Διπλωματική εργασία της Μπαγιαμπού Α. Μαρίας

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «Υπολογιστικά Μαθηματικά και Πληροφορική» Κατεύθυνση Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών στην Εκπαίδευση Διπλωματική εργασία της Μπαγιαμπού Α. Μαρίας «Σχεδιασμός, Ανάπτυξη και Σύνθεση Οντολογιών για την υποστήριξη της εκπαίδευσης στην Αντικειμενοστρεφή Ανάλυση» Επιβλέπων καθηγητής: Dr. Καμέας Αχιλλέας Πάτρα 2011

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... 2 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ... 4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ ΣΕ ΤΙ ΧΡΗΣΙΜΕΥΟΥΝ ΟΙ ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΩΝ ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ, ΜΕΤΑΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ ΚΑΙ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ- ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΠΕΔΙΟΥ Οντολογίες για την περιγραφή γνωστικού πεδίου Οντολογίες για την περιγραφή ικανοτήτων των εκπαιδευομένων και μαθησιακών στόχων Οντολογίες για την περιγραφή μαθησιακών διαδικασιών Οντολογίες για την περιγραφή συστημάτων διαχείρισης μάθησης Οντολογίες εκπαιδευτικών μεταδεδομένων Η ΟΝΤΟΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΖΗΤΟΥΜΕΝΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΠΟΥ ΑΚΟΛΟΥΘΗΣΑΜΕ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΩΝ ΚΑΙ ΔΟΚΙΜΗΣ ΤΗΣ ΟΝΤΟΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΗ ΓΛΩΣΣΑ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΩΝ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΩΝ ΧΡΗΣΗΣ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΑΡΧΙΚΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ Εννοιολογική μορφοποίηση οντολογίας Κωδικοποίηση οντολογίας ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ Η ΤΕΛΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ ΤΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ Κλάσεις και ιεραρχία κλάσεων Εναλλακτική ορολογία, ιδιότητες και σχέσεις εννοιών οντολογίας με άλλες έννοιες Κανόνες ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΔΙΟΥ ΓΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΟΥ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΩΝ ΧΡΗΣΗΣ Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ RESTAURANT ΤΙ ΜΑΣ ΠΡΟΣΦΕΡΕΙ Η ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΩΝ ΧΡΗΣΗΣ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΤΩΝ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΩΝ ΧΡΗΣΗΣ ΣΕ ΟΝΤΟΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΕΜΠΕΙΡΙΕΣ ΠΟΥ ΑΠΟΚΟΜΙΣΑΜΕ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΙΚΑΝΟΤΗΤΩΝ - ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ OΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΩΝ ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΣΤΟΧΩΝ Καταγραφή Προδιαγραφών Εννοιολογική Μορφοποίηση και Υλοποίηση Περιγραφή της οντολογίας μας Αξιολόγηση ΤΙ ΠΡΟΣΦΕΡΕΙ Η ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΙΚΑΝΟΤΗΤΩΝ ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΥΠΑΡΧΟΥΣΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΤΩΝ ΙΚΑΝΟΤΗΤΩΝ ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΣΕ ΟΝΤΟΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΖΗΤΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΠΕΡΑΙΤΕΡΩ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΠΙΘΑΝΕΣ ΠΡΟΕΚΤΑΣΕΙΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΩΝ ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΜΕΤΑΔΕΔΟΜΕΝΑ, ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΜΕΤΑΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΠΡΟΤΥΠΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΜΕΤΑΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. 134

3 6.3. Η ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΜΑΣ α) Καταγραφή προδιαγραφών (specification) β) Εννοιολογική μορφοποίηση γ) Κωδικοποίηση οντολογίας δ) Αξιολόγηση οντολογίας ΤΙ ΜΑΣ ΠΡΟΣΦΕΡΕΙ Η ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΤΩΝ ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ ΣΕ ΟΝΤΟΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΖΗΤΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΠΕΡΑΙΤΕΡΩ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΠΙΘΑΝΕΣ ΠΡΟΕΚΤΑΣΕΙΣ ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΗ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΟΝΤΟΚΕΝΤΡΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ - ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΕΛΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΤΗΣ ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ - ΟΝΤΟΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΣΕΝΑΡΙΑ ΧΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ - ΟΝΤΟΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

4 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1. «Τι είναι οντολογία?» Εικόνα 2. Η ιεραρχία εννοιών μιας οντολογίας για πανεπιστημιακά άτομα Εικόνα 3.Οπτική αναπαράσταση οντολογίας Εικόνα 4. Πως μια οντολογία μπορεί να συμβάλει στη διαλειτουργικότητα μεταξύ συστημάτων που χρησιμοποιούν διαφορετικά λεξιλόγια, (πηγή: Uschold, 1996) Εικόνα 5. Η μετάβαση από το Syntactic Web (έμφαση στη σύνταξη-παρουσίαση της πληροφορίας) στο Semantic Web (έμφαση στη σημασία) Εικόνα 6. Ο κώδικας πίσω από την ιστοσελίδα ενός κέντρου φυσιοθεραπείας, γραμμένος σε φυσική γλώσσα, απευθύνεται σε ανθρώπους (πηγή: Κώτης, 2007) Εικόνα 7. Το περιβάλλον της πλατφόρμας Protégé, έκδοση Δημιουργία νέας κλάσης.. 29 Εικόνα 8. Το περιβάλλον της πλατφόρμας Protégé, έκδοση Δημιουργία νέας ιδιότητας Εικόνα 9. Το περιβάλλον της πλατφόρμας Protégé, έκδοση Το πρόσθετο OWLViz για οπτικοποίηση της ιεραρχίας των κλάσεων της οντολογίας Εικόνα 10. Το περιβάλλον της πλατφόρμας Protégé, έκδοση 4.0 Ερωτήματα στην οντολογία Εικόνα 11. Ιεραρχία κλάσεων της τελικής έκδοσης της οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης Εικόνα 12. Οι ιδιότητες της κλάσης Χειριστής Εικόνα 13.Οι ιδιότητες της κλάσης Περίπτωση Χρήσης Εικόνα 14. Οι ιδιότητες της κλάσης Σύστημα Εικόνα 15. Οι ιδιότητες της κλάσης Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης Εικόνα 16. Ορισμός κανόνα στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 17. Η σχέση associateswith actor_waiter δεν έχει οριστεί ρητά αλλά προκύπτει με αυτόματο συμπερασμό λόγω αντίστοιχου κανόνα Εικόνα 18. Η περίπτωση χρήσης usecase_serve_water συμπεριλαμβάνεται κανονικά στις περιπτώσεις χρήσης με τις οποίες διασυνδέεται ο χειριστής actor_waiter, παρόλο που δεν υπάρχει άμεσος ορισμός αυτής της σχέσης Εικόνα 19. Διάγραμμα Περιπτώσεων χρήσης Restaurant Εικόνα 20. Οι ιδιότητες του στιγμιοτύπου restaurant_ucd Εικόνα 21. Οι ιδιότητες του στιγμιότυπου restaurant_system Εικόνα 22. Οι ιδιότητες του στιγμιότυπου system_boundary Εικόνα 23. Oι ιδιότητες (ρητά ορισμένες και μη) του στιγμιότυπου use_case_prepare_order Εικόνα 24. Oι ιδιότητες (ρητά ορισμένες και μη) του στιγμιοτύπου actor_cook Εικόνα 25. Στο ερώτημα «Στοιχεία Διαγράμματος Περιπτώσεων Χρήσης» η οντολογία επιστρέφει τις κλάσεις Χειριστής, Σχέση και Περίπτωση Χρήσης Εικόνα 26. Στο ερώτημα «Είδη σχέσεων σε Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης» η οντολογία επιστρέφει τις κλάσεις σχέσεις μεταξύ χειριστών, σχέσεις μεταξύ περιπτώσεων χρήσης και σχέσεις μεταξύ χειριστών και περιπτώσεων χρήσης Εικόνα 27. Στο ερώτημα «Χειριστές» η οντολογία επιστρέφει τις κλάσεις Αυτόματο σύστημα και Άνθρωπος Εικόνα 28. Στο ερώτημα «Σχέσεις μεταξύ Περιπτώσεων Χρήσης» η οντολογία επιστρέφει τις κλάσεις επέκταση, γενίκευση και συμπερίληψη Εικόνα 29. Στο ερώτημα «Ποιες είναι οι περιπτώσεις χρήσης για το σύστημα restaurant» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα serve_order, deliver_order, place_order, restock, take_order, prepare_order και serve_water που ανήκουν στην κλάση Περίπτωση Χρήσης... 73

5 Εικόνα 30. Στο ερώτημα «Ποιοι είναι οι χειριστές του διαγράμματος περιπτώσεων χρήσης με όνομα restaurant» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα waiter, cook, delivery_boy και customer, που ανήκουν στην κλάση χειριστής Εικόνα 31. Στο ερώτημα «Ποιες είναι οι περιπτώσεις χρήσης του διαγράμματος περιπτώσεων χρήσης με όνομα restaurant» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα, serve_order, deliver_order, place_order, restock, take_order, prepare_order και serve_water που ανήκουν στην περίπτωση χρήσης Εικόνα 32. Στο ερώτημα «Με ποιους χειριστές συσχετίζεται η περίπτωση χρήσης place_order στο διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης restaurant_ucd» η οντολογία επιστρέφει το στιγμιότυπο actor_customer, που ανήκει στην κλάση χειριστής Εικόνα 33. Στο ερώτημα Ποιες περιπτώσεις χρήσης περιλαμβάνει η περίπτωση χρήσης take_order η οντολογία επιστρέφει το στιγμιότυπο serve_order, που ανήκει στην κλάση περίπτωση χρήσης Εικόνα 34. Μοντελοποίηση κλιμάκων μέτρησης ικανότητας (πηγή: Sicilia, 2005) Εικόνα 35. Μοντελοποίηση στοιχείων που επηρεάζουν τις ικανότητες (πηγή: Sicilia, 2005) 81 Εικόνα 36. Σχέσεις μεταξύ ορισμών ικανοτήτων (πηγή: Sicilia, 2005) Εικόνα 37. Επέκταση ταξινομίας ενεργητικών ρημάτων που περιλαμβάνει και τις ικανότητες (πηγή: Van Assche, 2007) Εικόνα 38.Επέκταση ταξινομίας του γνωστικού πεδίου που περιλαμβάνει και τις ικανότητες (πηγή: Van Assche, 2007) Εικόνα 39. Σχέσεις ανάμεσα στο πρόγραμμα σπουδών και τις ταξινομίες (πηγή: Van Assche, 2007) Εικόνα 40. Το βασικό τμήμα της Οντολογίας- Σχέση ικανοτήτων με γενικές δεξιότητες, γνωστικά αντικείμενα και επίδοση Εικόνα 41. Ανάλυση των Γενικών Δεξιοτήτων Εικόνα 42. Ανάλυση των Δεικτών Επίδοσης Εικόνα 43. Iεραρχία κλάσεων και ιδιότητες της οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης (περιβάλλον Protégé 4.0) Εικόνα 44. Ανάλυση γενικής δεξιότητας στην οντολογία ικανοτήτων Εικόνα 45. Η ιδιότητα sdifficultylevel Εικόνα 46. Μια γενική δεξιότητα έχει το πολύ ένα βαθμό δυσκολίας Εικόνα 47. Στην κλάση Εφαρμογή, σύμφωνα με την ταξινομία του Bloom, αντιστοιχεί ο βαθμός δυσκολίας Εικόνα 48. Τα επίπεδα στην αναθεωρημένη ταξινομία μαθησιακών στόχων του Bloom Εικόνα 49. Τα ενεργητικά ρήματα που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Γνώση στην Οντολογία Ικανοτήτων Εικόνα 50. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Κατανόηση στην Οντολογία Ικανοτήτων Εικόνα 51. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Κατανόηση στην Οντολογία Ικανοτήτων Εικόνα 52. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Ανάλυση στην Οντολογία Ικανοτήτων Εικόνα 53. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Σύνθεση στην Οντολογία Ικανοτήτων Εικόνα 54. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Σύνθεση στην Οντολογία Ικανοτήτων Εικόνα 55. Η κλάση Knowledge Entity στην ιεραρχία της οντολογίας Εικόνα 56. Ιεραρχία της Οντολογίας: εισαγωγή της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων χρήσης ως υποκλάση της Knowledge Entity... 95

6 Εικόνα 57. Παράδειγμα ορισμού ιδιοτήτων ικανότητας. Στα αριστερά υπάρχουν όλες οι ιδιότητες και στα δεξιά όλες οι πιθανές τιμές. Εδώ βλέπουμε τον ορισμό του γνωστικού αντικειμένου στο οποίο αναφέρεται μια ικανότητα Εικόνα 58. Η ιδιότητα quantity_condition Εικόνα 59. Παράδειγμα ορισμού της ικανότητας «Να αναφέρουν δύο λόγους χρήσης των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης» Εικόνα 60. Τα μέλη της κλάσης Complexity που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας Εικόνα 61. Τα μέλη της κλάσης Frequency που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας Εικόνα 62. Τα μέλη της κλάσης Autonomy που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας Εικόνα 63. Τα μέλη της κλάσης Scope που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας Εικόνα 64. Τα μέλη της κλάσης Context που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας Εικόνα 65. Η επίδοση αναλύεται σε πέντε επιμέρους επίπεδα (υποκλάσεις) Εικόνα 66. Ορισμό μαθησιακού στόχου-ικανότητας με περιορισμό επίδοσης Εικόνα 67. Στιγμιότυπο από τους περιορισμούς και τις ιδιότητες της έννοιας της ικανότητας στην οντολογία μας. Μια ικανότητα μπορεί να έχει ως συνθήκη (hascondition) κάποια άλλη ικανότητα ή κάποιον περιορισμό σε σχέση με την επίδοση. Ο αριθμητικός περιορισμός δεν φαίνεται εδώ Εικόνα 68. Ορισμό μαθησιακού στόχου-ικανότητας με συνθήκη άλλη ικανότητα Εικόνα 69. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης «Ικανότητα», στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 70. Κωδικοποίηση των στιγμιοτύπων της κλάσης «Ικανότητα», στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 71. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Γενική δεξιότητα, στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 72. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Cognitive Domain Generic Skill, στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 73. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Performance Condition, στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 74. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Autonomy, στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 75. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Knowledge Entity, στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 76. Η ικανότητα comp9_1_use_usecase_diagrams χαρακτηρίζεται ως Γνώση καθώς βασίζεται στη γενική δεξιότητα Uses που ανήκει στις γενικές δεξιότητες γνωστικού τομέα. Επίσης η ικανότητα έχει επίπεδο δυσκολίας 3 όπως και η γενική δεξιότητα στην οποία βασίζεται Εικόνα 77. Οι κανόνες της οντολογίας ικανοτήτων-μαθησιακών στόχων Εικόνα 78. Παράδειγμα ορισμού ιδιοτήτων ικανότητας. Στα αριστερά υπάρχουν όλες οι ιδιότητες και στα δεξιά όλες οι πιθανές τιμές. Εδώ βλέπουμε τον ορισμό της γενικής δεξιότητας στην οποία βασίζεται μια ικανότητα Εικόνα 79. Ορισμός μαθησιακού στόχου με τη βοήθεια της οντολογίας ικανοτήτων - μαθησιακών στόχων, στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 80. Ορισμός μαθησιακού στόχου με τη βοήθεια της οντολογίας ικανοτήτων - μαθησιακών στόχων, στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 81. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé

7 Εικόνα 82. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 83. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 84. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 85. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 86. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 87. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 88. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 89. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 90. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 91. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 92. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 93. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 94. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 95. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 96. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 97. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 98. Στο ερώτημα «Ποιες ικανότητες ( διδακτικοί στόχοι) σχετίζονται με το γνωστικό αντικείμενο actor» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα comp8_1_choose_actors, comp7_2_1_use_actors και comp4_define_actor που ανήκουν στην κλάση Competency Εικόνα 99. Ιδιότητες ικανότητας 9_ Εικόνα 100. Οι ιδιότητες της ικανότητας 7_1_ Εικόνα 101. Οι ιδιότητες της ικανότητας 7_2_ Εικόνα 102. Στο ερώτημα «Ποιες είναι οι προαπαιτούμενες ικανότητες της ικανότητας comp9_1_use_usecase_diagrams» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα comp2, comp7_2_1, comp4 και comp6, που ανήκουν στην κλάση Competency Εικόνα 103. Οι ιδιότητες της ικανότητας comp7.2.1_use_actors. Μέσω αυτόματου συμπερασμού ταξινομείται αυτόματα ως γνώση επειδή η γενική δεξιότητα ανήκει στον γνωστικό τομέα Εικόνα 104. Στο ερώτημα «Σε ποιο γνωστικό αντικείμενο αναφέρεται η ικανότητας comp2_state_ucd_uses» η οντολογία επιστρέφει το στιγμιότυπο ucd_use Εικόνα 105. Ερώτημα για τις υπερκλάσεις της έννοιας Αctor Εικόνα 106. Οι ικανότητες που σχετίζονται με την υπερκλάση use_case_diagram_element της κλάσης actor Εικόνα 107. Ιδιότητες της ικανότητας «Να χρησιμοποιούν περιπτώσεις χρήσεις» Εικόνα 108. Ιδιότητες της ικανότητας «Να χρησιμοποιούν περιπτώσεις χρήσεις» Εικόνα 109. Ερώτημα για τις ικανότητες που βασίζονται στη γενική δεξιότητα names Εικόνα 110. Ερώτημα για τις ικανότητες με συγκεκριμένους περιορισμούς σε σχέση με την αυτονομία Εικόνα 111. Ερώτημα για γνώσεις που αφορούν συγκεκριμένο το γνωστικό αντικείμενο «use case» Εικόνα 112. Ερώτημα για ικανότητες επιπέδου δυσκολίας Εικόνα 113. Ερώτημα για τις έννοιες που σχετίζονται με την ικανότητα use_activity_diagrams Εικόνα Ερώτημα για τις έννοιες που αφορούν οι μαθησιακοί στόχοι που έχουν οριστεί Εικόνα 115. Σχηματική αναπαράσταση της ιεραρχίας στοιχείων στο μοντέλο δεδομένων LOM (πηγή: imsglobal.org) Εικόνα 116. Η κλάση των μαθησιακών αντικειμένων και οι περιορισμοί της στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 117. Οι ιδιότητες δεδομένων (data properties) στο περιβάλλον του Protégé

8 Εικόνα 118. Δεξιά πάνω βλέπουμε την περιγραφή της ιδιότητας context και την αντιστοίχηση της το μεταδεδομένο Context IEEE LOM Εικόνα 119. Οι ιδιότητες αντικειμένων (object properties) στο περιβάλλον του Protégé Εικόνα 120. Η ιδιότητα isbasedon Εικόνα 121. Ιδιότητες και σχέσεις του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_presentation. Οι δυο πρώτες σχέσεις δεν ορίζονται ρητά αλλά παράγονται αυτόματα με τη βοήθεια του εργαλείου αυτόματου συλλογισμού Pelet, που διαθέτει ενσωματωμένο το Protégé Εικόνα 122. Ιδιότητες και σχέσεις του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_definition 144 Εικόνα 123. Ιδιότητες και σχέσεις του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_uses Εικόνα 124. Στο ερώτημα «Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν τη λέξη-κλειδί «use case» η οντολογία των μαθησιακών αντικειμένων επιστρέφει το lo_use_cases_definition Εικόνα 125. Σε ερώτημα που αφορά την ίδια έννοια(περίπτωση χρήσης) αλλά διαφορετικά γραμμένη («Use_cases» αντί για use case ) το ερώτημα επιστρέφει άλλο στιγμιότυπο (lo_use_cases_presentation) απ ότι το προηγούμενο ερώτημα (lo_use_cases_definition) Εικόνα 126. Μόνο μετά την καταχώρηση της ίδιας ακριβώς τιμής για το μεταδεδομένο λέξηκλειδί (keyword: use case) επιστράφηκε από την οντολογία το σύνολο των μαθησιακών αντικειμένων που αφορούν την έννοια των περιπτώσεων χρήσης Εικόνα 127. Μαθησιακά αντικείμενα συγκεκριμένου επιπέδου συσσώρευσης Εικόνα 128. Μαθησιακά αντικείμενα που είναι γραμμένα στα ελληνικά Εικόνα 129. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων για χρήση στα πλαίσια της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης Εικόνα 130. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων μέτριας δυσκολίας Εικόνα 131. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων τύπου «αφηγηματικό κείμενο» Εικόνα 132. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων τύπου που είναι σε pdf μορφή Εικόνα 133. Μαθησιακά αντικείμενα που αποτελούν μέρος του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_presentation» Εικόνα 134. Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν τη λέξη-κλειδί «Use_cases» και είναι μέτριας δυσκολίας Εικόνα 135. Ιεραρχία κλάσεων συνδυαστικής οντολογίας Εικόνα 136. Η ιδιότητα «hasrelatedtopic» Εικόνα 137. Μαθησιακός στόχος Comp6_define_usecase ιδιότητες. Σύνδεση με μαθησιακά αντικείμενα Εικόνα 138. Μαθησιακός στόχος Comp6_use_usecases ιδιότητες. Σύνδεση με μαθησιακά αντικείμενα Εικόνα 139. Μαθησιακό αντικείμενο lo_ use_cases_definition ιδιότητες. Φαίνεται η σύνδεση με έννοιες από την οντολογία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης και ικανότητες στις οποίες μπορεί να συνεισφέρει Εικόνα 140. Φαίνεται η σύνδεση με έννοιες από την οντολογία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης και ικανότητες στις οποίες μπορεί να συνεισφέρει Εικόνα 141. Μαθησιακό αντικείμενο lo_ use_cases_uses ιδιότητες. Φαίνεται η σύνδεση με έννοιες από την οντολογία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης, οι ικανότητες στις οποίες μπορεί να συνεισφέρει κ.λπ Εικόνα 142. Οι ιδιότητες της ικανότητας comp6_define_usecases Εικόνα 143. Οι ιδιότητες της ικανότητας comp7_1_1_use_usecases Εικόνα 144. Οι ιδιότητες της ικανότητας comp7_1_describe_functional_requirements_using_usecases Εικόνα 145. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_case_use Εικόνα 146. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_definition

9 Εικόνα 147. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_case_use μετά την τροποποίηση των κανόνα Εικόνα 148. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_case_definition Εικόνα 149. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_definition μετά την τροποποίηση των κανόνα Εικόνα 150. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_actor_definition Εικόνα 151. Το μαθησιακό αντικείμενο lo_usecases_definition συνεισφέρει στην ικανότητα comp6_define_usecase η οποία σχετίζεται με την έννοια use_case, οπότε σύμφωνα με τον κανόνα 5 το μαθησιακό αντικείμενο lo_usecases_definition έχει ως πιθανή σχετική έννοια την έννοια use_case, γεγονός αληθές Εικόνα 152. Πριν την αλλαγή των κανόνων 1 και 2: Το μαθησιακό αντικείμενο lo_use_cases_definition, συνεισφέρει σε πλήθος ικανοτήτων και ο κανόνας 5 μας επιστρέφει τις έννοιες με τις οποίες σχετίζονται όλες αυτές οι ικανότητες. Το μαθησιακό αντικείμενο lo_use_cases_definition σχετίζεται μόνο με την έννοια use_case, επομένως παράγεται πολλή λανθασμένη πληροφορία, γεγονός που αντιμετωπίστηκε με την τροποποίηση των κανόνων 1 και Εικόνα 153. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_definition Εικόνα 154. Ιδιότητες της ικανότητας comp6_define_usecase εφαρμογή κανόνα Εικόνα 155. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων τύπου που σχετίζονται με την έννοια «use_case» Εικόνα 156. Ανάκληση εννοιών του γνωστικού πεδίου που σχετίζονται το μαθησιακό αντικείμενο «lo_use_cases_definition» Εικόνα 157. Ανάκληση των μαθησιακών στόχων-ικανοτήτων στα οποία συνεισφέρει το μαθησιακό αντικείμενο «lo_use_cases_presentation» Εικόνα 158. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων τύπου που συνεισφέρουν στο μαθησιακό στόχο «comp6_define_usecase» Εικόνα 159. Ανάκληση των μαθησιακών στόχων-ικανοτήτων που αφορούν την έννοια «actor» Εικόνα 160. Ανάκληση εννοιών του γνωστικού πεδίου που σχετίζονται με την ικανότηταμαθησιακό στόχο «comp2_name_ucd_elements» Εικόνα 161. Ερώτημα που επιστρέφει τις υπερκλάσεις και τις υποκλάσεις της κλάσης Actor Εικόνα 162. Το ερώτημα επιστρέφει ως αποτελέσματα τα μαθησιακά αντικείμενα που πιθανώς σχετίζονται την έννοια actor λόγω του ότι χρησιμεύουν σε ικανότητες που επίσης έχουν ως γνωστικό αντικείμενο την έννοια actor Εικόνα 163. Το ερώτημα επιστρέφει ως αποτελέσματα τα μαθησιακά αντικείμενα που σχετίζονται με την ίδια έννοια που σχετίζεται και η ικανότητα comp8_1_choose_actors Εικόνα 164. Οι ιδιότητες της συνδυαστικής οντολογίας Εικόνα 165. Οι κανόνες της συνδυαστικής οντολογίας

10 Περίληψη Τα τελευταία χρόνια γίνονται πολλές έρευνες οι οποίες δείχνουν πως οι Οντολογίες και οι τεχνολογίες βασισμένες σε οντολογίες, βρίσκουν ευρεία εφαρμογή στην εκπαίδευση και αποτελούν έναν από τους πιο σημαντικούς τομείς έρευνας της εκπαιδευτικής τεχνολογίας. Μια οντολογία αποτελεί την τυπική προδιαγραφή κάποιας περιοχής γνώσης (Gruber, 1993). Παρέχει τις βασικές έννοιες του πεδίου γνώσης που περιγράφεται και τις μεταξύ τους σχέσεις, καθώς και την ορολογία με την οποία αναφερόμαστε στις έννοιες και τις σχέσεις αυτές. Δηλαδή, μια οντολογία παρέχει τόσο λεξιλόγια και όσο και σχήματα οργάνωσης της γνώσης, τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν ως κοινά πλαίσια επικοινωνίας μεταξύ ανθρώπων, συστημάτων και οργανισμών, διευκολύνοντας το διαμοιρασμό, την διαλειτουργικότητα και την επαναχρησιμοποίηση πόρων (Uschold & Gruninger, 1996). Οι Οντολογίες συνδέονται στενά με το λεγόμενο Σημασιολογικό Ιστό, που αναφέρεται στη σημασιολογική διασύνδεση των πληροφοριών που υπάρχουν στον Παγκόσμιο Ιστό με τρόπο κατανοητό από μηχανές (Berners Lee et al., 2001). Μια τέτοια διασύνδεση θα έδινε πολύ μεγάλες προοπτικές όσον αφορά στο διαμοιρασμό, ανάκληση και επαναχρησιμοποίηση της πληροφορίας τόσο στην εκπαίδευση όσο σε όλο το φάσμα των δραστηριοτήτων μας. Η εργασία μας συνίσταται στη δημιουργία μιας εκπαιδευτικής εφαρμογής για τη διαχείριση μαθησιακού υλικού και μαθησιακών στόχων σχετικών με το αντικείμενο της Αντικειμενοστρεφούς Ανάλυσης και συγκεκριμένα με το γνωστικό πεδίο των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, η οποία βασίζεται σε οντολογίες. Χρησιμοποιούμε οντολογίες για να περιγράψουμε με τυπικό τρόπο τρεις βασικές συνιστώσες της μαθησιακής διαδικασίας: το γνωστικό πεδίο, τα μαθησιακά αντικείμενα και τους μαθησιακούς στόχους, με σκοπό να γίνει δυνατή η αυτόματη επεξεργασία των παραπάνω συνιστωσών από εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης και να προωθείται η επικοινωνία, η διαλειτουργικότητα και ο διαμοιρασμός πόρων. Ακόμα, ζητούμενο της εφαρμογής μας αποτελεί η ενσωμάτωση σε αυτήν δυνατοτήτων παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών. Αφού κάνουμε μια σύντομη επισκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με τη χρήση οντολογιών στην Εκπαίδευση αναφερόμαστε στις Οντολογίες που δημιουργήσαμε και στον τρόπο που είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν για να επιτευχθούν οι προαναφερθέντες στόχοι. Σημειώνουμε ότι στην παρούσα εργασία δεν περιλαμβάνεται η εκπαιδευτική αξιολόγηση του συστήματος (μετά από πιλοτική χρήση), αλλά μόνο η επαλήθευση της λειτουργίας του.

11 Ευχαριστίες Η παρούσα εργασία αποτελεί διπλωματική εργασία στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος «Υπολογιστικά Μαθηματικά και Πληροφορική» με κατεύθυνση «Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών στην Εκπαίδευση», του τμήματος «Μαθηματικών», του Πανεπιστημίου Πατρών. Πρόκειται για το αποτέλεσμα μιας μακρόχρονης και κοπιαστικής διανοητικής εργασίας, στην επιτυχή κατάληξη της οποίας συνέβαλλαν, με τον δικό τους τρόπο, κάποιοι άνθρωποι, τους οποίους αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω. Καταρχήν, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή της διπλωματικής μου εργασίας κ. Αχιλλέα Καμέα, για την πολύτιμη καθοδήγησή και την υποστήριξη του, σε κάθε φάση της εκπόνησής της αλλά και για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαιτέρως την υποψήφια διδάκτορα κα Λαμπρινή Σερεμέτη, για την πολύτιμη βοήθειά της σε διάφορα στάδια της εργασίας μου, καθώς και τον συμφοιτητή μου κ. Παναγιωτόπουλο Ιωάννη. Ακόμα, ευχαριστώ τον καθηγητή μου κ. Μητακίδη Γεώργιο, για τη βοήθεια και το ενδιαφέρον του, αλλά και τη συμμετοχή του στην τριμελή επιτροπή αξιολόγησης της διπλωματικής μου εργασίας, καθώς και τον καθηγητή μου κ. Ράγγο Όμηρο. Τέλος, θα ήθελα να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου στη μητέρα μου Βέτα και στον αδερφό μου Τάσο, αλλά και στο Νίκο, για την ηθική τους συμπαράσταση.

12 1. Εισαγωγή Η ραγδαία ανάπτυξη των Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών, επηρεάζει όλους του τομείς της κοινωνίας, ανάμεσά τους και την Εκπαίδευση, παρέχοντας πληθώρα νέων δυνατοτήτων. Έρευνες πολλών χρόνων που αναφέρονται στην Εκπαίδευση συχνά δείχνουν πως η αποτελεσματική χρήση των τεχνολογιών της πληροφορικής μπορεί να ενισχύσει τις μαθησιακές εμπειρίες, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα και μειώνοντας τα κόστη (ADL, 2004; Adorni et al., 2009; κ.α.). Στην παρούσα εργασία ασχολούμαστε με τις δυνατότητες που δίνουν οι οντολογίες στα πλαίσια εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης και προτείνουμε μια εκπαιδευτική εφαρμογή που βασίζεται σε οντολογίες και χρησιμοποιείται για τη διαχείριση μαθησιακού υλικού σχετικού με το αντικείμενο της Αντικειμενοστρεφούς Ανάλυσης και συγκεκριμένα με το γνωστικό πεδίο των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης. Ζητούμενο της εφαρμογής μας αποτελεί η ενσωμάτωση δυνατοτήτων διαμοιρασμού μαθησιακών πόρων και παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών. Σύμφωνα με τους Sure et al (2003) ένας από τους βασικούς στόχος των σύγχρονων εφαρμογών διαχείρισης γνώσης είναι ο διαμοιρασμός γνώσης με άλλες εφαρμογές, με στόχο, για παράδειγμα, την μείωση του κόστους για την παραγωγή πόρων που υπάρχουν ήδη ή την μείωση του χρόνου που απαιτείται για την εύρεση της ζητούμενης κάθε στιγμή πληροφορίας (εύρεση σωστών απαντήσεων). Για παράδειγμα, στον Παγκόσμιο Ιστό υπάρχει πληθώρα διαθέσιμων μαθησιακών πόρων, οι οποίοι θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν από πολλές εκπαιδευτικές κοινότητες, ανά τον κόσμο. Ωστόσο, αυτοί οι πόροι προέρχονται από ετερόκλητες εφαρμογές και έχουν δημιουργηθεί σε διαφορετικές γλώσσες ή με άλλα λεξιλόγια, βάσει διαφορετικών προτύπων κλπ. και δεν είναι εύκολο να εντοπιστούν και να διαμοιραστούν, τουλάχιστον με τις τρέχουσες τεχνικές διαχείρισης της γνώσης στον Παγκόσμιο Ιστό. Για το λόγο αυτό, τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί εργαλεία και τεχνολογίες που στοχεύουν να διευκολύνουν τον εντοπισμό και την επαναχρησιμοποίηση των πόρων που είναι διαθέσιμοι στον Παγκόσμιο Ιστό. Ένα από αυτά τα εργαλεία αποτελούν οι οντολογίες. Μια οντολογία αποτελεί την περιγραφή κάποιας γνώσης, σε μια τυπική γλώσσα, η οποία είναι κατάλληλη για επεξεργασία από υπολογιστές. Παρέχει τις βασικές έννοιες του πεδίου γνώσης που περιγράφεται και τις μεταξύ τους σχέσεις, καθώς και την ορολογία με την οποία αναφερόμαστε στις έννοιες και τις σχέσεις αυτές. Ο σημασιολογικός συσχετισμός εννοιών που περιλαμβάνεται στις οντολογίες, έχει νόημα όχι μόνο για ανθρώπους αλλά και για αυτοματοποιημένα συστήματα, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί από αυτά για αυτόματη εξαγωγή συμπερασμάτων (inference). Οι οντολογίες, προσφέρουν λεξιλόγια για την περιγραφή των εννοιών και των σχέσεών τους και λειτουργούν ως εργαλεία αυτόματης «διερμηνείας» και συσχέτισης των μετα-δεδομένων που χρησιμοποιούνται από διάφορες εφαρμογές και υπηρεσίες πληροφόρησης, λειτουργούν δηλαδή ως εργαλεία σημασιολογικής διαλειτουργικότητας (semantic interoperability), συμβάλλοντας έτσι στην επικοινωνία των εφαρμογών και τον διαμοιρασμό γνώσης μεταξύ τους. Στην παρούσα εργασία, αξιοποιούμε τις οντολογίες για να περιγράψουμε τις συνιστώσες της εκπαιδευτικής μας εφαρμογής (γνωστικό πεδίο, μαθησιακοί στόχοι, μαθησιακά αντικείμενα), προκειμένου να ενσωματώσουμε σε αυτήν δυνατότητες για επικοινωνία και διαμοιρασμό πόρων με άλλες εφαρμογές. Εκτός από την αναγκαιότητα για διαμοιρασμό πόρων, οι σύγχρονες εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης είναι σημαντικό να διαθέτουν δυνατότητες παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών

13 στους εκπαιδευόμενους, καθώς η προσαρμογή της μαθησιακής εμπειρίας ανάλογα με τις ιδιαίτερες ανάγκες και τα χαρακτηριστικά των εκπαιδευομένων φαίνεται πως οδηγεί σε καλύτερα μαθησιακά αποτελέσματα (ADL, 2004, SCORM Overview; κ.α.). Δυο από τις συνιστώσες που προσθέτουν δυνατότητες παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών σε μια εφαρμογή ηλεκτρονικής μάθησης είναι η ενσωμάτωση προφίλ χρηστών και η οργάνωση του μαθησιακού υλικού με τη μορφή ανεξάρτητων μαθησιακών αντικειμένων τα οποία μπορούν, για παράδειγμα, να συντίθενται δυναμικά σε ευρύτερα πακέτα μαθησιακού υλικού, ανάλογα με τις ανάγκες του εκπαιδευομένου. Το προφίλ του χρήστη κατ ανάγκη περιλαμβάνει τις τρέχουσες ικανότητες του εκπαιδευομένου, καθώς με βάση τις τρέχουσες και τις επιθυμητές ικανότητες του εκπαιδευομένου, καταρτίζονται οι (προσωποποιημένοι) μαθησιακοί στόχοι οι οποίοι κατευθύνουν ολόκληρη τη μαθησιακή διαδικασία. Όπως θα δούμε και παρακάτω, η εκπαιδευτική εφαρμογή που προτείνουμε έχει ως βασικές συνιστώσες τις έννοιες των μαθησιακών αντικειμένων και της ικανότητας, ενσωματώνοντας με αυτόν τον τρόπο δυνατότητες παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών. Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας μας αναφερόμαστε γενικά στις οντολογίες, στη χρησιμότητα και τις εφαρμογές τους, καθώς και στη σχέση τους με τον λεγόμενο Σημασιολογικό Ιστό. Στο δεύτερο κεφάλαιο κάνουμε επισκόπηση της βιβλιογραφίας, σχετικά με τις εφαρμογές των Οντολογιών στην Εκπαίδευση, τις οντολογίες που έχουν κατασκευαστεί για εκπαιδευτικούς σκοπούς κλπ. Στα επόμενα κεφάλαια περιγράφουμε τη δική μας δουλειά. Αρχικά περιγράφουμε τις επιμέρους οντολογίες που κατασκευάσαμε, τις αξιολογούμε και αναφερόμαστε στις δυνατότητές που δίνουν στα πλαίσια εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης. Στη συνέχεια περιγράφουμε και αξιολογήσουμε την οντοκεντρική εφαρμογή που δημιουργήσαμε χρησιμοποιώντας τις επιμέρους οντολογίες. Τέλος αναφερόμαστε σε πιθανά σενάρια αξιοποίησης της οντοκεντρικής μας εφαρμογής στην εκπαιδευτική διαδικασία, τα συμπεράσματα και τα μελλοντικά μας σχέδια.

