{"id":87,"date":"2023-11-30T16:59:43","date_gmt":"2023-11-30T16:59:43","guid":{"rendered":"https:\/\/aiopentext.itd.cnr.it\/aifurlehrer\/chapter\/smart-lms\/"},"modified":"2024-01-31T11:43:04","modified_gmt":"2024-01-31T11:43:04","slug":"smart-lms","status":"publish","type":"chapter","link":"https:\/\/aiopentext.itd.cnr.it\/aifurlehrer\/chapter\/smart-lms\/","title":{"raw":"Intelligentes LMS","rendered":"Intelligentes LMS"},"content":{"raw":"

E-Learning und Lernmanagementsysteme (LMS)<\/h3>\nDie Zahl der Menschen, die E-Learning<\/em> nutzen, w\u00e4chst st\u00e4ndig. Der Begriff E-Learning bezieht sich auf das durch den Einsatz von Technologie vermittelte Lernen in Kontexten, in denen Lehrende und Lernende r\u00e4umlich und\/oder zeitlich voneinander entfernt sind. Das ultimative Ziel von E-Learning<\/em> ist es, die Lernerfahrung und -praxis der Studierenden zu verbessern;\n\nAngesichts des technologischen Fortschritts ist es heute angemessener, sich auf Systeme und Plattformen f\u00fcr die Bereitstellung von E-Learning<\/em> zu beziehen als auf einzelne Tools. Solche Systeme sind das Ergebnis der Integration verschiedener Software-Tools, die ein \u00d6kosystem bilden, in dem flexible und anpassungsf\u00e4hige Lernpfade genutzt werden k\u00f6nnen. Ein E-Learning-System erm\u00f6glicht die Verwaltung von Lernprozessen und die Verwaltung von Kursen. Es erm\u00f6glicht die Durchf\u00fchrung von Lernbeurteilungen, die Erstellung von Berichten sowie die Erstellung von Inhalten und deren Organisation. Es erleichtert die Kommunikation zwischen Lehrkr\u00e4ften \/ Tutorinnen und Tutoren und Studierenden. Zu den am weitesten verbreiteten E-Learning-Systemen geh\u00f6ren die Learning Management Systems<\/em> (LMS) (z. B. Moodle, Edmodo).\n\nDas Akronym LMS bezieht sich auf eine webbasierte Anwendung, die dazu dient, den Lernprozess von Auszubildenden1<\/sup> auf verschiedenen Ebenen, in verschiedenen Bereichen und auf unterschiedliche Weise zu verwalten. Ein LMS k\u00f6nnte daher als eine Lernumgebung definiert werden, in der Lernaktivit\u00e4ten und -tools, Bewertungsaktivit\u00e4ten und -tools, Lerninhalte und Interaktionen zwischen Lernenden und zwischen Lernenden und Lehrenden implementiert und verwaltet werden. Dar\u00fcber hinaus beinhaltet die Definition von LMS, dass es sich um Plattformen handelt, die im Allgemeinen ganze Kursverwaltungssysteme, Content-Management-Systeme und Portale umfassen k\u00f6nnen2<\/sup>.\n

