B. dem tele-TASK Portal (http://www.tele-task.de), bei dem multimedial aufgezeichnete Vorlesungen zum Abruf bereit gestellt werden, bietet openHPI didaktisch aufbereitete Onlinekurse an. Diese haben einen festen Starttermin und bieten dann in einem austarierten Zeitplan von sechs aufeinanderfolgenden Kurswochen multimedial aufbereitete und wann immer möglich interaktive Lehrmaterialien. In jeder Woche wird ein Kapitel des Kursthemas behandelt. Dazu werden zu Wochenbeginn eine Reihe von Lehrvideos, Texten, Selbsttests und ein Hausaufgabenblatt bereitgestellt, mit denen sich die Kursteilnehmer in dieser Woche beschäftigen. Kombiniert sind die Angebote mit einer sozialen Diskussionsplattform, auf der sich die Teilnehmer mit den Kursbetreuern und anderen Teilnehmern austauschen, Fragen klären und weiterführende Themen diskutieren können. Natürlich entscheiden die Teilnehmer selbst über Art und Umfang ihrer Lernaktivitäten. Sie können in den Kurs eigene Beiträge einbringen, zum Beispiel durch Blogposts oder Tweets, auf die sie im Forum verweisen. Andere Lernende können diese dann kommentieren, diskutieren oder ihrerseits erweitern. Auf diese Weise werden die Lernenden, die Lehrenden und die angebotenen Lerninhalte in einer virtuellen Gemeinschaft, einem sozialen Lernnetzwerk miteinander verknüpft.
Web-based E-Learning uses Internet technologies and digital media to deliver education content to learners. Many universities in recent years apply their capacity in producing Massive Open Online Courses (MOOCs). They have been offering MOOCs with an expectation of rendering a comprehensive online apprenticeship. Typically, an online content delivery process requires an Internet connection. However, access to the broadband has never been a readily available resource in many regions. In Africa, poor and no networks are yet predominantly experienced by Internet users, frequently causing offline each moment a digital device disconnect from a network. As a result, a learning process is always disrupted, delayed and terminated in such regions. This paper raises the concern of E-Learning in poor and low bandwidths, in fact, it highlights the needs for an Offline-Enabled mode. The paper also explores technical approaches beamed to enhance the user experience inWeb-based E-Learning, particular in Africa.
Der Beitrag stellt lerntheoretische und didaktische Begründungen sowie die bildungspraktische Umsetzung für ein didaktisches Konzept der Lernberatung im virtuellen Raum vor. Das Lernberatungskonzept wurde im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts be-online entwickelt. Einleitend wird der Frage nachgegangen, welche online-didaktischen Konzepte zur Unterstützung von Lernprozessen im virtuellen Raum vorliegen, um Anknüpfungspunkte und Differenzen für das Konzept der Lernberatung im virtuellen Raum aufzuzeigen.
Der Beitrag untersucht erstens die Frage, in welcher Weise die sich konstruktivistisch begründende Ermöglichungsdidaktik die Seite des Lernenden im Bildungsprozess modelliert und welche Aspekte des ermöglichungsdidaktischen Modells in E-Learning-Konzepten aufgegriffen werden. Im Vergleich dazu wird zweitens ein Online-Projekt vorgestellt, das subjektive Lernhandlungen aus der Perspektive einer subjektwissenschaftlich begründeten Didaktik im virtuellen Raum zu verstehen und zu beraten versucht.
Learning analytics at scale
(2021)
Digital technologies are paving the way for innovative educational approaches. The learning format of Massive Open Online Courses (MOOCs) provides a highly accessible path to lifelong learning while being more affordable and flexible than face-to-face courses. Thereby, thousands of learners can enroll in courses mostly without admission restrictions, but this also raises challenges. Individual supervision by teachers is barely feasible, and learning persistence and success depend on students' self-regulatory skills. Here, technology provides the means for support. The use of data for decision-making is already transforming many fields, whereas in education, it is still a young research discipline. Learning Analytics (LA) is defined as the measurement, collection, analysis, and reporting of data about learners and their learning contexts with the purpose of understanding and improving learning and learning environments. The vast amount of data that MOOCs produce on the learning behavior and success of thousands of students provides the opportunity to study human learning and develop approaches addressing the demands of learners and teachers.