14 2. Οντολογίες Σε αυτό το κεφάλαιο της εργασίας μας αναφερόμαστε γενικά στις οντολογίες, στη χρησιμότητα και τις εφαρμογές τους, καθώς και στη σχέση τους με τον λεγόμενο Σημασιολογικό Ιστό Τι είναι οι οντολογίες Ο όρος οντολογία (ontology) προέρχεται από τη φιλοσοφία και έχει εισαχθεί στο πεδίο της μηχανικής γνώσης ως ένα μέσο αναπαράστασης της γνώσης. Εικόνα 1. «Τι είναι οντολογία?» Ένας από τους περισσότερο διαδεδομένους ορισμούς για τις οντολογίες είναι αυτός του Gruber (1993), σύμφωνα με τον οποίο «Μια οντολογία είναι ένας τυπικός ορισμός μιας εννοιολογικής αναπαράστασης (An ontology is an explicit specification of a conceptualization)». Ο όρος «εννοιολογική αναπαράσταση» αναφέρεται σε μια αφηρημένη απλοποιημένη εικόνα του κόσμου που επιθυμούμε να αναπαραστήσουμε για κάποιο λόγο, η οποία, για να αποτελεί οντολογία, σύμφωνα με τον παραπάνω ορισμό, πρέπει να αναπαρασταθεί σε μορφή «κατανοητή» και επεξεργάσιμη από τη μηχανή («τυπικός ορισμός» εννοιολογικής μορφοποίησης). Σύμφωνα με έναν πιο πρόσφατο ορισμό της έννοιας οντολογίας, επίσης από τον Gruber (2008), στα πλαίσια της επιστήμης των υπολογιστών και της πληροφορικής, μια οντολογία καθορίζει ένα σύνολο από αρχέτυπα αναπαράστασης (representational primitives) τα οποία χρησιμοποιούνται για την δημιουργία μοντέλων κάποιου πεδίου γνώσης ή ενδιαφέροντος. Τα αρχέτυπα αναπαράστασης είναι τυπικά κλάσεις (classes or sets), ιδιότητες (attributes or properties) και σχέσεις (relationships or relations) μεταξύ μέλη κλάσεων. Οι ορισμοί των αρχέτυπων αναπαράστασης περιλαμβάνουν πληροφορία για τη σημασία τους και περιορισμούς(πχ αξιώματα, περιορισμούς, κανόνες) που διασφαλίζουν την συνεπή χρησιμοποίησή τους (περιορίζοντας πχ τις πιθανές ερμηνείες τους). Οι κλάσεις μπορεί να αφορούν σύνολα, συλλογές, έννοιες, είδη αντικειμένων ή πραγμάτων και γενικότερα οτιδήποτε για το οποίο μπορεί να ειπωθεί κάτι, πχ η περιγραφή μιας εργασίας, μιας λειτουργίας, μιας ενέργειας, μιας ιδέας, μιας κρίσης, κλπ. Οι ιδιότητες χρησιμοποιούνται για να αποδώσουν κάποιο χαρακτηριστικό σε κάποια κλάση. Οι σχέσεις εκφράζουν ένα είδος αλληλεπίδρασης μεταξύ των εννοιών ενός πεδίου ενδιαφέροντος, για παράδειγμα subclass-of, is-a, κλπ. Τα αξιώματα (axioms) περιγράφουν προτάσεις που είναι πάντοτε αληθείς. Εκφράζουν κοινής σημασίας αντιλήψεις που αναγνωρίζονται γενικά μεταξύ των εννοιών και βοηθούν στον περιορισμό της ερμηνείας των εννοιών που εμπεριέχονται στην οντολογία. Οι κανόνες(rules) αποτελούν δηλώσεις στη μορφή προτάσεων αν-τότε (υπόθεση συμπέρασμα) που περιγράφουν τα λογικά συμπεράσματα που μπορούν να εξαχθούν με βάση συγκεκριμένες υποθέσεις. Οι περιορισμοί (restrictions) αποτελούν τυπικά ορισμένες περιγραφές για το τι

15 πρέπει να ισχύει προκειμένου κάποιο στιγμιότυπο να ανήκει σε μια κλάση. Δυο ακόμη στοιχεία που αναφέρονται ως δομικά στοιχεία των οντολογιών είναι οι συναρτήσεις (functions) και τα στιγμιότυπα (instances). Οι συναρτήσεις εκπροσωπούν μια ειδική περίπτωση σχέσης. Για παράδειγμα, η τιμή-μεταχειρισμένου-αυτοκινήτου μπορεί να προσδιορίζεται ως συνάρτηση της αρχικής τιμής του αντίστοιχου καινούργιου αυτοκινήτου, του μοντέλου και των χαρακτηριστικών του αυτοκινήτου, των χιλιομέτρων που έχει διανύσει, κλπ. Τα στιγμιότυπα αναπαριστούν συγκεκριμένα στοιχεία. Για παράδειγμα, ο φοιτητής με το όνομα «Γιάννης» είναι στιγμιότυπο της κλάσης «φοιτητής» (Gruber, 1993; Sure, 2003; Gomez Perez & Benjamins, 1999; Wikipedia). Ένας ακόμα ενδεικτικός ορισμός για τις οντολογίες, δίνεται από το Neches (1991 στο (Gomez Perez και Benjamins, 1999)), σύμφωνα με τον οποίο «Μια οντολογία ορίζει τους βασικούς όρους και τις σχέσεις που αποτελούν το λεξικό μιας περιοχής ενδιαφέροντος καθώς και τους κανόνες για το συνδυασμό των όρων και των σχέσεων με σκοπό την επέκταση του λεξικού». Ο ορισμός αυτός αναγνωρίζει τους βασικούς όρους και τις σχέσεις μεταξύ των όρων, τους κανόνες που συνδυάζουν τους όρους και παρέχει τους ορισμούς των όρων και των σχέσεων. Από αυτό τον ορισμό, προκύπτει ότι μια οντολογία δεν περιλαμβάνει μόνο τους όρους που ορίζονται με σαφήνεια, αλλά και τη γνώση που εξάγεται με βάση τους κανόνες που περικλείονται στην οντολογία. Σύμφωνα με τα όσα αναφέρθηκαν παραπάνω, μια οντολογία για τα άτομα που μπορεί να συναντήσει κάποιος σε ένα Πανεπιστημιακό ίδρυμα, πολύ πιθανό να συμπεριλαμβάνει στις κλάσεις της, έννοιες όπως πχ Πανεπιστημιακά Άτομα, Εργαζόμενοι, Φοιτητές, Καθηγητές, Διοικητικό προσωπικό κλπ. Επίσης θα περιλαμβάνει τις σχέσεις ιεραρχίας μεταξύ των εννοιών του πεδίου, η οποία θα μπορούσε να είναι αυτή της παρακάτω εικόνας (εικόνα 2), καθώς και τις υπόλοιπες σχέσεις μεταξύ των εννοιών του πεδίου, τις ιδιότητες τους κανόνες και τους περιορισμούς για τις έννοιες του πεδίου. Εικόνα 2. Η ιεραρχία εννοιών μιας οντολογίας για πανεπιστημιακά άτομα Κάποιες από τις ιδιότητες, σχέσεις και περιορισμούς της οντολογίας θα μπορούσαν να είναι οι παρακάτω: Το διδακτικό και το διοικητικό προσωπικό είναι διακριτές ομάδες Μόνο τα μέλη του διδακτικού προσωπικού μπορούν να διδάξουν μαθήματα Κάθε τμήμα πρέπει να περιλαμβάνει τουλάχιστον δέκα μέλη διδακτικού προσωπικού κ.λπ.

16 Στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 3) βλέπουμε ένα, περισσότερο λεπτομερές, παράδειγμα οπτικής αναπαράστασης μιας οντολογίας όπου φαίνονται οι κλάσεις, οι σχέσεις, οι ιδιότητες στις κλάσεις, οι περιορισμοί στις κλάσεις και τις σχέσεις, και κάποια στιγμιότυπα. Εικόνα 3.Οπτική αναπαράσταση οντολογίας Ακολουθεί ένα ακόμα παράδειγμα μιας οντολογίας που αναφέρεται στην έννοια κύτταρο διάφορους τύπους κυττάρων (πηγή: obo/ontology/anatomy/cell_type/cell.obo) format-version: 1.2 date: 09:12: :05 auto-generated-by: OBO-Edit beta51 default-namespace: cell remark: $Revision: 1.38 $ Drafted by Jonathan Bard, Michael Ashburner, David States, Seung Y. Rhee, and Pascal Gaudet. Incorporating terms and synonyms from the evoc cell ontology of Janet Kelso, Win Hide et al. Hematopoietic cell terms revised by Alexander Diehl, MGI, The Jackson Laboratory. Contact Oliver Hofmann, oliver@sanbi.ac.za, at SANBI, University of the Western Cape. [Term] id: CL: name: cell def: "Anatomical structure that has as its parts a maximally connected cell compartment surrounded by a plasma membrane." [CARO:mah] xref: FMA:68646 [Term] id: CL: name: primary cell line cell is_a: CL: ! cell line cell [Term]

17 id: CL: name: permanent cell line cell is_a: CL: ! cell line cell [Term] id: CL: name: cell in vivo is_a: CL: ! cell [Term] id: CL: name: cell by organism def: "A classification of cells by the organisms within which they are contained." [FB:ma] is_a: CL: ! cell in vivo [Term] id: CL: name: fibroblast neural crest derived is_a: CL: ! fibroblast relationship: develops_from CL: ! cranial neural crest cell [Term] id: CL: name: receptor cell (sensu Animalia) is_a: CL: ! neuron [Term] id: CL: name: early embryonic cell is_a: CL: ! animal cell [Term] id: CL: name: cranial neural crest cell is_a: CL: ! neural crest cell Σε τι χρησιμεύουν οι οντολογίες Η ανάγκη για τη δημιουργία και χρήση οντολογιών προέκυψε από την ανάγκη να διευκολυνθεί η επικοινωνία μεταξύ ανθρώπων, οργανισμών και εφαρμογών λογισμικού, με απώτερο στόχο το διαμοιρασμό και την επαναχρησιμοποίηση της γνώσης. Σύμφωνα με τον Uschold (1996) οι οντολογίες: α. διευκολύνουν την επικοινωνία ανθρώπων με διαφορετικές ανάγκες και απόψεις, που προέρχονται από διαφορετικά υπόβαθρα.

18 Οι οντολογίες βοηθούν στην κατανόηση του κανονιστικού μοντέλου και των σχέσεων μεταξύ βασικών εννοιών κάποιου πεδίου, βοηθούν στη συνεκτικότητα των απόψεων και άρση τυχόν ασάφειας όσον αφορά κάποιο πεδίο και παρέχουν πλαίσιο για συνεννόηση και ενσωμάτωση διαφορετικών απόψεων. β. καθιστούν δυνατή τη διαλειτουργικότητα μεταξύ συστημάτων. Για παράδειγμα, οι οντολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κοινή γλώσσα αναφοράς, που βοηθάει στη μετάφραση μεταξύ όλων των διαφορετικών λεξιλογίων που τυχόν χρησιμοποιούνται από τα διαφορετικά μέρη ενός συστήματος, δεδομένου πως η υιοθέτηση ενός μόνο λεξιλογίου είναι πολύ δύσκολη. Εικόνα 4. Πως μια οντολογία μπορεί να συμβάλει στη διαλειτουργικότητα μεταξύ συστημάτων που χρησιμοποιούν διαφορετικά λεξιλόγια, (πηγή: Uschold, 1996) Γ. Όσον αφορά την μηχανική πληροφοριακών συστημάτων η χρήση οντολογιών μπορεί να αποφέρει οφέλη σε επίπεδο επαναχρησιμοποίησης πόρων, αξιοπιστίας και προδιαγραφών. Επαναχρησιμοποίηση: Η κοινή συμφωνία συμβάλλει αποτελεί τη βάση για την τυπική κωδικοποίηση των σημαντικών οντοτήτων, ιδιοτήτων, διεργασιών και του συστήματος και τις σχέσεις τους στο πεδίο ενδιαφέροντος. Η τυπική αυτή κωδικοποίησης μπορεί να αποτελέσει επαναχρησιμοποιήσιμο συστατικό σε ένα σύστημα λογισμικού. Αξιοπιστία: Μια τυπική αναπαράσταση βοηθά στον έλεγχο της συνέπειας αυξάνοντας την αξιοπιστία του λογισμικού. Καθορισμός απαιτήσεων: Η κοινή κατανόηση μπορεί να βοηθήσει στον καθορισμό απαιτήσεων και προδιαγραφών ενός συστήματος λογισμικού, ιδιαίτερα όταν σε αυτήν την διαδικασία εμπλέκονται ομάδες που χρησιμοποιούν διαφορετική οντολογία ή προέρχονται από διαφορετικό υπόβαθρο.

19 2.3. Εφαρμογές οντολογιών Οι οντολογίες χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλά επιστημονικά πεδία όπως για παράδειγμα τα παρακάτω (από το Sure, 2003): Επεξεργασία φυσικής γλώσσας και μηχανική μετάφραση Μηχανική γνώσης Διαχείριση γνώσης Αρχές μηχανικής Ηλεκτρονικό εμπόριο Ανάκτηση πληροφορίας και ενοποίηση πληροφορίας Web κατάλογοι Έξυπνες μηχανές αναζήτησης Ψηφιακές βιβλιοθήκες Βελτιωμένες διεπαφές χρήστη Πράκτορες λογισμικού Μοντελοποίηση επιχειρησιακών διαδικασιών Ακόμα, σύμφωνα με τον Gruber (2008), οι οντολογίες μπορούν παίξουν σημαντικό ρόλο σε σχέση με τις Βάσεις Δεδομένων, συμβάλλοντας στην διαλειτουργικότητα τους, στην διαβασική αναζήτηση και την ενοποίηση των υπηρεσιών του web. Επίσης, οι οντολογίες αξιοποιούνται ευρέως στα πλαίσια του Παγκοσμίου ιστού, τόσο ως πλαίσιο σημασιολογικής διαλειτουργικότητας μεταξύ των διαφορετικών δικτυακών εφαρμογών και υπηρεσιών, αλλά και για την οργάνωση του περιεχομένου των ιστοτόπων. Όσον αφορά στην αναζήτηση στον Παγκόσμιο Ιστό οι οντολογίες είναι χρήσιμες για τη βελτίωση της ακρίβειας των αναζητήσεων (η αναζήτηση βασίζεται σε έννοιες οντολογιών και όχι σε κείμενο). Επίσης δίνουν δυνατότητες επαναπροσδιορισμού των ερωτημάτων με αξιοποίηση των ιεραρχικών σχέσεων (σχέσεις γενίκευσης-εξειδίκευσης) ανάμεσα στις κλάσεις. Για παράδειγμα αν κάποιο ερώτημα αποτυγχάνει να επιστρέψει σχετικά έγγραφα, η μηχανή αναζήτησης μπορεί να προτείνει στο χρήστη ένα περισσότερο γενικό ερώτημα, ή αν επιστρέφονται πάρα πολλά αποτελέσματα μπορεί να του προτείνει ένα πιο ειδικό ερώτημα (Κώτης, 2007). Τέλος, οι οντολογίες χρησιμοποιούνται στα πλαίσια του Σημασιολογικού Ιστού, αλλά και στον τομέα της Εκπαίδευσης, όπως θα δούμε αναλυτικά παρακάτω. Αναφορές για περισσότερα παραδείγματα εφαρμογών των οντολογιών μπορεί να βρει κανείς στο (Sure, 2003) Οντολογίες, Μεταδεδομένα και Σημασιολογικός Ιστός Οι οντολογίες αποτελούν μέρος της στοίβας προτύπων του WWW Consortium για το Σημασιολογικό Ιστό. Παρακάτω παρουσιάζουμε τη σχέση των οντολογιών με τα μεταδεδομένα και το Σημασιολογικό Ιστό.

20 Η ολοένα και μεγαλύτερη εξάπλωση του παγκοσμίου Ιστού και η ολοένα και μεγαλύτερη αύξηση του όγκου της πληροφορίας που υπάρχει διαθέσιμη σε αυτόν, έχει καταστήσει σαφή την ανάγκη για την ανάπτυξη εργαλείων και τεχνικών που θα επιτρέπουν την αποτελεσματική διαχείριση αυτής της πληροφορίας. Μέχρι στιγμής, κατά τη διαχείριση της πληροφορίας του Ιστού, ο οποίος, ως επί το πλείστον, αποτελείται από έγγραφα τα οποία είναι σε φυσική γλώσσα και σημασιολογικά ασύνδετα μεταξύ τους και με τα διαθέσιμα μέχρι στιγμής εργαλεία, προκύπτουν προβλήματα όπως τα παρακάτω: Α) η αναζήτηση πληροφορίας συχνά οδηγεί σε άσχετη πληροφορία Β) η εξαγωγή πληροφορίας βαραίνει τους ανθρώπους, αφού οι πράκτορες λογισμικού δεν διαθέτουν ακόμα κοινή λογική και γνώση πεδίου, τέτοια που να τους επιτρέπει να εξάγουν πληροφορία από αναπαραστάσεις σε μορφή κειμένου, και αποτυγχάνουν στην ενοποίηση πληροφοριών από διαφορετικές πηγές. Γ) η συντήρηση μη χαλαρά δομημένων πηγών σε μορφή κειμένου είναι χρονοβόρα και δύσκολη όταν αυξάνει ο όγκος των πηγών (Sure, 2003). Στην επίλυση προβλημάτων όπως τα παραπάνω, βασίστηκε το όραμα του λεγόμενου Σημασιολογικού Ιστού (Semantic Web), που έρχεται σε αντιδιαστολή με το λεγόμενο Syntactic Web (η σημερινή μορφή του Web, όπου οι μηχανές κάνουν την παρουσίαση και οι άνθρωποι την επεξεργασία της πληροφορίας). Σύμφωνα με τον εμπνευστή του Παγκοσμίου Ιστού, Tim Berners Lee, o Σημασιολογικός Ιστός, θα αποτελέσει επέκτασή του Παγκοσμίου Ιστού, με την προσθήκη μέτα-πληροφοριών (μεταδεδομένων) που θα αφορούν τις ουσιώδεις πληροφορίες (pure data) των υπαρχουσών ιστοσελίδων, σε αναπαράσταση εύκολα επεξεργάσιμη από μηχανές, αλλά και δεδομένα που θα προκύψουν από το άνοιγμα στο Web σχεσιακών βάσεων δεδομένων. (Berners-Lee et al., 2001). Την πληροφορία στο Σημασιολογικό Ιστό θα μπορούν να την «κατανοήσουν» και να τη διαχειριστούν, όχι μόνο οι άνθρωποι, αλλά και οι μηχανές, γεγονός που αναμένεται να διευκολύνει την ανάκτηση, τη διαχείριση, τον διαμοιρασμό και την ενοποίηση της πληροφορίας του Παγκοσμίου Ιστού. Εικόνα 5. Η μετάβαση από το Syntactic Web (έμφαση στη σύνταξη-παρουσίαση της πληροφορίας) στο Semantic Web (έμφαση στη σημασία) Η βασική ιδέα πίσω από την υλοποίηση του Σημασιολογικού Ιστού είναι η εξής:

21 Οι ιστοσελίδες του Παγκοσμίου Ιστού θα εμπλουτιστούν με δεδομένα (μεταδεδομένα) τα οποία θα «κατανοούν» οι μηχανές και τα οποία θα αφορούν την ουσιαστική και σημαντική πληροφορία (pure data) μιας ιστοσελίδας. Γενικά με τον όρο μεταδεδομένα αναφερόμαστε σε δεδομένα σε σχέση με τα δεδομένα, πληροφορίες σχετικά με τις πληροφορίες. Για παράδειγμα οι πληροφορίες για το Συγγραφέα ενός βιβλίου, η ημερομηνία έκδοσής του, ή η ένταξή του σε κάποια θεματική κατηγορία δεν αποτελούν αυτά κάθε αυτά τα δεδομένα (που είναι το ίδιο το κείμενο του βιβλίου) αλλά μεταδεδομένα, δηλαδή πληροφορίες για τα δεδομένα. Παρακάτω στην εργασία μας αναφερόμαστε αναλυτικότερα στα μεταδεδομένα. Τα μεταδεδομένα αυτά θα συνδέονται μεταξύ τους μέσω της σημασίας τους δημιουργώντας έναν παγκόσμιο, κατανεμημένο ιστό γνώσης. Οι μηχανές θα μπορούν με τη βοήθεια εφαρμογών Τεχνητής Νοημοσύνης να εκμεταλλεύονται αυτόν τον ιστό γνώσης για την αυτόματη παραγωγή πολύτιμων συμπερασμάτων. Ο ρόλος των οντολογιών είναι πολύ σημαντικός στην υλοποίηση των παραπάνω, καθώς οι οντολογίες παρέχουν τα λεξιλόγια και τα σχήματα γνώσης με βάση τα οποία θα καθοριστούν τα μεταδεδομένα αλλά και οι μεταξύ τους σχέσεις. Η χρήση οντολογιών για τον ορισμό των μεταδεδομένων και των σχέσεών τους δίνει δυνατότητες επαναχρησιμοποίησής τους, αλλά και δυνατότητες αυτόματης διερμηνείας τους από διαφορετικές εφαρμογές, το οποίο είναι βασικό ζητούμενο για την επικοινωνία και τον διαμοιρασμό πόρων. Παρακάτω δίνουμε ένα παράδειγμα του ρόλου των οντολογιών στα πλαίσια του Σημασιολογικού Ιστού. Ας υποθέσουμε πως έχουμε την ιστοσελίδα ενός θεραπευτικού κέντρου η οποία περιέχει ενημερωτικό κείμενο και της οποίας των κώδικα (σε HTML) βλέπουμε στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 6). Εικόνα 6. Ο κώδικας πίσω από την ιστοσελίδα ενός κέντρου φυσιοθεραπείας, γραμμένος σε φυσική γλώσσα, απευθύνεται σε ανθρώπους (πηγή: Κώτης, 2007) Καταρχήν, η αναπαράστασης της γνώσης με μορφή κειμένου, δυσκολεύει την επεξεργασία της από μηχανές. Για παράδειγμα, είναι δύσκολο για μια εφαρμογή λογισμικού (πράκτορας) να ξεχωρίσει την γραμματέα από τους θεραπευτές, ή να καθορίσει τις ακριβείς ώρες

22 λειτουργίας του κέντρου, ή να βγάλει συμπεράσματα σχετικά με τη λειτουργία του συνδέσμου State Of Origin games (θα χρειαζόταν να χρησιμοποιηθούν τεχνικές επεξεργασίας φυσικής γλώσσας). Προκειμένου να εντάξουμε τη σελίδα στο σημασιολογικό ιστό θα χρειαστεί να δημιουργήσουμε μεταδεδομένα, που θα αφορούν τις σημαντικές πληροφορίες της, σε κάποια περισσότερο τυπική μορφή αναπαράστασης, όπως για παράδειγμα η παρακάτω ενδεικτική αναπαράσταση σε μορφή XML: <company> <treatmentoffered>physiotherapy</treatmentoffered> <companyname>agilitas Physiotherapy Centre</companyName> <staff> <therapist>lisa Davenport</therapist> <therapist>steve Matthews</therapist> <secretary>kelly Townsend</secretary> </staff> </company> Η παραπάνω αναπαράσταση, περιέχει αποτελεί περιγραφή με τη βοήθεια μεταδεδομένων, των σημαντικών δεδομένων της ιστοσελίδας του θεραπευτικού κέντρου, σε μορφή που θα μπορούσε να επεξεργαστεί μια μηχανή. Για παράδειγμα, μια εφαρμογή λογισμικού θα μπορούσε να επεξεργαστεί τα μεταδεδομένα και να βγάλει πχ το συμπέρασμα πως ο Steve Matthews είναι therapist και η Kelly Townsend είναι secretary, χωρίς ωστόσο να γνωρίζει κάτι για τη σημασία των όρων secretary ή therapist, τις διαφορές ή τις πιθανές σχέσεις μεταξύ τους. Προκειμένου να εντάξουμε τις παραπάνω έννοιες σε κάποιο σημασιολογικό πλαίσιο και να τις συνδέσουμε με τρόπο κατανοητό και από εφαρμογές λογισμικού, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε μία ή περισσότερες οντολογίες που θα περιγράφουν αντίστοιχα πεδία ενδιαφέροντος. Στο παραπάνω παράδειγμα, οι όροι therapist, company, secretary κ.λπ. θα προερχόντουσαν από κάποια οντολογία, ενώ θα οριζόταν (πάλι στα πλαίσια κάποιας οντολογίας) πως πχ ένας therapist είναι κάτι διαφορετικό από έναν secretary, ή ότι για παράδειγμα για να κλείσουμε ραντεβού απευθυνόμαστε στον secretary, ότι ο therapist μας παρέχει κάποιου είδους θεραπεία, πως ένας physiotherapist είναι επίσης κάποιου είδους therapist κλπ Οντολογίες και Εκπαίδευση- Επισκόπηση πεδίου Τα τελευταία χρόνια γίνονται πολλές έρευνες οι οποίες δείχνουν πως οι Οντολογίες και οι τεχνολογίες βασισμένες σε οντολογίες, βρίσκουν ευρεία εφαρμογή στην εκπαίδευση και αποτελούν έναν από τους πιο σημαντικούς τομείς έρευνας της εκπαιδευτικής τεχνολογίας. Οι οντολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ποικίλους τρόπους στην εκπαίδευση. Μια ενδεικτική καταγραφή και ταξινόμηση των χρήσεων των οντολογιών στην εκπαίδευση είναι αυτοί των Dicheva et al. (2006), οι οποίοι δημιούργησαν μια οντολογία για τις οντολογίες στην εκπαίδευση. Σύμφωνα με αυτούς, οι οντολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα πλαίσια της εκπαίδευσης και από τεχνολογική σκοπιά (technological perspective), για οργάνωση γνώσης (knowledge organization), για αυτόματο συμπερασμό (inference), για σχεδιασμό (planning), για οπτικοποίηση πληροφορίας (information visualization), για

23 πλοήγηση στην πληροφορία (navigation), για απάντηση ερωτημάτων (querying), για την σημασιολογική επισημείωση μαθησιακών αντικειμένων, εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων και γενικότερα ψηφιακών μαθησιακών πόρων, για διαμοιρασμό γνώσης, για επαναχρησιμοποίηση γνώσης και διαλειτουργικότητα. Επίσης, από τη σκοπιά των εφαρμογών (application perspective), οι οντολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως γνωστικά εργαλεία για την οικοδόμηση, εξωτερίκευση, επικοινωνία και την αξιολόγηση γνώσης και μπορούν να περιγράψουν γνώση σε σχέση με θεματική περιοχή, εκπαιδευτική/παιδαγωγική γνώση ή γνώση σε σχέση με την αρχιτεκτονική εκπαιδευτικού συστήματος. Παρακάτω αναφέρουμε παραδείγματα οντολογιών που έχουν δημιουργηθεί για χρήση σε σύγχρονες εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης, τα οποία χωρίζουμε σε πέντε κατηγορίες: α) οντολογίες για την περιγραφή γνωστικού πεδίου, β)οντολογίες για την περιγραφή ικανοτήτων των εκπαιδευομένων και μαθησιακών στόχων, γ) οντολογίες για την περιγραφή μαθησιακών διαδικασιών (διδακτικών σεναρίων, διδακτικών ενοτήτων, διδακτικών μονοπατιών, δραστηριοτήτων κ.λπ.), δ) οντολογίες για την περιγραφή συστημάτων διαχείρισης μάθησης LMS και ε) οντολογίες για την περιγραφή μαθησιακών αντικειμένων. Στις περισσότερες από τις οντοκεντρικές εφαρμογές στις οποίες αναφέρονται παρακάτω (CADDIE, IWT, LUISA, TELOS, AquaRing κ.λπ.) χρησιμοποιείται συνδυασμός από οντολογίες των πέντε κατηγοριών που αναφέραμε Οντολογίες για την περιγραφή γνωστικού πεδίου Σύμφωνα με τους Davies et al. (2003), το γνωστικό πεδίο σε μια εφαρμογή ηλεκτρονικής μάθησης ή διαχείρισης γνώσης θα μπορούσε να αναπαρασταθεί με πολλούς τρόπους: λεξικά, θησαυρούς, περιλήψεις, καταλόγους βιβλιοθήκης, ευρετήρια μεταδεδομένων, γράφους, οντολογίες κλπ. όμως από όλα τα παραπάνω η οντολογία είναι η πιο κατάλληλη δομή για να περιγράψει το πλούσιο δίκτυο από σχέσεις ανάμεσα στις έννοιες του πεδίου. Οι οντολογίες περιγραφής πεδίου (educational domain knowledge ontologies), στο πλαίσιο της εκπαίδευσης, όπως φαίνεται και από τα ενδεικτικά παραδείγματα οντολογιών περιγραφής πεδίου που αναφέρουμε παρακάτω, συνήθως χρησιμοποιούνται για σημασιολογική επισημείωση (semantic annotation) μαθησιακών αντικειμένων, εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων και γενικότερα ψηφιακών μαθησιακών πόρων. Η σημασιολογική επισημείωση δημιουργεί ένα κοινό πλαίσιο αναφοράς που διευκολύνει τη σύγκριση, και επομένως και το διαμοιρασμό, μαθησιακών πόρων που προέρχονται από διαφορετικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, μπορούν να συγκριθούν μαθήματα, διδακτικές ενότητες, μαθησιακό υλικό ή ακόμα και διαφορετικά προγράμματα σπουδών με βάση το γνωστικό αντικείμενο που αφορούν, εφόσον έχει γίνει η επισημείωση με βάση κοινές οντολογίες γνωστικού πεδίου. Επίσης, η επισημείωση μαθησιακών πόρων με τη βοήθεια εννοιών που προέρχονται από οντολογίες, συμβάλει στην ακρίβεια των αποτελεσμάτων αναζήτησης σε βάσεις γνώσεις, καθώς οι οντολογίες παρέχουν ελεγχόμενα λεξιλόγια για τις έννοιες με βάση τις οποίες γίνεται η αναζήτηση και έτσι τα αποτελέσματα της αναζήτησης δεν εξαρτώνται από τον τρόπο που γράφτηκε η έννοια αλλά από την ίδια έννοια. Παρακάτω στην εργασία μας, θα έχουμε τη δυνατότητα να δούμε στην πράξη τα οφέλη από τη χρήση οντολογιών περιγραφής πεδίου για την επισημείωση μαθησιακών πόρων. Οι οντολογίες περιγραφής πεδίου μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για οργάνωση γνώσης (knowledge organization), για αυτόματο συμπερασμό (inference), για οπτικοποίηση πληροφορίας (information visualization), για πλοήγηση στην πληροφορία (navigation), για απάντηση ερωτημάτων (querying) σχετικά με το πεδίο κ.α. Έχουν αναπτυχθεί πληθώρα οντολογιών περιγραφής γνωστικού πεδίου, όπως αυτές που αναφέρουν σε εργασίες τους ερευνητές όπως οι Sosnovsky & Gavrilova (2006), οι Bianchi

24 et al. (2009), οι Grandbastien & Huyinh Kim Bang (2008), οι Adorni et al. (2010), ο Paquette (2007), o Van Assche (2007), κ.α. Πιο συγκεκριμένα, οι Sosnovsky & Gavrilova (2006), δημιούργησαν μια οντολογία για την περιγραφή του γνωστικού πεδίου της γλώσσα προγραμματισμού C, για χρήση στα πλαίσια διδασκαλίας μαθημάτων προγραμματισμού σε φοιτητές. Αυτή η οντολογία χρησιμοποιείται με πολλαπλούς τρόπους: ως νοητικό εργαλείο που βοηθάει τους καθηγητές να οργανώσουν περισσότερο ευέλικτα τα μαθήματά τους, ως πλαίσιο επικοινωνίας μεταξύ διαφορετικών εφαρμογών λογισμικού (του πανεπιστημίου ή και από εξωτερικούς κατασκευαστές) που παρέχουν υπηρεσίες σχετικές με τη διδασκαλία των μαθημάτων, αλλά και ως μια διεπαφή οπτικής πλοήγησης στα μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν το συγκεκριμένο γνωστικό πεδίο (οπτικοποίηση και πλοήγηση στο πεδίο). Οι Bianchi et al. (2009), αναφέρονται στο AquaRing project, ένα ευρωπαϊκό πρόγραμμα που δημιουργήθηκε με στόχο να διευκολύνει την πρόσβαση και τη χρήση (και για εκπαιδευτικούς σκοπούς) ενός πολύ μεγάλου όγκου διαθέσιμων πόρων που αφορούν τα υδάτινα περιβάλλοντα και οι οποίοι πόροι διατίθενται μέσω πολλών διαφορετικών εφαρμογών. Για την υλοποίηση του project, επτά οντολογίες πεδίου, που καλύπτουν διαφορετικές πτυχές των υδάτινων περιβαλλόντων, χρησιμοποιούνται για την σημασιολογική επισημείωση του σχετικού εκπαιδευτικού υλικού. Στο ερευνητικό project IWT (Adorni et al., 2010), επίσης χρησιμοποιείται μια οντολογία γνωστικού πεδίου για την επισημείωση των μαθησιακών αντικειμένων ως προς το γνωστικό αντικείμενο που αφορούν. Στην συγκεκριμένη οντολογία, υπάρχουν σχέσεις μεταξύ των εννοιών του πεδίου όπως οι Has Part, Is Required By, Suggested Order, οι οποίες χρησιμοποιούνται για να εκφράσουν την ιεραρχία μεταξύ των εννοιών ή λειτουργούν ως περιορισμοί για τη σειρά εκμάθησής τους. Επίσης ερευνητές όπως οι GrandBastien & Huyinh Kim Bang (2008), ο Paquette (2007) και o Van Assche (2007), αναφέρονται σε συστήματα όπου αξιοποιούνται οντολογίες πεδίου για την επισημείωση μαθησιακών πόρων (μαθησιακών αντικειμένων, μαθησιακών στόχων, δραστηριοτήτων κ.λπ.). Σε κάποιες εφαρμογές οι οντολογίες έχουν μικρή λεπτομέρεια και σε άλλες περισσότερη, σε άλλες υπάρχει προσανατολισμός στην εκπαιδευτική χρήση και σε άλλες όχι Οντολογίες για την περιγραφή ικανοτήτων των εκπαιδευομένων και μαθησιακών στόχων Η έννοια της ικανότητας είναι πολύ σημαντική στα πλαίσια κάθε μαθησιακής διαδικασίας, καθώς με βάση τις ικανότητες των εκπαιδευομένων (τις τρέχουσες και τις επιθυμητές) επιλέγονται, οι διδακτικές μεθοδολογίες, τα μαθησιακά μονοπάτια, οι μαθησιακές δραστηριότητες και το εκπαιδευτικό υλικό που θα χρησιμοποιηθούν. Σύμφωνα με τον Κόμη (2009), η έννοια της ικανότητας (competence) ορίζεται ως το εκτεταμένο σύνολο γνώσεων, δεξιοτήτων, στάσεων και αξιών που διαθέτει κάποιος στο γνωστικό, νοητικό και αξιακό του δυναμικό, τις οποίες θέτει σε λειτουργία και χρησιμοποιεί κατά περίσταση για να αντιμετωπίσει συγκεκριμένες καταστάσεις και να διεξάγει συγκεκριμένες δραστηριότητες με επιτυχία. Τα τελευταία χρόνια, οι προσεγγίσεις που βασίζονται στην έννοια της Ικανότητας κερδίζουν συνεχώς έδαφος, τόσο στην εκπαίδευση όσο και στην ανάπτυξη του ανθρώπινου δυναμικού γενικότερα. Αυτό αντανακλάται στα προγράμματα σπουδών, τα οποία γίνονται στοχοκεντρικά (εστιάζουν στις γνώσεις, στάσεις και δεξιότητες που είναι επιθυμητό να αποκτήσουν οι εκπαιδευόμενοι μετά το πέρας της μαθησιακής διαδικασίας και όχι τόσο στην ύλη που διδάσκεται) και αλλά και σε κάθε μαθησιακή πρακτική, είτε αφορά τη συμβατική

25 είτε την ηλεκτρονική μάθηση. Σύμφωνα με ερευνητές όπως οι Schmidt & Kunzmann (Schmidt & Kunzmann, 2006; Schmidt & Kunzmann, 2007), Paquette (2007), Sicilia (2005), Knight et. al. (2006) κ.α., η μοντελοποίηση των ικανοτήτων (Competence Modeling) θεωρείται πλέον απαραίτητη για κάθε είδους Παιδαγωγικό Σχεδιασμό στα πλαίσια εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης. Η μοντελοποίηση των ικανοτήτων γίνεται κυρίως με τη βοήθεια οντολογιών. Σύμφωνα με τον Sicilia (2005), οι οντολογίες υπερτερούν σημαντικά σε σχέση με άλλες μορφές αναπαράστασης της γνώσης, τόσο από άποψη των δυνατοτήτων που δίνουν για λεπτομερή έκφραση ενός πεδίου γνώσης όσο και σε σχέση με τις δυνατότητες διαχείρισης της παραγόμενης περιγραφής της γνώσης, από έξυπνα συστήματα λογισμικού. Διάφοροι ερευνητές όπως οι Sicilia (2005), Paquette (2007), Van Assche (2007) κ.α. έχουν προτείνει οντολογίες για την μοντελοποίηση ικανοτήτων. Σε αυτές τις οντολογίες επιχειρείται η αναπαράσταση των ικανοτήτων διδακτικών στόχων σε τυπική γλώσσα έτσι ώστε να μπορεί να επιτευχθεί η αποτελεσματική και επαρκής διαχείριση (αναζήτηση, ταίριασμα, ανάλυση) τους σε εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης. Οι οντολογίες ικανοτήτων και μαθησιακών στόχων και η ενσωμάτωση της συνιστώσας της ικανότητας σε συστήματα ηλεκτρονικής μάθησης, δίνει δυνατότητες διαμοιρασμού και επαναχρησιμοποίησης των μαθησιακών στόχων αλλά και δυνατότητες όπως η σύνδεση και διαχείριση ικανοτήτων και μαθησιακών στόχων σε συνάρτηση με το εκπαιδευτικό υλικό (μαθησιακά αντικείμενα) και με έννοιες του πεδίου, όπως θα δούμε και σε παρακάτω κεφάλαια, στα πλαίσια της εργασίας μας και όπως αναφέρεται στις εργασίες των Van Assche (2007), Schmidt & Kunzmann (2007) κ.λπ. Επίσης, δίνει δυνατότητες διατήρησης προφίλ για τους εκπαιδευόμενους, στο οποίο αποθηκεύονται οι τρέχουσες ικανότητές τους, για παροχή προσωποποιημένων υπηρεσιών. Για παράδειγμα, με βάση τις τρέχουσες και τις επιθυμητές ικανότητες μπορεί να υπολογίζεται το γνωστικό κενό κάθε εκπαιδευομένου και να προτείνεται στον εκπαιδευόμενο κατάλληλο εκπαιδευτικό υλικό για την κάλυψη αυτού του κενού (Paquette, 2007; GrandBastien & Huyinh Kim Bang, 2008; Sicilia, 2005 κ.α.). Επίσης, μια ακόμα δυνατότητα, που επισημαίνει ο Van Assche (2007), είναι αυτή της σύγκρισης μαθησιακών στόχων (επιθυμητές ικανότητες) από διαφορετικά προγράμματα σπουδών για να διαμοιραστεί και να επαναχρησιμοποιηθεί υλικό που σχετίζεται με συγκεκριμένους στόχους. Παρακάτω, στο κεφάλαιο που αφορά την οντολογία ικανοτήτων που δημιουργήσαμε, παρουσιάζουμε αναλυτικά διαθέσιμες προσεγγίσεις μοντελοποίησης της έννοιας της ικανότητας Οντολογίες για την περιγραφή μαθησιακών διαδικασιών Εκτός από τη μοντελοποίηση περιοχών γνώσης και της έννοιας της ικανότητας των εκπαιδευομένων και των μαθησιακών στόχων, οι οντολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή μαθησιακών διαδικασιών όπως οι εκπαιδευτικές δραστηριότητες, τα διδακτικά σενάρια, οι διδακτικές ενότητες, τα διδακτικά μονοπάτια κλπ. Τέτοιες οντολογίες βασίζονται συνήθως σε κοινά αποδεκτά πρότυπα μαθησιακού σχεδιασμού και χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τις με τυπικό τρόπο τις βασικές συνιστώσες κάποιας μαθησιακής διαδικασίας με στόχο την υποστήριξη συστημάτων διαχείρισης μάθησης, την προώθηση του διαμοιρασμού και της επαναχρησιμοποίησής τους από εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης, την αυτόματη ή ημιαυτόματη παραγωγή των μαθησιακών διαδικασιών με βάση τις δεδομένες συνιστώσες, κ.α. Για παράδειγμα οι Rius et al. (2008), προτείνουν τη χρήση οντολογίας για τη μοντελοποίηση μαθησιακών σεναρίων, αποσκοπώντας (ανάμεσα στα άλλα) στη δημιουργία ενός πλαισίου για την τυπική περιγραφή των μαθησιακών σεναρίων που θα υποστηρίζει την αυτόματη ή ημιαυτόματη παραγωγή, την επικύρωση (validation) και την προσωποποίηση μαθησιακών

26 σεναρίων, που θα εγγυάται την συνεπή λειτουργία των συστημάτων διαχείρισης μάθησης (LMSs ), αλλά και την επικοινωνία και τον διαμοιρασμό πόρων (μαθησιακών σεναρίων) μεταξύ διαφορετικών τέτοιων συστημάτων. Στην οντολογία αυτή η έννοια του μαθησιακού σεναρίου εξετάζεται σε συνάρτηση με το σύστημα διαχείρισης μάθησης μέσα από το οποίο πραγματοποιείται. Οι Mizoguchi, Sinitsa, & Ikeda (1996) προτείνουν μια οντολογία περιγραφής κάθε είδους εργασίας μαθησιακού χαρακτήρα (learning task) για χρήση σε έξυπνα εκπαιδευτικά συστήματα. Επίσης, οι Amorim et al. (2006), προτείνουν μια οντολογία περιγραφής μαθησιακών διαδικασιών στα πλαίσια μιας διδακτικής ενότητας, η οποία βασίζεται στο πρότυπο μαθησιακού σχεδιασμού IMS LD, ενώ οι Knight et al. (2010) προτείνουν ένα πλαίσιο βασισμένο σε οντολογίες, το οποίο συνδέει μαθησιακά σχέδια (learning designs) με μαθησιακούς πόρους. Τέλος, οι Barros et. al. (2002) αναφέρονται σε μια οντολογία συνεργατικών μαθησιακών σεναρίων Οντολογίες για την περιγραφή συστημάτων διαχείρισης μάθησης Εκτός από τις κατηγορίες οντολογιών που αναφέρθηκαν παραπάνω, έχουν δημιουργηθεί οντολογίες που περιγράφουν τις βασικές συνιστώσες Συστημάτων Διαχείρισης Μάθησης (LMS) με στόχο την ύπαρξη πλαισίου επικοινωνίας, την διαλειτουργικότητα και την επαναχρησιμοποίηση πόρων μεταξύ εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης. Παραδείγματα τέτοιων οντολογιών έχουν προτείνει ερευνητές όπως ο Srimathi (2010) και οι Heiyanthuduwage, S.R. & Karunaratne (2006). H οντολογία που προτείνει ο Srimathi, αναφέρεται σε ένα σύστημα που συνδυάζει τεχνολογίες Σημασιολογικού Ιστού, Μαθησιακά Αντικείμενα και Αρχές Μαθησιακού Σχεδιασμού, για την παροχή προσωποποιημένων υπηρεσιών. Πιο συγκεκριμένα η σειρά παρουσίασης και η πλοήγηση στα μαθησιακά αντικείμενα καθορίζεται δυναμικά με βάση το προφίλ του εκπαιδευόμενου. Ο έλεγχος της ροής της μαθησιακής διαδικασίας υλοποιείται με βάση το πρότυπο SCORM. Οι Heiyanthuduwage, S.R. και Karunaratne προτείνουν μια οντολογία για την περιγραφή ενός συστήματος διαχείρισης μάθησης που επίσης ενσωματώνει δυνατότητες παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών με βάση τα μαθησιακά αντικείμενα και το προφίλ χρήστη. Κάποιες από τις κλάσεις της οντολογίας (και συνιστώσες του Συστήματος Διαχείρισης Μάθησης) είναι οι κλάσεις Learner, Teacher, Author, Course, User Profile, UserPreference, Topic, Study Material κλπ Οντολογίες εκπαιδευτικών μεταδεδομένων Οι οντολογίες εκπαιδευτικών μεταδεδομένων, βασίζονται συνήθως σε κοινά αποδεκτά πρότυπα και χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν με τη μορφή οντολογίας τα εκπαιδευτικά μεταδεδομένα, με στόχο την αποδοτικότερη διαχείριση και ανάκληση του περιεχομένου (βάση των περιγραφών του περιεχομένου και όχι του ίδιου του περιεχομένου αλλά και αξιοποιώντας τους σημασιολογικούς συσχετισμούς μεταξύ των μεταδεδομένων). Επίσης, τέτοιες οντολογίες δημιουργούνται και αξιοποιούνται με στόχο τη διαλειτουργικότητα και διαμοιρασμό μαθησιακών πόρων μεταξύ εφαρμογών (με βάση συμφωνίες πάνω στις χρησιμοποιούμενες περιγραφές των πόρων). Τα μεταδεδομένα, όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενη ενότητα, είναι δεδομένα που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή άλλων δεδομένων και έχουν αναπτυχθεί διάφορα πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων, για την περιγραφή πόρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μαθησιακή διαδικασία. Παρακάτω στην εργασία μας, στο κεφάλαιο

27 που αναφέρεται στην οντολογία Μαθησιακών Αντικειμένων που δημιουργήσαμε, αναφερόμαστε αναλυτικότερα στα Εκπαιδευτικά Μεταδεδομένα και τα Πρότυπα Εκπαιδευτικών Δεδομένων. Παραδείγματα οντολογιών εκπαιδευτικών μεταδεδομένων είναι αυτά που αναφέρουν οι Bianchi et al. (2009), οι Koutsomitropoulos et al. (2009) και οι Koutsomitropoulos et al. (2010). H οντολογία εκπαιδευτικών μεταδεδομένων που προτείνουν οι Bianchi et al. (την ονομάζουν Εκπαιδευτική Οντολογία), δημιουργήθηκε για τις ανάγκες του project Aquaring, ένα ευρωπαϊκό πρόγραμμα με στόχο να διευκολύνει την πρόσβαση και τη χρήση (και για εκπαιδευτικούς σκοπούς) ενός πολύ μεγάλου όγκου διαθέσιμων πόρων που αφορούν τα υδάτινα περιβάλλοντα, οι οποίοι πόροι διατίθενται μέσω πολλών διαφορετικών εφαρμογών. Η οντολογία αυτή χρησιμοποιήθηκε για τον εμπλουτισμό της περιγραφής, από εκπαιδευτική σκοπιά, των διαθέσιμων, στη βάση γνώσης του συστήματος Aquaring, πόρων. Η οντολογία έχει ως κεντρική έννοια την έννοια Resource και περιέχει πέντε κλάσεις (Context, Objective, Resource, Resource_Feature και User). Η κλάση Resource_Feature έχει ως στιγμιότυπα τα βασικά εκπαιδευτικά χαρακτηριστικά κάποιου Resource. Τα εκπαιδευτικά μεταδεδομένα που περιέχονται σε αυτήν την οντολογία προέκυψαν μετά από διερεύνηση των αναγκών των χρηστών του συστήματος AquaRing, σε συνδυασμό με διαθέσιμα πρότυπα μεταδεδομένων, πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων και προφίλ εφαρμογών (ουσιαστικά τα μεταδεδομένα της οντολογίας συμπληρώνουν αυτά που προτείνονται από τα διαθέσιμα πρότυπα μεταδεδομένων). Οι Koutsomitropoulos et al., στα Koutsomitropoulos et al. (2009) και Koutsomitropoulos et al. (2010), αναφέρονται σε δυο οντολογίες εκπαιδευτικών μεταδεδομένων, οι οποίες δημιουργήθηκαν στα πλαίσια μιας εφαρμογής αποθετηρίου ψηφιακών μαθησιακών πόρων. Η μια συνιστά περιγραφή, με τη βοήθεια οντολογίας, μιας εξειδικευμένης, σύμφωνα με τις ανάγκες της εφαρμογής, εκδοχής (Profile application) του προτύπου μεταδεδομένων Dublin Core, το οποίο είναι το πρότυπο που χρησιμοποιείται για την περιγραφή των πόρων του αποθετηρίου. Επίσης, οι Koutsomitropoulos et al. (2010), δημιούργησαν μια ακόμη οντολογία (LOM Ontology) που περιλαμβάνει μεταδεδομένα του προτύπου Εκπαιδευτικών Μεταδεδομένων ΙΕΕΕ LOM που δεν υπάρχουν στο πρότυπο μεταδεδομένων Dublin Core και στοχεύει στην επέκταση των δυνατοτήτων σημασιολογικής περιγραφής των μαθησιακών πόρων στα πλαίσια της παραπάνω εφαρμογής. Και οι δύο οντολογίες δημιουργήθηκαν με στόχο την εκμετάλλευση των σημασιολογικών σχέσεων μεταξύ των μεταδεδομένων για την αποτελεσματικότερη διαχείριση μαθησιακών πόρων στα πλαίσια της συγκεκριμένης εφαρμογής.