LMS und KI: das intelligente LMS<\/h3>\nMit dem Aufkommen von KI werden das Bildungswesen im Allgemeinen und LMS im Besonderen zu vielversprechenden Anwendungsfeldern dieser revolution\u00e4ren Technologie3<\/sup>. Insbesondere LMS stellen dank der von der KI unterst\u00fctzten Funktionalit\u00e4ten ein neues Lernwerkzeug dar, das zwei der grundlegenden Merkmale der Bildung der Zukunft erf\u00fcllen kann: Personalisierung und Anpassung4<\/sup>. Aus dieser Kombination von LMS und KI entsteht das Smart LMS<\/em> (SLMS) oder intelligente LMS.\n\nGenerell gesprochen ist ein effizientes SLMS ein System, dessen Algorithmen Informationen aus drei grundlegenden Wissensbereichen bereitstellen und abrufen k\u00f6nnen, und zwar \u00fcber: (a) die Lernenden, (b) die P\u00e4dagogik und (c) das Wissensgebiet. Durch den Erwerb von Informationen \u00fcber (a) die Vorlieben der Lernenden, ihre emotionalen und kognitiven Zust\u00e4nde, ihre Leistungen und Ziele kann ein SLMS diejenigen Lehrstrategien (b) implementieren, die am effektivsten sind (bestimmte Arten der Bewertung, kollaboratives Lernen usw.), damit das Lernen innerhalb der spezifischen Wissensdom\u00e4ne, die studiert wird (c), am fruchtbarsten ist,\u00a0 z. B. geometrische Theoreme, mathematische Operationen, physikalische Gesetze, Textanalyseverfahren4<\/sup>.\n\nEin SLMS kann also als ein Lernsystem definiert werden, das in der Lage ist, die den Lernenden vorgeschlagenen Inhalte anzupassen<\/strong>, indem es sie auf die Kenntnisse und F\u00e4higkeiten abstimmt, die sie bei fr\u00fcheren Aufgaben gezeigt haben. Durch die Anwendung eines lernerzentrierten Ansatzes kann es die Lernwege der Lernenden identifizieren, verfolgen und \u00fcberwachen, indem es ihre Lernmuster und -stile aufzeichnet. In Anlehnung an die Beschreibung von Fardinpour et al.5<\/sup> bietet ein intelligentes LMS den Lernenden durch Automatisierung<\/strong>, Anpassung<\/strong> verschiedener Lehrstrategien (Scaffolding<\/em>), Reporting<\/strong> und Wissensgenerierung<\/strong> den effektivsten Lernpfad und die am besten geeigneten Lerninhalte. Au\u00dferdem bietet es den Lernenden die M\u00f6glichkeit, ihr Lernen und ihre Lernziele<\/strong> zu verfolgen und zu \u00fcberwachen. Auch wenn diese Funktionen und Tools das LMS intelligenter machen, muss ein SLMS den Lernenden die M\u00f6glichkeit geben, die KI, die ihren Weg verwaltet, zu deaktivieren, um vollen Zugriff auf alle Lernmaterialien in der Lernumgebung zu haben.\n

Einige Beispiele f\u00fcr KI-gest\u00fctzte Funktionalit\u00e4ten im Kontext eines SLMS<\/h3>\n

In der Praxis der Funktionsweise eines SLMS erm\u00f6glichen mehrere KI-gest\u00fctzte Tools die Realisierung eines Systems mit den oben beschriebenen Funktionen. Solche KI-gest\u00fctzten Tools bewegen sich quer zu den drei oben genannten Wissensclustern, auf die sich die SLMS-Algorithmen st\u00e4ndig beziehen (Lernende, P\u00e4dagogik, Dom\u00e4ne).<\/p>\n\n

KI-unterst\u00fctzte Chatbots als virtuelle Tutoren<\/h3>\n

Ein Chatbot\u00a0\u2014 eine Software, die menschliche Unterhaltungen (schriftlich oder m\u00fcndlich) simuliert und verarbeitet\u00a0\u2014 kann im Rahmen eines SLMS die Funktion eines virtuellen Tutors \u00fcbernehmen, der einerseits in der Lage ist, Fragen der Lernenden zu Lernkursen zu beantworten. Andererseits ist er in der Lage, Lernenden Vorschl\u00e4ge zu machen, die auf der Analyse ihrer bisherigen Leistungen und Interaktionen beruhen6<\/sup>.<\/p>\n\n

Learning Analytics<\/h3>\nLearning Analytics<\/em>\u00a0\u2014 Daten, die sich auf die Details der individuellen Interaktionen der Lernenden bei Online-Lernaktivit\u00e4ten beziehen - erm\u00f6glichen es den Lehrkr\u00e4ften, die Fortschritte und Leistungen der Lernenden eingehend zu \u00fcberwachen. Dank dieser Daten kann das System eine automatische computergest\u00fctzte Aktivierung von Lernaufgaben7<\/sup> implementieren, um die Aktivit\u00e4ten von Lernenden zu erg\u00e4nzen, die bei bestimmten Aufgaben Leistungsdefizite gezeigt haben. Dar\u00fcber hinaus kann es den Lehrkr\u00e4ften automatisch Vorschl\u00e4ge zur Schwierigkeit der vorgeschlagenen Aufgaben oder zur Notwendigkeit der Erg\u00e4nzung der Lerninhalte machen.\n