The overall purpose of this dissertation is to investigate the implementation of LA at the scale of MOOCs and to explore how data-driven technology can support learning and teaching in this context. To this end, several research prototypes have been iteratively developed for the HPI MOOC Platform. Hence, they were tested and evaluated in an authentic real-world learning environment. Most of the results can be applied on a conceptual level to other MOOC platforms as well. The research contribution of this thesis thus provides practical insights beyond what is theoretically possible. In total, four system components were developed and extended:
(1) The Learning Analytics Architecture: A technical infrastructure to collect, process, and analyze event-driven learning data based on schema-agnostic pipelining in a service-oriented MOOC platform. (2) The Learning Analytics Dashboard for Learners: A tool for data-driven support of self-regulated learning, in particular to enable learners to evaluate and plan their learning activities, progress, and success by themselves. (3) Personalized Learning Objectives: A set of features to better connect learners' success to their personal intentions based on selected learning objectives to offer guidance and align the provided data-driven insights about their learning progress. (4) The Learning Analytics Dashboard for Teachers: A tool supporting teachers with data-driven insights to enable the monitoring of their courses with thousands of learners, identify potential issues, and take informed action.
For all aspects examined in this dissertation, related research is presented, development processes and implementation concepts are explained, and evaluations are conducted in case studies. Among other findings, the usage of the learner dashboard in combination with personalized learning objectives demonstrated improved certification rates of 11.62% to 12.63%. Furthermore, it was observed that the teacher dashboard is a key tool and an integral part for teaching in MOOCs. In addition to the results and contributions, general limitations of the work are discussed—which altogether provide a solid foundation for practical implications and future research.
Der folgende Beitrag beschreibt das Projekt be-online, das Online-Foren als ein neues Angebot für Weiterbildungseinrichtungen entwickelt. Mit Online-Foren können sich Bildungseinrichtungen an räumlich verteilte Weiterbildungsteilnehmer wenden und zwischen ihnen ein Online-Netzwerk schaffen. Die Herstellung dieses Netzwerkes erfordert seitens der Weiterbildungseinrichtungen Managementleistungen, die hier als kooperatives Wissensmanagement definiert werden und den Rahmen für die Ermöglichung pädagogisch-professionellen Handelns schaffen. Der Beitrag stellt im ersten Teil kurz den praktischen Hintergrund dar, vor dem Online-Foren als ein neues Angebot von Weiterbildungseinrichtungen interessant erscheinen. Im zweiten Teil werden entlang des Projekts be-online Leistungen eines kooperativen Wissensmanagements durch Bildungseinrichtungen vorgestellt. Im dritten Teil werden die Begriffe Managementhandeln und Lernen vor dem Hintergrund der Wissenskategorie ins Verhältnis gesetzt.
Die effektive Erzeugung von Wissen ist eine der zentralen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Informations- und Kommunikationstechnologien, wie die Neuen Medien, durchdringen alle Bereiche des täglichen Lebens. Sie ermöglichen den Zugriff auf gigantische Datenmengen, die die Grundvoraussetzung für die Generierung von Wissen darstellen, aber gleichzeitig eine Datenflut bedeuten, der wir ohnmächtig gegenüberstehen. Innerhalb der raumwissenschaftlichen Fachdisziplinen spielen die Neuen Medien für die Kommunikation von Sachinformation eine wichtige Rolle. Die internetbasierte Distribution von Karten, angereichert mit zusätzlichen Informationen in Form von Audiosequenzen oder Filmausschnitten, spiegelt diese Entwicklung wieder. Vor diesem Hintergrund erfolgt die Untersuchung der Frage, ob Neue Medien dazu genutzt werden können, raumwissenschaftliche Fachinhalte zu vermitteln. Von besonderem Interesse ist dabei die Frage, ob durch den Einsatz Neuer Medien in der Lehre ein Mehrwert für die Benutzer entsteht. Der Ausgangspunkt dieser Forschungsfrage besteht in der herausragenden Bedeutung von Visualisierung zur leicht