Learning Management Systeme

Grundlagen, Überblick, typische Einsatzgebiete

Typische Anwendungsfälle + Workflows

Typische techn. Komponenten und Schnittstellen

Moodle, edX

Aufgaben + Zielsetzung Lernplattformen

Überblick digitale Bildungslandschaft

Typische Einsatzgebiete: Schule - Hochschule - Industrie

Definition: E-Learning beschreibt eine Methode, die bestehende Kenntnisse, Strukturen und Arbeitsweisen in Bildungsbetrieben digital abbildet und ergänzt, um etablierte Lernumgebungen zu erweitern.

Didaktik: versch. Lehr-Aktionsformen (sozialkomm., medial), Sozialformen (Einzel-, Gruppeninteraktionen), Medien (tradit., digital)

Blended Learning: Online-, Präsenzphasen abwechselnd

LMS: Lerninhalte entwickeln + bereitstellen (interaktiv; Text, MM, Prüfungs-, Test-, Bewertungsmethoden)

techn. Aspekte oft in Mittelpunkt gestellt

=/ "Lehre automatisieren, tradit. Lehrbetrieb ersetzen"

Arbeitsabläufe an Bildungsinstitutionen verbessern (beachten bei Entwicklung+Einrichtung Plattform, Anwendung+Entwicklung Lerninhalte)

Lernplattformen: E-Learning-Umgebungen, Virtual/Managed Learning Environments

Komm.tools (Diskussionen, Foren, virtuelle Gesprächsräume), Zugang zu Kurs-+Studieninfos (Neuigkeiten, Lernmaterialien), Tests

Medienformen: Präsentationsmedien (Darbietung Inhalt durch Lehrende), Interaktionsmedien (aktive Verarbeitung Inhalte durch Studierende, Wissensabfrage)

großer Wachstumsmarkt (freier Markt boomt, öfftl. Bildungsträger langsamer: Stakeholder)

sehr große Menge E-Learning-Angebote (bes. privatwirt. Raum)

Software (LMS) als Grundlage für Plattform

Typen

kursbasiertes Lernen mit praktischer Ausrichtung: Udemy, Memrise

kursbasiertes Lernen mit akademischer Ausrichtung/MOOCs (Massive Open Online Course): edX, Coursera, Sophia, Noodle

Prüfungsvorbereitung: PrepxL (On Course Learning), ACT Online Prep

Crowd-based Learning (P2P-Modelle), Tutoring: Brainly, Magoosh

game-basiertes Lernen: Spongelab, GameLearn (häufig in Unternehmen)

Universitäts-, Hochschullehre: ILIAS, Moodle

Didaktik (Schule): WebWeaver, its Learning, IO-net², Moodle

Udemy

Weiterbildungsformate, Wissen für bestimmte Berufsfelder

stark standardisiert, keine individuellen Kursanforderungen, idR selbstorganisiert, kein Tutoring

Onlineshop für Bildungsinhalte: Angebotsmasse, Vermarketungs-, Angebotsstrategien (E-Commerce)

Teilnehmer potenz. Dozent, Markplatz für Dozenten: Nutzerprofil Infos, fachl. Hintergründe, Schwerpunkte, Bewertungen (E-Commerce)

lebenslanger Zugriff auf Inhalte, On-Demand-Videos, Text, TN-Bescheinigung

wichtigste Einsatzbereiche: Schulen, Universitäten, Wirtschaftsunternehmen/Organisationen

Schule

Hochschule

privatwirtsch. Nutzung

staatl. Aufgabenbereich, E-Learning in Lehrplänen verankert

introvertierte Schüler profitieren stärker

bes.didaktische Anforderungen, kontrollierter Einsatz (im Vgl. Erwachsenenbildung)

Use Cases: Aufgaben stellen, Lösungshilfen anbieten, Abläufe organisieren, Arbeitsergebnisse (einsammeln, bewerten, kommentieren)

Liste erprobter LMS für Schulen (Standards schaffen)

verstärkte Nutzung, Verbreitung digitaler Lernmaterialien -> LMS: Standard an vielen Hochschulen

meist Blended-Learning

Teilprogramme Studium integrieren, Lernszenarien unterstützen

Lehrende: Managementaufgaben, Lerninhalte bereitstellen, Lernaktivitäten protokollieren/bewerten

Trainingsprozesse optimieren

gesetzl. Verpfl. Mitarbeiterschulung

Banken (Compliance-Trainings), Lebensmittelindustrie+produzierende Gewerbe (Richtlinien+Standards)

konzernspezifische Strukturen, aktive Trainingsszenarien, Anforderungen Mitarbeiter, selbstorganisiertes Lernen

Sicherheitsaspekte: Inhouse-Lösung (on-the-premise) <-> Client-Server-Lösung (on-demand, SaaS/Cloud)