28 3. Η οντοκεντρική μας εφαρμογή Η εργασία μας αφορά στη δημιουργία μιας οντοκεντρικής εκπαιδευτικής εφαρμογής η οποία στηρίζεται σε τρεις επιμέρους οντολογίες: μια που αφορά την περιγραφή συγκεκριμένου πεδίου γνώσης (Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης), μια οντολογία για τη μοντελοποίηση των μαθησιακών στόχων ως επιθυμητών ικανοτήτων που θέλουμε να αποκτήσουν οι εκπαιδευόμενοι, και μια για την περιγραφή μαθησιακών αντικειμένων. Τις τρεις επιμέρους οντολογίες τις συνδέουμε σε μια τέταρτη συνδυαστική οντολογία Ζητούμενα εφαρμογής Ζητούμενα της εφαρμογής που δημιουργήσαμε είναι η διαχείριση μαθησιακού υλικού και μαθησιακών στόχων σχετικών με το αντικείμενο της ΑΑ, μέσα από μια εφαρμογή ηλεκτρονικής μάθησης, που θα δίνει δυνατότητες παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών, δυνατότητες διαμοιρασμού και επαναχρησιμοποίησης πόρων, καθώς και δυνατότητες επέκτασης σε άλλα γνωστικά πεδία χωρίς μεγάλο κόστος. Βασίζουμε την αρχιτεκτονική της εφαρμογής μας στη βασική παραδοχή ότι κάθε μαθησιακή διαδικασία αφορά σε κάποιο γνωστικό πεδίο/πεδία βασίζεται σε μαθησιακούς στόχους χρησιμοποιεί εκπαιδευτικό υλικό και ενσωματώνουμε σε αυτήν τις παραπάνω συνιστώσες. Με γνώμονα τον διαμοιρασμό και την επαναχρησιμοποίηση μαθησιακών πόρων, χρησιμοποιήσαμε οντολογίες και καθιερωμένα πρότυπα για την περιγραφή των παραπάνω τριών συνιστωσών της μαθησιακής διαδικασίας. Επίσης υιοθετούμε την έννοια των μαθησιακών αντικειμένων, ως μορφή οργάνωσης του μαθησιακού υλικού. Τα μαθησιακά αντικείμενα, αποτελούν αυτόνομες μονάδες μαθησιακών πόρων, οι οποίες χαρακτηρίζονται από δυνατότητες επαναχρησιμοποίησης σε πολλαπλά πλαίσια και προσδίδουν στην εφαρμογή δυνατότητες προσωποποίησης της εκπαιδευτικής εμπειρίας. Τέλος, η ενσωμάτωση της έννοιας των ικανοτήτων στην εφαρμογή μας προσθέτει (όπως είδαμε σε προηγούμενο σημείο της εργασίας) δυνατότητες παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών Μεθοδολογία που ακολουθήσαμε Για να δημιουργήσουμε την εφαρμογή μας, αρχικά περιγράψαμε, χρησιμοποιώντας οντολογίες, τους μαθησιακούς στόχους και το εκπαιδευτικό υλικό (μαθησιακά αντικείμενα) αλλά και συγκεκριμένο γνωστικό πεδίο αυτό των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, φτιάχνοντας έτσι τρεις οντολογίες: Οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης Οντολογία Ικανοτήτων-Μαθησιακών στόχων Οντολογία Μαθησιακών Αντικειμένων Στη συνέχεια συνδέσαμε τις επιμέρους οντολογίες μεταξύ τους (με τη βοήθεια μιας τέταρτης συνδυαστικής οντολογίας) δημιουργώντας την οντοκεντρική μας εφαρμογή. Τέλος δοκιμάσαμε την εφαρμογή.

29 3.3. Εργαλείο δημιουργίας οντολογιών και δοκιμής της οντοκεντρικής εφαρμογής Τόσο η κατασκευή των Οντολογιών μας, όσο και η δοκιμαστική χρήση της εφαρμογής μας γίνεται μέσα από το περιβάλλον του Protégé, που αποτελεί ιδιαίτερα διαδεδομένο εργαλείο/πλατφόρμα δημιουργίας οντολογιών και διαχείρισης γνώσης. Πρόκειται για ένα ανοιχτού κώδικα λογισμικό που περιλαμβάνει προηγμένη διεπαφή χρήστη και ευρεία λειτουργικότητα η οποία είναι δυνατό να επεκταθεί μέσω πληθώρας προσθέτων (plug-ins). Εικόνα 7. Το περιβάλλον της πλατφόρμας Protégé, έκδοση Δημιουργία νέας κλάσης Εικόνα 8. Το περιβάλλον της πλατφόρμας Protégé, έκδοση Δημιουργία νέας ιδιότητας

30 Εικόνα 9. Το περιβάλλον της πλατφόρμας Protégé, έκδοση Το πρόσθετο OWLViz για οπτικοποίηση της ιεραρχίας των κλάσεων της οντολογίας Εικόνα 10. Το περιβάλλον της πλατφόρμας Protégé, έκδοση 4.0 Ερωτήματα στην οντολογία Περισσότερες πληροφορίες, τεκμηρίωση αλλά και βοηθητικό υλικό για το Protégé μπορεί να βρει κάποιος στον ιστότοπο Χρησιμοποιούμενη γλώσσα αναπαράστασης οντολογιών Η γλώσσα που επιλέξαμε για αναπαράσταση των οντολογιών της εφαρμογής μας είναι η OWL, η οποία αποτελεί γλώσσα αναπαράστασης Οντολογιών Παγκοσμίου Ιστού (Web Ontology Language) και έχει δημιουργηθεί ως μέρος των εργαλείων που συμβάλουν στη δημιουργία του αποκαλούμενου Σημασιολογικού Ιστού (αποτελεί σύσταση του 3W Consortium). Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιούμε την έκδοση OWL DL της γλώσσας OWL(και όχι τις εκδόσεις LITE ή FULL) καθώς παρέχει τη μεγαλύτερη εκφραστικότητα, ενώ ταυτόχρονα εξασφαλίζει ότι όλα τα συμπεράσματα θα είναι υπολογίσιμα (computational completeness) αλλά και ότι οι υπολογισμοί θα τελειώσουν σε πεπερασμένο χρόνο (decidability) (Bechhofer et al., 2004). Περισσότερες πληροφορίες, τεκμηρίωση αλλά και βοηθητικό υλικό για τη γλώσσα OWL μπορεί να βρει κάποιος στον ιστότοπο του 3W Consortium. Επίσης, οι Horridge et al. (2004) προτείνουν έναν πρακτικό οδηγό δημιουργίας οντολογιών σε γλώσσα OWL, στο περιβάλλον του Protégé. Παρακάτω παρουσιάζουμε τις επιμέρους οντολογίες και τον τρόπο που τις συνδυάζουμε σε μια ενιαία εφαρμογή.

31 4. Οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης Η πρώτη οντολογία αφορά το γνωστικό πεδίο της Αντικειμενοστρεφούς Ανάλυσης και συγκεκριμένα αναφέρεται στα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Αρχικά, δημιουργήσαμε μια αρχική έκδοση της οντολογίας μας, την οποία στη συνέχεια βελτιώσαμε συνεργατικά, με τη βοήθεια ειδικών του πεδίου. Στο τελικό στάδιο της εργασίας μας χρησιμοποιήσαμε αυτήν την οντολογία στα πλαίσια μιας συνδυαστικής οντολογίας ή οποία μας επιτρέπει να διαχειριζόμαστε μαθησιακά αντικείμενα σχετικά με τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Η μεθοδολογία που ακολουθήσαμε αποτελεί συνδυασμό δραστηριοτήτων από υπάρχουσες μεθοδολογίες στην κατασκευή οντολογιών, πιο συγκεκριμένα αυτές των Uschold & King (Uschold & King, 1995) και Holsapple & Joshi (Holsapple & Joshi, 2002). Περιλαμβάνει τέσσερα στάδια: α) Προετοιμασία β) Κατασκευή αρχικής οντολογίας γ) Επαναληπτική βελτίωση δ) Εφαρμογή Στο πρώτο στάδιο ορίζεται ο σκοπός για τον όποιο κατασκευάζεται η οντολογία, το γνωστικό πεδίο στο οποίο αναφέρεται, οι αναμενόμενοι χρήστες αλλά και τα κριτήρια που θα χρησιμοποιηθούν για τη σχεδίαση και μετέπειτα την αξιολόγηση της. Στο δεύτερο στάδιο κατασκευάζεται μια αρχική οντολογία. Στο τρίτο στάδιο η αρχική οντολογία αξιολογείται και βελτιώνεται τη συνδρομή ειδικών του πεδίου. Το τέταρτο στάδιο αφορά την εφαρμογή της οντολογίας και την ενδεχόμενη περαιτέρω βελτίωσή της Προετοιμασία Αρχικά ορίσαμε το σκοπό για τον όποιο κατασκευάζεται η οντολογία, το γνωστικό πεδίο στο οποίο αναφέρεται, τους αναμενόμενους χρήστες αλλά και τα κριτήρια με τα οποία θα αξιολογηθεί η οντολογία. Χρήση: Η οντολογία αυτή κατασκευάζεται με σκοπό να παρέχει τις βασικές έννοιες του γνωστικού πεδίου, ιδιότητες και περιορισμούς των εννοιών, καθώς και τους μεταξύ τους συσχετισμούς. Η οντολογία θα χρησιμοποιηθεί για την κατάταξη και ανάκληση εκπαιδευτικού υλικού και μαθησιακών πόρων. Επίσης η οντολογία θα απαντά σε βασικά ερωτήματα σε σχέση με το γνωστικό πεδίο. Πεδίο γνώσης καλύπτει η οντολογία: Βασικές έννοιες Αντικειμενοστρεφούς Ανάλυσης και πιο συγκεκριμένα τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης Χρήστες οντολογίας: Η οντολογία αναμένεται να χρησιμοποιηθεί άμεσα από σχεδιαστές συστημάτων και εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης και έμμεσα από εκπαιδευόμενους και εκπαιδευτικούς, οι οποίοι θα χρησιμοποιούν τις εφαρμογές αυτές. Κριτήρια αξιολόγησης: Ακρίβεια, πληρότητα και συνέπεια σε σχέση με το πεδίο που περιγράφεται, και δεδομένης της επικείμενης εκπαιδευτικής χρήσης. Επίσης θα αξιολογήσουμε την οντολογία με τη βοήθεια ερωτημάτων επάρκειας. Α)Το κριτήριο της πληρότητας αναφέρεται στις έννοιες που περιλαμβάνονται στην οντολογία. Έχουν συμπεριληφθεί όλο οι σημαντικοί όροι του πεδίου;

32 Β)Το κριτήριο της ακρίβειας αναφέρεται στην ορολογία που χρησιμοποιείται για τις έννοιες όσο και για τις σχέσεις μεταξύ τους. Ορίζονται με ακρίβεια οι σχέσεις; Είναι ακριβής η ορολογία; Γ)Το κριτήριο της συνέπειας σε σχέση με το πεδίο και την δεδομένη επικείμενη χρήση που είναι σε εκπαιδευτικά πλαίσια αναφέρεται στο αν έχουν συμπεριληφθεί οι έννοιες και οι σχέσεις μεταξύ τους, που είναι σημαντικές για τη διδασκαλία του συγκεκριμένου πεδίου. Δ)Ερωτήσεις επάρκειας: Παραθέτουμε κάποιες από τις ερωτήσεις οι οποίες θεωρούμε πως πρέπει να μπορεί να απαντά η οντολογία, και οι οποίες θα μας βοηθήσουν να καθορίσουμε τις έννοιες της οντολογίας αλλά και να την αξιολογήσουμε. 1. Ποια είναι τα στοιχεία ενός οποιουδήποτε Διαγράμματος Περιπτώσεων Χρήσης; 2. Τι είδους σχέσεις μπορεί κανείς να συναντήσει σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης; 3. Ποιες κατηγορίες χειριστών υπάρχουν σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης; 4. Που χρησιμοποιούνται τα Διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης; 5. Που χρησιμοποιούνται οι περιπτώσεις χρήσεις; 6. Τι τύπου σχέσεις μπορεί να έχουν δυο περιπτώσεις χρήσης σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης; 7. Τι τύπου σχέσεις μπορεί να έχουν δυο χειριστές σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης; 8. Τι τύπου σχέσεις μπορεί να έχουν μια περίπτωση χρήσης και ένας χειριστής σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης; 9. Σε ποιες περιπτώσεις χρήσης αναλύονται οι λειτουργικές απαιτήσεις ενός συγκεκριμένου συστήματος λογισμικού; 10. Με ποιες περιπτώσεις συνδέεται κάποιος συγκεκριμένος χειριστής; 11. Με ποιους χειριστές συνδέεται μια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης; 12. Σε ποιες περιπτώσεις χρήσης επεκτείνεται μια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης; 13. Ποιες περιπτώσεις χρήσης περιλαμβάνει μια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης; 14. Σε ποιες περιπτώσεις χρήσης εξειδικεύεται μια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης; 15. Ποια περίπτωση χρήσης αποτελεί τη γενίκευση μιας συγκεκριμένης περίπτωση χρήσης; 16. Ποιοι είναι οι χειριστές ενός συγκεκριμένου συστήματος λογισμικού; 17. Σε ποιο σε ποιο σύστημα αναφέρεται κάποια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης; 18. Σε ποιο σύστημα αναφέρεται κάποιο συγκεκριμένο διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης; 19. Ποιες περιπτώσεις χρήσεις και ποιους χειριστές περιλαμβάνει ένα συγκεκριμένο διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης; 20. Ποιοι χειριστές αποτελούν την εξειδίκευση κάποιου συγκεκριμένου χειριστή; 21. Ποιοι χειριστές αποτελούν την γενίκευση κάποιου συγκεκριμένου χειριστή; 22. Ποια είναι τα σημεία επέκτασης μιας περίπτωσης χρήσης; 23. Ποιος είναι ο πρωτεύον χειριστής μιας συγκεκριμένης περίπτωσης χρήσης; 24. Τι τύπος διαγράμματος είναι ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης; 4.2. Κατασκευή Αρχικής Οντολογίας Ξεκινήσαμε τη διαδικασία κατασκευής της αρχικής οντολογίας, με έρευνα για υπάρχουσες οντολογίες σχετικές με την Αντικειμενοστρεφή Ανάλυση και τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Αναζητήσαμε για υπάρχουσες οντολογίες με τη βοήθεια μηχανών αναζήτησης όπως το Swoogle ( αλλά και απευθείας σε διάφορα αποθετήρια (repositories) για οντολογίες, ωστόσο δεν στάθηκε δυνατό να βρούμε κάτι σχετικό. Κάποια από τα αποθετήρια στα οποία ψάξαμε είναι τα παρακάτω:

33 Εννοιολογική μορφοποίηση οντολογίας Όπως αναφέραμε και παραπάνω, μια οντολογία παρέχει τις βασικές έννοιες του πεδίου που περιγράφει καθώς και μεταξύ τους συσχετισμούς, παρέχοντας ταυτόχρονα και έγκυρη ορολογία για τις έννοιες και τις σχέσεις. Συνεπώς για την κατασκευή της αρχικής οντολογίας αρχικά έπρεπε να επιλέξουμε τις έννοιες που θα συμπεριλάβουμε και να ορίσουμε τις μεταξύ τους σχέσεις. Για την επιλογή αυτή καταρχήν χρησιμοποιήσαμε τις ερωτήσεις επάρκειας που ορίσαμε στο πρώτο στάδιο από τις οποίες προέκυψαν οι παρακάτω έννοιες και σχέσεις: ΕΝΝΟΙΕΣ: διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης, στοιχείο Διαγράμματος Περιπτώσεων Χρήσης, σχέσεις Διαγράμματος Περιπτώσεων Χρήσης, σχέσεις μεταξύ χειριστών, σχέσεις μεταξύ περιπτώσεων χρήσης, σχέσεις μεταξύ χειριστών και περιπτώσεων χρήσης, χειριστής, άνθρωπος, αυτόματο σύστημα, σύστημα λογισμικού, συσκευή υλικού, χρήση διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης, χρήση περιπτώσεων χρήσης, Uml_Γενίκευση, Uml_επέκταση, Uml_συμπερίληψη, Uml_Γενίκευση,Uml_συσχέτιση (association, Λειτουργικές απαιτήσεις, Uml διάγραμμα ΣΧΕΣΕΙΣ: είναι, συνδέεται, περιλαμβάνει, επεκτείνεται, περιγράφει, εξειδικεύεται, αναφέρεται, αποτελεί εξειδίκευση, αποτελεί γενίκευση, έχει πρωτεύοντα χειριστή, αποτελείται από, αποτελεί μέρος, τύπος σχέσης, χρησιμοποιείται για, αναλύεται σε, έχει σημείο επέκτασης Δεδομένου πως πρόκειται για οντολογία που θα χρησιμοποιηθεί για εκπαιδευτικούς σκοπούς (πρωτίστως στα πλαίσια της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης), βασικό κριτήριο για την επιλογή των εννοιών που θα συμπεριληφθούν στην οντολογία αποτελεί το «τι θέλουμε να μάθουν οι εκπαιδευόμενοι σε σχέση με την αντικειμενοστρεφή ανάλυση και τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης». Αντί να απαντήσουμε ευθέως σε αυτό το ερώτημα παραθέτοντας απλά τη δική μας άποψη, προσπαθήσαμε να αποκτήσουμε μια όσο το δυνατό πιο διευρυμένη αντίληψη για τις έννοιες στις οποίες δίνεται έμφαση όταν διδάσκεται το αντικείμενο των Διαγραμμάτων, μελετώντας σχετικό εκπαιδευτικό υλικό (παρουσιάσεις, σημειώσεις, σχέδια μαθήματος) από το ΕΑΠ και άλλα πανεπιστήμια, καθώς και βιβλία, σχετικά με την Αντικειμενοστρεφή Ανάλυση και τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης και στη συνέχεια καταγράψαμε τις βασικές έννοιες που αναφέρονται σε αυτό το υλικό καθώς και τις σχέσεις μεταξύ αυτών των εννοιών. Κάποιες από τις πηγές που χρησιμοποιήσαμε είναι οι παρακάτω: Τεχνολογία Λογισµικού ΙΙ, B. Βεσκούκης Εκδόσεις ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Applying UML and Patterns: An Introduction to Object-Oriented Analysis and Design and Iterative Development, G. Larman Εισαγωγή στη UML, M. Fowler, K. Scott The Unified Modeling Language User Guide, G. Booch, J. Rumbaugh, I. Jacobson Αντικειμενοστρεφής Ανάπτυξη Λογισμικού με τη UML, B. Γερογιάννης, Γ. Κακαρόντζας, Α. Καμέας, Γ. Σταμέλος, Π. Φιτσιλής Αντικειμενοστρεφής Σχεδίαση, Α. Ν. Χατζηγεωργίου

34 Applying Use Case Driven Object Modeling with UML: An Annotated e- Commerce Example, D. Rosenberg, K. Scott Οι έννοιες και οι σχέσεις που καταγράψαμε, σε συνδυασμό με αυτές που προέκυψαν από τη μελέτη των ερωτημάτων επάρκειας, αποτέλεσαν τη βάση στην οποία στηριχθήκαμε για τη δημιουργία της πρώτης έκδοσης της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης. Αφού καταλήξαμε σε ένα αρχικό σύνολο με τις βασικές έννοιες του πεδίου, τις ιδιότητες και τους περιορισμούς αυτών καθώς και τις μεταξύ τους σχέσεις, προχωρήσαμε στην δημιουργία της οντολογίας, που περιλαμβάνει τη κωδικοποίηση της γνώσης, δηλαδή τη σαφή αναπαράσταση της γνώσης, με χρήση τυπικής γλώσσας Κωδικοποίηση οντολογίας Ως εργαλείο κωδικοποίησης της οντολογίας χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα του Protégé και την OWL, ως χρησιμοποιούμενη γλώσσα αναπαράστασης οντολογίας (περισσότερα για το Protégé και την OWL σε προηγούμενη ενότητα). Για την κωδικοποίηση της οντολογίας, ακολουθήσαμε τα παρακάτω βήματα (που αναφέρονται στον πρακτικό οδηγό κατασκευής οντολογιών των Noy & McGuinness (2001)). a) Ορισμός των κλάσεων και της ιεραρχίας αυτών b) Ιδιότητες των κλάσεων c) Ορισμός του πεδίου τιμών των ιδιοτήτων d) Δημιουργία στιγμιότυπων Παρακάτω περιγράφουμε την αρχική έκδοση της Οντολογίας των Διαγραμμάτων περιπτώσεων Χρήσης. ΑΡΧΙΚΗ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ Παρακάτω (εικόνα 11) παραθέτουμε την ιεραρχία κλάσεων της αρχικής έκδοσης της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης. Για την επιλογή των κλάσεων της ιεραρχίας προσπαθήσαμε να συνδυάσουμε και εντάξουμε, όπου αυτό ήταν δυνατό, όλες τις έννοιες που συναντήσαμε στις πανεπιστημιακές σημειώσεις, τα συγγράμματα και τις λοιπές πηγές σχετικά με τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης, τις οποίες μελετήσαμε. Επίσης προσπαθήσαμε να συμπεριλάβουμε στην αρχική έκδοση της οντολογία μας όσο το δυνατό περισσότερες σχέσεις αλλά και εναλλακτικούς ορισμούς και εναλλακτικές ορολογίες για τις έννοιες, προκειμένου να δώσουμε τη δυνατότητα επιλογών στους ειδικούς του πεδίου αλλά και για να ενσωματώνονται όσο το δυνατόν περισσότερες διαφορετικές απόψεις, προσβλέποντας σε μεγαλύτερη διαλειτουργικότητα. Δεδομένου πως η οντολογία προορίζεται για χρήση σε εκπαιδευτικά πλαίσια πχ για οργάνωση γνώσης (knowledge organization), για αυτόματο συμπερασμό (inference), για οπτικοποίηση πληροφορίας (information visualization), για πλοήγηση στην πληροφορία (navigation), για απάντηση ερωτημάτων (querying) σχετικά με το πεδίο των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης αλλά και για σημασιολογική επισημείωση πόρων, χρειάζεται να περιλαμβάνει όλες τις βασικές έννοιες του πεδίου των Διαγραμμάτων περιπτώσεων Χρήσης αλλά και τις μεταξύ τους σχέσεις. Επίσης είναι χρήσιμο να περιληφθούν και ευρύτερα σχετικές έννοιες που θα συνδέουν τις έννοιες του πεδίου με άλλα γνωστικά πεδία.

35 Object Properties Data Properties Εικόνα 11. Οι κλάσεις και οι ιδιότητες (object και data properties) της αρχικής έκδοσης της οντολογίας για τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης Παρακάτω παραθέτουμε τις ιδιότητες και τις σχέσεις για τις βασικές έννοιες της πρώτης έκδοσης της οντολογίας. Η εξαντλητική ανάλυση των ιδιοτήτων όλων των κλάσεων γίνεται παρακάτω, για την τελική έκδοση της Οντολογίας.

36 1. Κλάση : Actor Ορισμός1: αντιπροσωπεύει ένα ρόλο που ένας άνθρωπος, συσκευή υλικού ή άλλο σύστημα παίζει κατά την αλληλεπίδραση με το σύστημα που μας απασχολεί. Ορισμός2: Ένας Χειριστής (Actor) είναι μια κατηγορία χρηστών ή μια εξωτερική οντότητα με την οποία αλληλεπιδρά το λογισμικό κατά την εκτέλεση των ενεργειών μιας Περίπτωσης Χρήσης. Όταν ένας Χειριστής αντιστοιχεί σε κατηγορία χρηστών λογισμικού φυσικών προσώπων, τότε η έννοια του Χειριστή είναι ισοδύναμη με την έννοια ενός Ρόλου (role) των χρηστών του λογισμικού. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: (προσθέστε αν λείπει κάποιο συνώνυμο) Χειριστής Χαρακτήρας Ιδιότητες: (οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Έχει ακριβώς ένα όνομα-ρόλο (Name) Μπορεί να αποτελεί τη γενίκευση κάποιου άλλου χειριστή (δηλαδή να είναι η κλάση- πατέρας κάποιου άλλου χειριστή) Μπορεί να αποτελεί την εξειδίκευση κάποιου άλλου χειριστή (δηλαδή να είναι η κλάση- παιδί κάποιου άλλου χειριστή) Απεικονίζεται ως ανθρώπινη φιγούρα, με ένα όνομα από κάτω, που επισημαίνει το ρόλο που παίζει στα πλαίσια της περίπτωσης χρήσης Σχετίζεται με κάποια περίπτωση χρήσης (εκτός αν είναι κλάση-παιδί κάποιου άλλου χειριστή) Αποτελεί μέρος κάποιου UCD System Environment (Το περιβάλλον ενός συστήματος, όπως απεικονίζεται σε ένα Use Case Diagram) Μπορεί να αποτελεί primary actor κάποιας περίπτωσης χρήσης Μπορεί να αποτελεί supporting actor κάποιας περίπτωσης χρήσης Μπορεί να αποτελεί offstage actor κάποιας περίπτωσης χρήσης 2. Κλάση : Automated System Actor Ορισμός: Κάποιο αυτοματοποιημένο σύστημα λογισμικού ή συσκευή υλικού, που αλληλεπιδρά με το σύστημά που μας απασχολεί Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Εξωτερικό Σύστημα Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες και οι σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Actor (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Απεικονίζεται ως κλάση που περιέχει το uml στερεότυπο actor και το όνομα του ρόλου που παίζει ο χειριστής στα πλαίσια της περίπτωσης χρήσης Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 3. Κλάση : Actors Relationship Ορισμός: η σχέση μεταξύ των χειριστών σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης

37 Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: (προσθέστε αν λείπει κάποιο συνώνυμο) Σχέση χειριστών Actors association Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες και οι σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Ο τύπος σχέσης μπορεί να είναι μόνο uml generalization. Αναπαρίσταται γραφικά ως βέλος που δείχνει από την περίπτωση παιδί προς την περίπτωση χρήσης πατέρα Αποτελεί μέρος του Use Case Diagram System Environment Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 4. Κλάση : Actor-Use Case Relationship Ορισμός: η σχέση μεταξύ χειριστών και περιπτώσεων χρήσης σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: (προσθέστε αν λείπει κάποιο συνώνυμο) Σχέση χειριστών και περιπτώσεων χρήσης Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Ο τύπος σχέσης μπορεί να είναι μόνο uml association Αναπαρίσταται γραφικά ως μια ευθεία που συνδέει δύο στοιχεία Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 5. Κλάση : Boundary Box Ορισμός: Ορθογώνιο πλαίσιο που ορίζει τα όρια του συστήματος σε ένα Use Case Diagram Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Ορθογώνιο πλαίσιο Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Οριοθετεί (islimitof) κάποιο «UCD Σύστημα» Απεικονίζεται ως ορθογώνιο πλαίσιο που περικλείει τις περιπτώσεις χρήσης Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 6. Κλάση : UCD Comment Ορισμός: Κάθε είδους σημείωση ή σχόλιο που μπορεί να προστεθούν σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: (προσθέστε αν λείπει κάποιο συνώνυμο) Σημείωση διαγράμματος περιπτώσεων χρήσης

38 Σχόλιο περιπτώσεων χρήσης UCD Note Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Τοποθετούνται μέσα σε ορθογώνιο πλαίσιο που συνδέεται με διακεκομμένες γραμμές με το στοιχείο/στοιχεία στα οποία αναφέρεται Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 7. Κλάση : Use Case Ορισμός: : Μια Περίπτωση Χρήσης (Use Case) είναι μια αλληλουχία ενεργειών που εκτελεί το λογισμικό αλληλεπιδρώντας με το χρήστη ή με εξωτερικά συστήματα, προκειμένου να ικανοποιήσει μία λειτουργική απαίτηση. Κάθε περίπτωση χρήσης αντιστοιχεί σε κάποιο στόχο υψηλού επιπέδου για κάποιον χειριστή του συστήματος: είναι μια κάτι που του αποδίδει κάποιο απτό αποτέλεσμα που έχει αξία για αυτόν. Για παράδειγμα η περίπτωση χρήσης "Ανάληψη μετρητών " είναι κάτι που έχει αξία για έναν πελάτη ενός μηχανήματος ATM μιας τράπεζας. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Περίπτωση χρήσης Συναλλαγή Transaction Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Μπορεί να αποτελεί τη γενίκευση κάποιας άλλης περίπτωσης χρήσης(δηλαδή να είναι η κλάση- πατέρας κάποιας άλλης περίπτωσης χρήσης) Μπορεί να αποτελεί την εξειδίκευση κάποιας άλλης περίπτωσης χρήσης(δηλαδή να είναι η κλάση-παιδί κάποιας άλλης περίπτωσης χρήσης) Μπορεί να επεκτείνει κάποια άλλη περίπτωση χρήσης Μπορεί να επεκτείνεται από κάποια άλλη περίπτωση χρήσης Μπορεί να περιλαμβάνει κάποια άλλη περίπτωση χρήσης Μπορεί να περιλαμβάνεται από κάποια άλλη περίπτωση χρήσης Έχει μοναδικό όνομα Σχετίζεται με κάποιον χειριστή Έχει κάποιον κύριο χειριστή (hasprimaryactor) Μπορεί να έχει supporting actor (hassupportingactor) κάποιον χειριστή Μπορεί να έχει offstage actor (hasoffstageactor) κάποιον χειριστή Απεικονίζεται ως μια έλλειψη, στο κάτω μέρος της οποίας αναγράφεται ο τίτλος της. Μοντελοποιεί κάποια προδιαγραφή (λειτουργική απαίτηση) του υπό ανάπτυξη συστήματος Χρησιμοποιείται σε αντικειμενοστρεφείς προσεγγίσεις ανάπτυξης λογισμικού Αποτελεί μέρος του Use Case Diagram System Αποτελεί μέρος κάποιου Μοντέλου Περιπτώσεων χρήσης Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα

39 8. Κλάση : Use Case Package Ορισμός: : σύνολο, συναφών για τον κατασκευαστή ή για το πρόβλημα, περιπτώσεων χρήσης. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Πακέτο περιπτώσεων χρήσης Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αποτελείται από περιπτώσεις χρήσης(πάνω από μία) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 9. Κλάση : Use Case Relationship Ορισμός: η σχέση μεταξύ περιπτώσεων χρήσης σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Σχέση περιπτώσεων χρήσης Ιδιότητες(Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Ο τύπος σχέσης μπορεί να είναι μόνο uml Include ή Extend ή Generalization Αποτελεί μέρος του UCD System Environment (Το περιβάλλον ενός συστήματος, όπως απεικονίζεται σε ένα Use Case Diagram) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 10. Κλάση : Use Case Generalization Relationship Ορισμός: ειδική περίπτωση σχέσης μεταξύ δυο περιπτώσεων χρήσης, όπου η περίπτωση παιδί υιοθετεί τη συμπεριφορά και το νόημα της περίπτωσης πατέρα. Το παιδί μπορεί να έχει επιπλέον η διαφορετικά χαρακτηριστικά από τον πατέρα. Ένα εναλλακτικό σενάριο μιας περίπτωσης χρήσης, μπορεί να υλοποιηθεί ως νέα περίπτωση χρήσης η οποία επεκτείνει την αρχική. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Συσχέτιση Γενίκευσης Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Relationship (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Είναι είδος Uml Generalization Relationship Αναπαρίσταται γραφικά ως βέλος που δείχνει από την περίπτωση παιδί προς την περίπτωση χρήσης πατέρα Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 11. Κλάση : Use Case Include Relationship

40 Ορισμός: ειδική περίπτωση σχέσης μεταξύ δυο περιπτώσεων χρήσης, όπου η λειτουργικότητα μίας περίπτωσης συμπεριλαμβάνει την λειτουργικότητα μιας άλλης. Την άλλη. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Συσχέτιση Συμπερίληψης Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Relationship (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Είναι ισοδύναμη κλάση με την Uml Include Relationship Αναπαρίσταται γραφικά ως διακεκομμένο βέλος που δείχνει προς την περίπτωση χρήσης που συμπεριλαμβάνεται, μαζί με το στερεότυπο <<include>> Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 12. Κλάση : Use Case Extend Relationship Ορισμός: ειδική περίπτωση σχέσης μεταξύ δυο περιπτώσεων χρήσης, όπου η μία περίπτωση(βασική) μπορεί να επεκταθεί προαιρετικά και σε κάποια άλλη ανάλογα με τις συνθήκες. Η βασική περίπτωση επεκτείνεται σε κάποια σημεία που ορίζονται ρητά (extension points). Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Συσχέτιση Επέκτασης Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Relationship (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Είναι ισοδύναμη κλάση με την Uml Extend Relationship Αναπαρίσταται γραφικά ως βέλος που δείχνει από την εναλλακτική περίπτωση προς την περίπτωση χρήσης που είναι δυνατόν να επεκταθεί, μαζί με το στερεότυπο <<extend>> και τα σημεία που επεκτείνονται Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 13. Κλάση : Extension Point Ορισμός: λειτουργικότητα της βασικής περίπτωσης χρήσης την οποία επεκτείνει μια άλλη περίπτωση χρήσης Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Σχέση περιπτώσεων χρήσης Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Ανήκει σε κάποια περίπτωση χρήσης (UseCase) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 14. Κλάση : Use Case Diagram Ορισμός: είδος uml διαγράμματος για την γραφική απεικόνιση των λειτουργικών απαιτήσεων/προδιαγραφών ενός συστήματος λογισμικού. Διαμερίζει τη λειτουργικότητα του συστήματος σε συναλλαγές που έχουν νόημα για τους ιδανικούς χρήστες(χειριστές) του συστήματος. Απεικονίζει περιπτώσεις χρήσης, χειριστές και τις

41 σχέσεις μεταξύ τους. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης Ιδιότητες (Οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Uml diagram (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αποτελείται μόνο από στοιχεία διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης (use case diagram element) Αποτελείται από τουλάχιστον έναν χειριστή Αποτελείται από τουλάχιστον μία περίπτωση χρήσης Αποτελεί μέρος κάποιου use case model Μοντελοποιεί το περιβάλλον κάποιου συστήματος Μοντελοποιεί την επιθυμητή συμπεριφορά ενός συστήματος Περιγράφει συνοπτικά την επιθυμητή συμπεριφορά ενός συστήματος Διαμερίζει τη λειτουργικότητα του συστήματος σε συναλλαγές που έχουν νόημα για τους χειριστές του συστήματος Χρησιμοποιείται για τον καθορισμό των λειτουργικών απαιτήσεων ενός συστήματος Χρησιμοποιείται για την οπτική αναπαράσταση(visualization) της συμπεριφοράς κάποιου συστήματος Χρησιμοποιείται για την περιγραφή (specification) της συμπεριφοράς κάποιου συστήματος Χρησιμοποιείται για την τεκμηρίωση(documentation) της συμπεριφοράς κάποιου συστήματος Χρησιμοποιείται για την αποτελεσματικότερη επικοινωνία πελατών και προγραμματιστών λόγω της απλότητας των συμβολισμών και λόγω του ότι παρέχουν τη δυνατότητα εύκολης αντίληψης του συνόλου των λειτουργιών του υπό κατασκευή συστήματος. Χρησιμοποιείται για έλεγχο(testing) ενός υπό ανάπτυξη συστήματος κατά το forward engineering Χρησιμοποιείται για την κατανόηση της λειτουργίας ενός συστήματος κατά το reverse engineering 15. Κλάση System Α. ορισμός: το υπό κατασκευή σύστημα β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Application Software application Εφαρμογή Σύστημα γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain_entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Οριοθετείται από (islimitedby) κάποιο «ορθογώνιο πλαίσιο» (boundary box) Αντιπροσωπεύεται από τουλάχιστον μια περίπτωση χρήσης(use case) [στην ενοποιημένη προσέγγιση ανάπτυξης λογισμικού]