Vorteile f\u00fcr Lernende und Lehrende<\/h3>\nDiese und andere KI-gest\u00fctzte Tools4<\/sup> tragen dazu bei, ein SLMS zu einem leistungsf\u00e4higen Lern- und Lehrwerkzeug zu machen, das nicht als Ersatz f\u00fcr die Arbeit einer Lehrkraft wahrgenommen wird, sondern sich als ein Werkzeug erweist, das die menschlichen Aspekte des Unterrichts8<\/sup> erg\u00e4nzt und eine Reihe grundlegender Vorteile f\u00fcr den gesamten Lern- und Lehrprozess mit sich bringen kann.\n\nDa ein SLMS die Inhalte auf die F\u00e4higkeiten und das Niveau Lernender abstimmt, vermeidet es, dass sie in den verschiedenen Phasen ihres Weges mit Aufgaben konfrontiert werden, die sie langweilen, weil sie zu einfach sind, oder die sie frustrieren, weil sie zu komplex sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Motivation und die Aufmerksamkeit der Lernenden immer auf einem hohen Niveau sind und dem Schwierigkeitsgrad der zu bew\u00e4ltigenden Aufgabe entsprechen. Diese Situation hat die unmittelbare Folge, dass die Abbrecherquote deutlich sinkt, denn sie erm\u00f6glicht es den Lehrkr\u00e4ften, etwaige Probleme rechtzeitig zu erkennen und sofort einzugreifen, sobald Lernende die ersten Anzeichen von Lernschwierigkeiten zeigen.\n\nSolche Situationen k\u00f6nnen ebenso wie lineare (problemlose) Lernsituationen bew\u00e4ltigt werden, indem den Lernenden \u00fcber die SLMS-Tools verschiedene Wissensinhalte angeboten werden, die bereits in den Kursdatenbanken gespeichert sind oder auch von Drittanbietern stammen. Daraus ergibt sich ein direkter Nutzen f\u00fcr die Lehrkraft, die nicht immer wieder neue Lehrmaterialien erstellen muss und die eingesparte Zeit f\u00fcr andere wichtige T\u00e4tigkeiten wie die Verfeinerung ihrer Lehrmethoden und\/oder die direkte Interaktion mit den Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fclern nutzen kann.\n\n \n

1<\/sup> Kasim, N. N. M., and Khalid, F., Choosing the right learning management system (LMS) for the higher education institution context: A systematic review,<\/em> International Journal of Emerging Technologies in Learning, 11(6), 2016.<\/p>\n

2<\/sup> Coates, H., James, R., & Baldwin, G., A critical examination of the effects of learning management systems on university teaching and learning,<\/em> Tertiary education and management, 11(1), 19-36, 2005.<\/p>\n

3<\/sup> Beck, J., Sternm, M., & Haugsjaa, E., Applications of AI in Education, <\/em>Crossroads, 3(1), 11\u201315. doi:10.1145\/332148.332153, 1996.<\/p>\n

4<\/sup> Rerhaye, L., Altun, D., Krauss, C., & M\u00fcller, C., Evaluation Methods for an AI-Supported Learning Management System: Quantifying and Qualifying Added Values for Teaching and Learning,<\/em> International Conference on Human-Computer Interaction (pp. 394-411). Springer, Cham, July 2021.<\/p>\n

5<\/sup> Fardinpour, A., Pedram, M. M., & Burkle, M., Intelligent learning management systems: Definition, features and measurement of intelligence,<\/em> International Journal of Distance Education Technologies (IJDET), 12(4), 19-31, 2014.<\/p>\n

6<\/sup> HR Technologist: Emerging Trends for AI in Learning Management Systems<\/a>, 2019, Accessed 31 Oct 2022.<\/p>\n