Lehre

Schulung + Trainings (Weiterbildung)

Workflows

Schulunterricht

Studium

komplexe Softwarearchitekturen, untersch. Medienformate

nutzungsangepasste Lern-, Trainingsszenarien; angepasst an Akteure+Interessengruppen

LMS: didaktische Prozesse systm. organisieren, Lernprozesse unterstützen

individuelle Bedürfnisse Lehrer, Schüler

Konzeption Unterrichtsmaterialien: didaktische Anforderungen, Standardisierung, Deutscher Bildungsserver (länderspezf. Empf. + Leitlinien)

Medienkompetenz (Voraussetzung) -> Medienbildung vorgelagert

LMS als Dateiablagesysteme: kollab., Erstellung MM+Wikis

Inward facing activities: Unterrichtsvorbereitg., Materialerstllg., intern. Komm., Terminverwaltg., Dokmntat., Veranstltgsorg.

Outward facing activities (an Lernende, Eltern): Bereitstlg. Lehrmaterial, Tutoring, Lehrplan, Prüfungsthemen, unterrbez. Komm.

vorr. selbstorganisiert, ausreichende Technik-, Medienkompetenz

Umgang+Mat.bereitstllg. von Bildungseinrichtg vorgegeben

Bereitstellg Studienunterlagen, Gruppenarbeiten, kollab. Projekte, Evaluierung Studenten (Lernfortschritt)

grenzüberschreitende Nutzung möglich (Lehrstuhl, Fachbereich, Hochschule)

individuelle Anpassungen: ext. Systeme anbinden, UX, Nutzungsgewohnheiten (responsive Nutzung, Kollab., Social-Learning)

Privatwirtschaft+Verwaltung: Schulungszwecke (Steigerung Wirtschaftlichkeit+Effizienz durch Know-How)

individuelle Anpassungen

interne IT/IT-Dienstleister betreuen tech. Komp.

Entwicklg. Trainingsmat. durch Dienstleister

Dienstleister: WBT-Prozesse (Web Based Training) konzipieren+implementieren/Trainings durchführen

MOOCs (Massive Open Online Courses): selbstorg. Lernen, eigenst. Weiterbildung; Universitäten, Zertifikat (rennomierte Unis: weltweit kostenlos, Zert. kostet)

Setup/Installation LMS-Architektur

Rollenzuweisung + Strukturierung

Asset-Konzeption/WBT-Workflow

Assetproduktion

Kursabläufe + Organisation

Verwaltung versch. Nutzergruppen (unters. Interessen+Aufgaben, Rechte+Rollen) (wie CMS)

techn./systemadmin. Workflows <-> Workflows z. Entw. Lerninhalte

bildet Strukturen+Arbeitsabläufe einer Orga ab (wie CMS)

Funktionen+Module von Anfang auf Bildungsinstitutionen ausgelegt (/= CMS)

vor Installation: Zielsetzungen+Anforderungen Orga klären ( Konzept/Pflichtenheft)

Studienabläufe+Vorlesungen unterst., Struktur Hochschule abbilden, Tutoring, Kommunikation, Kollaboration

Privatwirtschaft: individuellere Anforderungen (Zielsetzungen, Abläufe, Erfolgswünsche, Zielgruppe)

nach Installation: techn., optische Anpassungen (Systemerw., Module, Anpassung Funktionen + Design) admin. Aufgaben

Admins (Verwalter/Technik)

Content-Ersteller (Personal/Lehrende/Verwaltung/ext. Content-Lieferanten)

Endnutzer (Lernende)

grobe Rollenunterteilung:

Admins: nach Installation: techn. Wartung, Nutzeradministration (Nutzerkonten, Passwörter, Rollen-, Gruppenzuweisung (Zugriffs-, Bearbeitungsrecht))

Rollen in LMS meist differenziert (Bsp. Moodle)

Admin (volle Kontrolle aller Vorgänge)

Manager (ähnl. Admin, weniger Rechte)

Kursersteller (neue Kurse anlegen)

Trainer mit/ohne Bearbeitungsrecht

Teilnehmer

Gast (Kurse sehen, nicht teilnehmen)

Rollenvert. richtet sich nach Arbeitsschritten im LMS

Anforderungen (Lerninhalte, Abläufe) -> Konzeption

WBT-Workflows (Web Based Training): standardisiert Abläufe bei Asset-Produktion

WBT: Konzeption -> techn. Produktion

Konzeptionsphase (Idee, Grob-, Feinkonzept): welche Inhalte in welchem Umfang, welche Kontroll-, Arbeitsabläufe

Lernmaterialien: Assets

mehr. Assets = Lernobjekt

zielgruppengerechte Richtlinie, techn. Voraussetzungen für Workflow, welche Materialien für jeweiligen didakt. Ansatz

Schulen: didaktisch besonders geeignet

Präsenzstudium: unterst., weiterführende Mat.