42 Αντιπροσωπεύεται μόνο από περιπτώσεις χρήσης(use case) και σχέσεις περιπτώσεων χρήσης(use case relationship) [στην ενοποιημένη προσέγγιση ανάπτυξης λογισμικού] Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα 4.3. Αξιολόγηση και Επαναληπτική βελτίωση της οντολογίας Σύμφωνα με τη μέθοδο κατασκευής οντολογιών που ακολουθήσαμε, αμέσως μετά την κατασκευή της αρχικής έκδοσης της οντολογίας ακολουθεί η επαναληπτική αξιολόγηση από ειδικούς του πεδίου. Μετά από κάθε κύκλο αξιολόγησης διαμορφώνεται μια νέα έκδοση της οντολογίας που συνδυάζει τις απόψεις των ειδικών. Η αξιολόγηση συνεχίζεται μέχρι να επιτευχθεί συμφωνία. Έτσι, η αρχική οντολογία που κατασκευάσαμε στο προηγούμενο στάδιο χρησίμευσε ως βάση πάνω στην οποία έγιναν τροποποιήσεις και προσθήκες από τους ειδικούς του πεδίου έτσι ώστε να προκύψει συνεργατικά η τελική βελτιωμένη έκδοση της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης. Οι ειδικοί του πεδίου ήταν Καθηγητές - Σύμβουλοι του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου οι οποίοι ήταν υπεύθυνοι για τη διδασκαλία της Θεματικής Ενότητας ΠΛΗ24 «Σχεδιασμός Λογισμικού», μέρος της οποίας αποτελούν η γλώσσα μοντελοποίησης UML και τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Τόσο η μεθοδολογία επιλογής των εννοιών της οντολογίας, όσο και η συνεργατική αξιολόγηση της, στοχεύει στην ενσωμάτωση όσο το δυνατόν περισσότερων εναλλακτικών απόψεων σε σχέση με το πεδίο των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, που αναμένεται να καταστήσει την οντολογία αποδεκτή από όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος της εκπαιδευτικής κοινότητας. Η διαδικασία που ακολουθήσαμε για την αξιολόγηση και επαναληπτική βελτίωση της οντολογίας ολοκληρώθηκε σε τέσσερεις φάσεις: 1 η φάση: Απεστάλη με ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, σε κάθε ειδικό του πεδίου, ένα φύλλο αξιολόγησης της οντολογίας και τους ζητήθηκε να κάνουν τροποποιήσεις, προσθήκες και σχόλια όπου έκριναν απαραίτητο. Στο φύλλο αξιολόγησης περιγραφόταν αναλυτικά ο σκοπός για τον οποίο κατασκευάστηκε η οντολογία, οι κλάσεις της, οι ιδιότητες κάθε κλάσης και οι σχέσεις της με τις υπόλοιπες κλάσεις. Παρακάτω παραθέτουμε ένα κομμάτι του φύλλου αξιολόγησης που δόθηκε στους ειδικούς. Ολόκληρα τα φύλλα αξιολόγησης που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση από τους ειδικούς, παρατίθενται στο παράρτημα Α της παρούσας εργασίας.. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΙΕΡΑΡΧΙΑΣ ΚΛΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑΣ 1. Υπάρχουν κλάσεις(έννοιες) που θεωρείται σκόπιμο να προστεθούν; Αν ναι, προτείνετε σημείο της ιεραρχίας στο οποίο θα προστεθούν

43 2. Υπάρχουν κλάσεις(έννοιες) που θεωρείται σκόπιμο να αφαιρεθούν; Αν ναι, αναφέρατε τις προς αφαίρεση έννοιες και αιτιολογήστε σύντομα. 3. Πιστεύετε πως υπάρχουν σημασιολογικά επικαλυπτόμενες κλάσεις(έννοιες); Αν ναι, αναφέρατε ποιες. Καλείστε, ΜΟΝΟ ΟΠΟΥ ΚΡΙΝΕΤΕ ΣΚΟΠΙΜΟ, να κάνετε τροποποιήσεις και προσθήκες ή να προσθέσετε τα σχόλια, σε σχέση με τους ορισμούς, την εναλλακτική ορολογία και τις ιδιότητες (απλές και σχέσεις) κάθε έννοιας - κλάσης. 1. Κλάση : Actor

44 Ορισμός1: αντιπροσωπεύει ένα ρόλο που ένας άνθρωπος, συσκευή υλικού ή άλλο σύστημα παίζει κατά την αλληλεπίδραση με το σύστημα που μας απασχολεί. Ορισμός2: Ένας Χειριστής (Actor) είναι μια κατηγορία χρηστών ή μια εξωτερική οντότητα με την οποία αλληλεπιδρά το λογισμικό κατά την εκτέλεση των ενεργειών μιας Περίπτωσης Χρήσης. Όταν ένας Χειριστής αντιστοιχεί σε κατηγορία χρηστών λογισμικού φυσικών προσώπων, τότε η έννοια του Χειριστή είναι ισοδύναμη με την έννοια ενός Ρόλου (role) των χρηστών του λογισμικού. Με ποιον από τους δυο ορισμούς συμφωνείτε περισσότερο; Προσθέστε ορισμό ή σχολιάστε τους ήδη υπάρχοντες: Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: (προσθέστε αν λείπει κάποιο συνώνυμο) Προσθέστε τα σχόλια σας: Χειριστής Χαρακτήρας Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις Ιδιότητες: (οι ιδιότητες έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα) Είναι είδος Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Έχει ακριβώς ένα όνομα-ρόλο (Name) Δώστε εναλλακτική ορολογία, διορθώστε, αντικαταστήστε η προσθέστε τα σχόλια σας σε σχέση με την ιδιότητα: Μπορεί να αποτελεί τη γενίκευση κάποιου άλλου χειριστή(δηλαδή να είναι η κλάση- πατέρας κάποιου άλλου χειριστή) Μπορεί να αποτελεί την εξειδίκευση κάποιου άλλου χειριστή(δηλαδή να είναι η κλάση- παιδί κάποιου άλλου χειριστή)

45 Απεικονίζεται ως ανθρώπινη φιγούρα, με ένα όνομα από κάτω, που επισημαίνει το ρόλο που παίζει στα πλαίσια της περίπτωσης χρήσης Σχετίζεται με κάποια περίπτωση χρήσης (εκτός αν είναι κλάση-παιδί κάποιου άλλου χειριστή) Αποτελεί μέρος κάποιου UCD System Environment (Το περιβάλλον ενός συστήματος, όπως απεικονίζεται σε ένα Use Case Diagram) Μπορεί να αποτελεί primary actor κάποιας περίπτωσης χρήσης Μπορεί να αποτελεί supporting actor κάποιας περίπτωσης χρήσης Μπορεί να αποτελεί offstage actor κάποιας περίπτωσης χρήσης Προσθέστε ιδιότητες: Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζουμε τις αλλαγές που έγιναν στην οντολογία, με βάση τις διορθώσεις και τις προσθήκες των ειδικών στην πρώτη φάση αξιολόγησης και επαναληπτικής βελτίωσης: Κλάσεις που προστέθηκαν Functional approach (ως κλάση παιδί της κλάσης Software Development Approach) Behavior diagram (ως κλάση-παιδί της κλάσης UML Diagram και ως κλάσηπατέρας της κλάσης UCD Diagram) Κλάσεις που αφαιρέθηκαν Requirements Definition Stage Όλες οι κλάσεις-παιδιά της κλάσης Object-Oriented Approach(Extreme Programming, ICONIX και Unified Process) Software Development Lifecycle UCD_System UCD_System_environment ActorRelationship ActorUseCaseRelationship UseCaseRelationship UCD_Comment Κλάσεις που τροποποιήθηκαν

46 Η κλάση Desired System Behavior μετονομάστηκε σε System_Behavior Η κλάση Domain_Entity μετονομάστηκε σε UCD_Domain_Entity Άλλες αλλαγές στην ιεραρχία κλάσεων H κλάση Use Case Diagram έγινε κλάση παιδί της κλάσης Behavior diagram, αντί για κλάση-παιδί της κλάσης UML Diagram Η κλάση Extension Point έγινε κλάση-παιδί της κλάσης UCD_Domain_Entity από κλάση-παιδί της UseCaseDiagram_Element Η κλάση UseCasePackage έγινε κλάση-παιδί της κλάσης UCD_Domain_Entity από κλάση-παιδί της UseCaseDiagram_Element Αλλαγές στις ιδιότητες και τις σχέσεις των κλάσεων Κλάση Actor: Αφαιρέθηκε ο ορισμός «Ένας Χειριστής (Actor) είναι μια κατηγορία χρηστών ή μια εξωτερική οντότητα με την οποία αλληλεπιδρά το λογισμικό κατά την εκτέλεση των ενεργειών μιας Περίπτωσης Χρήσης. Όταν ένας Χειριστής αντιστοιχεί σε κατηγορία χρηστών λογισμικού φυσικών προσώπων, τότε η έννοια του Χειριστή είναι ισοδύναμη με την έννοια ενός Ρόλου (role) των χρηστών του λογισμικού.» Αλλαγή στην εναλλακτική ορολογία(υιοθετήθηκε το «χρήστης» αντί των «χειριστής», «χαρακτήρας») Προστέθηκε η ιδιότητα: «Απεικονίζεται επίσης ως (isdepictedas) κλάση που περιέχει το UML στερεότυπο actor και το όνομα του ρόλου που παίζει ο χρήστης στα πλαίσια της περίπτωσης χρήσης» Άλλαξε η ορολογία της ιδιότητας «Σχετίζεται με κάποια περίπτωση χρήσης (εκτός αν είναι κλάση-παιδί κάποιου άλλου χειριστή)» και έγινε «Συσχετίζεται με (associateswith) τουλάχιστον μια περίπτωση χρήσης (εκτός αν είναι κλάση-παιδί κάποιου άλλου χρήστη που συσχετίζεται)» Αφαιρέθηκε η ιδιότητα «Μπορεί να αποτελεί offstage actor κάποιας περίπτωσης χρήσης» Κλάση Use Case: Αλλαγή στην εναλλακτική ορολογία (αφαιρέθηκαν οι όροι «Συναλλαγή» και «Transaction») Αφαιρέθηκε η ιδιότητα «Μπορεί να έχει offstage actor κάποιον χειριστή» Τροποποιήθηκε η ιδιότητα «Απεικονίζεται ως μια έλλειψη, στο κάτω μέρος της οποίας αναγράφεται ο τίτλος της» και έγινε «Απεικονίζεται ως (isdepictedas) μια έλλειψη, με το όνομα το όνομα της περίπτωσης χρήσης είτε μέσα στην έλλειψη είτε στο κάτω μέρος της» Τροποποιήθηκε η ιδιότητα «Αποτελεί μέρος του Use Case Diagram System» και έγινε «Αποτελεί μέρος (formspartof) του «συστήματος» (System)» Κλάση UCD: Τροποποιήθηκε ο ορισμός και έγινε «είδος UML διαγράμματος για την γραφική απεικόνιση των λειτουργικών απαιτήσεων/προδιαγραφών ενός συστήματος λογισμικού. Απεικονίζει περιπτώσεις χρήσης, χειριστές και τις σχέσεις μεταξύ τους.» Αφαιρέθηκε η ιδιότητα «Διαμερίζει τη λειτουργικότητα του συστήματος σε συναλλαγές που έχουν νόημα για τους χειριστές του συστήματος» Κλάση System: Ο ορισμός «το υπό κατασκευή σύστημα» αντικαταστάθηκε από τον «Το

47 σύστημα που μας απασχολεί όπως απεικονίζεται σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης» Όσον αφορά στην εναλλακτική ορολογία εγκαταλήφθηκαν οι όροι «εφαρμογή», «application» και «software application» Τροποποιήθηκε η ιδιότητα «Οριοθετείται από (islimitedby) κάποιο «ορθογώνιο πλαίσιο» (boundary box)» και έγινε «Απεικονίζεται ως ορθογώνιο πλαίσιο που περικλείει τις περιπτώσεις χρήσης» Οι ιδιότητες «Αντιπροσωπεύεται από τουλάχιστον μια περίπτωση χρήσης(use case)» και «Αντιπροσωπεύεται μόνο από περιπτώσεις χρήσης(use case) και σχέσεις περιπτώσεων χρήσης(use case relationship)» αντικαταστάθηκαν από την ιδιότητα «Αποτελείται από τουλάχιστον μια «περίπτωση χρήσης (UseCase)» Πίνακας 1. Αλλαγές στην οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης μετά την πρώτη αξιολόγηση από τους ειδικούς του πεδίου Παρακάτω (πίνακας 2), παραθέτουμε τις ιεραρχίες της οντολογίας μας πριν και μετά την πρώτη αξιολόγηση από τους ειδικούς του πεδίου. 2 η φάση: Λαμβάνοντας υπόψη τις τροποποιήσεις, τις προσθήκες και τα σχόλια των ειδικών του πεδίου, δημιουργήσαμε μια δεύτερη έκδοση της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης 3 η φάση: Η δεύτερη έκδοση της οντολογίας αξιολογήθηκε εκ νέου από τους ειδικούς του πεδίου με τη βοήθεια φύλλου αξιολόγησης, το οποίο συμπληρώθηκε κατόπιν συζήτησης με το σύνολο των ειδικών, στο πλαίσιο συνάντησης που πραγματοποιήθηκε για αυτό το σκοπό. Στον πίνακα 3 παρουσιάζουμε τις αλλαγές που έγιναν στην οντολογία με βάση τις διορθώσεις και τις προσθήκες των ειδικών κατά τη δεύτερη αξιολόγηση από τους ειδικούς. 4 η φάση: Λαμβάνοντας υπόψη τις τροποποιήσεις, τις διορθώσεις και τις προσθήκες των ειδικών του πεδίου σε αυτήν την τρίτη φάση της αξιολόγησης, καταλήξαμε στην τελική έκδοση της οντολογίας μας, την οποία περιγράφουμε αναλυτικά παρακάτω. Τα κριτήρια αξιολόγησης που θέσαμε αρχικά (ακρίβεια, πληρότητα, συνέπεια σε σχέση με το πεδίο και την δεδομένη επικείμενη χρήση) ενσωματώθηκαν στη διαδικασία αξιολόγησης της οντολογίας από τους ειδικούς του πεδίου καθώς ζητήσαμε από τους ειδικούς να αξιολογήσουν την οντολογία ως προς την πληρότητα της, με τη βοήθεια ερωτήσεων όπως «Υπάρχουν έννοιες που κρίνεται πως πρέπει να προστεθούν;»,«υπάρχουν έννοιες που κρίνεται πως πρέπει να αφαιρεθούν;». Επίσης τους ζητήσαμε να την αξιολογήσουν ως προς την ακρίβεια π.χ. ζητώντας την άποψή τους για το αν οι όροι που χρησιμοποιούνται για τις κλάσεις και για τις σχέσεις είναι δόκιμοι, αν θα πρότειναν άλλους όρους, κλπ. Τέλος, τους ζητήσαμε να κάνουν την αξιολόγηση λαμβάνοντας υπόψη την επικείμενη χρήση της οντολογίας. Οι ειδικοί ενημερώθηκαν για την επικείμενη χρήση της οντολογίας και του πλαίσιο στο οποίο πρόκειται να χρησιμοποιηθεί. Η ενημέρωση ήταν ενσωματωμένη στο φύλλο αξιολόγησης που τους στάλθηκε κατά την πρώτη φάση της αξιολόγησης, ενώ έγινε και προφορική υπενθύμιση κατά τη συνάντηση της δεύτερης αξιολόγησης. Περαιτέρω αξιολόγηση της οντολογίας πραγματοποιείται κατά τη φάση της χρήσης της στα πλαίσια της συνδυαστικής μας οντολογίας (οντοκεντρική εφαρμογή), στην οποία αναφερόμαστε παρακάτω.

48 2 Η ΕΚΔΟΣΗ 1 Η ΕΚΔΟΣΗ Πίνακας 2. Οι ιεραρχίες κλάσεων πριν και μετά την πρώτη αξιολόγηση από τους ειδικούς του πεδίου

49 Κλάσεις που προστέθηκαν Relationship, ως κλάση-παιδί του UCD Element Actors_relationship, Use_case_relationship, Usecase_actor_relationship ως κλάσεις-παιδιά του Relationship Class Diagram και Implementation Diagram, ως κλάσεις-παιδιά του UML Diagram UCD Use, ως κλάση-παιδί του UCD_Domain_Entity UseCaseAnalysis, ως κλάση-παιδί του UCD_Domain_Entity Κλάσεις που αφαιρέθηκαν Καμία Άλλες αλλαγές στην ιεραρχία κλάσεων Η κλάση System_environment μετονομάστηκε σε System_context Η κλάση Boundary_box μετονομάστηκε σε System_boundary Αλλαγές στις ιδιότητες και τις σχέσεις των κλάσεων Κλάση UCD: Τροποποιήθηκε η ιδιότητα «Μοντελοποιεί το περιβάλλον κάποιου συστήματος» και έγινε «Περιγράφει το περιβάλλον κάποιου συστήματος» Τροποποιήθηκε η ιδιότητα «Μοντελοποιεί τη συμπεριφορά ενός συστήματος» και έγινε «Περιγράφει τη συμπεριφορά ενός συστήματος» Κλάση Use Case: Τροποποιήθηκε η ιδιότητα «Μοντελοποιεί κάποια προδιαγραφή του υπό ανάπτυξη συστήματος» και έγινε «Περιγράφει κάποια προδιαγραφή του υπό ανάπτυξη συστήματος» Κλάση Extension point: Προστέθηκε η ιδιότητα «Αποτελεί μέρος κάποιας περίπτωσης χρήσης» Κλάση System: Αφαιρέθηκε η ιδιότητα «Αποτελείται από τουλάχιστον μια περίπτωση χρήσης» Πίνακας 3. Αλλαγές στην οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης μετά τη δεύτερη αξιολόγηση από τους ειδικούς του πεδίου 4.4. Η τελική έκδοση της οντολογίας Παρακάτω παρουσιάζουμε αναλυτικά την συνεργατική οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, έτσι όπως διαμορφώθηκε μετά από την αξιολόγηση με τη βοήθεια των ερωτημάτων επάρκειας και τις προτάσεις των ειδικών του πεδίου.

50 Κλάσεις και ιεραρχία κλάσεων Η ιεραρχία των κλάσεων της οντολογίας μας, είναι η παρακάτω: Εικόνα 11. Ιεραρχία κλάσεων της τελικής έκδοσης της οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης

51 1 η έκδοση 2 η έκδοση Τελική έκδοση Πίνακας 4. Συγκριτικά οι ιεραρχίες πριν την αξιολόγηση από τους ειδικούς του πεδίου (1 η έκδοση), μετά την πρώτη αξιολόγηση (2 η έκδοση) και μετά την δεύτερη αξιολόγηση (τελική έκδοση)

52 Στο πρώτο επίπεδο της ιεραρχίας της οντολογίας μας συναντούμε (ανάμεσα σε άλλες) τις κλάσεις uml διάγραμμα (Uml Diagram) και στοιχείο διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης (Use Case Diagram Element). Η κλάση uml διάγραμμα αποτελεί την κλάση πατέρα της κλάσης διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης (Use Case Diagram) στο οποίο αναφέρεται η οντολογία μας. Η κλάση στοιχείο διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης περιλαμβάνει όλα τα στοιχεία που μπορεί κάποιος να δει σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης. Πιο συγκεκριμένα περιλαμβάνει τις κλάσεις actor (χειριστής), relationship (σχέση) και Use case (περίπτωση χρήσης). Οι χειριστές αναλύονται περαιτέρω σε human actors και automated system actor, οι οποίοι με τη σειρά τους διαχωρίζονται σε software system και hardware device actor. Η κλάση σχέση (relationship) αναλύεται περαιτέρω στις κλάσεις σχέση μεταξύ χειριστών (actors_relationship), σχέση μεταξύ χειριστών και περιπτώσεων χρήσης (usecase_actor_relationship) και σχέση μεταξύ περιπτώσεων χρήσης(use_cases relationship). Η οντολογία μας περιλαμβάνει και άλλες έννοιες, οι οποίες δεν αποτελούν στοιχεία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης αλλά σχετίζονται με αυτά, όπως για παράδειγμα οι έννοιες Σύστημα (System) και Λειτουργική Απαίτηση (Functional Requirement), το Περιβάλλον του Συστήματος (System Environment) κλπ. Εκτός από τις βασικές έννοιες που σχετίζονται άμεσα με τα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης έχουμε εντάξει στην οντολογία και έννοιες οι οποίες βοηθούν στη σύνδεση των εννοιών της οντολογίας με ένα ευρύτερο εννοιολογικό πλαίσιο. Παραδείγματα τέτοιων εννοιών αποτελούν πχ τα Modeling Language, Software development, Software development approach κ.α. Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, δεδομένης της επικείμενης χρήσης της, η οντολογία χρειάζεται να περιλαμβάνει όλες τις βασικές έννοιες του γνωστικού πεδίου των Διαγραμμάτων περιπτώσεων Χρήσης κάποιες άμεσα σχετικές έννοιες, και τις σχέσεις μεταξύ των εννοιών. Η έννοιες δεν χρειάζεται να αναλυθούν εξαντλητικά Εναλλακτική ορολογία, ιδιότητες και σχέσεις εννοιών οντολογίας με άλλες έννοιες Για κάθε μια από τις κλάσεις, δίνονται ορισμοί, η εναλλακτική ορολογία και τα συνώνυμα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αναφερθούμε σε αυτές, οι ιδιότητες και οι σχέσεις με άλλες κλάσεις της οντολογίας. Οι ιδιότητες μιας κλάσης μπορούν να δέχονται για τιμές: είτε απλά δεδομένα, δηλαδή κάποιο literal, οπότε πρόκειται για απλή ιδιότητα της κλάσης, είτε στιγμιότυπα άλλων κλάσεων, οπότε οι ιδιότητες αυτές συνιστούν ταυτόχρονα τις σχέσεις της κλάσης με άλλες κλάσεις. Η καταγραφή και η συμπερίληψη στην οντολογία της εναλλακτικής ορολογίας και των συνωνύμων παίζει κατά τη γνώμη μας ιδιαίτερο ρόλο στην κατασκευή μιας οντολογίας που θα ενσωματώνει διαφορετικές «απόψεις»(πχ τις διαφορετικές ορολογίες που ενδεχομένως συναντώνται στη βιβλιογραφία για κάποια έννοια) και θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όσο το δυνατό περισσότερα πλαίσια. Επίσης δίνει δυνατότητες επεξεργασίας της οντολογίας από εφαρμογές επεξεργασίας φυσικής γλώσσας.

53 1. ΚΛΑΣΗ ACTOR α. Ορισμός1: αντιπροσωπεύει ένα ρόλο που ένας άνθρωπος, συσκευή υλικού ή άλλο σύστημα παίζει κατά την αλληλεπίδραση με το σύστημα που μας απασχολεί. Ορισμός2: Ένας Χειριστής (Actor) είναι μια κατηγορία χρηστών ή μια εξωτερική οντότητα με την οποία αλληλεπιδρά το λογισμικό κατά την εκτέλεση των ενεργειών μιας Περίπτωσης Χρήσης. Όταν ένας Χειριστής αντιστοιχεί σε κατηγορία χρηστών λογισμικού φυσικών προσώπων, τότε η έννοια του Χειριστή είναι ισοδύναμη με την έννοια ενός Ρόλου (role) των χρηστών του λογισμικού. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Χειριστής Χρήστης Χαρακτήρας γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι «Use Case Diagram Element» (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Έχει κάποιο όνομα-ρόλο (Name) Μπορεί να αποτελεί τη γενίκευση (isgeneralizedby) κάποιου άλλου «χειριστή» Μπορεί να αποτελεί την εξειδίκευση (generalizes) κάποιου άλλου «χειριστή» Απεικονίζεται ως σχηματικό ανθρωπάκι (stick person) με ένα όνομα από κάτω, που επισημαίνει το ρόλο που παίζει στα πλαίσια της περίπτωσης χρήσης Σχετίζεται με κάποια «περίπτωσης χρήσης» Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Use case diagram element Υποκλάσεις: Εικόνα 12. Οι ιδιότητες της κλάσης Χειριστής

54 Human Automated system 2. ΚΛΑΣΗ AUTOMATED SYSTEM ACTOR α. ορισμός: Κάποιο αυτοματοποιημένο σύστημα λογισμικού ή συσκευή υλικού, που αλληλεπιδρά με το σύστημά που μας απασχολεί β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Εξωτερικό σύστημα γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Actor (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Απεικονίζεται ως κλάση που περιέχει το uml στερεότυπο actor και το όνομα του ρόλου που παίζει ο χειριστής στα πλαίσια της περίπτωσης χρήσης Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Actor Υποκλάσεις: Software system actor Hardware device actor Οι υποκλάσεις του Automated system actor καθώς και η κλάση human actor δεν περιγράφονται αναλυτικά. 3. ΚΛΑΣΗ ACTOR RELATIONSHIP α. ορισμός: η σχέση μεταξύ των χειριστών σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Σχέση μεταξύ χειριστών Actors association γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Ο τύπος σχέσης μπορεί να είναι μόνο uml generalization. Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Use Case Diagram Element Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 4. ΚΛΑΣΗ «ACTOR-USECASE RELATIONSHIP» α. ορισμός: η σχέση μεταξύ χειριστών και περιπτώσεων χρήσης σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: -

55 γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Ο τύπος σχέσης μπορεί να είναι μόνο uml association Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Use Case Diagram Element Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 5. ΚΛΑΣΗ BOUNDARY BOX α. ορισμός: Ορθογώνιο πλαίσιο που ορίζει τα όρια του συστήματος β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: - γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Οριοθετεί (limits) κάποιο «Σύστημα» Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Use Case Diagram Element Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 6. ΚΛΑΣΗ «NOTES» α. ορισμός: Κάθε είδους σημειώσεις που μπορούν να προστεθούν σε ένα διάγραμμα β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Σημειώσεις Σχόλια γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Use Case Diagram Element Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 7. ΚΛΑΣΗ «USE CASE PACKAGE» α. ορισμός: σύνολο, συναφών για τον κατασκευαστή ή για το πρόβλημα, περιπτώσεων χρήσης. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: -

56 γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Use Case Diagram Element Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 8. ΚΛΑΣΗ «USE CASE» α. ορισμός1: Μια Περίπτωση Χρήσης (Use Case) είναι μια αλληλουχία ενεργειών που εκτελεί το λογισμικό αλληλεπιδρώντας με το χρήστη ή με εξωτερικά συστήματα, προκειμένου να ικανοποιήσει μία λειτουργική απαίτηση. Ορισμός2: Κάθε περίπτωση χρήσης αντιστοιχεί σε κάποιο στόχο υψηλού επιπέδου για κάποιον χειριστή του συστήματος: είναι μια κάτι που του αποδίδει κάποιο απτό αποτέλεσμα που έχει αξία για αυτόν. Για παράδειγμα η περίπτωση χρήσης "Ανάληψη μετρητών " είναι κάτι που έχει αξία για έναν πελάτη ενός μηχανήματος ATM μιας τράπεζας. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Περίπτωση χρήσης Συναλλαγή γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Use Case Diagram Element (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Μπορεί να επεκτείνει κάποια άλλη περίπτωση χρήσης Μπορεί να επεκτείνεται από κάποια άλλη περίπτωση χρήσης Μπορεί να περιλαμβάνει κάποια άλλη περίπτωση χρήσης Μπορεί να περιλαμβάνεται από κάποια άλλη περίπτωση χρήσης Έχει μοναδικό όνομα Σχετίζεται με κάποιον χειριστή Έχει κάποιον κύριο χειριστή (hasprimary actor) Μπορεί να σχετίζεται με κάποιον offstage actor Μπορεί να σχετίζεται με κάποιον supporting actor Αντιπροσωπεύει κάποια λειτουργική απαίτηση Mια περίπτωση χρήσης παριστάνεται με μια έλλειψη, στο κάτω μέρος της οποίας αναγράφεται ο τίτλος της. Μια περίπτωση χρήσης αντιστοιχεί σε κάποια προδιαγραφή του υπό ανάπτυξη συστήματος Χρησιμοποιείται σε αντικειμενοστρεφείς προσεγγίσεις ανάπτυξης λογισμικού Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα.

57 Εικόνα 13.Οι ιδιότητες της κλάσης Περίπτωση Χρήσης Υπερκλάσεις: Use Case Diagram Element Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 9. ΚΛΑΣΗ «DESIRED SYSTEM BEHAVIOR» α. ορισμός: η επιθυμητή συμπεριφορά του συστήματος, το σύνολο των προδιαγραφών του β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: system requirements προδιαγραφές συστήματος γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Αναλύεται σε Functional requirements Είναι Domain Entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Μοντελοποιείται από (ismodeledby) κάποιο μοντέλο περιπτώσεων χρήσης (Use_case_model) Αναφέρεται σε κάποιο «σύστημα» Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain_Entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει

58 10. ΚΛΑΣΗ «EXTENSION POINT» α. ορισμός: λειτουργικότητα της βασικής περίπτωσης χρήσης την οποία επεκτείνει μια άλλη περίπτωση χρήσης β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Σημείο επέκτασης γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain Entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Ανήκει σε κάποια περίπτωση χρήσης (UseCase) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain_Entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 11. ΚΛΑΣΗ «FUNCTIONAL REQUIREMENT» α. ορισμός: σχεδιαστικό χαρακτηριστικό, ιδιότητα ή συμπεριφορά συστήματος β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Λειτουργική απαίτηση συστήματος Προδιαγραφή συστήματος Requirement System requirement γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain Entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αποτελεί μέρος (fomspartof) της επιθυμητής συμπεριφοράς κάποιου συστήματος (desired system behavior) Αντιπροσωπεύεται από (is represented by) κάποια περίπτωση χρήσης(use case) Αναφέρεται (refers to) σε κάποιο σύστημα (system) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις:Domain_Entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 12. ΚΛΑΣΗ «PACKAGE» α. ορισμός: χρήσιμος μηχανισμός ομαδοποίησης συστατικών και διαγραμμάτων στη UML β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Πακέτο γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Χρησιμοποιείται για την ομαδοποίηση συστατικών και διαγραμμάτων στη UML Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα

59 Υπερκλάσεις: Domain entity Υποκλάσεις: δεν διαθέτει 13. ΚΛΑΣΗ «SYSTEM» α. ορισμός: Tο υπό κατασκευή σύστημα β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Application Software application Εφαρμογή Σύστημα γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain_entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Οριοθετείται από (islimitedby) κάποιο «ορθογώνιο πλαίσιο» (boundary box) Αντιπροσωπεύεται από τουλάχιστον μια περίπτωση χρήσης(use case) [στην ενοποιημένη προσέγγιση ανάπτυξης λογισμικού] Αντιπροσωπεύεται μόνο από περιπτώσεις χρήσης (use case) και σχέσεις περιπτώσεων χρήσης (use case relationship) [στην ενοποιημένη προσέγγιση ανάπτυξης λογισμικού] Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Εικόνα 14. Οι ιδιότητες της κλάσης Σύστημα Υπερκλάσεις: Domain_entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 14. ΚΛΑΣΗ «SYSTEM ENVIROMENT» α. Ορισμός1: Ότι βρίσκεται έξω από το σύστημα μας Ορισμός:2 Το σύνολο των Χειριστών μιας εφαρμογής λογισμικού β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Context Περιβάλλον συστήματος γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain_entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Οριοθετείται από (islimitedby) κάποιο «ορθογώνιο πλαίσιο» (boundary box) Αποτελείται από (consistsof) τουλάχιστον έναν χειριστή(actor)

60 Αποτελείται μόνο από χειριστές(actor) και σχέσεις χειριστών(actor relationship) Αναφέρεται(refersto) σε κάποιο «σύστημα»(system) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain_entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 15. ΚΛΑΣΗ «UML DIAGRAM» α. Ορισμός: είδος διαγραμμάτων που χρησιμοποιείται για την παράσταση εννοιών που συναντώνται στην αντικειμενοστρεφή τεχνολογία ανάπτυξης λογισμικού, αλλά και σε άλλα πεδία, όπως πχ η μοντελοποίηση επιχειρησιακών διαδικασιών. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Uml διάγραμμα γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αποτελεί μέρος της uml Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain entity Υποκλάσεις: Βehavior diagram, Class diagram, Implementation diagram, Use_case_diagram 16. ΚΛΑΣΗ «USE CASE DIAGRAM» α. Ορισμός: είδος uml διαγράμματος για την γραφική απεικόνιση των λειτουργικών απαιτήσεων/προδιαγραφών ενός συστήματος λογισμικού. Διαμερίζει τη λειτουργικότητα του συστήματος σε συναλλαγές που έχουν νόημα για τους ιδανικούς χρήστες(χειριστές) του συστήματος. Απεικονίζει περιπτώσεις χρήσης, χειριστές και τις σχέσεις μεταξύ τους. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Uml diagram (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αποτελείται μόνο από στοιχεία διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης (use case diagram element) Αποτελείται από χειριστές Αποτελείται από περιπτώσεις χρήσης Αποτελεί μέρος κάποιου use case model Περιγράφει το περιβάλλον κάποιου συστήματος Μοντελοποιεί την επιθυμητή συμπεριφορά ενός συστήματος Περιγράφει συνοπτικά την επιθυμητή συμπεριφορά ενός συστήματος Χρησιμοποιείται για τον καθορισμό των λειτουργικών απαιτήσεων ενός συστήματος Χρησιμοποιούνται για την οπτική αναπαράσταση(visualization) της συμπεριφοράς κάποιου συστήματος Χρησιμοποιούνται για την περιγραφή (specification) της συμπεριφοράς κάποιου συστήματος Χρησιμοποιούνται για την τεκμηρίωση(documentation) της συμπεριφοράς κάποιου συστήματος

61 Χρησιμοποιούνται για την αποτελεσματικότερη επικοινωνία πελατών και προγραμματιστών λόγω της απλότητας των συμβολισμών και λόγω του ότι παρέχουν τη δυνατότητα εύκολης αντίληψης του συνόλου των λειτουργιών. Χρησιμοποιούνται για έλεγχο(testing) ενός υπό ανάπτυξη συστήματος κατά το forward engineering Χρησιμοποιούνται για την κατανόηση της λειτουργίας ενός συστήματος κατά το reverse engineering Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Uml diagram Υποκλάσεις: δεν διαθέτει Εικόνα 15. Οι ιδιότητες της κλάσης Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης Οι κλάσεις Βbehavior diagram, Class diagram, Implementation diagram δεν αναφέρονται αναλυτικά. 17. ΚΛΑΣΗ «UML RELATIONSHIP» α. Ορισμός: σχέση μεταξύ στοιχείων της uml β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Uml σχέση, συσχέτιση γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αποτελεί μέρος των προτύπων της uml Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα

62 Υπερκλάσεις: Domain entity Υποκλάσεις: association, extend, include, generalization (αναφέρεται μόνο ένα υποσύνολο των uml συσχετίσεων) 18. ΚΛΑΣΗ «ASSOCIATION RELATIONSHIP» α. Ορισμός: An association relationship is a structural relationship between two model elements that shows that objects of one classifier (actor, use case, class, interface, node, or component) connect and can navigate to objects of another classifier β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Συσχέτιση γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι είδος Uml relationship (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αναπαρίσταται γραφικά ως μια ευθεία που συνδέει δύο στοιχεία Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Uml relationship Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 19. ΚΛΑΣΗ «EXTEND RELATIONSHIP» α. Ορισμός: ειδική περίπτωση σχέσης μεταξύ δυο περιπτώσεων χρήσης, όπου η μία περίπτωση (βασική) μπορεί να επεκταθεί προαιρετικά και σε κάποια άλλη ανάλογα με τις συνθήκες. Η βασική περίπτωση επεκτείνεται σε κάποια σημεία που ορίζονται ρητά (extension points). β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Επέκταση γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι είδος Uml relationship (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αναπαρίσταται γραφικά ως βέλος που δείχνει από την εναλλακτική περίπτωση προς την περίπτωση χρήσης που είναι δυνατόν να επεκταθεί, μαζί με το στερεότυπο <<extend>> και τα σημεία που επεκτείνονται Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Uml relationship Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 20. ΚΛΑΣΗ «INCLUDE RELATIONSHIP» α. Ορισμός: ειδική περίπτωση σχέσης μεταξύ δυο περιπτώσεων χρήσης, όπου η λειτουργικότητα μίας περίπτωσης συμπεριλαμβάνει την λειτουργικότητα μιας άλλης. την άλλη. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Συμπερίληψη

63 γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι είδος Uml relationship (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αναπαρίσταται γραφικά διακεκομμένο βέλος που δείχνει προς την περίπτωση χρήσης που συμπεριλαμβάνεται, μαζί με το στερεότυπο <<include>> Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Uml relationship Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 21. ΚΛΑΣΗ «GENERALIZATION RELATIONSHIP» α. Ορισμός: ειδική περίπτωση σχέσης μεταξύ δυο περιπτώσεων χρήσης, όπου η περίπτωση παιδί υιοθετεί τη συμπεριφορά και το νόημα της περίπτωσης πατέρα. Το παιδί μπορεί να έχει επιπλέον η διαφορετικά χαρακτηριστικά από τον πατέρα. Ένα εναλλακτικό σενάριο μιας περίπτωσης χρήσης, μπορεί να υλοποιηθεί ως νέα περίπτωση χρήσης η οποία επεκτείνει την αρχική. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Γενίκευση γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι είδος Uml relationship (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αναπαρίσταται γραφικά ως βέλος που δείχνει από την περίπτωση παιδί προς την περίπτωση χρήσης πατέρα Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις:Uml relationship Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 22. ΚΛΑΣΗ «USE CASE MODEL» α. Ορισμός: μοντέλο του συστήματος που δίνει έμφαση στη λειτουργικότητα του συστήματος όπως αυτή είναι ορατή από τους εξωτερικούς χρήστες του. Αποτελείται από το σύνολο των περιπτώσεων χρήσης (τα διαγράμματα αλλά και τις προδιαγραφές για αυτές). β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Μοντέλο περιπτώσεων χρήσης γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Μοντελοποιεί την επιθυμητή συμπεριφορά του συστήματος Μοντελοποιεί το περιβάλλον ενός συστήματος Είναι το σύνολο των περιπτώσεων χρήσης ενός συστήματος Είναι προϊόν της ανάλυσης απαιτήσεων κατά την ενοποιημένη προσέγγιση Αποτελείται από use case διαγράμματα και γραπτές περιγραφές(specifications) των περιπτώσεων χρήσης Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις:

64 Domain entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 23. ΚΛΑΣΗ «MODELING LANGUAGE» α. Ορισμός1: Μια «γλώσσα» που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μοντέλων ενός συστήματος στόχου. Ορισμός2: Μια γλώσσα μοντελοποίησης είναι μια οποιαδήποτε τεχνητή γλώσσα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει πληροφορία ή γνώση ή κάποιο σύστημα μέσω μιας δομής που υπαγορεύεται από ένα συγκεκριμένο σύνολο κανόνων. Οι κανόνες χρειάζονται για την ερμηνεία των συστατικών στοιχείων στη δομή. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Γλώσσα μοντελοποίησης γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Μοντελοποιεί κάποιο σύστημα Χρησιμοποιείται για την περιγραφή πληροφορίας, γνώσης ή κάποιου συστήματος Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain entity Υποκλάσεις: Uml 24. ΚΛΑΣΗ «UML» α. Ορισμός: Γλώσσα μοντελοποίησης, κατάλληλη για την παράσταση εννοιών που συναντώνται στην αντικειμενοστρεφή τεχνολογία ανάπτυξης λογισμικού, αλλά και σε άλλα πεδία, όπως η μοντελοποίηση επιχειρησιακών διαδικασιών. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Χρησιμοποιείται ως εργαλείο επικοινωνίας Χρησιμοποιείται κατά την αντικειμενοστρεφή προσέγγιση ανάπτυξης λογισμικού Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Modeling language Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 25. ΚΛΑΣΗ «OBJECT-ORIENTED ANALYSIS» α. Ορισμός: Η υλοποίηση των εργασιών ανάλυσης λογισμικού χρησιμοποιώντας όρους και μεθοδολογίες από την αντικειμενοστρεφή τεχνολογία. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Αντικειμενοστρεφής Ανάλυση

65 γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Είναι μέρος κάποιας αντικειμενοστρεφούς προσέγγισης στην ανάπτυξη λογισμικού Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις:Domain entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 26. ΚΛΑΣΗ «REQUIREMENTS DEFINITION STAGE» α. ορισμός: Το στάδιο του κύκλου ζωής ανάπτυξης λογισμικού στο οποίο γίνεται καθορισμός των προδιαγραφών του β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Ανάλυση απαιτήσεων γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Είναι μέρος κάποιου κύκλου ζωής ανάπτυξης λογισμικού Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 27. ΚΛΑΣΗ «SOFTWARE DEVELOPMENT» α. ορισμός: Η ανάπτυξη κάποιου προϊόντος λογισμικού β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Ανάπτυξη λογισμικού γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Αναφέρεται σε κάποιο σύστημα Ακολουθεί κάποια προσέγγιση ανάπτυξης λογισμικού Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει 28. ΚΛΑΣΗ «SOFTWARE DEVELOPMENT APPROACH» α. ορισμός: Η προσέγγιση που ακολουθείται στην ανάπτυξη λογισμικού β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Προσέγγιση ανάπτυξης λογισμικού

66 γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι Domain entity λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain entity Υποκλάσεις: object oriented approach 29. ΚΛΑΣΗ «OBJECT-ORIENTED APPROACH» α. ορισμός: Προσέγγιση στην ανάπτυξη λογισμικού που βασίζεται στην αντικειμενοστρέφεια β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Αντικειμενοστρεφής προσέγγιση Αντικειμενοστρεφής Τεχνολογία γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι software development approach(λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Χρησιμοποιεί την UML για την παράσταση των μοντέλων λογισμικού που κατασκευάζονται κατά την ανάπτυξη. Αντιμετωπίζει το λογισμικό ως ένα σύνολο συστατικών που ικανοποιούν απαιτήσεις των χρηστών με αναφορά στις οποίες πραγματοποιεί όλες τις δραστηριότητες ανάπτυξης. Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: software development approach Υποκλάσεις: Unified Process(δεν αναλύεται ξεχωριστά) 30. ΚΛΑΣΗ «SOFTWARE DEVELOPMENT LIFE CYCLE» α. ορισμός: Τα στάδια ανάπτυξης λογισμικού β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Ανάπτυξη λογισμικού γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με *****έντονα γράμματα): Είναι Domain entity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Περιλαμβάνει το στάδιο της ανάλυσης απαιτήσεων( requirements_definition_stage) Προτείνεται από (issuggestedby) κάποια προσέγγιση ανάπτυξης λογισμικού (software_development_approach) Επίσης ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Domain entity Υποκλάσεις: Δεν διαθέτει

67 Κανόνες Στην Οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης έχουμε προσθέσει και κάποιους κανόνες σύμφωνα με τους οποίους η οντολογία μπορεί να εμπλουτίζεται δυναμικά με νέες σχέσεις. Αυτές οι σχέσεις, που δημιουργούνται αυτόματα, χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για την απάντηση σε ερωτήματα. Για παράδειγμα, ορίζουμε κανόνα σύμφωνα με τον οποίο: Όταν ορίζουμε πρωτεύον χειριστή (PrimaryActor) για κάποια περίπτωση χρήσης, αυτόματα θεωρείται πως η περίπτωση χρήσης συνδέεται (με σχέση UML Association) με τον χειριστή αυτόν. Εικόνα 16. Ορισμός κανόνα στο περιβάλλον του Protégé Στην εικόνα 17 βλέπουμε πως για την περίπτωση χρήσης usecase_serve_water ορίζουμε ρητά πως έχει πρωτεύοντα χειριστή (PrimaryActor) τον actor_waiter (οι σχέσεις που ορίστηκαν ρητά εμφανίζονται με πιο έντονα γράμματα). Χρησιμοποιώντας αυτόματο συμπερασμό και έχοντας εισάγει τον κανόνα στην οντολογία, προκύπτει νέα σχέση συμφωνά με την οποία η περίπτωση χρήσης usecase_serve_water συσχετίζεται με τον χειριστή actor_waiter. Σχέσεις που έχουν οριστεί ρητά Ιδιότητες που προκύπτουν με αυτόματο συμπερασμό, με βάση την ιεραρχία κλάσεων της οντολογίας, τις ιδιότητες των κλάσεων και τους κανόνες της οντολογίας Εικόνα 17. Η σχέση associateswith actor_waiter δεν έχει οριστεί ρητά αλλά προκύπτει με αυτόματο συμπερασμό λόγω αντίστοιχου κανόνα. Οι σχέσεις αυτές που δεν ορίζονται ρητά αλλά παράγονται αυτόματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπως και οι ρητά ορισμένες σχέσεις για την απάντηση σε ερωτήματα, όπως φαίνεται και στην εικόνα 18. Δυο ακόμη κανόνες που συμπεριλάβαμε στην οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης είναι οι παρακάτω: Όταν κάποια περίπτωση χρήσης περιλαμβάνεται (isincluded) από κάποια άλλη τότε έχει τον ίδιο πρωτεύον χειριστή με αυτήν που την περιλαμβάνει Όταν κάποια περίπτωση χρήσης αποτελεί επέκταση (extends) κάποια άλλη τότε έχει τον ίδιο πρωτεύον χειριστή με την περίπτωση χρήσης που επεκτείνει

68 Εικόνα 18. Η περίπτωση χρήσης usecase_serve_water συμπεριλαμβάνεται κανονικά στις περιπτώσεις χρήσης με τις οποίες διασυνδέεται ο χειριστής actor_waiter, παρόλο που δεν υπάρχει άμεσος ορισμός αυτής της σχέσης 4.5. Χρήση της οντολογίας πεδίου για περιγραφή συγκεκριμένου διαγράμματος περιπτώσεων χρήσης Η περίπτωση Restaurant Χρησιμοποιήσαμε την οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης για να περιγράψουμε το διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης που αφορά ένα εστιατόριο και το οποίο βλέπουμε στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 19). Το διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης που θέλουμε να περιγράψουμε αφορά το σύστημα με όνομα Restaurant και περιλαμβάνει τέσσερις actors (Customer, Delivery Boy, Cook και Waiter) και έξι περιπτώσεις χρήσης (Place Order, Take Order, Serve Water, Prepare Order, Restock, Deliver Order, Serve Order). Oι περιπτώσεις χρήσης συνδέονται μεταξύ τους με σχέσεις include, extend και generalization. Πιο συγκεκριμένα η Take Order περιλαμβάνει (includes) την Serve Water, η Restock επεκτείνει (extends) την Prepare Order με σημείο επέκτασης το stock low και τελος η Deliver Order αποτελεί εξειδίκευση της Serve Order. Τέλος κάθε actor συσχετίζεται (associates) με μια ή περισσότερες περιπτώσεις χρήσης. Εικόνα 19. Διάγραμμα Περιπτώσεων χρήσης Restaurant Για την περιγραφή του Διαγράμματος, χρειάστηκε απλώς να ορίσουμε στιγμιότυπα (instances) για τις κλάσεις System (1 στιγμιότυπο), Actor (4 στιγμιότυπα), Use_case (6 στιγμιότυπα), Use Case Diagram (1 στιγμιότυπο), Usecases relationships (3 στιγμιότυπα), Usecases-actor relationships (6 στιγμιότυπα) και Extensionpoint (1 στιγμιότυπο) και System Boundary (1 στιγμιότυπο). Παρακάτω αναφερόμαστε ενδεικτικά σε κάποια από αυτά τα στιγμιότυπα. Καταρχήν, μέσα από το περιβάλλον του Protégé 4.0, δημιουργήσαμε το στιγμιότυπο restaurant_ucd της κλάσης Use_Case_Diagram και ορίσαμε τις περιπτώσεις χρήσεις και τους χειριστές από τους οποίους αποτελείται (εικόνα 20).