7<\/sup> Krauss, C., Salzmann, A., & Merceron, A., Branched Learning Paths for the Recommendation of Personalized Sequences of Course Items,<\/em> DeLFI Workshops, September 2018.<\/p>\n

8<\/sup> Mavrikis, M., & Holmes, W., Intelligent learning environments: Design, usage and analytics for future schools,<\/em> Shaping future schools with digital technology, 57-73, 2019.<\/p>","rendered":"

E-Learning und Lernmanagementsysteme (LMS)<\/h3>\n

Die Zahl der Menschen, die E-Learning<\/em> nutzen, w\u00e4chst st\u00e4ndig. Der Begriff E-Learning bezieht sich auf das durch den Einsatz von Technologie vermittelte Lernen in Kontexten, in denen Lehrende und Lernende r\u00e4umlich und\/oder zeitlich voneinander entfernt sind. Das ultimative Ziel von E-Learning<\/em> ist es, die Lernerfahrung und -praxis der Studierenden zu verbessern;<\/p>\n

Angesichts des technologischen Fortschritts ist es heute angemessener, sich auf Systeme und Plattformen f\u00fcr die Bereitstellung von E-Learning<\/em> zu beziehen als auf einzelne Tools. Solche Systeme sind das Ergebnis der Integration verschiedener Software-Tools, die ein \u00d6kosystem bilden, in dem flexible und anpassungsf\u00e4hige Lernpfade genutzt werden k\u00f6nnen. Ein E-Learning-System erm\u00f6glicht die Verwaltung von Lernprozessen und die Verwaltung von Kursen. Es erm\u00f6glicht die Durchf\u00fchrung von Lernbeurteilungen, die Erstellung von Berichten sowie die Erstellung von Inhalten und deren Organisation. Es erleichtert die Kommunikation zwischen Lehrkr\u00e4ften \/ Tutorinnen und Tutoren und Studierenden. Zu den am weitesten verbreiteten E-Learning-Systemen geh\u00f6ren die Learning Management Systems<\/em> (LMS) (z. B. Moodle, Edmodo).<\/p>\n

Das Akronym LMS bezieht sich auf eine webbasierte Anwendung, die dazu dient, den Lernprozess von Auszubildenden1<\/sup> auf verschiedenen Ebenen, in verschiedenen Bereichen und auf unterschiedliche Weise zu verwalten. Ein LMS k\u00f6nnte daher als eine Lernumgebung definiert werden, in der Lernaktivit\u00e4ten und -tools, Bewertungsaktivit\u00e4ten und -tools, Lerninhalte und Interaktionen zwischen Lernenden und zwischen Lernenden und Lehrenden implementiert und verwaltet werden. Dar\u00fcber hinaus beinhaltet die Definition von LMS, dass es sich um Plattformen handelt, die im Allgemeinen ganze Kursverwaltungssysteme, Content-Management-Systeme und Portale umfassen k\u00f6nnen2<\/sup>.<\/p>\n

LMS und KI: das intelligente LMS<\/h3>\n

Mit dem Aufkommen von KI werden das Bildungswesen im Allgemeinen und LMS im Besonderen zu vielversprechenden Anwendungsfeldern dieser revolution\u00e4ren Technologie3<\/sup>. Insbesondere LMS stellen dank der von der KI unterst\u00fctzten Funktionalit\u00e4ten ein neues Lernwerkzeug dar, das zwei der grundlegenden Merkmale der Bildung der Zukunft erf\u00fcllen kann: Personalisierung und Anpassung4<\/sup>. Aus dieser Kombination von LMS und KI entsteht das Smart LMS<\/em> (SLMS) oder intelligente LMS.<\/p>\n

Generell gesprochen ist ein effizientes SLMS ein System, dessen Algorithmen Informationen aus drei grundlegenden Wissensbereichen bereitstellen und abrufen k\u00f6nnen, und zwar \u00fcber: (a) die Lernenden, (b) die P\u00e4dagogik und (c) das Wissensgebiet. Durch den Erwerb von Informationen \u00fcber (a) die Vorlieben der Lernenden, ihre emotionalen und kognitiven Zust\u00e4nde, ihre Leistungen und Ziele kann ein SLMS diejenigen Lehrstrategien (b) implementieren, die am effektivsten sind (bestimmte Arten der Bewertung, kollaboratives Lernen usw.), damit das Lernen innerhalb der spezifischen Wissensdom\u00e4ne, die studiert wird (c), am fruchtbarsten ist,\u00a0 z. B. geometrische Theoreme, mathematische Operationen, physikalische Gesetze, Textanalyseverfahren4<\/sup>.<\/p>\n