Erwachsenenbildung, Fernstudium, Trainings: umfangreichere Lernpakete (inhaltl. ineinandergreifend, logisch aufeinander bauend), Tools (Pensum selbst bestimmen, Wissensstand prüfen)

Assets: textbasierte, Übungsmat., mediale/multimediale, Nachschlagewerke (Wikis, Links), Lehr-/Arbeitspläne, Aufgaben/Tests/Prüfungen

Multimediale Inhalte: Lernkonzepte auf digitale Szenarien übertragen (Drehbücher, Game-Konzepte)

Lehr-/Arbeitspläne: Überblick Kursinhalte+Lernfortschitte (aktueller Wissensstand+Lerntempo vergleichen)

interaktive Tools in LMS

Kommunikationstools: Foren, E-Mails, Chats

Organisationstools: Kalender, Anfragenbearbeitung, Überwachung Lernfortschritt, Aufgabenverteilung, To-Do-Listen

Testtools: Tests, automatisierte Testauswertung

hoher Komm.aufwand, zeitintensiv

Canvas-LMS (automatisierte Organisation), Moodle (per Plugin)

LMS-Architektur

Grundanforderungen und -funktionalitäten

Hardware- und Systemanforderungen

Sicherheitsaspekte bei Setup/Installation und Betrieb

LMS-spezifische Schnittstellen und Datenaustauschmodelle

E-Learning-Plattformen: Software: Client-Server-Architektur

Server (Hardware): webbasiert/allgemein Client-Server-basiert, Software für Plattform installiert

Architektur: mehrschichtig (drei Bereiche, SS, Datenbasis)

LMS: drei Bereiche (Administration, LMS, Authoring-Bereich)

zweigeteilte Datenbasis (Backend?): Administration (Benutzer-, Kursdaten), CMS (Lerninhalte, Metadaten)

Schnittstellen zu internen/externen Systemen/Services

Integration Nutzerinteraktionen

Abbildung spezif. Lernpfade

Evaluationsmethoden

Lern-, Prüfungs-, Nutzerdaten verwalten

automatisierte Leistungseinschätzung, Überwachung Lernfortschritt

Leistungskontrollen, Berichte, bewerten (Module, Autoren, Lehrer, Tutoren, Studenten)

Socia-Media-ähnliche Kollab.formen: Lerngruppen, Wissensgemeinschaften, Bespr.räume, virtuelle Arbeitsräume, Wikis, Foren, Blackboards

Integration ext. Systeme, Anbindung an interne/externe Systeme (Pers.management, Wissensmanagement...)

meist LMS als Cloud Service

Hard-, Softwareanforderungen abh. v. Einsatzgebiet

Open-Source-LMS oft LAMP-Systeme (Komponenten variieren, z.B. MAMP/WAMP)

Speicherplatz auf Server (Anwendungsquelltext, Content: ~ Kursangebot)

Prozessorleistung + Arbeitsspeicher Server (kompl. Medienformate beeintr. Leistung)

Performance (Serverlast durch Nutzerzugriffe, Verarbeitungsprozesse)

Frontend-Anw. + DB auf getrennten Servern (Admins Kenntnisse Lastenverteilung in Webanw.)

Caching-Systeme verringern Last

LMS: interne Sys., reglementierter Zugang

Konfiguration Webserver: nur Server hat Lese-, Schreibrechte für gesamte Anwendung

Datenbankzugang + Verzeichnispfade in config.php

Daten, Konfig.dateien, Files für DB-Zugriff nicht in öff. Verz., getrennt verwaltet

Anwendungssicherheit + Datensicherheit

automatisierte Backups (meist per CronJobs), Dumps v. Anwendungs-, Produktionsdb

Lerninhalte möglichst in versch. Anwendungen nutzen und weiter verwerten

Shareable Content Object Reference Model (SCORM)

IMS

Standard um Lerninhalte in versch. Sys. ohne Umformatierungen z. nutzen

Modell z. Content-Aggregation: Lernobjekte -> Lernsequenzen -> Kursstrukturen

4 Komponenten in Modell: Assets, Shareable Content Objects (SCOs), Acitivities, Content Organization

SCOs: kleinste Einheit, die von LMS über ECMAScript API angesprochen wird

Wiederverwbk. SCOs ~ Produkt. unabh. v. Lernkontexten, Beschreibung dr. Metadaten

SCORM Run-Time Environment

Moodle

edX (edx.org)

Setup/Installation, Konfiguration

Design Themes

Nutzung für Anwender

Technische Administration

Schnittstellen + Webservices

webbasiert, Open-Source

LAMP-System: Linux, Apache Webserver, SQL-basierte DB, PHP+PHP-Erweiterungen

E-Mail-Versand über Plattform mit Sendmail (Mail Transfer Agent/MTA)