verständlichen Darstellung komplexer Sachverhalte, sowie der entsprechenden Werkzeug- und Methodenkompetenz für die Nutzung Neuer Medien in den raumwissen-schaftlichen Disziplinen. Die Grundlage für die Entwicklung von mehrwertigen Lernangeboten ist die Betrachtung von Lernen als Kommunikationsprozess zur Konstruktion von Wissen, was bedeutet, dass der Entwickler derartiger Angebote über Möglichkeiten zur Optimierung dieses Kommunikationsprozesses verfügt. Auf dieser Basis erfolgt eine Erweiterung des in den raumwissenschaftlichen Disziplinen verwendeten Kommunikationsbegriffs um den Aspekt der Lehre von Fachinhalten. Als relevante Ansatzpunkte für die Optimierung der Kommunikation von Fachinhalten werden die didaktische und die mediale Aufbereitung identifiziert. Diese können zum einen die Motivation der Lernenden positiv beeinflussen und zum anderen durch Wirkung auf die Wahrnehmung der Lernenden zu einem vereinfachten Verständnis beitragen. Im Mittelpunkt der didaktischen Aufbereitung steht die problemorientierte Vermittlung der Inhalte, d.h. sie werden anhand konkreter Problemsituationen aus der Praxis vermittelt und gelten deshalb als besonders anschaulich und anwendungsorientiert. Bei der medialen Aufbereitung steht die Verwendung einer Kombination aus Text und Graphik/Animation im Mittelpunkt, die darauf abzielt, das Verstehen komplexer Sachverhalte zu erleichtern. Zur Überprüfung der Forschungsfrage haben Studierende raumwissenschaftlicher Studiengänge der Universität Potsdam das Lernangebot ausprobiert und anhand eines Fragebogens verschiedene Aspekte bewertet. Themenschwerpunkt dieser Evaluation waren die Akzeptanz, die Bedienbarkeit, die didak-tische und mediale Aufbereitung der Inhalte, die Auswahl und Verständlichkeit der Inhalte sowie die Praxistauglichkeit. Ein Großteil der Befragten hat dem Lernangebot einen Mehrwert gegenüber konventionellen Bildungsangeboten bescheinigt. Als Aspekte dieses Mehrwertes haben sich vor allem die Praxisnähe, die Unabhängigkeit von Zeit und Ort bei der Nutzung und die Vermittlung der Inhalte auf der Grundlage einer Kombination aus Text und interaktiven Animationen herauskristallisiert.
In university teaching today, it is common practice to record regular lectures and special events such as conferences and speeches. With these recordings, a large fundus of video teaching material can be created quickly and easily. Typically, lectures have a length of about one and a half hours and usually take place once or twice a week based on the credit hours. Depending on the number of lectures and other events recorded, the number of recordings available is increasing rapidly, which means that an appropriate form of provisioning is essential for the students. This is usually done in the form of lecture video platforms. In this work, we have investigated how lecture video platforms and the contained knowledge can be improved and accessed more easily by an increasing number of students. We came up with a multistep process we have applied to our own lecture video web portal that can be applied to other solutions as well.
Die E-Learning-Strategie beschreibt zunächst das Selbstverständnis, was unter E-Learning verstanden werden soll, die aktuelle Situation an der Universität Potsdam und Eckpunkte von strategischen Ansätzen für E-Learning-Entwicklung. Die Universität Potsdam versteht sich demnach als eine Hochschule im digitalen Zeitalter, die den umfassenden Einsatz von E-Learning als gelebte Lehr-/Lernkultur für alle Studierenden, Lehrenden und Mitarbeiter(innen) verwirklichen will. Ausgehend von dem relativ hohen Niveau, dass die E-Learning-Aktivitäten bereits aufweisen, wird der Schwerpunkt der kommenden Jahre in der Verstetigung, Vernetzung und Bündelung der Aktivitäten gesehen. Auf Basis dieser Vorüberlegungen werden mögliche Handlungsfelder und Maßnahmen für die E-Learning Entwicklung der nächsten Jahre an der Universität Potsdam vorgeschlagen. Die Handlungsfelder lauten: "Austausch und Vernetzung", "Content", "Innovation und Verstetigung", "Medienkompetenz", "Organisationsstrukturen", "Qualitätsentwicklung" und "UP und die Welt". Die Priorisierung und Umsetzung der Maßnahmen wird durch eine Steuerungsgruppe initiiert und begleitet. Die Strategie wurde auf der 247. Sitzung des Senats der Universität Potsdam am 25.01.2017 beschlossen.
