Domínguez García, Renato (2012)
Unterstützung des Ressourcen-basierten Lernens in Online Communities - Automatische Erstellung von Großtaxonomien in verschiedenen Sprachen.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Die sich stetig verändernden beruflichen Rahmenbedingungen und die immer kürzer werdende Gültigkeit einmal erworbenen Wissens verlangen flexible Formen des Wissens- und Kompetenzerwerbs. Das in Bildungseinrichtungen angeeignete Wissen reicht nicht mehr ein Leben lang. Vielmehr besteht insbesondere im Arbeitsprozess zunehmend die Notwendigkeit, sich abhängig von der konkreten Problemstellung situativ Wissen anzueignen. Man spricht von selbstgesteuertem Lernen, da Lernende für ihre Lern- bzw. Wissenserwerbsprozesse selbst verantwortlich sind. Gleichzeitig hat sich das World Wide Web zu einer der wichtigsten Quellen beim Wissenserwerb entwickelt. Das selbstgesteuerte Lernen mit Hilfe von Ressourcen aus dem Internet wird auch Ressourcen-basiertes Lernen bezeichnet.

Eine der größten Herausforderung im Ressourcen-basierten Lernen ist es, relevante Web-Ressourcen im Web zu finden. Suchmaschinen werden sehr häufig verwendet, liefern aber praktisch keine Hilfestellung bei der Auswahl und Beurteilung gefundener Ressourcen. Empfehlungssysteme (engl. Recommender Systems) können grundsätzlich hilfreich sein, um für die jeweilige Situation und den jeweiligen Lernenden relevanten Ressourcen zu finden. Lernende können davon profitieren, dass sie auf Wissensressourcen hingewiesen werden, die andere Lernende, die einen ähnlichen Wissensbedarf besitzen, verwendet haben. In größeren Gruppen oder in einer Community sind für die eigene Lernaufgabe relevante Ressourcen mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits von anderen Personen gefunden worden.

Ziel dieser Arbeit war es, das Ressourcen-basierte Lernen innerhalb einer Community von Lernenden zu unterstützen, indem Lernende situationsbezogen auf Wissensressourcen hingewiesen werden, die andere Community-Mitglieder bereits verwendet haben.

Zur Erreichung dieses Ziels wurde das Anwendungsszenario am Beispiel der CROKODIL-Plattform, eine Plattform zur Unterstützung des Ressourcen-basierten Lernens, untersucht. Die Untersuchung ergab, dass Benutzer oftmals nicht auf interessante Ressourcen hingewiesen werden können, wenn sie unterschiedliche Terminologien bei der Verschlagwortung von beim Lernen genutzten Ressourcen verwenden. Basierend auf dieser Feststellung wurde ein Konzept entwickelt, welches die Lücken in den von den Benutzern verwendeten Terminologien mittels der Verwendung einer Taxonomie schließt. Die Analyse ergab weiterhin, dass das Anwendungsszenario dadurch gekennzeichnet ist, dass die Benutzer aktuelle Begriffe in mehreren Sprachen als Schlagworte verwenden. Taxonomien, die diese Schlagworte in Beziehung zueinander setzen wollen, müssen daher dadurch charakterisiert sein, dass sie sehr aktuell sind und im mehreren Sprachen vorliegen. Diese Anforderungen können von existierenden manuell erzeugten Taxonomien nicht erfüllt werden.

Daher wurden in der Arbeit mit TaxWikiHeur.KOM und TaxWikiML.KOM zwei Verfahren konzipiert und implementiert, die weitestgehend sprachunabhängig aus der Online Enzyklopädie Wikipedia Taxonomien generieren, indem sie Kategorienpaare aus der Wikipedia in Hyponymie- und Nicht-Hyponymiebeziehungen klassifizieren. Diese Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass sie keine externen, manuell erzeugten Wissensbasen verwenden. Damit besteht keine Notwendigkeit einer manuellen Pflege von Taxonomien für neue Wissensbereiche. Das Verfahren TaxWikiML.KOM erweitert das Verfahren TaxWikiHeur.KOM und behebt einige der bei der Evaluation von TaxWikiHeur.KOM erkannten Mängel. Die Evaluation der Verfahren hat insgesamt gezeigt, dass trotz des Verzichtes auf eine externe Wissensbasis die Güte der Taxonomien sehr gut ist. Die Verwendung der Verfahren erfolgte in fünf Sprachen, so dass der Nachweis der sprachunabhängigen Nutzbarkeit ebenfalls erfolgte.

Das Verfahren TaxWikiML.KOM wurde in der Arbeit weiterhin verwendet, um innerhalb der CROKODIL-Lernumgebung automatisch Beziehungen zwischen von den Benutzern verwendeten Schlagworten zur Beschreibung der im Lernprozess genutzten Ressourcen zu ergänzen. Es konnte zum einen anhand dreier Korpora aus dem Anwendungsfeld der Ressourcen-basierten Lernens nachgewiesen werden, dass die Dichte des semantischen Netzes, die zur Speicherung der Daten (Ressourcen, Tags und Benutzer) benutzt wird, durch das implementierte Konzept größer wird, womit Empfehlungssysteme umfangreichere Informationen zur Generierung von Empfehlungen zur Verfügung stehen, die auch solche Ressourcen anderer Lernender empfehlen können, die mit einer unterschiedlichen Terminologie beschrieben sind. Der positive Einfluss von mittels TaxWikiML.KOM ergänzten Hyponymiebeziehungen zwischen Schlagworten auf die Güte von Empfehlungssystemen wurde in einer weiteren Evaluation anhand des State-of-the-Art Verfahrens FolkRank zusätzlich nachgewiesen.

Schließlich wurde das FReSET-Tool zur Evaluation von Empfehlungssystemen entwickelt. Das Tool wurde bereits in verschiedenen Arbeiten zur Evaluation verwendet, da es einen standardisierten Vergleich von Empfehlungssystemen ermöglicht.

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