69 Εικόνα 20. Οι ιδιότητες του στιγμιοτύπου restaurant_ucd Επίσης, δημιουργήσαμε το στιγμιότυπο restaurant_system της κλάσης System (εικόνα 21). Εικόνα 21. Οι ιδιότητες του στιγμιότυπου restaurant_system Επίσης, δημιουργήσαμε το στιγμιότυπο system_boundary1 της κλάσης System_boundary (εικόνα 22). Εικόνα 22. Οι ιδιότητες του στιγμιότυπου system_boundary1 Ακόμα, δημιουργήσαμε έξι στιγμιότυπα για την κλάση Use_case, τα usecase_place_order, usecase_take_order, usecase_serve_water, usecase_prepare_order, usecase_restock, usecase_deliver_order και usecase_serve_order. Παρακάτω (εικόνα 23) βλέπουμε ενδεικτικά τον ορισμό του στιγμιοτύπου usecase_prepare_order. Ορίζουμε ρητά πως έχει ως κύριο χειριστή τον actor_cook, πως έχει extensionpoint το ext_point_stock_low, πως επεκτείνεται από την περίπτωση χρήσης use_case_restock, πως αναφέρεται στο σύστημα restaurant_system και πως έχει όνομα cook. Η ενεργοποίηση του reasoner Pelet, o οποίος είναι ενσωματωμένος στο Protégé 4.0, έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία νέων ιδιοτήτων για την περίπτωση χρήσης prepare_order, που προκύπτουν ως αυτόματα συμπεράσματα με βάση τις ιεραρχικές σχέσεις ή άλλους περιορισμούς και κανόνες της οντολογίας. Αυτά τα συμπεράσματα εμφανίζονται στο περιβάλλον του Protégé 4.0, σε μπεζ διακεκομμένο πλαίσιο.

70 Εικόνα 23. Oι ιδιότητες (ρητά ορισμένες και μη) του στιγμιότυπου use_case_prepare_order Ακόμα δημιουργήσαμε τέσσερα στιγμιότυπα για την κλάση Actor, τα actor_waiter, actor_cook, actor_delivery_boy και actor_customer. Παρακάτω (εικόνα 24) βλέπουμε ενδεικτικά τον ορισμό του στιγμιότυπου actor_cook. Εμείς ορίσαμε ρητά μόνο την ιδιότητα hasname στην οποία δώσαμε την τιμή cook. Όλες οι υπόλοιπες ιδιότητες (πχ οι σχέσεις του actor με συγκεκριμένες περιπτώσεις χρήσης) προκύπτουν από αυτόματο συμπερασμό, εφόσον ενεργοποιήσουμε τον reasoner Pelet. Για παράδειγμα, λόγω του ότι έχουμε προηγουμένως ορίσει πως η περίπτωση χρήσης use_case_prepare_order έχει ως κύριο χειριστή τον actor_cook, συνεπάγεται πως ο χειριστής actor_cook είναι χειριστής(isactorof) της use_case_prepare_order αλλά και ότι συνδέεται με αυτήν με σχέση association (associateswith). Εικόνα 24. Oι ιδιότητες (ρητά ορισμένες και μη) του στιγμιοτύπου actor_cook Με ανάλογο τρόπο ορίσαμε και τα υπόλοιπα στιγμιότυπα του Διαγράμματος Περιπτώσεων Χρήσης που αφορά το Restaurant. Έχοντας περιγράψει πλήρως το διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης για κάποιο συγκεκριμένο σύστημα, πχ για το σύστημα «Restaurant, μπορούμε να πάρουμε απαντήσεις από την οντολογία σε σχέση με το σύστημα αυτό, όπως θα δούμε στην παρακάτω ενότητα. Για

71 παράδειγμα μπορούμε να ρωτήσουμε «Ποιοι είναι οι actors ή οι περιπτώσεις χρήσης του συστήματος Restaurant, «ποια είναι τα σημεία επέκτασης κάποιας συγκεκριμένης περίπτωσης χρήσης», κλπ Τι μας προσφέρει η οντολογία των Διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης Η οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης μπορεί να προσφέρει: 1. Απαντήσεις σε ερωτήματα για το πεδίο των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, που αφορούν γενικά όλα τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Οι απαντήσεις αυτές προκύπτουν με βάση την ιεραρχία των κλάσεων της οντολογίας (δηλαδή με βάση την ταξινομία) καθώς οι ερωτήσεις που βασίζονται σε σχέσεις δουλεύουν με στιγμιότυπα και όχι με κλάσεις Παρακάτω αναφέρουμε κάποια ενδεικτικά ερωτήματα και τις απαντήσεις που επιστρέφονται. Ερώτημα: Ποια είναι τα στοιχεία ενός οποιουδήποτε Διαγράμματος Περιπτώσεων Χρήσης; Κλάσεις που επιστρέφονται: Χειριστής, Σχέση και Περίπτωση Χρήσης Εικόνα 25. Στο ερώτημα «Στοιχεία Διαγράμματος Περιπτώσεων Χρήσης» η οντολογία επιστρέφει τις κλάσεις Χειριστής, Σχέση και Περίπτωση Χρήσης Ερώτημα: Τι είδους σχέσεις μπορεί κανείς να συναντήσει σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης; Κλάσεις που επιστρέφονται: σχέσεις μεταξύ χειριστών, σχέσεις μεταξύ περιπτώσεων χρήσης και σχέσεις μεταξύ χειριστών και περιπτώσεων χρήσης Εικόνα 26. Στο ερώτημα «Είδη σχέσεων σε Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης» η οντολογία επιστρέφει τις κλάσεις σχέσεις μεταξύ χειριστών, σχέσεις μεταξύ περιπτώσεων χρήσης και σχέσεις μεταξύ χειριστών και περιπτώσεων χρήσης Ερώτημα: Ποιες κατηγορίες χειριστών υπάρχουν σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης;

72 Κλάσεις που επιστρέφονται: Αυτόματο σύστημα και Άνθρωπος Εικόνα 27. Στο ερώτημα «Χειριστές» η οντολογία επιστρέφει τις κλάσεις Αυτόματο σύστημα και Άνθρωπος Ερώτημα: Τι τύπου σχέσεις μπορεί να έχουν δυο περιπτώσεις χρήσης σε ένα Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης; Κλάσεις που επιστρέφονται: Επέκταση, Γενίκευση και Συμπερίληψη Εικόνα 28. Στο ερώτημα «Σχέσεις μεταξύ Περιπτώσεων Χρήσης» η οντολογία επιστρέφει τις κλάσεις επέκταση, γενίκευση και συμπερίληψη 2. Απαντήσεις σε ερωτήματα για το πεδίο των Διαγραμμάτων Περιτώσεων Χρήσης, που αφορούν κάποιο συγκεκριμένο Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης. Παρακάτω αναφέρουμε κάποια ενδεικτικά ερωτήματα και τις απαντήσεις που επιστρέφονται. Ερώτημα: Ποιες είναι οι περιπτώσεις χρήσης για ένα συγκεκριμένο σύστημα (εδώ για το σύστημα Restaurant); Στιγμιότυπα που επιστρέφονται: περιπτώσεις χρήσης serve_order, deliver_order, place_order, restock, take_order, prepare_order και serve_water

73 Εικόνα 29. Στο ερώτημα «Ποιες είναι οι περιπτώσεις χρήσης για το σύστημα restaurant» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα serve_order, deliver_order, place_order, restock, take_order, prepare_order και serve_water που ανήκουν στην κλάση Περίπτωση Χρήσης Ερώτημα: Ποιοι είναι οι χειριστές ενός συγκεκριμένου Διαγράμματος Περιπτώσεων Χρήσης (εδώ του διαγράμματος περιπτώσεων χρήσης με όνομα restaurant); Στιγμιότυπα που επιστρέφονται: χειριστές actor_waiter, actor_cook, actor_delivery_boy, actor_customer Εικόνα 30. Στο ερώτημα «Ποιοι είναι οι χειριστές του διαγράμματος περιπτώσεων χρήσης με όνομα restaurant» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα waiter, cook, delivery_boy και customer, που ανήκουν στην κλάση χειριστής. Ερώτημα: Από ποιες περιπτώσεις χρήσεις αποτελείται ένα συγκεκριμένο Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης (εδώ για το Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης Restaurant_ucd); Στιγμιότυπα που επιστρέφονται: περιπτώσεις χρήσης serve_order, deliver_order, place_order, restock, take_order, prepare_order και serve_water

74 Εικόνα 31. Στο ερώτημα «Ποιες είναι οι περιπτώσεις χρήσης του διαγράμματος περιπτώσεων χρήσης με όνομα restaurant» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα, serve_order, deliver_order, place_order, restock, take_order, prepare_order και serve_water που ανήκουν στην περίπτωση χρήσης. Ερώτημα: Με ποιους χειριστές συσχετίζεται μια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης (εδώ η περίπτωση χρήσης place_order) σε ένα συγκεκριμένο Διάγραμμα Περιπτώσεων Χρήσης (εδώ στο διάγραμμα restaurant_ucd); Στιγμιότυπα που επιστρέφονται: χειριστής actor_customer Εικόνα 32. Στο ερώτημα «Με ποιους χειριστές συσχετίζεται η περίπτωση χρήσης place_order στο διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης restaurant_ucd» η οντολογία επιστρέφει το στιγμιότυπο actor_customer, που ανήκει στην κλάση χειριστής. Ερώτημα: Ποιες περιπτώσεις χρήσης περιλαμβάνει μια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης (εδώ η περίπτωση χρήσης take_order); Στιγμιότυπα που επιστρέφονται:

75 Εικόνα 33. Στο ερώτημα Ποιες περιπτώσεις χρήσης περιλαμβάνει η περίπτωση χρήσης take_order η οντολογία επιστρέφει το στιγμιότυπο serve_order, που ανήκει στην κλάση περίπτωση χρήσης. κ.λπ. 3. Παρέχει το λεξιλόγιο για σημασιολογική επισημείωση (semantic annotation) τόσο των μαθησιακών στόχων όσο και των μαθησιακών αντικειμένων Χρησιμοποιούμε τους όρους της οντολογίας ως τιμές μεταδεδομένων, για να συσχετίσουμε μαθησιακούς στόχους και μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένες έννοιες του πεδίου των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, όπως θα δούμε παρακάτω, στην ενότητα περιγραφής της Οντοκεντρικής μας εφαρμογής. Όπως αναφέραμε και σε προηγούμενη ενότητα, η επισημείωση μαθησιακών πόρων με τη βοήθεια εννοιών που προέρχονται από οντολογίες συμβάλει στην ακρίβεια των αποτελεσμάτων αναζήτησης των πόρων, όπως θα δούμε στην πράξη και παρακάτω στην εργασία μας. 4. Τέλος, η οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, όπως όλες οι οντολογίες πεδίου, μπορεί (όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενη ενότητα) να χρησιμοποιηθεί για οργάνωση της πληροφορίας του πεδίου, για πλοήγηση στο πεδίο, για οπτικοποίηση της πληροφορίας του πεδίου κ.λπ Χρήση της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης σε Οντοκεντρική Εφαρμογή Στο τελικό στάδιο της εργασίας μας χρησιμοποιήσαμε αυτήν την οντολογία στα πλαίσια μιας συνδυαστικής οντολογίας ή οποία μας επιτρέπει να διαχειριζόμαστε μαθησιακά αντικείμενα σχετικά με τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Το στάδιο αυτό αναλύεται σε επόμενο κεφάλαιο της εργασίας μας Συμπεράσματα Εμπειρίες που αποκομίσαμε Μέσα από την πειραματική χρήση της οντολογίας στο περιβάλλον του Protégé διαπιστώσαμε πως η οντολογία μας ανταποκρίνεται πλήρως στις προδιαγραφές που θέσαμε στο πρώτο στάδιο (βλ. αρχικό στάδιο κατασκευής οντολογίας). Επίσης διαπιστώσαμε την τεχνική ποιότητα της οντολογίας που κατασκευάσαμε, με εργαλεία ενσωματωμένα στην πλατφόρμα του Protégé. Παρακάτω παραθέτουμε εμπειρίες που αποκομίσαμε κατά τα τη διαδικασία κατασκευής της οντολογίας: Σε σχέση με την συνεργατική διαδικασία αξιολόγησης της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης

76 Η διαδικασία της συνεργατικής αξιολόγησης της οντολογίας ήταν ιδιαίτερα χρονοβόρα, παρόλο που το πεδίο που περιγράφηκε ήταν περιορισμένο. Αυτό ήταν εν μέρει αναμενόμενο αλλά οφείλεται και στο γεγονός πως δεν ήταν εύκολο να ελεγχθεί ο χρόνος απόκρισης των ειδικών, οι οποίοι είχαν κληθεί να στείλουν τις αξιολογήσεις τους μέσω ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, κατά τον πρώτο κύκλο αξιολόγησης της οντολογίας. Κατά το δεύτερο κύκλο της αξιολόγησης, που πραγματοποιήθηκε με δια ζώσης συνάντηση και συζήτηση, η αξιολόγηση ήταν άμεση, αλλά λόγω χρονικών περιορισμών, μπόρεσαν να συζητηθούν μόνο οι πολύ κεντρικές έννοιες τις οντολογίας. Για τη διεξοδική συζήτηση όλων των εννοιών θα χρειαζόταν πολλές συναντήσεις, που στη δεδομένη περίπτωση ήταν δύσκολο να πραγματοποιηθούν. Με τα παραπάνω δεδομένα, η συνεργατική προσέγγιση που ακολουθήθηκε, δεν συμφέρει να εφαρμοστεί, για πολλές οντολογίες ή οντολογίες που καλύπτουν μεγαλύτερο γνωστικό πεδίο, αν υπάρχουν αυστηροί χρονικοί περιορισμοί. Από άποψη χρόνου, θα ήταν περισσότερο συμφέρον η ομάδα αξιολόγησης να ήταν μικρή (ένας ή δύο ειδικοί του πεδίου, οι οποίοι θα είχαν τη δυνατότητα συχνών συναντήσεων) και να βρεθούν άλλοι τρόποι ενσωμάτωσης εναλλακτικών απόψεων σε σχέση με το δεδομένο γνωστικό πεδίο, κάτι που αποτελεί ζητούμενο. Σημασιολογική λεπτομέρεια οντολογίας πεδίου Η οντολογία μας περιλαμβάνει λεπτομερείς σημασιολογικές σχέσεις μεταξύ των εννοιών του πεδίου των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης και μπορεί να απαντήσει σε λεπτομερή ερωτήματα σε σχέση με αυτό, ωστόσο, στα πλαίσια της εφαρμογής μας, μας ενδιαφέρουν κυρίως σχέσεις μεταξύ των εννοιών με βάση τις οποίες μπορούν να εξαχθούν συμπεράσματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από παιδαγωγική σκοπιά, όπως για παράδειγμα σχέσεις που αφορούν προαπαιτούμενες έννοιες, έννοιες που αποτελούν μέρος μιας άλλης έννοιας, γενικές η πιο ειδικές έννοιες, σχετικές έννοιες κ.λπ. Σχέσεις όπως οι παραπάνω μπορούν για παράδειγμα να βοηθήσουν στον καθορισμό της σειράς παρουσίασης των μαθησιακών αντικειμένων. Για παράδειγμα, αν μια έννοια αποτελεί μέρος μιας άλλης τότε μπορούμε να επιλέξουμε αν πρώτα θα παρουσιάσουμε την γενικότερη ή την ειδικότερη ανάλογα με την προσέγγιση (από το ειδικό στο γενικό ή από το γενικό στο ειδικό, κ.λπ.) που χρησιμοποιούμε. Δεδομένων των παραπάνω και προκειμένου να εξοικονομηθούν πόροι κατά την μαζική κατασκευή οντολογιών πεδίου, θα μπορούσαν αρχικά να δημιουργηθούν οντολογίες που έχουν μόνο κάποιες βασικές σχέσεις μεταξύ των εννοιών τους (οι οποίες να μπορούν να ερμηνευτούν και από παιδαγωγική σκοπιά - όπως αυτές που αναφέρθηκαν παραπάνω) και στη συνέχεια, εφόσον υπάρχει δυνατότητα, να προστίθενται περισσότερο λεπτομερείς σημασιολογικές σχέσεις. Χρήση εργαλείου Για την δημιουργία και τη διαχείριση της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης χρησιμοποιήσαμε τις εκδόσεις 3.4 και 4.0 του Protégé. Αρχικά ξεκινήσαμε με την έκδοση 3.4 γιατί είχε καλύτερη διεπαφή σε σχέση με την 4.0 όσον αφορά στον ορισμό ιδιοτήτων για τα στιγμιότυπα και τη σύνταξη ερωτημάτων. Ωστόσο, όταν χρειάστηκε η ενσωμάτωση κανόνων αναγκαστήκαμε να χρησιμοποιήσουμε την έκδοση 4.0 καθώς, στην 3.4 δεν δούλευαν οι κανόνες. Η έκδοση 4.0 είναι ακόμα υπό ανάπτυξη και έχει δύσκολη διεπαφή για ορισμό ερωτημάτων και ιδιοτήτων (πρέπει να θυμάται κάποιος απέξω τις ιδιότητες). Επίσης παρουσιάζει προβλήματα σε σχέση με τη διαχείριση των ελληνικών ονομάτων και τιμών ιδιοτήτων γενικότερα (τα οποία συχνά δεν αναγνωρίζονται και εμφανίζονται σε ακατάληπτη μορφή), γεγονός που μας δημιούργησε πρόβλημα κατά τη μεταφορά της οντολογίας από το περιβάλλον μιας έκδοσης σε αυτό της άλλης.

77 5.Οντολογία Ικανοτήτων - Μαθησιακών στόχων Η δεύτερη οντολογία μας αφορά τις Ικανότητες - Μαθησιακούς στόχους. Όπως είδαμε και σε προηγούμενο κεφάλαιο (επισκόπηση πεδίου: οντολογίες ικανοτήτων μαθησιακών στόχων), τα τελευταία χρόνια, οι προσεγγίσεις που βασίζονται στην έννοια της Ικανότητας κερδίζουν συνεχώς έδαφος, τόσο στην εκπαίδευση όσο και στην ανάπτυξη του ανθρώπινου δυναμικού γενικότερα και η μοντελοποίηση των ικανοτήτων (Competence Modeling) θεωρείται πλέον απαραίτητη για κάθε είδους Παιδαγωγικό Σχεδιασμό στα πλαίσια εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης. Όπως έχουν επισημάνει πολλοί ερευνητές, η χρήση της συνιστώσας των ικανοτήτων στις εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης προσθέτει σε αυτές πληθώρα δυνατοτήτων, όπως για παράδειγμα η διαχείριση των μαθησιακών στόχων και των ικανοτήτων σε συνάρτηση με άλλες συνιστώσες μιας εφαρμογής ηλεκτρονικής μάθησης (π.χ. μαθησιακά αντικείμενα), η σύγκριση με μαθησιακούς στόχους από άλλες εφαρμογές και η δυνατότητα παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών κ.λπ. και για αυτό το λόγο, επιλέξαμε να την ενσωματώσουμε στην εφαρμογή μας. Συνθέτοντας, τροποποιώντας και επεκτείνοντας ήδη υπάρχουσες οντολογίες, δημιουργήσαμε την οντολογία των Ικανοτήτων- Μαθησιακών στόχων, την οποία περιγράφουμε παρακάτω. Στο τελικό στάδιο της εργασίας μας χρησιμοποιήσαμε αυτήν την οντολογία στα πλαίσια μιας συνδυαστικής οντολογίας (οντοκεντρική εφαρμογή) η οποία μας επιτρέπει να διαχειριζόμαστε μαθησιακούς στόχους και μαθησιακά αντικείμενα σχετικά με τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης Κατασκευή oντολογίας Ικανοτήτων Μαθησιακών στόχων Για την οντολογία των Ικανοτήτων - Διδακτικών στόχων ακολουθήσαμε την προσέγγιση μηχανικής οντολογιών προτείνουν οι Seremeti & Kameas (2009). Από τα σενάρια που περιλαμβάνει η προσέγγιση, ακολουθούμε αυτό που αναφέρεται στην κατασκευή οντολογίας από κάποιον ειδικό, με τη βοήθεια οντολογικών πηγών. Η συγκεκριμένη προσέγγιση περιλαμβάνει τέσσερις φάσεις για την κατασκευή μιας οντολογίας: α) Καταγραφή προδιαγραφών (specification) β) Εννοιολογική μορφοποίηση (conceptualization) γ) Υλοποίηση (implementation) δ) Αξιολόγηση (evaluation). Σύμφωνα με το σενάριο που ακολουθούμε, στη φάση καταγραφής προδιαγραφών καθορίζεται ο σκοπός κατασκευής, η επικείμενη χρήσης και οι χρήστες της οντολογίας. Επίσης ερευνάται η ύπαρξη οντολογιών που να αναφέρονται στο ίδιο γνωστικό πεδίο. Στη φάση εννοιολογικής μορφοποίησης (conceptualization phase), αξιολογούνται και επιλέγονται μεταδεδομένα υπαρχουσών οντολογιών και καθορίζονται οι έννοιες της οντολογίας, οι ιδιότητές τους και οι σχέσεις μεταξύ τους. Στη φάση υλοποίησης (implementation), συντελείται η μετατροπή του εννοιολογικού μοντέλου σε τυπικό μοντέλο επεξεργάσιμο από υπολογιστή και στη φάση αξιολόγησης (evaluation), αποτιμάται η ποιότητα της οντολογίας. Παρακάτω περιγράφουμε τις φάσεις που ακολουθήσαμε για να κατασκευάσουμε την οντολογία των ικανοτήτων.

78 Καταγραφή Προδιαγραφών Αρχικά ορίσαμε το σκοπό για τον όποιο κατασκευάζεται η οντολογία, το γνωστικό πεδίο στο οποίο αναφέρεται, τους αναμενόμενους χρήστες αλλά και τις ερωτήσεις επάρκειας σύμφωνα με τις οποίες θα αξιολογηθεί η οντολογία. Χρήση: Η οντολογία θα χρησιμοποιηθεί για την τυπική περιγραφή των ικανοτήτων που επιθυμούμε να αποκτήσουν οι εκπαιδευόμενοι (μαθησιακοί στόχοι), έτσι ώστε να είναι δυνατή η επεξεργασία πληροφοριών σχετικών με ικανότητες, σε συστήματα ηλεκτρονικής μάθησης. Πιο συγκεκριμένα, θέλουμε με τη βοήθεια της οντολογίας: 1. Να μπορούμε να ορίζουμε οποιαδήποτε ικανότητα (γνώση, δεξιότητα ή στάση) με τη βοήθεια διακριτών και ανεξάρτητων συνιστωσών 2. Να συνδέουμε ικανότητες-μαθησιακούς στόχους με έννοιες οποιουδήποτε πεδίου 3. Να μπορούμε να εκφράζουμε μια σύνθετη ικανότητα ως συνδυασμό απλών 4. Να μπορούμε να ορίζουμε και να δημιουργούμε αυτόματα ή να αναγνωρίζουμε αυτόματα προαπαιτούμενες ικανότητες για μια συγκεκριμένη ικανότητα 5. Να συνδέουμε ικανότητες-μαθησιακούς στόχους με μαθησιακά αντικείμενα Πεδίο γνώσης που καλύπτει η οντολογία: η οντολογία μας αναφέρεται στην έννοια της Ικανότητας. Χρησιμοποιούμε την οντολογία για να εκφράσουμε επιθυμητές ικανότητεςμαθησιακούς στόχους αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εκφράσει πχ και τις τρέχουσες ικανότητες κάποιου εκπαιδευομένου. Χρήστες οντολογίας: Η οντολογία αναμένεται να χρησιμοποιηθεί άμεσα από σχεδιαστές συστημάτων και εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης και έμμεσα από εκπαιδευόμενους και εκπαιδευτικούς, οι οποίοι θα χρησιμοποιούν τις εφαρμογές αυτές. Κριτήρια αξιολόγησης- Ερωτήσεις επάρκειας: Θα αξιολογήσουμε την οντολογία με τη βοήθεια ερωτημάτων τα οποία θα πρέπει να μπορούν να απαντώνται με βάση την οντολογία των Ικανοτήτων-Μαθησιακών στόχων (ερωτήσεις επάρκειας), τα οποία και παραθέτουμε παρακάτω. Ερωτήσεις επάρκειας: 1. Ποιοι διδακτικοί στόχοι (ικανότητες ή γνώσεις, δεξιότητες, στάσεις) σχετίζονται με κάποιο συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο; 2. Ποιες είναι οι προαπαιτούμενες ικανότητες για μια συγκεκριμένη ικανότητα; 3. Μια συγκεκριμένη ικανότητα αναφέρεται σε γνώση, δεξιότητα ή στάση; 4. Με ποια μαθησιακά αντικείμενα σχετίζεται κάποια ικανότητα-μαθησιακός στόχος; 5. Σε ποιο θεματικό πεδίο/πεδία αναφέρεται κάποια ικανότητα; (καθορίζεται εμμέσως αφού η κάθε σύνθετη ικανότητα αναλύεται σε στάσεις, δεξιότητες, γνώσεις) 6. Σε ποιο θεματικό πεδίο/πεδία αναφέρεται κάποια γνώση, δεξιότητα, στάση; 7. Σε ποιες γνώσεις/δεξιότητες και στάσεις μπορεί να αναλυθεί μια συγκεκριμένη ικανότητα; 8. Σε ποια επιμέρους στοιχεία μπορεί να αναλυθεί μια γνώση, δεξιότητα, στάση; 9. Σε ποια συγκεκριμένη ικανότητα (πχ κάποιου προγράμματος σπουδών) συμβάλει μια συγκεκριμένη γνώση, δεξιότητα, στάση;

79 13. Ποια είναι η λεκτική περιγραφή μιας ικανότητας; 14. Ποια είναι η λεκτική περιγραφή μιας γνώσης/δεξιότητας/στάσης; 15. Υπάρχουν μαθησιακοί στόχοι που αφορούν πιο εξειδικευμένο ή πιο γενικευμένο γνωστικό αντικείμενο σε σχέση με κάποιο συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο; 16. Υπάρχουν δυσκολότερες ικανότητες (σύμφωνα με την ταξινομία του Bloom) σε σχέση με ικανότητα συγκεκριμένου επιπέδου και συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο (θέμα); 17. Υπάρχουν ευκολότερες ικανότητες (σύμφωνα με την ταξινομία του Bloom) σε σχέση με ικανότητα συγκεκριμένου επιπέδου και συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο (θέμα); 18. Ποιες είναι οι συνθήκες που αφορούν την επίδοση για μια συγκεκριμένη ικανότητα; 18α. Σε ποιο επίπεδο, ως προς την αυτονομία, επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; 18β. Σε ποιο επίπεδο, ως προς την πολυπλοκότητα των καταστάσεων που θα αντιμετωπίσει, επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; 18γ. Σε ποιο επίπεδο, ως προς το εύρος των καταστάσεων, που θα αντιμετωπίσει επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; 18δ. Σε ποιο επίπεδο, ως προς την συχνότητα της, επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; 18ε. Σε ποιο επίπεδο, ως προς την εξοικείωση με τις καταστάσεις που θα αντιμετωπίσει, επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, μια από τις βασικές επικείμενες χρήσεις της οντολογίας είναι για τον ορισμό μαθησιακών στόχων. Παρακάτω αναφέρονται ενδεικτικοί μαθησιακοί στόχοι που αφορούν το πεδίο των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, τους οποίους θα πρέπει να μπορούμε να εκφράσουμε επαρκώς με τη βοήθεια της οντολογίας, επομένως λειτουργούν και αυτοί ως κριτήρια αξιολόγησης της οντολογίας. Ενδεικτικοί μαθησιακοί στόχοι (επίσης λειτουργούν ως ερωτήσεις επάρκειας): 1. Να αναφέρουν δυο λόγους χρήσης των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης 2. Να αναφέρουν τα βασικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης 3. Να αναφέρουν τις σχέσεις των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης και τις περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται η κάθε σχέση. 4. Να ορίζουν την έννοια του χειριστή σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης 5. Να γνωρίζουν τη σχέση των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης με την Αντικειμενοστρεφή Ανάλυση 6. Να ορίζουν την έννοια της περίπτωσης χρήσης 7. Να καταγράφουν τις λειτουργικές απαιτήσεις από το λογισμικό ως ένα σύνολο από περιπτώσεις χρήσεις και το περιβάλλον λειτουργίας μιας εφαρμογής ως σύνολο από χειριστές 8. Να επιλέγουν μόνο τις απαραίτητες κάθε φορά περιπτώσεις χρήσης και χειριστές που χρειάζεται να ενσωματωθούν στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης

80 9. Να χρησιμοποιούν τα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης, δραστηριοτήτων και συνεργασίας, καθώς και δομημένο κείμενο για να τεκμηριώσουν το μοντέλο ανάλυσης μιας εφαρμογής λογισμικού. Στη συνέχεια αναζητήσαμε υπάρχουσες οντολογίες για την έννοια της ικανότητας ή για μαθησιακούς στόχους και βρήκαμε τρεις διαφορετικές περιγραφές οντολογιών για την έννοια της Ικανότητας, αυτές που προτείνουν σε εργασίες τους οι Paquette (2007), Sicilia (2005) και Van Assche (2007). Αξίζει να σημειωθεί πως δεν βρήκαμε τις ίδιες τις οντολογίες αλλά τις περιγραφές τους Εννοιολογική Μορφοποίηση και Υλοποίηση Στη φάση εννοιολογικής μορφοποίησης (conceptualization phase), αξιολογήσαμε και επιλέξαμε μεταδεδομένα υπαρχουσών οντολογιών και καθορίσαμε τις έννοιες της οντολογίας, τις ιδιότητές τους και τις σχέσεις μεταξύ τους. Στη φάση της υλοποίησης μετατρέψαμε το εννοιολογικού μοντέλο που προέκυψε από την προηγούμενη φάση, σε τυπικό μοντέλο επεξεργάσιμο από υπολογιστή. Όπως και για την οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, έτσι και για την κατασκευή της οντολογίας των ικανοτήτων, χρησιμοποιήσαμε το Protégé ως εργαλείο δημιουργίας της οντολογίας και την OWL ως χρησιμοποιούμενη γλώσσα αναπαράστασης οντολογίας (περισσότερα για το Protégé και την OWL σε προηγούμενο κεφάλαιο). Αρχικά ξεκινήσαμε, αναζητώντας και μελετώντας βιβλιογραφία σχετικά με την ενσωμάτωση της συνιστώσας των ικανοτήτων ή των μαθησιακών στόχων σε εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης και εντοπίσαμε τρεις διαφορετικές προτάσεις, αυτές του Sicilia (2005), του Paquette (2007) και του Van Assche (2007). Αξιοποιώντας τις προδιαγραφές που θέσαμε στο προηγούμενο στάδιο για την οντολογία των ικανοτήτων, αξιολογήσαμε τις προτάσεις που βρήκαμε και χρησιμοποιήσαμε στοιχεία τους για να καταλήξουμε στις έννοιες-κλάσεις της οντολογίας μας, την ιεραρχία τους, τις ιδιότητες και τις σχέσεις μεταξύ τους. Παρακάτω περιγράφουμε συνοπτικά τις διαθέσιμες οντολογίες και στη συνέχεια αναλύουμε τη δική μας έκδοση. Υποψήφια Οντολογία Ικανοτήτων1 (Sicilia, 2005) Ο Sicilia προτείνει μια γενική οντολογία για τη διαχείριση ικανοτήτων σε κάποιον οργανισμό διαχείρισης μάθησης (learning intensive organization). Σύμφωνα με αυτήν, μια ικανότητα μπορεί να αναλύεται σε επιμέρους ικανότητες οι οποίες αναλύονται τελικά σε στάσεις, δεξιότητες και γνώσεις. Άλλες σχέσεις μεταξύ ικανοτήτων είναι αυτές των details, prerrequisite, equal to και similar to. Οι δεξιότητες και οι γνώσεις προαπαιτούν γνώσεις, ενώ οι στάσεις θεωρούνται ανεξάρτητες γνωστικού πεδίου. Οι δεξιότητες θα μπορούσαν επίσης να έχουν προαπαιτούμενες δεξιότητες, αλλά αυτό δεν εξετάζεται και δεν εντάσσεται στην οντολογία του Sicilia. Οι γνώσεις, οι δεξιότητες και οι στάσεις και (κατ επέκταση) οι ικανότητες δεν αναλύονται περαιτέρω και εκφράζονται ως απλό κείμενο. Κάποιες από τις κλάσεις που προτείνει ο Sicilia είναι: Competency Competency Definition Competency Element Knowledge Element Attitude Skill Measurement

81 Measurement Scale Measurement Level Job Position Κ.λπ. Οι παρακάτω εικόνες απεικονίζουν τμήματα της οντολογίας που προτείνει ο Sicilia. Εικόνα 34. Μοντελοποίηση κλιμάκων μέτρησης ικανότητας (πηγή: Sicilia, 2005) Εικόνα 35. Μοντελοποίηση στοιχείων που επηρεάζουν τις ικανότητες (πηγή: Sicilia, 2005) Εικόνα 36. Σχέσεις μεταξύ ορισμών ικανοτήτων (πηγή: Sicilia, 2005) Μερικές από τις σχέσεις μεταξύ των κλάσεων της οντολογίας είναι οι παρακάτω: Κάθε ικανότητα μπορεί να αναλύεται (details) ή να αποτελεί ανάλυση άλλης ικανότητας Κάθε ικανότητα μπορεί να προαπαιτεί (prerequisite) ή να είναι προαπαιτούμενη άλλης ικανότητας Κάθε ικανότητα μπορεί να είναι ισοδύναμη άλλης ικανότητας Κάθε ικανότητα μπορεί να είναι παρόμοια άλλης ικανότητας