Der "eTEACHiNG-kompass" beinhaltet Informationen zu verschiedenen Funktionen der E-Learning-Plattform "Moodle" und weiteren digitalen Lehr-Lern-Medien. Durch Anregungen sowie konkrete Nutzungs- und Handlungsvorschläge will er deren methodisch reflektierten Einsatz in der Lehre unterstützen. Inhalt Nr. 1 Lernräume einrichten. Kursgestaltung in Moodle Nr. 2 Materialien online bereitstellen. Die Moodle-Funktion "Arbeitsmaterialien" kreativ nutzen Nr. 3 Kommunizieren, organisieren und kooperieren. Foren in Moodle verwenden Nr. 4 Lernende begleiten, Veranstaltungen evaluieren. Die Feedback-Funktion in Moodle Nr. 5 Inhalte online-unterstützt vermitteln. Mit der Moodle-Funktion "Lektion" arbeiten Nr. 6 Unterstützen und überprüfen. Mit der Moodle-Funktion "Test" arbeiten Nr. 7 Online-Glossare. Wissensspeicher im Internet Nr. 8 Kooperatives und kollaboratives Lernen im Netz Arbeiten mit Wikis. Nr. 9 Der Lernbegleiter. Lernen in Worte fassen Nr. 10 Web Based Training. Aufbereiten von Lehrinhalten für die Online-Vermittlung Nr. 11 Podcasting. Einsatzmöglichkeiten in der Hochschullehre Nr. 12 E-Learning und Urheberrecht. Verwendung geschützter Werke in Forschung und Lehre
Der "eTEACHiNG-kompass" beinhaltet Informationen zu verschiedenen Funktionen der E-Learning-Plattform "Moodle" und weiteren digitalen Lehr-Lern-Medien. Durch Anregungen sowie konkrete Nutzungs- und Handlungsvorschläge will er deren methodisch reflektierten Einsatz in der Lehre unterstützen. Inhalt Nr. 1 Lernräume einrichten. Kursgestaltung in Moodle Nr. 2 Materialien online bereitstellen. Die Moodle-Funktion "Arbeitsmaterialien" kreativ nutzen Nr. 3 Kommunizieren, organisieren und kooperieren. Foren in Moodle verwenden Nr. 4 Lernende begleiten, Veranstaltungen evaluieren. Die Feedback-Funktion in Moodle Nr. 5 Inhalte online-unterstützt vermitteln. Mit der Moodle-Funktion "Lektion" arbeiten Nr. 6 Unterstützen und überprüfen. Mit der Moodle-Funktion "Test" arbeiten Nr. 7 Online-Glossare. Wissensspeicher im Internet Nr. 8 Kooperatives und kollaboratives Lernen im Netz Arbeiten mit Wikis. Nr. 9 Der Lernbegleiter. Lernen in Worte fassen Nr. 10 Web Based Training. Aufbereiten von Lehrinhalten für die Online-Vermittlung Nr. 11 Podcasting. Einsatzmöglichkeiten in der Hochschullehre
Zukünftige Lehrkräfte auf den Umgang mit Heterogenität vorzubereiten, besonders im Primarschulbereich, ist ein Ziel der Lehrkräftebildung. Ein Ansatz dazu ist die Förderung diagnostischer Kompetenzen von Studierenden. E-Learning-Angebote bieten hierzu angesichts der Individualisierung von Lernprozessen sowie der Möglichkeiten einer Integration in bereits bestehende Seminare viele Vorteile. Im Rahmen der Qualitätsoffensive Lehrerbildung wurde daher ein Online-Training entwickelt, das die mathematische Diagnosekompetenz von Studierenden stärken soll. Das Training ist ein E-Learning-Angebot, das im Selbststudium durchlaufen werden kann und aus Lehrvideos, interaktiven Schüler:innenvideos und interaktiven Übungen besteht. An der Universität Potsdam wurde das Training bisher in drei Seminaren des Lehramtsstudiums für die Primarstufe integriert und evaluiert. Aus der Evaluation mittels Fragebögen ging hervor, dass von Studierenden und Lehrenden die Integration positiv bewertet wird.
Die differenzierte und individuelle Förderung der Leseflüssigkeit in heterogenen Gruppen erfordert ein hohes Maß an diagnostischer Kompetenz. Diese kann nicht allein durch die Vermittlung von Wissen gefördert werden, sondern muss zusätzlich durch praxisnahe Übungen sukzessive ausgebildet werden. Um die Diagnosekompetenz von Masterstudierenden der Grundschulpädagogik (Deutsch) an der Universität zu Potsdam zu fördern, wurde im Rahmen des Projekts PSI-Potsdam ein Seminar entwickelt und durchgeführt, das nach der Idee des Blended Learning mit digitalen Übungen angereichert ist und eine Förderung der Diagnosekompetenz über einen längeren Zeitraum gewährleisten soll. In dem Beitrag werden nach einer theoretischen Einführung sowie einer Darlegung der Relevanz des Seminarkonzepts für Lehrkräfte der Primarstufe Deutsch die Entwicklung und Einbettung der Übungstools im Seminar dargestellt sowie deren praktischer Einsatz diskutiert.