Ein SLMS kann also als ein Lernsystem definiert werden, das in der Lage ist, die den Lernenden vorgeschlagenen Inhalte anzupassen<\/strong>, indem es sie auf die Kenntnisse und F\u00e4higkeiten abstimmt, die sie bei fr\u00fcheren Aufgaben gezeigt haben. Durch die Anwendung eines lernerzentrierten Ansatzes kann es die Lernwege der Lernenden identifizieren, verfolgen und \u00fcberwachen, indem es ihre Lernmuster und -stile aufzeichnet. In Anlehnung an die Beschreibung von Fardinpour et al.5<\/sup> bietet ein intelligentes LMS den Lernenden durch Automatisierung<\/strong>, Anpassung<\/strong> verschiedener Lehrstrategien (Scaffolding<\/em>), Reporting<\/strong> und Wissensgenerierung<\/strong> den effektivsten Lernpfad und die am besten geeigneten Lerninhalte. Au\u00dferdem bietet es den Lernenden die M\u00f6glichkeit, ihr Lernen und ihre Lernziele<\/strong> zu verfolgen und zu \u00fcberwachen. Auch wenn diese Funktionen und Tools das LMS intelligenter machen, muss ein SLMS den Lernenden die M\u00f6glichkeit geben, die KI, die ihren Weg verwaltet, zu deaktivieren, um vollen Zugriff auf alle Lernmaterialien in der Lernumgebung zu haben.<\/p>\n

Einige Beispiele f\u00fcr KI-gest\u00fctzte Funktionalit\u00e4ten im Kontext eines SLMS<\/h3>\n

In der Praxis der Funktionsweise eines SLMS erm\u00f6glichen mehrere KI-gest\u00fctzte Tools die Realisierung eines Systems mit den oben beschriebenen Funktionen. Solche KI-gest\u00fctzten Tools bewegen sich quer zu den drei oben genannten Wissensclustern, auf die sich die SLMS-Algorithmen st\u00e4ndig beziehen (Lernende, P\u00e4dagogik, Dom\u00e4ne).<\/p>\n

KI-unterst\u00fctzte Chatbots als virtuelle Tutoren<\/h3>\n

Ein Chatbot\u00a0\u2014 eine Software, die menschliche Unterhaltungen (schriftlich oder m\u00fcndlich) simuliert und verarbeitet\u00a0\u2014 kann im Rahmen eines SLMS die Funktion eines virtuellen Tutors \u00fcbernehmen, der einerseits in der Lage ist, Fragen der Lernenden zu Lernkursen zu beantworten. Andererseits ist er in der Lage, Lernenden Vorschl\u00e4ge zu machen, die auf der Analyse ihrer bisherigen Leistungen und Interaktionen beruhen6<\/sup>.<\/p>\n

Learning Analytics<\/h3>\n

Learning Analytics<\/em>\u00a0\u2014 Daten, die sich auf die Details der individuellen Interaktionen der Lernenden bei Online-Lernaktivit\u00e4ten beziehen – erm\u00f6glichen es den Lehrkr\u00e4ften, die Fortschritte und Leistungen der Lernenden eingehend zu \u00fcberwachen. Dank dieser Daten kann das System eine automatische computergest\u00fctzte Aktivierung von Lernaufgaben7<\/sup> implementieren, um die Aktivit\u00e4ten von Lernenden zu erg\u00e4nzen, die bei bestimmten Aufgaben Leistungsdefizite gezeigt haben. Dar\u00fcber hinaus kann es den Lehrkr\u00e4ften automatisch Vorschl\u00e4ge zur Schwierigkeit der vorgeschlagenen Aufgaben oder zur Notwendigkeit der Erg\u00e4nzung der Lerninhalte machen.<\/p>\n