82 Κάθε γνώση (knowledge element) αφορά κάποια έννοια από οποιαδήποτε οντολογία γνωστικού πεδίου Κάθε γνώση και κάθε δεξιότητα έχουν προαπαιτούμενο κάποια γνώση Κάθε γνώση, δεξιότητα ή στάση αποτελεί ένα στοιχείο ικανότητας (competency element) Ο ορισμός μιας ικανότητας (competency definition) απαιτεί κάποιο στοιχείο ικανότητας Αξιολόγηση οντολογίας Sicilia Η οντολογία που προτείνει ο Sicilia αφορά μεγαλύτερο πεδίο από αυτό που θέλουμε να περιγράψουμε εμείς, καθώς εκτός από την έννοια της ικανότητας περιγράφει το πλαίσιο μέσα στο οποίο εντάσσεται, με αποτέλεσμα οι περισσότερες από τις κλάσεις της ξεφεύγουν της ζητούμενης για την οντολογία μας λεπτομέρειας. Αντίθετα, όσον αφορά στην περιγραφή της έννοιας της ικανότητας η οντολογία που προτείνει ο Sicilia είναι αρκετά γενική. Ωστόσο, από την πρόταση του Sicilia επιλέξαμε να υιοθετήσουμε τη βασική ιδέα (ότι μια ικανότητα αναλύεται σε γνώσεις, δεξιότητες και στάσεις). Επίσης υιοθετούμε τις σχέσεις που αφορούν προαπαιτούμενες, ισοδύναμες και παρόμοιες ικανότητες. Στην Οντολογία που δημιουργήσαμε οι τρεις διαφορετικές (σύμφωνα με την οντολογία του Sicilia) έννοιες-κλάσεις Competency, Competency Element και Competency Definition ταυτίζονται και αντιπροσωπεύονται όλες από την έννοια Competency. Συγκεντρωτικά, από τις κλάσεις της οντολογίας που προτείνει ο Sicilia, υιοθετούμε τις παρακάτω: - Competency (στην οντολογία μας θεωρείται ισοδύναμη των Competency Definition και Competency Element) - Knowledge Element - Knowledge - Attitude - Skill και από τις σχέσεις που προτείνει ο Sicilia, υιοθετούμε τις παρακάτω: o Κάθε ικανότητα μπορεί να προαπαιτεί (prerequisite) ή να είναι προαπαιτούμενη άλλης ικανότητας o Κάθε ικανότητα μπορεί να είναι ισοδύναμη άλλης ικανότητας o Κάθε ικανότητα μπορεί να είναι παρόμοια άλλης ικανότητας o Κάθε γνώση, δεξιότητα ή στάση αποτελεί ένα στοιχείο ικανότητας (competency element) Υποψήφια Οντολογία Ικανοτήτων2 (Van Assche, 2007) Ο Van Assche δημιούργησε ταξινομίες μαθησιακών στόχων με σκοπό την έκφραση των μαθησιακών στόχων που περιέχονται στα προγράμματα σπουδών διαφόρων χωρών με τη βοήθεια μιας κοινής γλώσσας. Απώτερος στόχος ήταν να χρησιμοποιηθούν οι μαθησιακοί στόχοι ως κοινός παρανομαστής, για να είναι δυνατή η σύνδεση των προγραμμάτων σπουδών των διαφόρων χωρών και ο διαμοιρασμός και η επαναχρησιμοποίηση μαθησιακών πόρων που συνδέονται με αυτά. Οι μαθησιακοί στόχοι εκφράζονται ως ικανότητες που είναι επιθυμητό να αποκτήσουν οι εκπαιδευόμενοι. Σύμφωνα με την προσέγγιση του Van Assche κάθε ικανότητα (competency) εκφράζεται ως ο συνδυασμός δύο συνιστωσών: ενός ενεργητικού ρήματος

83 (action verb) και ενός η περισσοτέρων θεμάτων (topics) στα οποία εφαρμόζεται το ρήμα. Η περιγραφή μιας ικανότητας με τη βοήθεια μικρότερων συνιστωσών αυξάνει τις δυνατότητες σύγκρισης με άλλες ικανότητες από ότι αν χρησιμοποιούνταν περισσότερο πολύπλοκες περιγραφές (αφού ουσιαστικά γίνεται σύγκριση των συνιστωσών και όχι των ικανοτήτων. Οι τρεις βασικές κλάσεις που προκύπτουν από αυτήν την περιγραφή της ικανότητας στην πρόταση του Van Assche είναι: 1. Ικανότητα 2. Ενεργητικό Ρήμα 3. Θέμα Επίσης, σύμφωνα με την περιγραφή του Van Assche προκύπτουν οι παρακάτω σχέσεις ανάμεσα στις κλάσεις: Κάθε ικανότητα βασίζεται σε ένα ακριβώς ενεργητικό ρήμα Κάθε ικανότητα αναφέρεται σε ένα ή περισσότερα θέματα Τόσο τα ενεργητικά ρήματα όσο και τα θέματα προέρχονται από δυο ταξινομίες που λειτουργούν ως ελεγχόμενα λεξιλόγια. Η ταξινομία των ενεργητικών ρημάτων βασίζεται στην αναθεωρημένη ταξινομία του Βloom (Anderson & Krathwohl, 2001). Επεκτείνοντας αυτές τις ταξινομίες, ο Van Assche προτείνει δυο ταξινομίες ικανοτήτων, μια με βάση το θέμα-γνωστικό αντικείμενο και μια με βάση τα ενεργητικά ρήματα (ουσιαστικά με βάση την ταξινομία του Bloom). Έτσι σύμφωνα με την προσέγγιση του Van Assche, κάθε ικανότητα ουσιαστικά μπορεί να θεωρηθεί υποκλάση είτε κάποιου ενεργητικού ρήματος είτε κάποιου θέματος. Εικόνα 37. Επέκταση ταξινομίας ενεργητικών ρημάτων που περιλαμβάνει και τις ικανότητες (πηγή: Van Assche, 2007) Εικόνα 38.Επέκταση ταξινομίας του γνωστικού πεδίου που περιλαμβάνει και τις ικανότητες (πηγή: Van Assche, 2007)

84 Συγκεντρωτικά, από την περιγραφή της οντολογίας του Van Assche μπορούμε να συμπεράνουμε τις εξής σχέσεις: 1. Κάθε ικανότητα μπορεί να αποτελεί υποκλάση κάποιου ενεργητικού ρήματος της ταξινομίας των ενεργητικών ρημάτων 2. Κάθε ικανότητα μπορεί να αποτελεί υποκλάση κάποιου θέματος της ταξινομίας του γνωστικού πεδίου 3. Κάθε ικανότητα αναφέρεται σε ένα τουλάχιστον θέμα 4. Κάθε ικανότητα βασίζεται σε ακριβώς ένα ενεργητικό ρήμα 5. Κάθε πρόγραμμα σπουδών αποτελείται από αντικείμενα προγράμματος σπουδών 6. Κάθε αντικείμενο προγράμματος σπουδών αναφέρεται σε κάποια ικανότητα από την ταξινομία των ικανοτήτων Εικόνα 39. Σχέσεις ανάμεσα στο πρόγραμμα σπουδών και τις ταξινομίες (πηγή: Van Assche, 2007) Αξιολόγηση οντολογίας Van Assche Από την πρόταση του Van Assche υιοθετούμε την ιδέα της περιγραφή μιας ικανότητας με τη βοήθεια επιμέρους συνιστωσών και τη χρήση ελεγχόμενων λεξιλογίων. Επίσης, υιοθετούμε ως επιμέρους συνιστώσες στις οποίες αναλύεται μια ικανότητα αυτές του θέματος και του ενεργητικού ρήματος, τις οποίες όμως χρησιμοποιούμε με διαφορετική ορολογία και τις οποίες αναλύουμε με διαφορετικό τρόπο. Ο Van Assche δεν προτείνει κάποια οντολογία αλλά ταξινομίες μαθησιακών στόχων που βασίζονται σε επιμέρους ταξινομίες, αυτές των ενεργητικών ρημάτων και των γνωστικών αντικειμένων (θεμάτων). Από τις κλάσεις που προκύπτουν από την πρόταση του Van Assche, υιοθετούμε τις παρακάτω: - Competency - Θέμα (μετονομάζεται σε Knowledge Entity) - Action Verb (μετονομάζεται σε Generic skill) Από τις σχέσεις που προκύπτουν από την πρόταση του Van Assche, υιοθετούμε τις παρακάτω: Κάθε ικανότητα αναφέρεται σε ένα τουλάχιστον θέμα Κάθε ικανότητα βασίζεται σε ακριβώς ένα ενεργητικό ρήμα (σε εμάς γενική δεξιότητα) Υποψήφια Οντολογία Ικανοτήτων3 (Paquette, 2007) Η οντολογία για τη μοντελοποίηση των ικανοτήτων που προτείνει ο Paquette συνδυάζει τις έννοιες των γνώσεων (knowledge), δεξιοτήτων (skill), στάσεων (attitude) και της επίδοσης (performance). Σύμφωνα με τον Paquette η έννοια της Ικανότητας ορίζεται ως μια γενική δεξιότητα (generic skill) που εφαρμόζεται σε κάποιο γνωστικό αντικείμενο με κάποιο επίπεδο επίδοσης.

85 Προτείνει την έκφραση των ικανοτήτων σε τυπική γλώσσα, καθώς η περιγραφή τους με απλό κείμενο καθιστά δύσκολη την επεξεργασία τους και τη χρήση τους σε περιβάλλοντα διαχείρισης γνώσης και ηλεκτρονικής μάθησης. Μια γενική δεξιότητα είναι σύμφωνα με τον Paquette μια διαδικασία η οποία μπορεί να εφαρμοστεί σε πληθώρα πεδίων εφαρμογής, για παράδειγμα η αντίληψη, η απομνημόνευση ή η αξιολόγηση κάποιου γνωστικού αντικειμένου που μπορεί να διαφέρει από πεδίο σε πεδίο. Στις εικόνες 40, 41 και 42, βλέπουμε κομμάτια από την οντολογία του Paquette. Εικόνα 40. Το βασικό τμήμα της Οντολογίας- Σχέση ικανοτήτων με γενικές δεξιότητες, γνωστικά αντικείμενα και επίδοση Εικόνα 41. Ανάλυση των Γενικών Δεξιοτήτων

86 Όι κλάσεις που προτείνει ο Paquette είναι: Εικόνα 42. Ανάλυση των Δεικτών Επίδοσης Ικανότητα (Competency) Γενική Δεξιότητα (Generic Skill) Ορισμός Ικανότητας (Competency Statement) Γνωστικό αντικείμενο (Knowledge Entity) Οντολογία Πεδίου (Domain Ontology) Πόρος (Resource) Προαπαιτούμενη Ικανότητα (Prerequisite Competency) Επιθυμητή Ικανότητα (Target Competency Learning Objective) Τρέχουσα Ικανότητα (Actual Competency)(στην έκδοση tritiekdosh2) Δείκτης επίδοσης (Performance Indicator) Επίπεδο επίδοσης (Performance Class) Επίπεδο πολυπλοκότητας δεξιότητας (Skill complexity level) Μέτα-πεδίο (Meta-Domain) Η κλάση Γενική Δεξιότητα ουσιαστικά εξυπηρετεί τον ίδιο ακριβώς σκοπό με την κλάση Action Verb του Van Asshe, όμως σημασιολογικά είναι διαφορετική. Για την ανάλυση της κλάσης της γενικής δεξιότητας σε υποκλάσεις, ο Paquette συνδυάζει ταξινομίες για ικανότητες και στόχους που αναφέρονται σε διαφορετικά πεδία, όπως αυτά της ενεργής μεταγνώσης (Active meta-knowledge) του Pirtrat (στο Paquette, 2007), των Γενικών Προβλημάτων (Generic problems), των γνωστικών στόχων (Cognitive objectives) του Bloom (1956) και την ταξινομία Skills cycle του Romiszwowski (στο Paquette, 2007). Η κλάση γενική δεξιότητα έχει υποκλάσεις τις Αντιλαμβάνομαι (Receive) με υποκλάσεις τις Acknowledge και Integrate Αναπαράγω (Reproduce) με υποκλάσεις τις Instantiate/Specify, Transpose/Translate και Apply Παράγω/Δημιουργώ (Produce/Create) με υποκλάσεις τις Analyze, Repair και Synthesize Αυτοδιαχειρίζομαι (Self-manage) με υποκλάσεις τις Evaluate και self-control οι οποίες υποκλάσεις αναλύονται περαιτέρω. Η κλάση Δείκτης επίδοσης έχει υποκλάσεις τις

87 Συχνότητα (Frequency) Αυτονομία (Autonomy) Εύρος (Scope) Πολυπλοκότητα (Complexity) Πλαίσιο (Context) Αξιολόγηση οντολογίας Paquette Η Οντολογία του Paquette παρέχει ένα αρκετά λεπτομερές μοντέλο για την περιγραφή ικανοτήτων (τρεχουσών, επιθυμητών και προαπαιτουμένων), ωστόσο στα πλαίσια της δικής μας εφαρμογής δεν χρειαζόμαστε τόση λεπτομέρεια, οπότε υιοθετούμε μέρος της οντολογίας. Από τα στοιχεία της οντολογίας του Paquette που υιοθετήσαμε στη δική μας προσέγγιση, κάποια τα χρησιμοποιήσαμε αυτούσια ενώ άλλα τα τροποποιήσαμε και κάποια τα επεκτείναμε. Πιο συγκεκριμένα, από την Οντολογία του Paquette υιοθετούμε τις κλάσεις: o Ικανότητα (Competency) o Γενική Δεξιότητα (Generic Skill) o Γνωστικό αντικείμενο (Knowledge Entity) o Δείκτης επίδοσης (Performance Indicator) (μετονομάζεται σε Performance Condition) καθώς και κάποιες σχέσεις για τις οποίες όμως χρησιμοποιούμε διαφορετική ορολογία. Επιπλέον ομοιότητες και διαφορές είναι οι παρακάτω: Ομοιότητα: Η ικανότητα ορίζεται με τη βοήθεια επιμέρους συνιστωσών. Ομοιότητα: Βασιζόμαστε στον ορισμό που δίνει ο Paquette για την ικανότητα, ως την εφαρμογή μιας γενικής δεξιότητας σε κάποια έννοια του γνωστικού πεδίου. Διαφορά: Σε αυτόν τον ορισμό της ικανότητας προσθέτουμε τη συνιστώσα της συνθήκης η οποία ενσωματώνει τη συνιστώσα της επίδοσης που προτείνει ο Paquette αλλά και άλλες παραμέτρους, όπως θα δούμε παρακάτω. Ομοιότητα: Κάθε ικανότητα περιγράφεται με ακριβώς μια γενική δεξιότητα (ουσιαστικά κάθε ικανότητα αποτελεί κάποια γνώση, δεξιότητα ή στάση). Διαφορά: Η δική μας υλοποίηση δίνει τη δυνατότητα για ορισμό πιο πολύπλοκων ικανοτήτων από ότι αυτή του Paquette, αφού μια ικανότητα μπορεί να έχει ως συνθήκη μια άλλη ικανότητα, όπως θα δούμε παρακάτω. Ομοιότητα: Ανάλυση της γενικής δεξιότητας σε επίπεδα Διαφορά: Σύμφωνα με το μοντέλο που προτείνει ο Paquette η κλάση της γενικής δεξιότητας αναλύεται σε δέκα επιμέρους επίπεδα που μπορεί να αφορούν τον γνωστικό, όσο τον κοινωνικό, τον συναισθηματικό και τον ψυχοκινητικό τομέα. Κάθε ικανότητα χρειάζεται να επισημειωθεί με τον τομέα στον οποίο αναφέρεται. Η δική μας προσέγγιση διαφοροποιείται από αυτήν του Paquette καθώς διαχωρίζουμε εξαρχής τις γενικές δεξιότητες σε γενικές δεξιότητες γνωστικού, συναισθηματικού και ψυχοκινητικού τομέα, οι οποίες μπορούν στη συνέχεια να αναλυθούν περαιτέρω χρησιμοποιώντας καθιερωμένες ταξινομίες, όπως θα δούμε παρακάτω. Ομοιότητα: Υιοθετούμε την απόδοση επιπέδου δυσκολίας σε κάθε γενική δεξιότητα ανάλογα με το επίπεδο της ταξινομίας στο οποίο αντιστοιχεί, με στόχο την απόδοση επιπέδου δυσκολίας και για τις ικανότητες

88 Ομοιότητα: Υιοθετούμε τους δείκτες επίδοσης (Frequency, Autonomy, Scope, Complexity και Context) που προτείνονται στην οντολογία του Paquette Διαφορά: δεν χρησιμοποιούμε την κλάση Performance Class κλπ. Συνολική αξιολόγηση υπαρχουσών προτάσεων Και οι τρεις από τις παραπάνω προτάσεις παρουσιάζουν ενδιαφέρον και προσφέρουν διαφορετικές και αλληλοσυμπληρούμενες απόψεις για την έννοια των ικανοτήτων και των μαθησιακών στόχων. Μελετώντας τις και αξιολογώντας τις, με κριτήριο τα ζητούμενα τις δικής μας εφαρμογής, που μέρος τους αντανακλάται στις ερωτήσεις επάρκειας που έχουμε ορίσει, υιοθετούμε και συνδυάζουμε αρκετά στοιχεία από αυτές, τα οποία αξιοποιούμε ως βάση για να δημιουργήσουμε μια οντολογία που να ανταποκρίνεται όσο το δυνατό περισσότερο στα ζητούμενα της εφαρμογής μας. Ωστόσο υπάρχουν σημεία που κρίνονται πολύ γενικά ή πολύ λεπτομερή για την δική μας εφαρμογή και δεν υιοθετούνται, σημεία που τροποποιούνται ή επεκτείνονται, καθώς και σημεία που προστίθενται, όπως βλέπουμε και παρακάτω. Στοιχεία που υιοθετούμε: Η βασική ιδέα του ορισμού των ικανοτήτων, όχι με ως απλό κείμενο, αλλά με τη βοήθεια επιμέρους συνιστωσών, που προτείνουν τόσο ο Paquette όσο και ο Van Assche. Ο χωρισμός σε συνιστώσες διευκολύνει την επεξεργασία τους από εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης με όλα όσα αυτό συνεπάγεται για τις δυνατότητες επαναχρησιμοποίησης μαθησιακών πόρων). Επίσης και για εμάς αποτελεί ζητούμενο, οι επιμέρους συνιστώσες αυτές να περιγραφούν (όπου είναι δυνατό) με ελεγχόμενα λεξιλόγια, για να υπάρχουν μεγαλύτερες δυνατότητες διαμοιρασμού και επαναχρησιμοποίησης πόρων. Υιοθετούμε το γνωστικό αντικείμενο και τη γενική δεξιότητα που προτείνει ο Paquette (που εξυπηρετεί τον ίδιο σκοπό με το ενεργητικό ρήμα που προτείνει ο Van Assche), ως βασικές συνιστώσες στις οποίες αναλύεται μια ικανότητα. Υιοθετούμε τη σύνδεση ικανότητας/στόχου με γνωστικό αντικείμενο Υιοθετούμε τον παράγοντα της επίδοσης ως συνιστώσα ορισμού μιας ικανότητας Κ.λπ. Στοιχεία που χρήζουν αλλαγής και στοιχεία που χρειάζεται να προστεθούν Όπως είδαμε και παραπάνω, στις επιμέρους αξιολογήσεις των υπαρχουσών προτάσεων για την περιγραφή ικανοτήτων, κάποια σημεία τους κρίνονται πολύ γενικά ή πολύ λεπτομερή για τη δική μας εφαρμογή, οπότε είτε δεν υιοθετούνται, είτε τροποποιούνται. Για παράδειγμα, για κάποια θέματα, όπως αυτό της ανάλυσης των γενικών δεξιοτήτων σε επίπεδα, αποφασίσαμε να ακολουθήσουμε άλλη προσέγγιση, όπως θα δούμε παρακάτω. Επίσης υπάρχουν απόψεις του πεδίου των ικανοτήτων, έτσι όπως το αντιλαμβανόμαστε, που τα υπάρχοντα μοντέλα δεν επαρκούν να περιγράψουν, όπως οι παρακάτω δύο: 1) Καμία από τις προσεγγίσεις που έχουμε υπόψη μας δεν επιτρέπουν τον ορισμό «σύνθετων» ικανοτήτων όπως για παράδειγμα η ικανότητα Να περιγράφουν την συμπεριφορά ενός συστήματος χρησιμοποιώντας περιπτώσεις χρήσεις.

89 Ορισμοί όπως ο παραπάνω εμπλέκουν δύο ικανότητες, που όμως η μία εξαρτάται από την άλλη και είναι σημαντικό να μπορούν να οριστούν ως μια σύνθετη ικανότητα, (αποτελούμενη από ανεξάρτητες επιμέρους συνιστώσες ικανότητες). Στη δική μας έκδοση της οντολογία των ικανοτήτων, όπως θα δούμε παρακάτω, ενσωματώνουμε μια πρόταση που καθιστά δυνατό τον ορισμό ικανοτήτων όπως η παραπάνω. 2) Καμία από τις προσεγγίσεις που έχουμε υπόψη μας δεν ενσωματώνουν αριθμητικούς περιορισμούς (ως ανεξάρτητης και επεξεργάσιμης συνιστώσας) στον ορισμό μιας ικανότητας. Για παράδειγμα η ικανότητα Να αναφέρουν δύο λόγους χρήσης των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης εμπλέκουν ποσοτικό περιορισμό (δύο λόγοι) σε σχέση με το γνωστικό αντικείμενο στο οποίο αφορά η ικανότητα. Στην οντολογία μας προτείνουμε λύσεις για την ενσωμάτωση του ποσοτικού περιορισμού, όπως θα δούμε και παρακάτω. Περιγραφή της οντολογίας μας Ανατρέχοντας στις προδιαγραφές της Οντολογίας μας (σκοπός, επικείμενη χρήση και χρήστες, ερωτήσεις επάρκειας) και αξιοποιώντας στοιχεία και από τις τρεις διαθέσιμες οντολογίες προχωρήσαμε στην εννοιολογική μορφοποίηση της οντολογίας ικανοτήτων μας, δηλαδή στην επιλογή των κλάσεων (classes) που θα συμπεριληφθούν στην οντολογία μας, στη διαμόρφωση της ιεραρχίας τους (class hierarchy) και στον ορισμό των ιδιοτήτων, των σχέσεων μεταξύ τους (attributes, properties) αλλά και των στιγμιότυπων τους (instances). Οι κλάσεις της δικής μας έκδοσης της Οντολογίας είναι οι παρακάτω: Ικανότητα (Competency), Γνώση, Δεξιότητα, Στάση, Γενική Δεξιότητα (Generic Skill), Θυμάμαι, Καταλαβαίνω, Εφαρμόζω, Αναλύω, Αξιολογώ, Δημιουργώ, Συνθήκη, Συνθήκη επίδοσης, Αυτονομία, Εύρος_καταστάσεων, Πλαίσιο_καταστάσεων, Πολυπλοκότητα_καταστάσεων, Συχνότητα_ικανότητας. Η ιεραρχία των κλάσεων στις οποίες καταλήξαμε (οι υποκλάσεις εμφανίζονται σε εσοχή σε σχέση με την κλάση πατέρα) είναι η παρακάτω: Ικανότητα (Competency) Γνώση (Knowledge) Δεξιότητα (Skill) Στάση (Attitude) Γενική Δεξιότητα (Generic Skill) Γενική δεξιότητα Γνωστικού Τομέα (CognitiveDomain) Θυμάμαι (Remembering) Καταλαβαίνω (Understanding) Εφαρμόζω (Applying) Αναλύω (Analyzing) Αξιολογώ (Evaluating) Δημιουργώ (Creating) Γενική Δεξιότητα Ψυχοκινητικού Τομέα (Psychomotor Domain) Γενική Δεξιότητα Συναισθηματικού Τομέα (Affective Domain) Συνθήκη (Condition) Συνθήκη επίδοσης (PerformanceCondition)

90 Αυτονομία (Autonomy) Εύρος_καταστάσεων (Scope) Πλαίσιο_καταστάσεων (Context) Πολυπλοκότητα_καταστάσεων (Complexity) Συχνότητα_ικανότητας (Frequency) Εικόνα 43. Ιεραρχία κλάσεων και ιδιότητες της οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης (περιβάλλον Protégé 4.0) Η βασική έννοια της οντολογίας μας είναι η Ικανότητα (Competence), η οποία ορίζεται ως η δυνατότητα εφαρμογής κάποιας Γενικής Δεξιότητας (Generic skill) σε κάποιο συγκεκριμένο Γνωστικό Αντικείμενο-θέμα (Knowledge Entity) υπό κάποια Συνθήκη (Condition). Για παράδειγμα, «Να μπορούν να καταγράφουν (generic skill) τις λειτουργικές απαιτήσεις συγκεκριμένου συστήματος (knowledge entity) χρησιμοποιώντας Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης (condition)». Ο ορισμός για την Ικανότητα βασίζεται σε αυτόν του Paquette. Διαφέρει στο ότι δεν χρησιμοποιούμε τον όρο επίδοση αλλά τον όρο συνθήκη που είναι γενικότερος και μπορεί να αναφέρεται τόσο στην επίδοση, όσο και άλλους περιορισμούς, όπως αναφέρουμε παρακάτω. Παρακάτω περιγράφουμε τις βασικές συνιστώσες στις οποίες αναλύεται μια ικανότητα, στην οντολογία μας. α) Γενική Δεξιότητα Η γενική δεξιότητα αναφέρεται σε κάποια γνώση, δεξιότητα ή στάση και εκφράζεται με τη βοήθεια κάποιου ενεργητικού ρήματος.

91 Πιο αναλυτικά, διαχωρίζουμε τις γενικές δεξιότητες σε γενικές δεξιότητες γνωστικού, συναισθηματικού και ψυχοκινητικού τομέα, οι οποίες μπορούν στη συνέχεια να αναλυθούν περαιτέρω. Για παράδειγμα, στην εργασία μας έχουμε αναλύσει περαιτέρω τις γενικές δεξιότητες του γνωστικού τομέα σε έξι επίπεδα, τα οποία προέρχονται από την αναθεωρημένη ταξινομία μαθησιακών στόχων του Bloom (Anderson & Krathwohl, 2001), που αποτελεί ένα καθιερωμένο μοντέλο ταξινομίας μαθησιακών στόχων (εικόνα 44). Τα επίπεδα αυτά είναι: Θυμάμαι (Remembering), Κατανoώ (Understand), Εφαρμόζω (Applying), Ανάλυω (Analyzing), Αξιολoγώ (Evaluating) και Συνθέτω (Creating). Εικόνα 44. Ανάλυση γενικής δεξιότητας στην οντολογία ικανοτήτων Τα επίπεδα στην ταξινομία του Bloom είναι αυξανόμενης δυσκολίας. Για παράδειγμα η γενική δεξιότητα αναλύω είναι περισσότερο δύσκολη από τη γενική δεξιότητα θυμάμαι. Αυτό το έχουμε εντάξει στην οντολογία μας αντιστοιχίζοντας βαθμό δυσκολίας για κάθε ένα από τα επίπεδα-κλάσεις στις οποίες αναλύονται οι γενικές δεξιότητες του γνωστικού τομέα. Έτσι για την κλάση Remembering ορίζεται βαθμός δυσκολίας=1, για την κλάση Understanding βαθμός δυσκολίας=2, κ.ο.κ. Αυτό υλοποιείται με τη βοήθεια της ιδιότητας sdifficultylevel της κλάσης γενική δεξιότητα. Εικόνα 45. Η ιδιότητα sdifficultylevel

92 Εικόνα 46. Μια γενική δεξιότητα έχει το πολύ ένα βαθμό δυσκολίας Εικόνα 47. Στην κλάση Εφαρμογή, σύμφωνα με την ταξινομία του Bloom, αντιστοιχεί ο βαθμός δυσκολίας 3 Εικόνα 48. Τα επίπεδα στην αναθεωρημένη ταξινομία μαθησιακών στόχων του Bloom Σε κάθε ένα από τα επίπεδα της ταξινομίας διδακτικών στόχων του Bloom για το Γνωστικό τομέα μπορούμε να αντιστοιχίσουμε κάποια ενεργητικά ρήματα. Αξιοποιώντας ενδεικτικά ρήματα τα οποία βασίζονται στην ταξινομία του Bloom (Bloom et al., 1956) και την αναθεωρημένη ταξινομία του Bloom (Anderson et al, 2001), εισάγουμε ενεργητικά ρήματα ως στιγμιότυπα (instances) σε κάθε ένα από τα έξι επίπεδα (κλάσεις) στα οποία αναλύονται οι γενικές δεξιότητες γνωστικού τομέα. Πιο συγκεκριμένα, για το επίπεδο Remembering έχουμε εισάγει τα ρήματα: Αναφέρει, επιλέγει, ονομάζει, ορίζει, αναγνωρίζει, ταιριάζει, αναπαράγει, γνωρίζει, θυμάται, περιγράφει, ταυτοποιεί, απαριθμεί, σκιαγραφεί

93 Εικόνα 49. Τα ενεργητικά ρήματα που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Γνώση στην Οντολογία Ικανοτήτων Για το επίπεδο Κατανόηση έχουμε εισάγει τα ρήματα: Υπολογίζει, εξηγεί, ξεχωρίζει, ερμηνεύει, υποστηρίζει, προβλέπει, δίνει παραδείγματα, συμπεραίνει, γενικεύει, κάνει περίληψη, παραφράζει, μετατρέπει, καταλαβαίνει, ξαναγράφει Εικόνα 50. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Κατανόηση στην Οντολογία Ικανοτήτων Για το επίπεδο Εφαρμογή έχουμε εισάγει τα ρήματα: Προετοιμάζει, τροποποιεί, εντοπίζει, συσχετίζει, χρησιμοποιεί, υπολογίζει, παράγει, κατασκευάζει, χειρίζεται, επιλύει, δείχνει, αλλάζει, εφαρμόζει, δείχνει πως Εικόνα 51. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Κατανόηση στην Οντολογία Ικανοτήτων Για το επίπεδο Ανάλυση έχουμε εισάγει τα ρήματα: Αναλύει, επιλέγει, ξεχωρίζει, διαχωρίζει, συγκρίνει, κατηγοριοποιεί, ταξινομεί, συγκρίνει, συμπεραίνει Εικόνα 52. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Ανάλυση στην Οντολογία Ικανοτήτων

94 Για το επίπεδο Αξιολόγηση έχουμε εισάγει τα ρήματα: Κρίνει, αξιολογεί, εκτιμά την αξία, συγκρίνει, υποστηρίζει Εικόνα 53. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Σύνθεση στην Οντολογία Ικανοτήτων Τέλος, για το επίπεδο Σύνθεση έχουμε εισάγει τα ρήματα: Δημιουργεί, αναπτύσσει, παράγει, σχεδιάζει, επιλέγει, σχηματίζει, οργανώνει, κάνει υποθέσεις, εφευρίσκει, κάνει, κατασκευάζει, παίζει ρόλο, εξειδικεύει, λέει, συνθέτει, συνδυάζει Εικόνα 54. Τα ενεργητικά ρήματα και ο βαθμός δυσκολίας, που έχουν εισαχθεί για το επίπεδο (κλάση) Σύνθεση στην Οντολογία Ικανοτήτων β)γνωστικό αντικείμενο/αντικείμενα Το γνωστικό αντικείμενο/αντικείμενα στο οποίο εφαρμόζεται η γενική δεξιότητα προέρχεται από κάποια οντολογία γνωστικού πεδίου, στην περίπτωση μας από την οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης. Η μέθοδος κατασκευής της οντολογίας επιτρέπει τον ορισμό ικανοτήτων που αφορούν οποιοδήποτε γνωστικό πεδίο ή συνδυασμό από γνωστικά πεδία, αρκεί να εισαχθούν οι κατάλληλες επιμέρους οντολογίες. Εικόνα 55. Η κλάση Knowledge Entity στην ιεραρχία της οντολογίας

95 Εικόνα 56. Ιεραρχία της Οντολογίας: εισαγωγή της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων χρήσης ως υποκλάση της Knowledge Entity Η σύνδεση της ικανότητας με το γνωστικό αντικείμενο γίνεται με τη βοήθεια της ιδιότητας isabouttopic της κλάσης Competency ή της ιδιότητας istheknowledgepartof της κλάσης Knowledge Entity. Στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 57) βλέπουμε πως η ικανότητα Competency1 συνδέεται με την έννοια UCD_Use της οντολογίας των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης. Εικόνα 57. Παράδειγμα ορισμού ιδιοτήτων ικανότητας. Στα αριστερά υπάρχουν όλες οι ιδιότητες και στα δεξιά όλες οι πιθανές τιμές. Εδώ βλέπουμε τον ορισμό του γνωστικού αντικειμένου στο οποίο αναφέρεται μια ικανότητα.

96 γ) Συνθήκη Η συνθήκη στην οντολογία μας αναφέρεται στους τυχόν περιορισμούς σε σχέση με την εκδήλωση κάποιας ικανότητας. Συγκεκριμένα μπορεί να αφορά αριθμητικούς περιορισμούς, περιορισμούς σε σχέση με την επίδοση ή και άλλες ικανότητες. Παρακάτω αναλύουμε τις τρεις αυτές κατηγορίες περιορισμών. Συνθήκη - Αριθμητικοί περιορισμοί: Η συνθήκη στην οντολογία μας μπορεί να αφορά αριθμητικούς περιορισμούς σε σχέση με την έννοια που εμπλέκει. Π.χ. Να αναφέρουν δυο λόγους χρήσης των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης Στην οντολογία μας αυτό υλοποιείται μέσω της ιδιότητας quantity_condition που έχουμε προσθέσει για την κλάση Competency (εικόνα 58). Εικόνα 58. Η ιδιότητα quantity_condition Στην εικόνα 59 βλέπουμε παράδειγμα ορισμού ικανότητας που έχει ως συνθήκη αριθμητικό περιορισμό. Εικόνα 59. Παράδειγμα ορισμού της ικανότητας «Να αναφέρουν δύο λόγους χρήσης των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης» Συνθήκη - Περιορισμοί σε σχέση με την επίδοση. Η συνθήκη στην οντολογία μας μπορεί να αφορά περιορισμούς σε σχέση με την επίδοση, οι οποίοι αναλύονται περαιτέρω και έχουν σχέση: 1. με την πολυπλοκότητα του προβλήματος που θα κληθεί να αντιμετωπίσει ο εκπαιδευόμενος (πχ να μπορεί να επιλύει ένα απλό πρόβλημα) Ένα πρόβλημα μπορεί να οριστεί ως πολύπλοκο, απλό ή κανονικής πολυπλοκότητας.

97 Εικόνα 60. Τα μέλη της κλάσης Complexity που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας 2. τη συχνότητα στην οποία είναι ικανός να λύνει κάποιο πρόβλημα (πχ να μπορεί πάντα να επιλύει ένα πρόβλημα) Η συχνότητα μπορεί να είναι: σε όλες τις περιπτώσεις ή σε μερικές περιπτώσεις. Εικόνα 61. Τα μέλη της κλάσης Frequency που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας 3. την αυτονομία με την οποία είναι ικανός να λύνει κάποιο πρόβλημα (πχ να μπορεί να επιλύει κάποιο πρόβλημα χωρίς βοήθεια) Κάποιος μπορεί να είναι ικανός να λύνει κάποιο πρόβλημα με βοήθεια ή χωρίς βοήθεια. Εικόνα 62. Τα μέλη της κλάσης Autonomy που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας 4. το εύρος των προβλημάτων που θα κληθεί να αντιμετωπίσει (πχ να μπορεί να επιλύει όλα τα προβλήματα σε σχέση με κάποιο θέμα) Το εύρος των προβλημάτων που θα κληθεί να αντιμετωπίσει κάποιος μπορεί να είναι περιορισμένο/ μερικό ή καθολικό Εικόνα 63. Τα μέλη της κλάσης Scope που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας 5. την οικειότητα των προβλημάτων που θα κληθεί να αντιμετωπίσει (πχ να μπορεί να επιλύει παρόμοια προβλήματα με αυτά που έχει αντιμετωπίσει) Το πρόβλημα που θα κληθεί να αντιμετωπίσει κάποιος μπορεί να είναι οικείο/γνωστό ή άγνωστο.

98 Εικόνα 64. Τα μέλη της κλάσης Context που αφορά περιορισμό σε σχέση με την επίδοση και είναι μέρος της συνθήκης της ικανότητας Εικόνα 65. Η επίδοση αναλύεται σε πέντε επιμέρους επίπεδα (υποκλάσεις) Ένα ενδεικτικό παράδειγμα μαθησιακού στόχου με περιορισμό επίδοσης είναι ο στόχος Να καταγράφει το περιβάλλον λειτουργίας μιας οποιασδήποτε εφαρμογής ως σύνολο από χειριστές. Ο περιορισμός έχει σχέση με το εύρος των προβλημάτων που θα κληθεί να αντιμετωπίσει ο εκπαιδευόμενος (εύρος: καθολικό). Εικόνα 66. Ορισμό μαθησιακού στόχου-ικανότητας με περιορισμό επίδοσης Παρακάτω, στην ενότητα όπου ορίζουμε ενδεικτικούς μαθησιακού στόχους με τη βοήθεια της οντολογίας, θα δούμε αρκετά παραδείγματα ορισμών ικανοτήτων με περιορισμούς επίδοσης. Συνθήκη - Ικανότητα. Η συνθήκη στην οντολογία μας μπορεί να αφορά κάποια άλλη ικανότητα Π.χ. Να καταγράφουν τις λειτουργικές απαιτήσεις συγκεκριμένου συστήματος χρησιμοποιώντας Περιπτώσεις Χρήσης.

99 Ορισμοί όπως ο παραπάνω εμπλέκουν δύο ικανότητες, μια που θεωρείται η βασική (Να περιγράφουν την συμπεριφορά ενός συστήματος) και μία που αποτελεί περαιτέρω περιορισμό σε σχέση με την εκδήλωση της βασικής (τη θεωρούμε συνθήκη της βασικής). Στο συγκεκριμένο παράδειγμα αποτελεί ζητούμενο οι εκπαιδευόμενοι να μπορούν να περιγράφουν την συμπεριφορά ενός συστήματος χρησιμοποιώντας περιπτώσεις χρήσεις για να το κάνουν αυτό. Με τη βοήθεια της οντολογίας μας μπορούμε να περιγράψουμε ικανότητες όπως η παραπάνω. Για να μπορεί να γίνει αυτό, έχουμε ορίσει την ιδιότητα HasCondition για την έννοια της ικανότητας, με τη βοήθεια της οποίας μπορεί να συνδεθούν δύο ικανότητες μεταξύ τους. Συγκεκριμένα, κατά την κατασκευή της οντολογίας μας, ορίζουμε πως κάποια ικανότητα μπορεί να συνθήκη (has Condition) κάποια άλλη ικανότητα, όπως βλέπουμε και στην εικόνα 67. Εικόνα 67. Στιγμιότυπο από τους περιορισμούς και τις ιδιότητες της έννοιας της ικανότητας στην οντολογία μας. Μια ικανότητα μπορεί να έχει ως συνθήκη (hascondition) κάποια άλλη ικανότητα ή κάποιον περιορισμό σε σχέση με την επίδοση. Ο αριθμητικός περιορισμός δεν φαίνεται εδώ. Παρακάτω βλέπουμε πως μπορούμε να ορίσουμε τον ενδεικτικό στόχο Να καταγράφουν τις λειτουργικές απαιτήσεις από το λογισμικό ως ένα σύνολο από περιπτώσεις χρήσεις με τη βοήθεια της οντολογίας και μέσα από την πλατφόρμα του Protégé. Εικόνα 68. Ορισμό μαθησιακού στόχου-ικανότητας με συνθήκη άλλη ικανότητα Παρακάτω, στην ενότητα όπου ορίζουμε ενδεικτικούς μαθησιακού στόχους με τη βοήθεια της οντολογίας, θα δούμε αρκετά ακόμη παραδείγματα ορισμών ικανοτήτων με συνθήκη

100 άλλη ικανότητα. Ορισμοί, συνώνυμα και εναλλακτική ορολογία, ιδιότητες και σχέσεις κλάσεων οντολογίας Για κάθε μια από τις κλάσεις, δίνονται ορισμοί, η εναλλακτική ορολογία και τα συνώνυμα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αναφερθούμε σε αυτές, οι ιδιότητες και οι σχέσεις με άλλες κλάσεις της οντολογίας και τα στιγμιότυπά τους. Οι ιδιότητες μιας κλάσης μπορούν να δέχονται για τιμές: είτε απλά δεδομένα, δηλαδή κάποιο literal, οπότε πρόκειται για απλή ιδιότητα της κλάσης, είτε στιγμιότυπα άλλων κλάσεων, οπότε οι ιδιότητες αυτές συνιστούν ταυτόχρονα τις σχέσεις της κλάσης με άλλες κλάσεις. 1. ΚΛΑΣΗ «COMPETENCY» α. Ορισμός1: η εφαρμογή κάποιας γενικής δεξιότητας σε κάποιο γνωστικό αντικείμενο, υπό κάποια συνθήκη. Ορισμός2: το εκτεταμένο σύνολο γνώσεων, δεξιοτήτων, στάσεων και αξιών που διαθέτει κάποιος στο γνωστικό, νοητικό και αξιακό του δυναμικό, τις οποίες θέτει σε λειτουργία και χρησιμοποιεί κατά περίσταση για να αντιμετωπίσει συγκεκριμένες καταστάσεις και να διεξάγει συγκεκριμένες δραστηριότητες με επιτυχία. β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Ικανότητα Competence γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι «CompetencyDomainEntity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Βασίζεται σε (RelatedGenericSkill) μια ακριβώς «γενική δεξιότητα» Αναφέρεται (abouttopic) σε τουλάχιστον ένα «Γνωστικό Αντικείμενο» Έχει ως συνθήκη (hascondition) κάποια άλλη «ικανότητα» ή κάποια «συνθήκη επίδοσης» Μπορεί να έχει κάποια άλλη «ικανότητα» ως προπαιτούμενη ικανότητα (hasprerrequisitecompetency) Υπερκλάσεις: Πράγμα (εξ ορισμού κλάση-πατέρας όλων των εννοιών) Υποκλάσεις: Knowledge Attitude Skill δ. Στιγμιότυπα: Οι παρακάτω ενδεικτικοί μαθησιακοί στόχοι για τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης αποτελούν τα στιγμιότυπα της κλάσης Ικανότητα. 1. Να αναφέρουν δυο λόγους χρήσης των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης

101 2. Να αναφέρουν τα βασικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης 3. Να αναφέρουν τις σχέσεις των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης και τις περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται η κάθε σχέση. 4. Να ορίζουν την έννοια του χειριστή σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης 5. Να γνωρίζουν τη σχέση των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης με την Αντικειμενοστρεφή Ανάλυση 6. Να ορίζουν την έννοια της περίπτωσης χρήσης 7. Να καταγράφουν τις λειτουργικές απαιτήσεις από το λογισμικό ως ένα σύνολο από περιπτώσεις χρήσεις και το περιβάλλον λειτουργίας μιας εφαρμογής ως σύνολο από χειριστές 8. Να επιλέγουν μόνο τις απαραίτητες κάθε φορά περιπτώσεις χρήσης και χειριστές που χρειάζεται να ενσωματωθούν στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης 9. Να χρησιμοποιούν τα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης, δραστηριοτήτων και συνεργασίας, καθώς και δομημένο κείμενο για να τεκμηριώσουν το μοντέλο ανάλυσης μιας εφαρμογής λογισμικού. Εικόνα 69. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης «Ικανότητα», στο περιβάλλον του Protégé 4.0. Για τις ιδιότητες της κλάσης Ικανότητα ισχύουν τα παρακάτω: Η ιδιότητα HasPrerrequisiteCompetency είναι μεταβατική (transitive property), δηλαδή κάθε ικανότητα έχει προαπαιτούμενες ικανότητες όχι μόνο τις προαπαιτούμενες που τις έχουν οριστεί άμεσα αλλά και τις προαπαιτούμενες των

102 προαπαιτουμένων της. Επίσης έχει ως αντίστροφη (reverse property) την η ιδιότητα HasPrerrequisiteCompetency, το οποίο εκφράζει πως όταν κάποια ικανότητα χ έχει προαπαιτούμενη κάποια άλλη ψ, τότε η ψ θεωρείται προαπαιτούμενη της χ. Η ιδιότητα RelatedGenericSkill έχει αντίστροφη την ιδιότητα isskillpartof Η ιδιότητα abouttopic έχει αντίστροφη την ιδιότητα istheknowledgepartof Εικόνα 70. Στιγμιότυπα της κλάσης «Ικανότητα», στο περιβάλλον του Protégé ΚΛΑΣΗ «GENERIC SKILL» α. Ορισμός: Process acting on knowledge in an application domain β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Γενική δεξιότητα γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις (οι ιδιότητες/σχέσεις έχουν επισημανθεί με έντονα γράμματα): Είναι «CompetencyDomainEntity (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Έχει το πολύ έναν βαθμό δυσκολίας (sdifficultylevel) Επίσης, ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: «CompetencyDomainEntity» Υποκλάσεις: AffectiveDomain_GenericSkill

103 CognitiveDomain_GenericSkill PhychomotorDomain_GenericSkill δ. Στιγμιότυπα: δεν έχει Εικόνα 71. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Γενική δεξιότητα, στο περιβάλλον του Protégé ΚΛΑΣΗ «COGNITIVE DOMAIN GENERIC SKILL» α. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Γενική Δεξιότητα Γνωστικού Τομέα β. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις: Είναι «Generic Skill» (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Επίσης, ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Υποκλάσεις: «Γενική δεξιότητα (Generic Skill)» Remembering Understanding Applying Analyzing Creating Evaluating γ. Στιγμιότυπα: δεν έχει

104 Εικόνα 72. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Cognitive Domain Generic Skill, στο περιβάλλον του Protégé 4.0. Οι κλάσεις AffectiveDomain_GenericSkill και PhychomotorDomain GenericSkill, δεν περιγράφονται αναλυτικά. Επίσης, οι υποκλάσεις της κλάσης Cognitive Domain Generic Skill (Remembering, Understanding κ.λπ.) δεν περιγράφονται αναλυτικά αλλά αναφερόμαστε εκτενώς σε αυτές, παραπάνω, σε αυτό το κεφάλαιο. 4. ΚΛΑΣΗ «PERFORMANCE CONDITION» α. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Περιορισμός επίδοσης β. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις: Είναι «CompetencyDomainEntity» (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Επίσης, ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: «CompetencyDomainEntity» Υποκλάσεις: Autonomy Complexity Context Frequency Scope γ. Στιγμιότυπα: δεν έχει

105 Εικόνα 73. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Performance Condition, στο περιβάλλον του Protégé ΚΛΑΣΗ «AUTONOMY» α. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: αυτονομία β. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις: Είναι «Performance Condition» (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Επίσης, ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: Performance Condition Υποκλάσεις: δεν έχει γ. Στιγμιότυπα: with help without help Εικόνα 74. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Autonomy, στο περιβάλλον του Protégé 4.0. Οι υπόλοιπες υποκλάσεις της κλάσης Performance Condition (Frequency, Context κ.λπ.) δεν περιγράφονται αναλυτικά καθώς αναφερόμαστε εκτενώς σε αυτές, παραπάνω, σε αυτό το κεφάλαιο.