When students watch learning videos online, they usually need to watch several hours of video content. In the end, not every minute of a video is relevant for the exam. Additionally, students need to add notes to clarify issues of a lecture. There are several possibilities to enhance the metadata of a video, e.g. a typical way to add user-specific information to an online video is a comment functionality, which allows users to share their thoughts and questions with the public. In contrast to common video material which can be found online, lecture videos are used for exam preparation. Due to this difference, the idea comes up to annotate lecture videos with markers and personal notes for a better understanding of the taught content. Especially, students learning for an exam use their notes to refresh their memories. To ease this learning method with lecture videos, we introduce the annotation feature in our video lecture archive. This functionality supports the students with keeping track of their thoughts by providing an intuitive interface to easily add, modify or remove their ideas. This annotation function is integrated in the video player. Hence, scrolling to a separate annotation area on the website is not necessary. Furthermore, the annotated notes can be exported together with the slide content to a PDF file, which can then be printed easily. Lecture video annotations support and motivate students to learn and watch videos from an E-Learning video archive.
Embedded smart home — remote lab MOOC with optional real hardware experience for over 4000 students
(2018)
MOOCs (Massive Open Online Courses) become more and more popular for learners of all ages to study further or to learn new subjects of interest. The purpose of this paper is to introduce a different MOOC course style. Typically, video content is shown teaching the student new information. After watching a video, self-test questions can be answered. Finally, the student answers weekly exams and final exams like the self test questions. Out of the points that have been scored for weekly and final exams a certificate can be issued. Our approach extends the possibility to receive points for the final score with practical programming exercises on real hardware. It allows the student to do embedded programming by communicating over GPIO pins to control LEDs and measure sensor values. Additionally, they can visualize values on an embedded display using web technologies, which are an essential part of embedded and smart home devices to communicate with common APIs. Students have the opportunity to solve all tasks within the online remote lab and at home on the same kind of hardware. The evaluation of this MOOCs indicates the interesting design for students to learn an engineering technique with new technology approaches in an appropriate, modern, supporting and motivating way of teaching.
In this era of high-speed informatization and globalization, online education is no longer an exquisite concept in the ivory tower, but a rapidly developing industry closely relevant to people's daily lives. Numerous lectures are recorded in form of multimedia data, uploaded to the Internet and made publicly accessible from anywhere in this world. These lectures are generally addressed as e-lectures. In recent year, a new popular form of e-lectures, the Massive Open Online Courses (MOOCs), boosts the growth of online education industry and somehow turns "learning online" into a fashion.
As an e-learning provider, besides to keep improving the quality of e-lecture content, to provide better learning environment for online learners is also a highly important task. This task can be preceded in various ways, and one of them is to enhance and upgrade the learning materials provided: e-lectures could be more than videos. Moreover, this process of enhancement or upgrading should be done automatically, without giving extra burdens to the lecturers or teaching teams, and this is the aim of this thesis.
The first part of this thesis is an integrated framework of multi-lingual subtitles production, which can help online learners penetrate the language barrier. The framework consists of Automatic Speech Recognition (ASR), Sentence Boundary Detection (SBD) and Machine Translation (MT), among which the proposed SBD solution is major technical contribution, building on Deep Neural Network (DNN) and Word Vector (WV) and achieving state-of-the-art performance. Besides, a quantitative evaluation with dozens of volunteers is also introduced to measure how these auto-generated subtitles could actually help in context of e-lectures.
Secondly, a technical solution "TOG" (Tree-Structure Outline Generation) is proposed to extract textual content from the displaying slides recorded in video and re-organize them into a hierarchical lecture outline, which may serve in multiple functions, such like preview, navigation and retrieval. TOG runs adaptively and can be roughly divided into intra-slide and inter-slides phases. Table detection and lecture video segmentation can be implemented as sub- or post-application in these two phases respectively. Evaluation on diverse e-lectures shows that all the outlines, tables and segments achieved are trustworthily accurate.
Based on the subtitles and outlines previously created, lecture videos can be further split into sentence units and slide-based segment units. A lecture highlighting process is further applied on these units, in order to capture and mark the most important parts within the corresponding lecture, just as what people do with a pen when reading paper books. Sentence-level highlighting depends on the acoustic analysis on the audio track, while segment-level highlighting focuses on exploring clues from the statistical information of related transcripts and slide content. Both objective and subjective evaluations prove that the proposed lecture highlighting solution is with decent precision and welcomed by users.
All above enhanced e-lecture materials have been already implemented in actual use or made available for implementation by convenient interfaces.