Vorteile f\u00fcr Lernende und Lehrende<\/h3>\n

Diese und andere KI-gest\u00fctzte Tools4<\/sup> tragen dazu bei, ein SLMS zu einem leistungsf\u00e4higen Lern- und Lehrwerkzeug zu machen, das nicht als Ersatz f\u00fcr die Arbeit einer Lehrkraft wahrgenommen wird, sondern sich als ein Werkzeug erweist, das die menschlichen Aspekte des Unterrichts8<\/sup> erg\u00e4nzt und eine Reihe grundlegender Vorteile f\u00fcr den gesamten Lern- und Lehrprozess mit sich bringen kann.<\/p>\n

Da ein SLMS die Inhalte auf die F\u00e4higkeiten und das Niveau Lernender abstimmt, vermeidet es, dass sie in den verschiedenen Phasen ihres Weges mit Aufgaben konfrontiert werden, die sie langweilen, weil sie zu einfach sind, oder die sie frustrieren, weil sie zu komplex sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Motivation und die Aufmerksamkeit der Lernenden immer auf einem hohen Niveau sind und dem Schwierigkeitsgrad der zu bew\u00e4ltigenden Aufgabe entsprechen. Diese Situation hat die unmittelbare Folge, dass die Abbrecherquote deutlich sinkt, denn sie erm\u00f6glicht es den Lehrkr\u00e4ften, etwaige Probleme rechtzeitig zu erkennen und sofort einzugreifen, sobald Lernende die ersten Anzeichen von Lernschwierigkeiten zeigen.<\/p>\n

Solche Situationen k\u00f6nnen ebenso wie lineare (problemlose) Lernsituationen bew\u00e4ltigt werden, indem den Lernenden \u00fcber die SLMS-Tools verschiedene Wissensinhalte angeboten werden, die bereits in den Kursdatenbanken gespeichert sind oder auch von Drittanbietern stammen. Daraus ergibt sich ein direkter Nutzen f\u00fcr die Lehrkraft, die nicht immer wieder neue Lehrmaterialien erstellen muss und die eingesparte Zeit f\u00fcr andere wichtige T\u00e4tigkeiten wie die Verfeinerung ihrer Lehrmethoden und\/oder die direkte Interaktion mit den Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fclern nutzen kann.<\/p>\n

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1<\/sup> Kasim, N. N. M., and Khalid, F., Choosing the right learning management system (LMS) for the higher education institution context: A systematic review,<\/em> International Journal of Emerging Technologies in Learning, 11(6), 2016.<\/p>\n

2<\/sup> Coates, H., James, R., & Baldwin, G., A critical examination of the effects of learning management systems on university teaching and learning,<\/em> Tertiary education and management, 11(1), 19-36, 2005.<\/p>\n

3<\/sup> Beck, J., Sternm, M., & Haugsjaa, E., Applications of AI in Education, <\/em>Crossroads, 3(1), 11\u201315. doi:10.1145\/332148.332153, 1996.<\/p>\n

4<\/sup> Rerhaye, L., Altun, D., Krauss, C., & M\u00fcller, C., Evaluation Methods for an AI-Supported Learning Management System: Quantifying and Qualifying Added Values for Teaching and Learning,<\/em> International Conference on Human-Computer Interaction (pp. 394-411). Springer, Cham, July 2021.<\/p>\n

5<\/sup> Fardinpour, A., Pedram, M. M., & Burkle, M., Intelligent learning management systems: Definition, features and measurement of intelligence,<\/em> International Journal of Distance Education Technologies (IJDET), 12(4), 19-31, 2014.<\/p>\n

6<\/sup> HR Technologist: Emerging Trends for AI in Learning Management Systems<\/a>, 2019, Accessed 31 Oct 2022.<\/p>\n

7<\/sup> Krauss, C., Salzmann, A., & Merceron, A., Branched Learning Paths for the Recommendation of Personalized Sequences of Course Items,<\/em> DeLFI Workshops, September 2018.<\/p>\n

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