106 6. ΚΛΑΣΗ «KNOWLEDGE ENTITY» α. Ορισμός: Το γνωστικό αντικείμενο κάποιας μαθησιακής διαδικασίας β. Εναλλακτική ορολογία, συνώνυμα: Γνωστικό αντικείμενο, θέμα γ. Ιδιότητες και σχέσεις με άλλες κλάσεις: Είναι «CompetencyDomainEntity» (λόγω του ότι είναι υποκλάση του) Επίσης, ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κλάσης-πατέρα Υπερκλάσεις: CompetencyDomainEntity Thing Υποκλάσεις: UseCaseDiagram_Domain Entity δ. Στιγμιότυπα: δεν έχει Εικόνα 75. Κωδικοποίηση των ιδιοτήτων της κλάσης Knowledge Entity, στο περιβάλλον του Protégé 4.0. Σύμφωνα με την προσέγγισή μας κάθε ικανότητα ή μαθησιακός στόχος χαρακτηρίζεται απευθείας ως γνώση, δεξιότητα ή στάση ανάλογα με τη γενική δεξιότητα που περιλαμβάνει και δε χρειάζεται περαιτέρω επισημείωση (όπως πχ στην πρόταση του Paquette). Πχ η ικανότητα Να αναφέρουν δυο λόγους χρήσης των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης αποτελεί γνώση, καθώς η εμπλεκόμενη γενική δεξιότητα αποτελεί στιγμιότυπο της υποκλάσης Γνώση. Αυτό γίνεται με τη βοήθεια κανόνων που έχουμε προσθέσει στην οντολογία, όπως θα δούμε και παρακάτω. Θεωρούμε πως η επιλογή μας, για χωρισμό των γενικών δεξιοτήτων στους τρεις τομείς και η χρήση καθιερωμένων ταξινομιών (όπως αυτή του Bloom) για την περαιτέρω ανάλυση των τομέων αντανακλά με πιο άμεσο τρόπο τις καθιερωμένες πρακτικές καθορισμού στόχων στην ελληνική εκπαιδευτική πρακτική, παρέχοντας έτσι ένα μοντέλο ορισμού των μαθησιακών στόχων με το οποίο είναι εξοικειωμένο το μεγαλύτερο μέρος της εκπαιδευτικής κοινότητας.

107 ΚΑΝΟΝΕΣ Στην Οντολογία των Ικανοτήτων έχουμε προσθέσει και κάποιους κανόνες σύμφωνα με τους οποίους η οντολογία μπορεί να εμπλουτίζεται δυναμικά με νέες σχέσεις. Οι σχέσεις αυτές που δεν ορίζονται ρητά αλλά παράγονται αυτόματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπως και οι ρητά ορισμένες σχέσεις για την απάντηση σε ερωτήματα. Στην οντολογία μας, έχουμε δημιουργήσει τρεις κανόνες που χρησιμοποιούνται για την κατάταξη των ικανοτήτων σε γνώσεις, δεξιότητες ή στάσεις ανάλογα με τον τομέα στον οποίο ανήκει η γενική δεξιότητα που χρησιμοποιείται: Κάθε ικανότητα που βασίζεται (relatedgenericskill) σε γενική δεξιότητα του γνωστικού τομέα αποτελεί Γνώση. Κάθε ικανότητα που βασίζεται (relatedgenericskill) σε γενική δεξιότητα του ψυχοκινητικού τομέα αποτελεί Δεξιότητα. Κάθε ικανότητα που βασίζεται (relatedgenericskill) σε γενική δεξιότητα του συναισθηματικού τομέα αποτελεί Στάση. Στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 76) βλέπουμε πως η ικανότητα comp9_1_use_usecase_diagrams, βασίζεται στην γενική δεξιότητα uses που ανήκει στις γενικές δεξιότητες του γνωστικού τομέα, επομένως με τη βοήθεια του αυτόματου συμπερασμού αυτόματα χαρακτηρίζεται ως γνώση. Εικόνα 76. Η ικανότητα comp9_1_use_usecase_diagrams χαρακτηρίζεται ως Γνώση καθώς βασίζεται στη γενική δεξιότητα Uses που ανήκει στις γενικές δεξιότητες γνωστικού τομέα. Επίσης η ικανότητα έχει επίπεδο δυσκολίας 3 όπως και η γενική δεξιότητα στην οποία βασίζεται. Επίσης, έχουμε χρησιμοποιήσει έναν κανόνα για τον ορισμό του επιπέδου δυσκολίας κάποιας ικανότητας ανάλογα με το επίπεδο δυσκολίας της γενικής δεξιότητας στην οποία βασίζεται: Κάθε ικανότητα έχει επίπεδο δυσκολίας το επίπεδο δυσκολίας της γενικής δεξιότητας στην οποία βασίζεται (relatedgenericskill). Πχ στην εικόνα 76 βλέπουμε πως η ικανότητα comp9_1_use_usecase_diagrams έχει επίπεδο δυσκολίας 3 όπως και η γενική δεξιότητα στην οποία βασίζεται. Η απόδοση επιπέδου δυσκολίας στις ικανότητες μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κατάταξη ικανοτήτων ανάλογα με τη δυσκολία τους ή την αυτόματη παραγωγή παρομοίων σε δυσκολία, δυσκολότερων ή ευκολότερων ικανοτήτων. Για παράδειγμα, με βάση τα επίπεδα δυσκολίες για τις τρέχουσες και τις επιθυμητές ικανότητες κάποιου

108 εκπαιδευομένου, μπορούμε να του προτείνουμε μαθησιακό υλικό που αναφέρεται στην απόκτηση ικανοτήτων με επίπεδα δυσκολίας ανάμεσα στο τρέχον και το επιθυμητό. Στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 77) βλέπουμε τον ορισμό των κανόνων στο περιβάλλον του Protégé : Εικόνα 77. Οι κανόνες της οντολογίας ικανοτήτων-μαθησιακών στόχων Ορισμός και ανάλυση μαθησιακών στόχων Η οντολογία μας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ορισμό μαθησιακών στόχων που περιλαμβάνουν μία ακριβώς γενική δεξιότητα και ένα ή περισσότερα γνωστικά αντικείμενα, ενώ η συνθήκη μπορεί να απουσιάζει. Εικόνα 78. Παράδειγμα ορισμού ιδιοτήτων ικανότητας. Στα αριστερά υπάρχουν όλες οι ιδιότητες και στα δεξιά όλες οι πιθανές τιμές. Εδώ βλέπουμε τον ορισμό της γενικής δεξιότητας στην οποία βασίζεται μια ικανότητα. Κάθε στόχος αντιστοιχεί σε μία ακριβώς γνώση, δεξιότητα ή στάση. Κάποιες διατυπώσεις στόχων ωστόσο συνδυάζουν πάνω από μια γνώση, δεξιότητα ή στάση οπότε χρειάζεται να αναλυθούν περαιτέρω έτσι ώστε να μπορούμε να τους ορίσουμε με τη βοήθεια της οντολογίας μας.

109 Πιο συγκεκριμένα, όταν η διατύπωση ενός στόχου περιλαμβάνει πάνω από μια γενική δεξιότητα τότε ο στόχος αναλύεται περαιτέρω σε επιμέρους στόχους οι οποίοι, ανάλογα με τη διατύπωση του στόχου, είτε είναι ανεξάρτητοι (συνήθως υπάρχει ο σύνδεσμος και ανάμεσα στους επιμέρους στόχους), είτε σχετίζονται μεταξύ τους (ένας αποτελεί το βασικό στόχο και οι υπόλοιποι συνθήκη (περιορισμό) του βασικού. Ακόμα, όταν η διατύπωση ενός στόχου περιλαμβάνει πάνω από ένα γνωστικό αντικείμενο, μπορεί είτε να οριστεί ως ένας στόχος, είτε να χωριστεί σε επιμέρους στόχους με την ίδια γενική δεξιότητα και ένα γνωστικό αντικείμενο ο καθένας, είτε να χωριστεί σε επιμέρους στόχους που με διαφορετική γενική δεξιότητα και ένα γνωστικό αντικείμενο (ανάλογα με τη διατύπωση). Τέλος, όταν ένας στόχος αναφέρεται στην συσχέτιση εννοιών τότε χρησιμοποιείται η γενική δεξιότητα Relates. Παρακάτω αναφερόμαστε διεξοδικά στον ορισμό των ενδεικτικών μαθησιακών στόχων που πρότειναν ειδικοί του πεδίου Αξιολόγηση Για να κατασκευάσουμε την οντολογία των ικανοτήτων βασιστήκαμε στις προδιαγραφές που θέσαμε κατά το πρώτο στάδιο κατασκευής της οντολογίας σε συνδυασμό με υπάρχουσες προτάσεις για μοντελοποίηση ικανοτήτων. Οι γενικότερες προδιαγραφές που θέσαμε ήταν: 1. Να μπορούμε να ορίζουμε οποιαδήποτε ικανότητα (γνώση, δεξιότητα ή στάση) με τη βοήθεια διακριτών και ανεξάρτητων συνιστωσών 2. Να συνδέουμε ικανότητες-μαθησιακούς στόχους με έννοιες οποιουδήποτε πεδίου 3. Να μπορούμε να εκφράζουμε μια σύνθετη ικανότητα ως συνδυασμό απλών. 4. Να μπορούμε να ορίζουμε και να δημιουργούμε αυτόματα ή να αναγνωρίζουμε αυτόματα προαπαιτούμενες ικανότητες για μια συγκεκριμένη ικανότητα 5. Να συνδέουμε ικανότητες-μαθησιακούς στόχους με μαθησιακά αντικείμενα Όπως είδαμε και παραπάνω, κατά την αναλυτική περιγραφή της, η οντολογία μας κατασκευάστηκε ώστε να πληρεί όλες τις παραπάνω προδιαγραφές. Ωστόσο, δεν πληρεί αυτή που αφορά τη σύνδεση μιας ικανότητας με μαθησιακά αντικείμενα καθώς στην οντολογία των Ικανοτήτων δεν έχουμε εισάγει την έννοια των μαθησιακών αντικειμένων, γιατί θελήσαμε να αναπτύξουμε την κάθε συνιστώσα της μαθησιακής διαδικασίας ξεχωριστά και ως ανεξάρτητο κομμάτι. Σε επόμενο στάδιο της εργασίας συνδυάζουμε τις επιμέρους συνιστώσες της μαθησιακής διαδικασίας (γνωστικό πεδίο, μαθησιακούς στόχους και μαθησιακά αντικείμενα) και το ερώτημα θα μπορεί να απαντηθεί. Ελέγξαμε στην πράξη τις δυνατότητες της οντολογίας μας, αρχικά δοκιμάζοντας να ορίσουμε με τη βοήθειά της τους μαθησιακούς στόχους που πρότειναν οι ειδικοί του πεδίου και στη συνέχεια χρησιμοποιώντας τις ερωτήσεις επάρκειας τις οποίες καθορίσαμε στη φάση των προδιαγραφών. Η οντολογία μας αξιολογείται περαιτέρω κατά την χρησιμοποίηση της στην οντοκεντρική μας εφαρμογή, όπως θα δούμε παρακάτω. Παρακάτω περιγράφουμε διεξοδικά τη διαδικασία της αξιολόγησης της οντολογίας μας. Α)ΟΡΙΣΜΟΣ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΩΝ ΜΑΘΗΣΙΑΚΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΠΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΑΝ ΟΙ ΕΙΔΙΚΟΙ Παρακάτω αξιολογούμε την οντολογία μας ως προς την δυνατότητα να ορίζουμε τους μαθησιακούς στόχους. Χρησιμοποιήσαμε τους ενδεικτικούς μαθησιακούς στόχους που

110 πρότειναν οι ειδικοί του πεδίου και οι οποίοι σχετίζονται με τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Μαθησιακός στόχος1: Να αναφέρουν δυο λόγους χρήσης των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης Πρόκειται για απλή περίπτωση μαθησιακού στόχου, που ορίζεται εύκολα με τη βοήθεια της οντολογίας. Ο μαθησιακός στόχος αναλύεται σε επιμέρους συνιστώσες: Γενική δεξιότητα: αναφέρουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: Λόγοι χρήσης διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης Συνθήκη: 2 λόγους(ποσοτικός περιορισμός) και κωδικοποιείται στο περιβάλλον του Protégé 4.0, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα: Εισάγοντας ως γενική δεξιότητα κάποια δεξιότητα του γνωστικού τομέα η ικανότητα ταξινομείται αυτόματα ως γνώση Εικόνα 79. Ορισμός μαθησιακού στόχου με τη βοήθεια της οντολογίας ικανοτήτων -μαθησιακών στόχων, στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Μαθησιακός στόχος2: Να αναφέρουν τα βασικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης Πρόκειται για απλή περίπτωση μαθησιακού στόχου, που ορίζεται εύκολα με τη βοήθεια της οντολογίας. Ο μαθησιακός στόχος αναλύεται σε επιμέρους συνιστώσες: Γενική δεξιότητα: αναφέρουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: Βασικά στοιχεία από τα οποία αποτελείται ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης Συνθήκη: δεν υπάρχει Και κωδικοποιείται στο περιβάλλον του Protégé 4.0, όπως βλέπουμε στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 80):

111 Εικόνα 80. Ορισμός μαθησιακού στόχου με τη βοήθεια της οντολογίας ικανοτήτων -μαθησιακών στόχων, στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Μαθησιακός στόχος3: Να αναφέρουν τις σχέσεις των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης και τις περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται η κάθε σχέση. Όπως είδαμε σε προηγούμενη ενότητα, μαθησιακοί στόχοι που περιλαμβάνουν στη διατύπωσή τους δύο ή περισσότερα γνωστικά αντικείμενα, είναι δυνατόν να διαχωριστούν σε δύο ή περισσότερους στόχους με διαφορετική γενική δεξιότητα και ένα γνωστικό αντικείμενο ο καθένας. Στην προκειμένη περίπτωση η ικανότητα διαχωρίζεται σε δύο επιμέρους ανεξάρτητους στόχους: Στόχος 3.1: Να αναφέρουν τις σχέσεις των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης Στόχος 3.2: Να αναφέρουν τις περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται η κάθε σχέση των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης Στη συνέχεια ο κάθε ένας περιγράφεται με τη βοήθεια γενικής δεξιότητας, γνωστικού αντικειμένου και συνθήκης Στόχος 3.1: Να αναφέρουν τις σχέσεις των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης Γενική δεξιότητα: αναφέρουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: σχέσεις των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης Συνθήκη: δεν υπάρχει Εικόνα 81. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0

112 Στόχος 3.2: Να αναφέρουν τις περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται η κάθε σχέση των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης Γενική δεξιότητα: διαχωρίζουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: σχέσεις των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης Συνθήκη: δεν υπάρχει Εικόνα 82. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Βλέπουμε πως κατά τον ορισμό της ικανότητας Να αναφέρουν τις περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται η κάθε σχέση των περιπτώσεων χρήσης στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης δεν χρησιμοποιήθηκε το ρήμα που υπάρχει στην λεκτική περιγραφή (αναφέρουν) αλλά επιλέχθηκε άλλο (διαχωρίζουν), ως πιο κατάλληλο να αποδώσει την ζητούμενη συμπεριφορά. Γενικότερα, η επιλογή του κατάλληλου ρήματος (γενικής δεξιότητας) επαφίεται σε αυτόν που θα ορίσει τους στόχους. Μαθησιακός στόχος4: Να ορίζουν την έννοια του χειριστή σε ένα διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης Πρόκειται για απλή περίπτωση μαθησιακού στόχου. Γενική δεξιότητα: ορίζουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: χειριστής Συνθήκη: δεν υπάρχει Εικόνα 83. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0

113 Μαθησιακός στόχος5: Να γνωρίζουν τη σχέση των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης με την Αντικειμενοστρεφή Ανάλυση Όπως είδαμε παραπάνω, όταν ο στόχος αναφέρεται στην συσχέτιση εννοιών τότε χρησιμοποιείται η γενική δεξιότητα Relates. Γενική δεξιότητα: συσχετίζουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης, Αντικειμενοστρεφής Ανάλυση Συνθήκη: Δεν υπάρχει Εικόνα 84. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Μαθησιακός στόχος 6: Να ορίζουν την έννοια της περίπτωσης χρήσης Πρόκειται για απλή περίπτωση μαθησιακού στόχου. Γενική δεξιότητα: ορίζουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: περίπτωση χρήσης Συνθήκη: δεν υπάρχει Εικόνα 85. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Μαθησιακός στόχος7: Να καταγράφουν τις λειτουργικές απαιτήσεις από το λογισμικό ως ένα σύνολο από περιπτώσεις χρήσεις και το περιβάλλον λειτουργίας μιας εφαρμογής ως σύνολο από χειριστές

114 Πρόκειται για έναν στόχο που ουσιαστικά αποτελεί το συνδυασμό δύο επιμέρους ανεξάρτητων στόχων. Έτσι τον αναλύουμε στους ανεξάρτητους στόχους 7.1 και 7.2 και στη συνέχεια τους περιγράφουμε με τη βοήθεια γενικής δεξιότητας, γνωστικού αντικειμένου και συνθήκης. Οι επιμέρους στόχοι 7.1 και 7.2 αναλύονται με τη σειρά τους σε επιμέρους στόχους καθώς περιλαμβάνουν πάνω από μια γενική δεξιότητα στον ορισμό τους. Στόχος 7.1: Να καταγράφουν τις λειτουργικές απαιτήσεις από το λογισμικό ως ένα σύνολο από περιπτώσεις χρήσεις Γενική δεξιότητα: καταγράφουν/περιγράφουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: λειτουργικές απαιτήσεις Συνθήκη: χρησιμοποιώντας περιπτώσεις χρήσης (ικανότητα 7.1.1) Εικόνα 86. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Αναλύουμε την ικανότητα-συνθήκη Να χρησιμοποιούν περιπτώσεις χρήσης Γενική δεξιότητα: χρησιμοποιούν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: περιπτώσεις χρήσης Συνθήκη: δεν έχει Εικόνα 87. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Στόχος 7.2: Να καταγράφουν το περιβάλλον λειτουργίας μιας εφαρμογής ως σύνολο από χειριστές Γενική δεξιότητα: καταγράφουν/περιγράφουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: περιβάλλον συστήματος

115 Συνθήκη: χρησιμοποιώντας χειριστές (στόχος 7.2.1) Εικόνα 88. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Αναλύουμε την ικανότητα-συνθήκη Να χρησιμοποιούν χειριστές Γενική δεξιότητα: χρησιμοποιούν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: χειριστές Συνθήκη: δεν έχει Εικόνα 89. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Μαθησιακός στόχος8: Να επιλέγουν μόνο τις απαραίτητες κάθε φορά περιπτώσεις χρήσης και χειριστές που χρειάζεται να ενσωματωθούν στα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης Ο μαθησιακός στόχος περιλαμβάνει πάνω από μια γενική δεξιότητα επομένως αναλύεται σε επιμέρους στόχους και πιο συγκεκριμένα σε ένα βασικό στόχο (στόχος 8) και δύο στόχουςσυνθήκη του βασικού (στόχοι 8.1 και 8.2). Στόχος 8: Γενική δεξιότητα: δημιουργία Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης Συνθήκη: Στόχος 8.1: να επιλέγουν τους κατάλληλους χειριστές, και

116 Στόχος 8.2: να επιλέγουν τις κατάλληλες περιπτώσεις χρήσης Εικόνα 90. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Οι στόχοι 8.1 και 8.2 περιγράφονται με τη σειρά τους με τη βοήθεια της τριάδας γενική δεξιότητα, γνωστικό αντικείμενο, συνθήκη Στόχος 8.1: να επιλέγουν τους κατάλληλους χειριστές Γενική δεξιότητα: επιλέγουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: χειριστής Συνθήκη: δεν έχει Εικόνα 91. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Στόχος 8.2: να επιλέγουν τις κατάλληλες περιπτώσεις χρήσης Γενική δεξιότητα: επιλέγουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: περίπτωση χρήσης Συνθήκη: δεν έχει

117 Εικόνα 92. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Μαθησιακός στόχος 9: Να χρησιμοποιούν τα διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης, δραστηριοτήτων και συνεργασίας, καθώς και δομημένο κείμενο για να τεκμηριώσουν το μοντέλο ανάλυσης μιας εφαρμογής λογισμικού. Γενική δεξιότητα: τεκμηριώνουν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: μοντέλο ανάλυσης εφαρμογής λογισμικού Συνθήκη: χρησιμοποιώντας διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης (στόχος 9.1) χρησιμοποιώντας διαγράμματα δραστηριοτήτων (στόχος 9.2) χρησιμοποιώντας διαγράμματα (στόχος 9.3) χρησιμοποιώντας δομημένο κείμενο (στόχος 9.4) * Το ρήμα τεκμηριώνουν δεν υπάρχει στα διαθέσιμα ενεργητικά ρήματα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, μια λύση είναι να επιλέγεται το περισσότερο σχετικό από τα υπάρχοντα ενεργητικά ρήματα (επιλέξαμε το ρήμα περιγράφει). Μια άλλη λύση είναι να προστίθεται το ρήμα που λείπει ως στιγμιότυπο της κατάλληλης κλάσης. Εικόνα 93. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Αναλύουμε τους επιμέρους στόχους-συνθήκες. Στόχος 9.1: Να χρησιμοποιούν διαγράμματα περιπτώσεων χρήσης, δραστηριοτήτων και συνεργασίας και δομημένο κείμενο Γενική δεξιότητα: χρησιμοποιούν

118 Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: διάγραμμα περιπτώσεων χρήσης Συνθήκη: δεν έχει Εικόνα 94. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Στόχος 9.2: Να χρησιμοποιούν διαγράμματα δραστηριοτήτων Γενική δεξιότητα: χρησιμοποιούν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: διάγραμμα δραστηριοτήτων Συνθήκη: δεν έχει Εικόνα 95. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Στόχος 9.3: Να χρησιμοποιούν διαγράμματα συνεργασίας Γενική δεξιότητα: χρησιμοποιούν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: διάγραμμα συνεργασίας Συνθήκη: δεν έχει Εικόνα 96. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4.0

119 Στόχος 9.4: Να χρησιμοποιούν δομημένο κείμενο Γενική δεξιότητα: χρησιμοποιούν Γνωστικό αντικείμενο-έννοια: δομημένο κείμενο Συνθήκη: δεν έχει Εικόνα 97. Ορισμός μαθησιακού στόχου στο περιβάλλον του Protégé 4 * Ο όρος δομημένο κείμενο δεν περιλαμβάνεται στην οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων χρήσης. Για να χρησιμοποιηθεί στον ορισμό κάποιου μαθησιακού στόχου θα πρέπει να εισαχθεί στην οντολογία η οντολογία πεδίου που τον περιέχει. Ζητήματα που προέκυψαν κατά τον ορισμό των ικανοτήτων Θέματα/γνωστικά αντικείμενα που δεν υπάρχουν στην οντολογία του πεδίου Όταν στον ορισμό ικανοτήτων ή μαθησιακών στόχων αναφέρονται γνωστικά αντικείμενα που δεν είναι μέρος κάποιας από τις οντολογίες πεδίου που έχουν εισαχθεί, θα πρέπει να εισαχθεί η κατάλληλη οντολογία αντικείμενο ή το κατάλληλο στιγμιότυπο της κλάσης Knowledge Entity. Γενικές δεξιότητες που δεν υπάρχουν στην οντολογία Όταν στον ορισμό ικανοτήτων ή μαθησιακών στόχων αναφέρονται γενικές δεξιότητες που δεν υπάρχουν στην οντολογία, είτε επιλέγονται οι πλησιέστερες σημασιολογικά γενικές δεξιότητες είτε,εφόσον κρίνεται αναγκαίο, προστίθενται νέες γενικές δεξιότητες στην οντολογία, ως στιγμιότυπα της κλάσης των γενικών δεξιοτήτων του γνωστικού, συναισθηματικού ή ψυχοκινητικού τομέα. Περιφραστικές περιγραφές μιας γενικής δεξιότητας Στην περίπτωση που μια γενική δεξιότητα στη λεκτική περιγραφή μιας ικανότητας περιγράφεται περιφραστικά, επαφίεται σε αυτόν που καταχωρεί τους μαθησιακούς στόχους (σχεδιαστής συστήματος, εκπαιδευτικός κ.λπ.) να επιλέξει την κατάλληλη γενική δεξιότητα, από τις διαθέσιμες στην οντολογία. Σε κάθε περίπτωση το ενεργητικό ρήμα που επιλέγεται είναι δυνατό να μην ταυτίζεται με αυτό της λεκτικής περιγραφής, αρκεί να διασφαλίζεται η σημασιολογική εγγύτητα μεταξύ της τυπικής (που αποτελείται από τις τρεις συνιστώσες γενική δεξιότητα-γνωστικό αντικείμενο-συνθήκη) και της λεκτικής περιγραφής μιας ικανότητας. Β) ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ Αφού προσπαθήσαμε να ορίσουμε τους ενδεικτικούς μαθησιακούς στόχους, ελέγξαμε τις δυνατότητες της οντολογία να επιστρέφει απαντήσει στις ερωτήσεις επάρκειας που θέσαμε στο στάδιο της καταγραφής των προδιαγραφών.

120 Μερικά από τα ερωτήματα τα οποία θέλουμε να απαντά η οντολογία είναι τα παρακάτω: Ερώτημα1: Ποιες ικανότητες (διδακτικοί στόχοι) σχετίζονται με κάποιο συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο; (εδώ με το γνωστικό αντικείμενο «actor») Στιγμιότυπα που επιστρέφονται: οι ικανότητες comp8_1_choose_actors, comp7_2_1_use_actors και comp4_define_actor Εικόνα 98. Στο ερώτημα «Ποιες ικανότητες ( διδακτικοί στόχοι) σχετίζονται με το γνωστικό αντικείμενο actor» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα comp8_1_choose_actors, comp7_2_1_use_actors και comp4_define_actor που ανήκουν στην κλάση Competency Ερώτημα2: Ποιες είναι οι προαπαιτούμενες ικανότητες για μια συγκεκριμένη ικανότητα (εδώ της ικανότητας comp9_1_use_usecase_diagrams); Στιγμιότυπα που επιστρέφονται: οι ικανότητες comp2, comp7_2_1, comp4 και comp6 Έστω πως η ικανότητα comp9_1 έχει ως προαπαιτούμενες τις ικανότητες comp7_2_1, comp7_1_1 και comp2: Εικόνα 99. Ιδιότητες ικανότητας 9_1

121 Με τη σειρά της η comp7.1.1 έχει προαπαιτούμενη την comp6_define_usecase: Εικόνα 100. Οι ιδιότητες της ικανότητας 7_1_1 Και η comp7.2.1 έχει προαπαιτούμενη την comp4_define_actor: Εικόνα 101. Οι ιδιότητες της ικανότητας 7_2_1 Επειδή η ιδιότητα prerequisitecompetencies είναι μεταβατική (transitive), η ικανότητα comp9.1 εμφανίζεται να έχει ως προαπαιτούμενες ικανότητες όχι μόνο τις δικές της

122 προαπαιτούμενες αλλά και τις προαπαιτούμενες ικανότητες των προαπαιτουμένων ικανοτήτων της, όπως βλέπουμε και στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 102) Εικόνα 102. Στο ερώτημα «Ποιες είναι οι προαπαιτούμενες ικανότητες της ικανότητας comp9_1_use_usecase_diagrams» η οντολογία επιστρέφει τα στιγμιότυπα comp2, comp7_2_1, comp4 και comp6, που ανήκουν στην κλάση Competency Ερώτημα3: Μια συγκεκριμένη ικανότητα αναφέρεται σε γνώση, δεξιότητα ή στάση; Όπως είδαμε και παραπάνω, αυτό προκύπτει αυτόματα (μέσω κανόνων) ανάλογα με τον τομέα στον οποίο ανήκει η γενική δεξιότητα(γνωστικός, συναισθηματικός ή ψυχοκινητικός). Στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 103) βλέπουμε πως με τη βοήθεια του αυτόματου συμπερασμού η ικανότητα comp αποτελεί γνώση(knowledge) όπως άλλωστε και όλες οι ικανότητες που έχουμε ορίσει. Εικόνα 103. Οι ιδιότητες της ικανότητας comp7.2.1_use_actors. Μέσω αυτόματου συμπερασμού ταξινομείται αυτόματα ως γνώση επειδή η γενική δεξιότητα ανήκει στον γνωστικό τομέα Ερώτημα4: Με ποια μαθησιακά αντικείμενα σχετίζεται κάποια ικανότητα-μαθησιακός στόχος; Δεν μπορεί να απαντηθεί καθώς δεν έχουμε εισάγει την έννοια των μαθησιακών αντικειμένων στην οντολογία των ικανοτήτων, όπως αναφέρθηκε και παραπάνω. Ερώτημα 5: Σε ποιο γνωστικό αντικείμενο (θεματικό πεδίο) αναφέρεται κάποια ικανότητα (εδώ της ικανότητας comp2_state_ucd_uses);

123 Στιγμιότυπα που επιστρέφονται: τo γνωστικό αντικείμενο ucd_use Εικόνα 104. Στο ερώτημα «Σε ποιο γνωστικό αντικείμενο αναφέρεται η ικανότητας comp2_state_ucd_uses» η οντολογία επιστρέφει το στιγμιότυπο ucd_use Ικανότητες που αποτελούν συνδυασμό δεξιοτήτων, γνώσεων και στάσεων, ή ικανότητες με συνθήκη άλλες ικανότητες: Το παραπάνω ερώτημα αφορά ικανότητες των οποίων η διατύπωση περιλαμβάνει ακριβώς μια γενική δεξιότητα, δηλαδή που αποτελούν απλές γνώσεις, δεξιότητες ή στάσεις και όχι συνδυασμό αυτών. Αν η διατύπωση κάποιας ικανότητας περιλαμβάνει πάνω από μία γενική δεξιότητα, αναλύεται με τον τρόπο που έχουμε δει παραπάνω και στη συνέχεια μπορούμε να θέσουμε το ερώτημα στις επιμέρους ικανότητες και να λάβουμε υπόψη όλες τις επιμέρους απαντήσεις ως απάντηση στο αρχικό μας ερώτημα, αν αυτό μας εξυπηρετεί. Στην περίπτωση που μια ικανότητα έχει συνθήκη άλλη ικανότητα, η οποία σχετίζεται με τη σειρά της με κάποιο γνωστικό αντικείμενο, τότε μπορεί να θεωρηθεί ότι η αρχική ικανότητα σχετίζεται εμμέσως και με το γνωστικό αντικείμενο της ικανότητας-συνθήκης και, με τη βοήθεια κανόνα, μπορεί να επιστρέφονται και τα δυο γνωστικά αντικείμενα όταν το ερώτημα τίθεται για την βασική ικανότητα. Ερώτημα 6: Σε ποιο γνωστικό αντικείμενο (θεματικό πεδίο) αναφέρεται κάποια γνώση, δεξιότητα ή στάση; Το ερώτημα (και κατά συνέπεια και η απάντηση) ταυτίζεται με το προηγούμενο καθώς θεωρούμε ως ικανότητα ακριβώς μια γνώση, δεξιότητα ή στάση. Ερώτημα7: Σε ποιες γνώσεις/δεξιότητες και στάσεις μπορεί να αναλυθεί μια συγκεκριμένη ικανότητα; Δεν απαντάται από την οντολογία μας καθώς κάθε ικανότητα αντιστοιχεί σε ακριβώς μια στάση, γνώση ή δεξιότητα. Ερώτημα8: Σε ποια επιμέρους στοιχεία μπορεί να αναλυθεί μια γνώση, δεξιότητα, στάση; Η απάντηση δεν παράγεται αυτόματα, αλλά προκύπτει από τον ορισμό που έχουμε προσθέσει στην κλάση ικανότητα. Ερώτημα9: Σε ποια συγκεκριμένη ικανότητα (πχ κάποιου προγράμματος σπουδών) συμβάλει μια συγκεκριμένη γνώση, δεξιότητα, στάση; Η ερώτηση δεν έχει νόημα, εφόσον θεωρούμε ικανότητα ακριβώς μια γνώση δεξιότητα ή στάση. Επομένως η απάντηση δεν μπορεί να δοθεί αυτόματα από την οντολογία. Ερώτημα13: Ποια είναι η λεκτική περιγραφή μιας ικανότητας; Απαντάται εντοπίζοντας μια συγκεκριμένη ικανότητα και ανατρέχοντας στις ιδιότητές της.

124 Ερώτημα14: Ποια είναι η λεκτική περιγραφή μιας γνώσης/δεξιότητας/στάσης; Ταυτίζεται με το ερώτημα 13 Ερώτημα15: Υπάρχουν στόχοι που αφορούν γνώσεις, δεξιότητες ή στάσεις σε σχέση με συγκεκριμένο πιο εξειδικευμένο ή πιο γενικευμένο γνωστικό αντικείμενο; Το ερώτημα διατυπωμένο στο περιβάλλον του Protégé 4.0 (με τη βοήθεια του DL Query Tab) θα ήταν κάπως έτσι: Competency and abouttopic value superclassof or subclassof actor Δηλαδή θα χρειαζόταν να χρησιμοποιηθούν μεταδεδομένα της γλώσσας OWL (superclassof, subclassof). Ωστόσο, αυτό δεν γίνεται με τα εργαλεία που έχουμε αυτή τη στιγμή στη διάθεσή μας, επομένως το ερώτημα δεν μπορεί να απαντηθεί ευθέως. Μια εναλλακτική λύση είναι να θέσουμε ερώτημα για τις υποκλάσεις και υπερκλάσεις μιας έννοιας της οντολογίας (πχ της έννοιας actor) και στη συνέχεια να ζητήσουμε τις ικανότητες που σχετίζονται με αυτές. Για παράδειγμα η έννοια actor έχει ως υπερκλάση την κλάση use_case_diagram_element, και η ικανότητα που σχετίζεται με αυτήν την έννοια είναι η Ικανότητα «Comp2_name_ucd_elements (εικόνες 105 και 106). Εικόνα 105. Ερώτημα για τις υπερκλάσεις της έννοιας Αctor Εικόνα 106. Οι ικανότητες που σχετίζονται με την υπερκλάση use_case_diagram_element της κλάσης actor Ερώτημα16: Υπάρχουν δυσκολότερες ικανότητες (σύμφωνα με την ταξινομία του Bloom) σε σχέση με ικανότητα συγκεκριμένου επιπέδου και συγκεκριμένο γνωστικό αντικείμενο (θέμα); Το ερώτημα αυτό απαντάται σε δύο βήματα:

125 α) Ανατρέχοντας στον ορισμό μιας ικανότητας ανακτούμε το γνωστικό αντικείμενο στο οποίο αναφέρεται αλλά και το βαθμό δυσκολίας της. β) διατυπώνουμε το ερώτημα στην οντολογία σε σχέση με ικανότητες συγκεκριμένου επιπέδου δυσκολίας (βλέπε αντίστοιχο ερώτημα παρακάτω) Ερώτημα17: Ποιες είναι οι ικανότητες ευκολότερου επιπέδου (σύμφωνα με την ταξινομία του Bloom) σε σχέση με κάποιο συγκεκριμένο αντικείμενο (θέμα); Ομοίως με προηγούμενο ερώτημα Ερώτημα18: Ποιες είναι οι συνθήκες που αφορούν την επίδοση για μια συγκεκριμένη ικανότητα; Το ερώτημα αναφέρεται σε όλους τους περιορισμούς μιας ικανότητας οι οποίοι αφορούν την επίδοση. Οι επιμέρους περιορισμοί σε σχέση με κάποια από τις πτυχές της επίδοσης (αυτονομία, εύρος κ.λπ.) θεωρούνται αυτόματα ως συνθήκες επίδοσης, όπως βλέπουμε και στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 107). Εικόνα 107. Ιδιότητες της ικανότητας «Να χρησιμοποιούν περιπτώσεις χρήσεις» Ερώτημα18α: Σε ποιο επίπεδο, ως προς την αυτονομία, επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; Απαντάται εντοπίζοντας μια συγκεκριμένη ικανότητα και ανατρέχοντας στις ιδιότητές της, (βλέπε εικόνα 108). Προϋποθέτει πως έχει οριστεί ανάλογος περιορισμός σε σχέση με την αυτονομία για την συγκεκριμένη ικανότητα). Ερώτημα18β: Σε ποιο επίπεδο, ως προς την πολυπλοκότητα των καταστάσεων που θα αντιμετωπίσει, επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; Απαντάται εντοπίζοντας μια συγκεκριμένη ικανότητα και ανατρέχοντας στις ιδιότητές της. Ερώτημα18γ: Σε ποιο επίπεδο, ως προς το εύρος των καταστάσεων, που θα αντιμετωπίσει επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; Απαντάται εντοπίζοντας μια συγκεκριμένη ικανότητα και ανατρέχοντας στις ιδιότητές της. Ερώτημα18δ: Σε ποιο επίπεδο, ως προς την συχνότητα της, επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; Απαντάται εντοπίζοντας μια συγκεκριμένη ικανότητα και ανατρέχοντας στις ιδιότητές της.