Serverkonfig. + Installation ähnl. Framework:

Softwarepaket per Kommandozeile auf Webserver installieren, mit pw-geschützter DB verknüpfen

Moodle-Dateien liegen im vom Server beschreibbaren Verzeichnis außerhalb virtuellen Webverz. (Hacker)

Konfig. Moodle per config.php

Aufruf per zugewiesener URL

Setup CronJobs erforderlich (z.B. Überprüfung neue Foreneinträge -> E-Mail-Versand an User)

Core Themes: Boost, Classic

Boost: responsiv, based Bootstrap (gängige Webstandards für Oberflächen + UX-Design)

Boost: erleichtert Navigation, Nutzung, Konfig, graf. Anpassung, organis.spezif. Designs

Classic: k. als Parent Theme genutzt werden, nutzt Bootstrap 4 Stable Library

organisationsangepasst (Guidelines f. Umgang, Rechte+Rollen)

RR: Nutzerprofile, Kursräume, Materialien einstellen, Kursteilnehmer verwalten

benutzerangep. Dashboard (Überblick Kurse, Aktivitäten, Kalender, Erstellung+Bearbeitung Inhalte (RR))

Inhalte in kursbez. Kursräumen

Content-Aggregation: IMS-Formate, SCORM

Module für Kollab: Workshops, Foren, Wikis, Glossare, virt. Flashcardfs

versch. Medienformate, Aufgaben, Lektionen, Tests

Implementierung auf Entw.ebene, Verwaltung dr. Systemadmins

Admin Bereiche: Entwicklung, Datenverwaltung, Sicherheit, Systemarchitektur

Sicherheitsvorkehrungen, Teststellungen, Analysen, erweitern, Akzeptanztests, Serverumgebung analysieren, DB-Exporte (Datensicherung), Debuggen, Anbindung ext. Webservices (per Sicherheitsschlüssel/Token)

External Web Service API: Nutzung außerhalb Plattform

Erweiterung Anwendung (Plugins erstellen): General APIs, Spezifische APIs

"oo" in Moodle: object oriented

General APIs/System APIs: Cache API, Data Manipulation API (DB-Zugriffe), Form API (Formularverarbeitung, Events API, Plugin API, File Storage API)

Spezifische APIs: (Activity, Plagiatsprüfung, Berichte)

Aggregation/Datenaustausch: IMS-Pakete, Lernpakete im SCORM-Format (als ZIP-Dateien im-/exportiert)

Open edX Platform

Lernmodelle + Medien

Nutzung für Studierende

MOOC-Portal f. Bildungsanbieter

gestartet als Programm v. Harvard+MIT

Studienangebote, MOOCs, Lernangebote weltweit führender Unis

Industrieunternehmen, nicht-akademische Orgas (Amazon Web Services, Microsoft, Linux Foundation): Weiterbildungsprogramme/Business Courses

Open Source unter GNU Affero General Public License

Python, Software+Doku im GitHub Repository

3 Versionen vertrieben: quellcode-basierte Distribution (Installation auf Servern f. Devs), Open edX Distr. v. IBM (Anw. ohne Progr.kenntnisse, Open edX Distr. v. Bitnami (One-Click-Solution)

akadem. Bereich, NGOs, Enterprise-Solution

selbst gemanagt/Hosting dr. Service Partner (eduNEXT, MOOCcit)

Komponenten: Ubuntu (Linux OS auf Server), Docker (freie Container-Virtualisierungssoftware, Arbeiten m. Containern via SS), Django (Python-basiertes, quelloffenes Framework), React (JS-Softwarebib)

Installation: externer Webserver/Cloud-Service/on-the-premise

Architektur: Schichten LMS-gängig, weitere Schichten (Analytics, E-Commerce, Anbindung Zahlungssysteme)

Erweiterungen via Plugins, APIs, Xblocks (SDK für edX), JS

Austausch Lernmaterialien via Open Learning XML (OLX, Import-/Export-Format)

breites Kursangebot

multimediale, interaktive Formate

HD-Videos, Animationen, Simulationen, AR, VR

adaptive Lernmodelle (Fortschritt verfolgen, Lernverhalten an Lernbedürfnisse anpassen)

flexibles Authoring während Lehrveranstaltung

berufl. Weiterbildung, Uni-Masterstudiengang

begleitet (enrollment, feste Termine, Material n. f. Kursdauer)/Selbststudium (self paced)

teilweise Tutoring, persönliches Audit

MOOC: Fokus Diskussionsforen (m. Kommilitonen)

viele akademische Kurse kostenfrei

Businesskurse kosten

Gebühren f. offiz. Abschluss m. Prüfung+Zertifikat