126 Ερώτημα18ε: Σε ποιο επίπεδο, ως προς την εξοικείωση με τις καταστάσεις που θα αντιμετωπίσει, επιθυμούμε να κατέχει ένας φοιτητής μια συγκεκριμένη ικανότητα; Απαντάται εντοπίζοντας μια συγκεκριμένη ικανότητα και ανατρέχοντας στις ιδιότητές της. Εικόνα 108. Ιδιότητες της ικανότητας «Να χρησιμοποιούν περιπτώσεις χρήσεις» Εκτός από τα ερωτήματα που είχαν τεθεί εξαρχής, η οντολογία μπορεί να απαντά και σε άλλα ερωτήματα όπως αυτά που αναφέρονται παρακάτω: Ανάκληση ικανοτήτων που βασίζονται σε συγκεκριμένη γενική δεξιότητα Εικόνα 109. Ερώτημα για τις ικανότητες που βασίζονται στη γενική δεξιότητα names

127 Ανάκληση ικανοτήτων με συγκεκριμένους περιορισμούς πχ σε σχέση με την αυτονομία Εικόνα 110. Ερώτημα για τις ικανότητες με συγκεκριμένους περιορισμούς σε σχέση με την αυτονομία Γνώσεις σε σχέση με κάποια έννοια Εικόνα 111. Ερώτημα για γνώσεις που αφορούν συγκεκριμένο το γνωστικό αντικείμενο «use case» Στην εφαρμογή μας έχουμε καταχωρήσει μόνο γνώσεις. Μπορούμε να θέσουμε αντίστοιχα ερωτήματα για στάσεις και δεξιότητες. Ικανότητες με συγκεκριμένο επίπεδο δυσκολίας

128 Εικόνα 112. Ερώτημα για ικανότητες επιπέδου δυσκολίας 3 Έννοιες που σχετίζονται με συγκεκριμένη ικανότητα Εικόνα 113. Ερώτημα για τις έννοιες που σχετίζονται με την ικανότητα use_activity_diagrams Έννοιες που περιλαμβάνονται στους μαθησιακούς στόχους

129 Εικόνα Ερώτημα για τις έννοιες που αφορούν οι μαθησιακοί στόχοι που έχουν οριστεί Όπως είδαμε αναλυτικά παραπάνω, η οντολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εκφράσει τους ενδεικτικούς στόχους. Επίσης περιέχει αρκετή πληροφορία ώστε να απαντήσει στις ερωτήσεις επάρκειας που είχαν τεθεί στο αρχικό στάδιο κατασκευής της οντολογίας Τι προσφέρει η Οντολογία Ικανοτήτων Μαθησιακών Στόχων Συγκεντρωτικά, τα βασικά σημεία και οι δυνατότητες που προσφέρει η οντολογία ικανοτήτων μαθησιακών στόχων, είναι οι παρακάτω: Ορισμός ικανοτήτων - μαθησιακών στόχων, όχι ως απλό κείμενο, αλλά με τη βοήθεια ανεξάρτητων συνιστωσών Σύνδεση ικανοτήτων- μαθησιακών στόχων με κάποιο γνωστικό αντικείμενο Ενσωμάτωση αριθμητικών περιορισμών στον ορισμό των ικανοτήτων Ενσωμάτωση συνιστωσών επίδοσης στον ορισμό των ικανοτήτων Ενσωμάτωση άλλων ικανοτήτων/στόχων ως συνθήκη/περιορισμό σε κάποια ικανότητα/στόχο Χαρακτηρισμό κάθε γενικής δεξιότητας και ικανότητας με κάποιο επίπεδο δυσκολίας Χρήση καθιερωμένων προτύπων και ελεγχόμενων λεξιλογίων Επέκταση της οντολογίας με τη βοήθεια κανόνων Ορισμός προαπαιτουμένων ικανοτήτων για κάποια ικανότητα

130 Ορισμός σύνθετων ικανοτήτων, όπου κάποια ικανότητα έχει ως συνθήκη μια άλλη ικανότητα Αξιοποίηση της ιεραρχίας κλάσεων, των ιδιοτήτων των κλάσεων και των κανόνων της οντολογίας για απάντηση σε ερωτήματα όπως: Ανάκληση ικανοτήτων που αφορούν συγκεκριμένη έννοια Ανάκληση προαπαιτουμένων ικανοτήτων για κάποια ικανότητα Ανάκληση ικανοτήτων συνθήκης για κάποια ικανότητα Ανάκληση περιορισμών (συνθήκης/συνθηκών) για κάποια ικανότητα Ανάκληση των εννοιών στις οποίες αναφέρεται μια ικανότητά Ανάκληση ικανότητας με συγκεκριμένο επίπεδο δυσκολίας /Ανάκληση επιπέδου δυσκολίας ικανότητας κ.λπ. Δυνατότητα αυτόματης παραγωγής προαπαιτουμένων ικανοτήτων για κάποια ικανότητα, αξιοποιώντας τη μεταβατική ιδιότητα hasprerrequisite Competency. Εύκολη περιγραφή ικανοτήτων/μαθησιακών στόχων, με τη βοήθεια επιμέρους συνιστωσών Δυνατότητες κατάταξης ικανοτήτων ανάλογα με επίπεδο δυσκολίας Παραγωγή στόχων που ταιριάζουν ευκολότερα (match) με στόχους άλλων εφαρμογών, λόγω της δυνατότητας για σύγκριση των επιμέρους συνιστωσών και όχι κάποιας ενιαίας περιγραφής τους και λόγω των ελεγχόμενων λεξιλογίων που χρησιμοποιούμε για την περιγραφή των συνιστωσών. Αξιοποίηση της οντολογίας ικανοτήτων στα πλαίσια εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης Σύμφωνα με τα παραπάνω, η οντολογία ικανοτήτων-μαθησιακών στόχων που προτείνουμε, μπορεί να αξιοποιηθεί στα πλαίσια εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης για να προσφέρει δυνατότητες όπως: Ευκολότερος ορισμός ικανοτήτων/μαθησιακών στόχων Ο υπεύθυνος για τη δημιουργία ή την καταχώρηση των ικανοτήτων των εκπαιδευομένων ή των στόχων, θα μπορεί να διαλέξει από έτοιμες λίστες με πιθανές τιμές για κάθε μια από τις συνιστώσες με τις οποίες ορίζεται η ικανότητα ή ο στόχος. Σύγκριση στόχων για ανταλλαγή μαθησιακών πόρων με άλλες εφαρμογές Αυτόματη παραγωγή ικανοτήτων/στόχων πιο εύκολων, πιο δύσκολων ή παρόμοιας δυσκολίας, σε σχέση με κάποια συγκεκριμένη έννοια, αξιοποιώντας την ιδιότητα «επίπεδο δυσκολίας» των ικανοτήτων Πρόταση κατάλληλου μαθησιακού υλικού ανάλογα με τις τρέχουσες και επιθυμητές ικανότητες των εκπαιδευομένων, λόγω της δυνατότητας που δίνει για καθορισμό τον τρεχουσών και των επιθυμητών ικανοτήτων τους και τις δυνατότητες για σύγκριση του επιπέδου δυσκολίας τους 5.3. Σύγκριση με υπάρχουσες προτάσεις Συγκεντρωτικά, τι νέο προτείνουμε (σε σχέση με τις προτάσεις των Sicilia, Van Assche και Paquette):

131 Αναλύουμε περαιτέρω την γενική δεξιότητα σε γενική δεξιότητα γνωστικού, ψυχοκινητικού και κοινωνικού /συναισθηματικού τομέα (καθιερωμένη πρακτική). Στη συνέχεια αναλύουμε με βάση καθιερωμένες ταξινομίες (πχ ταξινομία Bloom). Διαφορά με πρόταση Van Assche: Ο Van Assche δεν αναφέρεται καθόλου σε δεξιότητες και στάσεις. Διαφορά με πρόταση Paquette: Ο Paquette προτείνει μια ενιαία ταξινομία γενικών δεξιοτήτων που αναφέρεται τόσο σε γνώσεις όσο και σε δεξιότητες και στάσεις (η ταξινομία αυτή ενσωματώνει ανάμεσα σε άλλες και την ταξινομία του Bloom). Κάθε ικανότητα χρειάζεται να επισημειωθεί με τον τομέα στον οποίο αναφέρεται. Σύμφωνα με την προσέγγισή μας κάθε ικανότητα ή μαθησιακός στόχος χαρακτηρίζεται απευθείας ως γνώση, δεξιότητα ή στάση ανάλογα με τη γενική δεξιότητα που περιλαμβάνει και δε χρειάζεται περαιτέρω επισημείωση. Ενσωματώνουμε αριθμητικούς περιορισμούς στους στόχους (δεν υπάρχει στις άλλες προτάσεις) Ενσωματώνουμε άλλες ικανότητες/στόχους ως συνθήκη/περιορισμό σε κάποια ικανότητα/στόχο για να μπορέσουμε να ορίσουμε σύνθετες ικανότητες συγκεκριμένου τύπου (δεν υπάρχει στις άλλες προτάσεις) Ορισμός ικανότητας/στόχου με τη βοήθεια επιμέρους ανεξαρτήτων συνιστωσών Χρήση καθιερωμένων ταξινομιών και ελεγχόμενων λεξιλογίων για τον ορισμό των συνιστωσών Ανάλυση γενικής δεξιότητας σε γενικές δεξιότητες γνωστικού, ψυχοκινητικού και κοινωνικού /συναισθηματικού τομέα Sicilia - - Paquette Van Asshe Δυνατότητα ορισμού σύνθετων ικανοτήτων - - Σύνδεση ικανοτήτων/στόχων με γνωστικό πεδίο Ενσωμάτωση αριθμητικών περιορισμών στους στόχους Ενσωμάτωση περιορισμών επίδοσης στις ικανότητες/στόχους - Η μας δική

132 Ενσωμάτωση άλλων ικανοτήτων/στόχων ως συνθήκη/περιορισμό σε κάποια ικανότητα/στόχο Ενσωμάτωση επιπέδου δυσκολίας για τις γενικές δεξιότητες και τις ικανότητες Προαπαιτούμενες ικανότητες κάποιας ικανότητας - Πίνακας 5. Σύγκριση υπαρχουσών προτάσεων σε σχέση με την περιγραφή ικανοτήτων και μαθησιακών στόχων 5.4. Χρήση της οντολογίας των Ικανοτήτων Μαθησιακών στόχων σε Οντοκεντρική Εφαρμογή Στο τελικό στάδιο της εργασίας μας χρησιμοποιήσαμε αυτήν την οντολογία στα πλαίσια μιας συνδυαστικής οντολογίας ή οποία μας επιτρέπει να διαχειριζόμαστε μαθησιακά αντικείμενα σχετικά με τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Το στάδιο αυτό αναλύεται σε επόμενο κεφάλαιο της εργασίας μας Συμπεράσματα Ζητήματα για περαιτέρω διερεύνηση Πιθανές προεκτάσεις οντολογίας Ικανοτήτων Μαθησιακών Στόχων Μέσα από την πειραματική χρήση της οντολογίας στο περιβάλλον του Protégé διαπιστώσαμε πως η οντολογία μας ανταποκρίνεται πλήρως στις προδιαγραφές που θέσαμε στο πρώτο στάδιο (βλ. αρχικό στάδιο κατασκευής οντολογίας). Επίσης διαπιστώσαμε την τεχνική ποιότητα της οντολογίας που κατασκευάσαμε, με εργαλεία ενσωματωμένα στην πλατφόρμα του Protégé. Η οντολογία μας αξιολογείται περαιτέρω κατά την χρησιμοποίηση της στην οντοκεντρική μας εφαρμογή, όπως θα δούμε παρακάτω. Ένα ζήτημα που χρίζει περαιτέρω διερεύνησης αφορά το βαθμό δυσκολίας που αποδίδεται στις σύνθετες ικανότητες. Πιο συγκεκριμένα, για ικανότητες που περιλαμβάνουν άλλες ικανότητες ως συνθήκη, ο βαθμός δυσκολίας ουσιαστικά θα πρέπει να αποτελεί συνάρτηση των βαθμών δυσκολίας όλων των γενικών δεξιοτήτων που εμπλέκονται και όχι μόνο της γενικής δεξιότητας της βασικής ικανότητας. Στην παρούσα έκδοση της οντολογίας μας αυτό δεν ενσωματώνεται για να μην προστεθεί περαιτέρω πολυπλοκότητα. Επίσης, στην παρούσα έκδοση της εργασίας έχουμε συμπεριλάβει γενικές δεξιότητες που αφορούν μόνο τον γνωστικό τομέα (με βάση τους ενδεικτικούς στόχους που προτάθηκαν από τους ειδικούς του πεδίου). Για την δυνατότητα εύκολης περιγραφής ικανοτήτων που αφορούν τον Συναισθηματικό ή τον Ψυχοκινητικό τομέα, αρκεί να εμπλουτίσουμε με γενικές δεξιότητες τις κλάσεις Γενική Δεξιότητα Ψυχοκινητικού Τομέα (Psychomotor Domain Generic Skill) και Γενική Δεξιότητα Συναισθηματικού Τομέα (Affective Domain Generic Skill).

133 6. Οντολογία Μαθησιακών Αντικειμένων Η τρίτη οντολογία μας αφορά τα μαθησιακά αντικείμενα. Αφού αναφερθούμε συνοπτικά στα μαθησιακά αντικείμενα, στα μεταδεδομένα και στα πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων, περιγράφουμε αναλυτικά την οντολογία μας Μαθησιακά αντικείμενα Στα πρώτα συστήματα ηλεκτρονικής μάθησης το μαθησιακό υλικό ήταν σχεδιασμένο για την επίτευξη ενός συγκεκριμένου συνόλου από μαθησιακούς στόχους, χωρίς δυνατότητες διαχωρισμού σε κομμάτια και δυνατότητες επαναχρησιμοποίησης, ενώ η παρουσίαση του και η πλοήγηση σε αυτό δεν ήταν ευέλικτη, περιορίζοντας τα πλαίσια επαναχρησιμοποίησης του. Η εξάπλωση της Web-based μάθησης οδήγησε σταδιακά στην ιδέα πως υπάρχει ανάγκη για ανεξαρτητοποίηση του μαθησιακού υλικού από τις πλατφόρμες δημιουργίας του, από το εννοιολογικό του πλαίσιο και από τη λογική που ελέγχει την παρουσίαση του, προκειμένου το ίδιο υλικό να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλαπλά πλαίσια (ADL, 2004, SCORM Overview). Η ανάγκη αυτή οδήγησε στην ιδέα των μαθησιακών αντικειμένων, τα οποία βασίζονται στη λογική της αντικειμενοστρέφειας. Σύμφωνα με τις προδιαγραφές του προτύπου IEEE Learning Object Metadata, ένα μαθησιακό αντικείμενο ορίζεται ως «οποιαδήποτε μονάδα- ψηφιακή ή μη-ψηφιακή- η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί, να επαναχρησιμοποιηθεί ή να χρησιμεύσει ως αναφορά, στα πλαίσια εκπαίδευσης, μάθησης ή κατάρτισης που υποστηρίζεται από τεχνολογία». Μερικά παραδείγματα εκπαίδευσης που υποστηρίζεται από τεχνολογία είναι τα συστήματα κατάρτισης βασισμένα σε υπολογιστές (computer-based training systems), τα αλληλεπιδραστικά μαθησιακά περιβάλλοντα (interactive learning environments), τα έξυπνα συστήματα υποβοηθούμενα από υπολογιστή (intelligent computer-aided instruction systems), τα συστήματα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης (distance learning systems) και τα συνεργατικά μαθησιακά περιβάλλοντα (collaborative learning environments). Μερικά παραδείγματα Μαθησιακών Αντικειμένων αποτελούν κάθε είδους πολυμεσικό υλικό, διδακτικό υλικό, μαθησιακοί στόχοι, εκπαιδευτικό λογισμικό και εργαλεία καθώς και πρόσωπα, οργανισμοί ή συμβάντα στα οποία γίνεται αναφορά κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης (IEEE LTSC, 2001). Βασικά χαρακτηριστικά των μαθησιακών αντικειμένων είναι η αυτονομία που τα χαρακτηρίζει ως ανεξάρτητες μονάδες υλικού και η δυνατότητα για επαναχρησιμοποίηση τους σε πολλαπλά πλαίσια και με πολλούς τρόπους. Σύμφωνα με τον Lehman (2007) στο Ανεζίνης (2009), κάποια από τα βασικά χαρακτηριστικά που πρέπει να διαθέτουν τα Μαθησιακά Αντικείμενα,, είναι η προσβασιμότητα (accessibility), η διαλειτουργικότητα (interoperability), η προσαρμοστικότητα (adaptability), η επαναχρησιμοποίηση (reusability), η αντοχή (durability), η εξατομίκευση στις απαιτήσεις του εκπαιδευόμενου (customization) και ο βαθμός ανάλυσης (granularity). Παρόλο που η έννοια του Μαθησιακού Αντικειμένου, μπορεί να εννοηθεί και ως μη ψηφιακό εκπαιδευτικό υλικό, όπως είδαμε σε παραπάνω ορισμό, στην εργασία μας αναφερόμαστε σε ψηφιακά Μαθησιακά Αντικείμενα. Πιο συγκεκριμένα, στα πλαίσια της εργασίας μας υιοθετούμε τον ορισμό του Polsani: «Με τον όρο μαθησιακό αντικείμενο αναφερόμαστε σε κάθε ανεξάρτητη και αυτόνομη μονάδα μαθησιακού υλικού, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλαπλά εκπαιδευτικά πλαίσια» (Polsani, 2003)

134 6.2. Μεταδεδομένα, εκπαιδευτικά μεταδεδομένα και πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων Όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενη ενότητα, τα μεταδεδομένα (μετάφραση του όρου metadata, ο οποίος σχηματίζεται από την ελληνική λέξη μετά και τη λατινική λέξη data "δεδομένα") είναι δεδομένα τα οποία περιγράφουν άλλα δεδομένα (Wikipedia). Γενικότερα, όταν υπάρχει πληθώρα διαθέσιμων πόρων, η περιγραφή τους με μεταδεδομένα, δίνει τη δυνατότητα για σημαντική μείωση του διαχειριστικού κόστους, αφού η διαχείρισή μπορεί να βασίζεται σε αυτά τα μεταδεδομένα και όχι στην ίδια την πληροφορία που περιέχουν. Ένα ενδεικτικό παράδειγμα της χρήσης των μεταδεδομένων αφορά τις μεγάλες βιβλιοθήκες, όπου η διαχείριση των συγγραμμάτων γίνεται με τη βοήθεια μεταδεδομένων όπως ο τίτλος, ο συγγραφέας και όχι με άμεση διαχείριση του περιεχομένου των βιβλίων. Όπως και για άλλους πόρους, έτσι και για την αποτελεσματικότερη διαχείριση των μαθησιακών αντικειμένων, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μεταδεδομένα. Για παράδειγμα περιγράφοντας τα μαθησιακά αντικείμενα με τη βοήθεια μεταδεδομένων που αφορούν πχ τεχνικά χαρακτηριστικά(όπως το format ή το μέγεθος), ή παιδαγωγικά χαρακτηριστικά (όπως ο τύπος, η δυσκολία ή η ηλικιακή ομάδα-στόχος), μπορούμε να τα ανακαλέσουμε και να τα διαχειριστούμε με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες, πχ μπορούμε να ανακαλέσουμε μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένο φορμάτ, ή με συγκεκριμένο επίπεδο δυσκολίας. Επίσης, ένα σύστημα διαχείρισης μάθησης LMS, θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει τα μεταδεδομένα για να παρέχει στον εκπαιδευόμενο πληροφορίες για την οργάνωση του περιεχομένου (μάθημα, διδακτική ενότητα κ.λπ.). Επίσης τα μεταδεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά το χρόνο εκτέλεσης μιας εφαρμογής για να βοηθήσουν στην επιλογή του υλικού που θα προταθεί στον εκπαιδευόμενο (ΑDL SCORM, 2004). Δεδομένης της σημασίας των μεταδεδομένων, έχουν αναπτυχθεί πρότυπα μεταδεδομένων για να υποστηρίξουν τόσο την διαλειτουργικότητα μεταξύ των μηχανών και την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ τους, όσο και την στοχευμένη ανακάλυψη πόρων από ανθρώπινους χρήστες του Ιστού. Σύμφωνα με το παρατηρητήριο LTSO, ακολουθώντας το παράδειγμα της καταλογοποίησης των συγγραμμάτων στα πλαίσια της βιβλιοθηκονομίας, τα πρότυπα μεταδεδομένων για το Διαδίκτυο, αποτελούν μια προσπάθεια γεφύρωσης του κενού μεταξύ της ευρείας καταλογοποίησης που γίνεται από επαγγελματίες στα πλαίσια της βιβλιοθηκονομίας και της ελεύθερης για όλους δημιουργίας εγγράφων στον Ιστό. Πιο συγκεκριμένα, αυτά τα πρότυπα μεταδεδομένων, επιτρέπουν σε δημιουργούς και διαχειριστές συλλογών πόρων να περιγράφουν τους πόρους με λεπτομέρεια, διευκολύνοντας στοχευμένες αναζητήσεις από μηχανές αναζήτησης. Μια εγγραφή μεταδεδομένων τυπικά αποτελείται από ένα σύνολο από στοιχεία που περιγράφουν λεπτομερώς το περιεχόμενο κάποιου πόρου, τα πνευματικά του δικαιώματα και πτυχές όπως πχ η ημερομηνία δημιουργίας. Τα πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων επεκτείνουν το εύρος της περιγραφής που περιλαμβάνεται σε μια εγγραφή μεταδεδομένων με πληροφορία που σχετίζεται με παιδαγωγικά χαρακτηριστικά. Αυτό γίνεται προσθέτοντας σε υπάρχοντα πρότυπα μεταδεδομένα που αφορούν παιδαγωγικά χαρακτηριστικά, εξειδικεύοντας υπάρχοντα μεταδεδομένα ή προτείνοντας νέα πρότυπα. (CEN WS-LT Learning Technology Standards Observatory) Υπάρχουν διάφορα πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων, τα οποία διαφοροποιούνται μεταξύ τους ως προς τις πτυχές των μαθησιακών πόρων που περιγράφουν. Μερικά τέτοια πρότυπα είναι τα IEEE LOM, IMS, ARIADNE, DUBLIN CORE, ISO/IEC JTC1 SC36, MLO-AD κ.λπ. από τα οποία χρησιμοποιούνται περισσότερο τα Dublin Core και ΙΕΕΕ LOM. ( πηγή: IMS GLOBAL)

135 Το πρότυπο μεταδεδομένων Dublin Core ένα πρότυπο μεταδεδομένων που δεν αφορά αποκλειστικά μαθησιακούς πόρους αλλά είναι κατάλληλο για την περιγραφή οποιουδήποτε ψηφιακού αντικειμένου. Ο εμπλουτισμός του πυρήνα των μεταδεδομένων του επιτρέπει τη δημιουργία περισσότερο εξειδικευμένων προτύπων, πχ που αφορούν πχ εκπαιδευτικούς ψηφιακούς πόρους. Το πρότυπο αυτό αποτέλεσε τη βάση για αρκετά από τα πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων και αλλά και προφίλ εφαρμογών, στα οποία αναφερόμαστε παρακάτω. Το IEEE LOM αποτελεί το πλέον καθιερωμένο πρότυπο εκπαιδευτικών μεταδεδομένων. Βασίστηκε σε προτάσεις από φορείς όπως το IMS και Ariadne project. Μεταξύ του IEEE LOM και του Dublin Core Element Set υπάρχει συμβατότητα. Το IEEE LOM συμπεριλαμβάνεται και στο ευρέως χρησιμοποιούμενο μοντέλο SCORM (Sharable Content Object Reference Model), το οποίο περιλαμβάνει ένα ενοποιημένο σύνολο από προδιαγραφές, πρότυπα και οδηγίες, τα οποία παρέχουν ένα κοινό, από τεχνικής απόψεως, πλαίσιο μέσα στο οποίο ετερόκλητες εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης μπορούν να συνεργαστούν και να διαμοιραστούν μαθησιακούς πόρους. (SCORM Overview, ADL, 2004) Ανάλογα με τις ανάγκες της εκάστοτε εφαρμογής, μπορεί να χρησιμοποιηθούν υποσύνολα μεταδεδομένων κάποιου προτύπου εκπαιδευτικών μεταδεδομένων ή να συνδυαστούν μεταδεδομένα από διάφορα πρότυπα, διαμορφώνοντας τα λεγόμενα προφίλ εφαρμογών (application profiles) τα οποία στοχεύουν σε ένα βέλτιστο σε τοπικό επίπεδο αποτέλεσμα (Heery & Patel, 2000). Μερικά προφίλ εφαρμογών είναι το The Gateway to Educational Materials (GEM) Metadata Element Set (βασισμένο στο πρότυπο DC), το Canadian Core (CanCore) Learning Resource Metadata Application Profile (βασισμένο στα πρότυπα IMS και IEEE LOM), το DC-ED (βασίζεται στο πρότυπο DC αλλά έχει και στοιχεία του IEEE LOM), κ.α. (Koutsomitropoulos et al. 2010) Η οντολογία μας Για την οντολογία των Μαθησιακών Αντικειμένων ακολουθήσαμε την προσέγγιση μηχανικής οντολογιών προτείνουν οι Seremeti & Kameas (2009). Από τα σενάρια που περιλαμβάνει η προσέγγιση, ακολουθούμε αυτό που αναφέρεται στην κατασκευή της οντολογίας από την αρχή, από κάποιον ειδικό του πεδίου. Η συγκεκριμένη προσέγγιση (όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενη ενότητα) περιλαμβάνει τέσσερις φάσεις για την κατασκευή μιας οντολογίας: α) Καταγραφή προδιαγραφών (specification) β) Εννοιολογική μορφοποίηση (conceptualization) γ) Υλοποίηση (implementation) δ) Αξιολόγηση (evaluation). Σύμφωνα με το σενάριο που ακολουθούμε, στη φάση καταγραφής προδιαγραφών καθορίζεται ο σκοπός κατασκευής, η επικείμενη χρήσης και οι χρήστες της οντολογίας. Με τη βοήθεια ερωτημάτων επάρκειας καθορίζεται το τι θεωρείται σημαντικό κατά την περιγραφή του πεδίου (ποιες πληροφορίες θέλουμε να περιέχονται). Επίσης ερευνάται η ύπαρξη βιβλιογραφικών πηγών σχετικών με το πεδίο. Στη φάση εννοιολογικής μορφοποίησης (conceptualization phase), αξιολογούνται οι πηγές που εντοπίστηκαν και καθορίζονται οι έννοιες της οντολογίας, οι ιδιότητές τους και οι σχέσεις μεταξύ τους. Στη φάση υλοποίησης (implementation), συντελείται η μετατροπή του εννοιολογικού μοντέλου σε τυπικό μοντέλο επεξεργάσιμο από υπολογιστή και στη φάση αξιολόγησης (evaluation), αποτιμάται η ποιότητα της οντολογίας

136 Παρακάτω περιγράφουμε τις φάσεις που ακολουθήσαμε για να κατασκευάσουμε την οντολογία των ικανοτήτων. α) Καταγραφή προδιαγραφών (specification) Αφού εντοπίσαμε βιβλιογραφικές πηγές σχετικές με το πεδίο των μαθησιακών αντικειμένων και των εκπαιδευτικών μεταδεδομένων, ορίσαμε το σκοπό για τον όποιο κατασκευάζεται η οντολογία, το γνωστικό πεδίο στο οποίο αναφέρεται, τους αναμενόμενους χρήστες και καθορίσαμε, με τη βοήθεια ερωτήσεων επάρκειας, τις πληροφορίες που θεωρούμε σημαντικό να περιέχονται στην οντολογία μας. Χρήση: Η οντολογία θα χρησιμοποιηθεί για την τυπική περιγραφή μαθησιακών αντικειμένων με τη βοήθεια μεταδεδομένων, έτσι ώστε να είναι δυνατή η αποτελεσματική διαχείρισή τους από συστήματα ηλεκτρονικής μάθησης, και να διευκολύνεται ο διαμοιρασμός μεταξύ εφαρμογών και η επαναχρησιμοποίηση τους. Πεδίο γνώσης που καλύπτει η οντολογία: η οντολογία μας αναφέρεται στην έννοια των Μαθησιακών Αντικειμένων. Χρήστες οντολογίας: Η οντολογία αναμένεται να χρησιμοποιηθεί άμεσα από σχεδιαστές συστημάτων και εφαρμογών ηλεκτρονικής μάθησης και έμμεσα από εκπαιδευόμενους και εκπαιδευτικούς, οι οποίοι θα χρησιμοποιούν τις εφαρμογές αυτές. Ερωτήσεις επάρκειας: Τα παρακάτω ερωτήματα θα μας βοηθήσουν να επιλέξουμε τις έννοιες της οντολογίας μας, της ιδιότητες και τα στιγμιότυπά τους, αλλά και να αξιολογήσουμε την οντολογία μας: 1. Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν συγκεκριμένη λέξη-κλειδί 2. Μαθησιακά αντικείμενα συγκεκριμένου επιπέδου συσσώρευσης (σύμφωνα με το πρότυπο LOM, το επίπεδο συσσώρευσης)(aggregation level) μπορεί να είναι 1, 2, 3 ή 4) 3. Μαθησιακά αντικείμενα που είναι γραμμένα σε συγκεκριμένη γλώσσα 2. Μαθησιακά αντικείμενα συγκεκριμένου τύπου πχ άσκηση, προσομοίωση, ερωτηματολόγιο κ.λπ. 3. Μαθησιακά αντικείμενα συγκεκριμένης δυσκολίας 4. Μαθησιακά αντικείμενα που χρησιμοποιούνται σε συγκεκριμένη εκπαιδευτική βαθμίδα ή πλαίσιο 5. Μαθησιακά αντικείμενα που βρίσκονται σε συγκεκριμένη κατάσταση σε σχέση με το κατά πόσο είναι ολοκληρωμένα ή όχι 6. Μαθησιακά αντικείμενα που έχουν δημιουργηθεί μετά από κάποια συγκεκριμένη ημερομηνία 7. Μαθησιακά αντικείμενα που έχουν αναθεωρηθεί 8. Μαθησιακά αντικείμενα συγκεκριμένου format 9. Μαθησιακά αντικείμενα συγκεκριμένου μεγέθους 10. Ανάκληση τυχόν επιμέρους μαθ. Αντικειμένων στα οποία βασίζεται συγκεκριμένο μαθησιακό αντικείμενο κ.λπ. 11. Μαθησιακά αντικείμενα των οποίων αποτελεί μέρος κάποιο συγκεκριμένο μαθησιακό αντικείμενο

137 Συνδυασμό των παραπάνω ερωτημάτων πχ 12. Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν συγκεκριμένη λέξη κλειδί και είναι συγκεκριμένου επιπέδου δυσκολίας κ.λπ. β) Εννοιολογική μορφοποίηση Σύμφωνα με την αναμενόμενη χρήση της οντολογία των μαθησιακών αντικειμένων, όπως έχει καταγραφεί και στο στάδιο των προδιαγραφών, καταλήξαμε σε μια οντολογία που αποτελείται από μία μόνο κλάση, αυτή των Μαθησιακών Αντικειμένων. Επιπρόσθετα, κάθε μαθησιακό αντικείμενο θα περιγράφεται με τη βοήθεια ενός συνόλου ιδιοτήτων (μεταδεδομένων), που θα βοηθούν στην αποτελεσματική διαχείρισή τους από εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης. Για να επιλέξουμε τα κατάλληλα μεταδεδομένα, μελετήσαμε τη σχετική με τα πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων βιβλιογραφία. Όπως είδαμε και σε παραπάνω ενότητα, το επικρατέστερο και περισσότερο αποδεκτό πρότυπο εκπαιδευτικών μεταδεδομένων είναι το IEEE LOM. Το πρότυπο εκπαιδευτικών μεταδεδομένων IEEE LOM Τα Μεταδεδομένα που προτείνονται από αυτό το πρότυπο οργανώνονται σε εννέα βασικές κατηγορίες: 1. Γενικά(General), Κύκλου ζωής (Lifecycle) 2. Mετα-Mεταδεδομένων (Meta-Metadata) 3. Tεχνικά (Τechnical) 4. Eκπαιδευτικά (Educational) 5. Δικαιωμάτων (Rights) 6. Συσχέτισης (Relation) 7. Επισημείωσης (Αnnotation) 8. Ταξινόμησης (classification) Σύμφωνα με το πρότυπο αυτό, τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Γενικά (General) περιλαμβάνουν τα Identifier, Title, Language, Description, Keyword, Coverage, Structure και Aggregation Level και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν γενικές πληροφορίες για τον μαθησιακό πόρο όπως για παράδειγμα πληροφορίες όπως το αναγνωριστικό του, ο τίτλος του, η περιγραφή του, η γλώσσα που χρησιμοποιεί, το εύρος του, κλπ. Τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Κύκλου Ζωής (Life Cycle) περιλαμβάνουν τα Version, Status και Contribute και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν πληροφορίες που σχετίζονται με το ιστορικό και την τρέχουσα κατάσταση του μαθησιακού πόρου καθώς και πληροφορίες σχετικά με αυτούς που επηρέασαν τον πόρο κατά τη διάρκεια της εξέλιξής του. Τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Μετα-μεταδεδομένων (Meta-Metadata) περιλαμβάνουν τα Identifier, Contribute, Μetadata Schema και Language και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν πληροφορίες που αφορούν τα μεταδεδομένα του πόρου (πχ την γλώσσα στην οποία είναι γραμμένα τα μεταδεδομένα) και όχι τον ίδιο τον πόρο. Τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Τεχνικά (Technical) περιλαμβάνουν τα Format, Size, Location, Requirement, Installation Remarks, Other Platform Requirements και Duration και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν πληροφορίες που αφορούν τεχνικά χαρακτηριστικά και τεχνικές απαιτήσεις του πόρου, όπως για παράδειγμα το μέγεθος, το φορμάτ του ή το λογισμικό που πιθανώς απαιτείται για το «άνοιγμα» του πόρου. Τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Εκπαιδευτικά (Educational) περιλαμβάνουν τα Interactivity

138 Type, Learning Resource Type, Interactivity Level, Semantic Density, Intended End User Role, Context, Typical Age Range, Difficulty, Typical Learning Time, Description και Language και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν πληροφορίες που αφορούν παιδαγωγικά και εκπαιδευτικά χαρακτηριστικά του μαθησιακού πόρου, όπως για παράδειγμα η ηλικιακή ομάδα-στόχος ή το επίπεδο δυσκολίας του πόρου. Τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Δικαιωμάτων (Rights) περιλαμβάνουν τα Cost, Copyright and Other Restrictions και Description και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν πληροφορίες που αφορούν δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας και όρους χρήσης του πόρου. Τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Συσχέτισης (Relation) περιλαμβάνουν τα Kind και Resource και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν σχέσεις μεταξύ επιμέρους μαθησιακών πόρων. Τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Επισημείωσης (Annotation) περιλαμβάνουν τα Entity, Date και Description και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν σχόλια σχετικά με την εκπαιδευτική χρήση του μαθησιακού πόρου αλλά και πληροφορίες για το πότε και από ποιον δημιουργήθηκαν τα σχόλια. Τέλος, τα μεταδεδομένα της κατηγορίας Κατηγοριοποίησης (Classification) είναι τα Purpose, Taxon Path, Description, Keyword και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ταξινομήσουν τον πόρο μέσα σε κάποιο συγκεκριμένο σύστημα (IEEE LTSC, 2002). Εικόνα 115. Σχηματική αναπαράσταση της ιεραρχίας στοιχείων στο μοντέλο δεδομένων LOM (πηγή: imsglobal.org) Τα μεταδεδομένα μας Λαμβάνοντας υπόψη τις προδιαγραφές που θέσαμε για την οντολογία μας στο προηγούμενο στάδιο, επιλέξαμε ένα υποσύνολο από τα μεταδεδομένα του παραπάνω προτύπου. Συγκεκριμένα, τα μεταδεδομένα που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε τα μαθησιακά αντικείμενα της εφαρμογής μας είναι τα παρακάτω: aggregationlevel, general_description, identifier (αναλύεται σε identifier_catalog και identifier_entry), keyword, language και title, από την κατηγορία GENERAL

139 context, difficulty, learningresourcetype, educational_description, από την κατηγορία EDUCATIONAL status και contribute (αναλύεται στα creator_entity, validator_entity, creation_date και validation_date), από την κατηγορία LIFECYCLE format και size, από την κατηγορία TECHNICAL isbasedon, isbasisof, haspart, ispartof, από την κατηγορία RELATION Τα μεταδεδομένα της κατηγορίας RELATION αφορούν σχέσεις μεταξύ μαθησιακών αντικειμένων. Πιο συγκεκριμένα, κάποιο μαθησιακό αντικείμενο μπορεί να βασίζεται (isbasedon) ή να αποτελεί τη βάση (isbasisof) κάποιου άλλου, να αποτελείται από (haspart) ή να αποτελεί μέρος (ispartof) κάποιου άλλου. Περιλαμβάνοντας τέτοιες σχέσεις στην οντολογία μας, μπορούμε να ανακαλέσουμε τα μαθησιακά αντικείμενα που σχετίζονται με συγκεκριμένο μαθησιακό αντικείμενο με κάποια από τις παραπάνω σχέσεις. Η ιδιότητες αποτελείται από (haspart) και βασίζεται (isbasedon) είναι ουσιαστικά μεταβατικές αφού για παράδειγμα Αν κάποιο μαθησιακό αντικείμενο χ βασίζεται σε κάποιο άλλο ψ τότε το χ βασίζεται και στα μαθησιακά αντικείμενα στα οποία ενδεχομένως βασίζεται το ψ. Στις σχέσεις μεταξύ των μαθησιακών αντικειμένων σκόπιμα δεν έχουμε συμπεριλάβει τις σχέσεις Requires και isrequiredby, καθώς σύμφωνα με την προσσέγγισή μας θεωρούμε πως οι εξαρτήσεις από παιδαγωγική σκοπιά αφορούν τους διδακτικούς στόχους και όχι τα μαθησιακά αντικείμενα (τα μαθησιακά αντικείμενα βοηθούν στην επίτευξη συγκεκριμένων παιδαγωγικών στόχων, οι οποίοι μπορεί να έχουν ως προαπαιτούμενο άλλους στόχους οι οποίοι επιτυγχάνονται με τη βοήθεια άλλων αντικειμένων. Για αυτό το λόγο, από τα μεταδεδομένα του IEEE LOM που αφορούν σχέσεις μαθησιακών αντικειμένων επιλέξαμε αυτές που αναφέρονται σε δομικές και όχι παιδαγωγικές εξαρτήσεις. Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται τα μεταδεδομένα που χρησιμοποιούμε στην εφαρμογή μας για την περιγραφή των μαθησιακών αντικειμένων, τα πεδία επιτρεπόμενων τιμών τους, καθώς και η αντιστοιχία τους με τα μεταδεδομένα του προτύπου IEEE LOM. Ιδιότητες - Μεταδεδομένα οντολογίας μαθησιακών αντικειμένων Υπο-ιδιότητες ιδιότητας general της Αντιστοιχία με ΙΕΕΕ LΟΜ metadata elements Κατηγορία General aggregationlevel Aggregation Level 1, 2, 3, 4 Πεδίο τιμών ιδιότητας general_description Description Αλφαριθμητικό keyword Keyword Αλφαριθμητικό language Language Το όνομα κάποιας γλώσσας (αλφαριθμητικό) title Title Any string identifier.identifier_entry Identifier.entry Αλφαριθμητικό identifier.identifier_catalog Identifier.catalog Το όνομα κάποιου καταλόγου (αλφαριθμητικό) Υπο-ιδιότητες της Κατηγορία

140 ιδιότητας educational Educational context Context school, higher, education, training, other difficulty Difficulty very easy, easy, medium, difficult, very difficult learningresourcetype Learning Resource Type "diagram", "exam", "exercise", "experiment", "figure", "index", "lecture", "narrative text", "presentation", "problem statement", "questionnaire", "self assessment", "simulation", "slide", "table" educational_description Description Any string Υπο-ιδιότητες ιδιότητας lifecycle της Κατηγορία Life Cycle status Status "draft", "final", "revised", "unavailable" contribute.creator_entity contribute.creation_date contribute.validator_entity contribute.validation_date Υπο-ιδιότητες ιδιότητας technical της Contribute.Entity (contribute.role = creator) Contribute.Date (contribute.role = creator) Contribute.Entity (contribute.role = validator) Contribute.Date (contribute.role = validator) Κατηγορία Technical Αναγνωριστικό κάποιου ατόμου (αλφαριθμητικό) Ημερομηνία Αναγνωριστικό κάποιου ατόμου (αλφαριθμητικό) Ημερομηνία format Format "application", "audio", "image", "pdf", "text/html", "video" (σύμφωνα με το τους τύπους MIME με βάση την IANA registration(see RFC 2048:1996)) ή το αλφαριθμητικό non-digital" size Size Αριθμός (long) Υπο-ιδιότητες ιδιότητας relation της isbasedon IsBasedOn Κάποιο στιγμιότυπο της κλάσης μαθησιακό αντικείμενο isbasisof IsBasisOf Κάποιο στιγμιότυπο της κλάσης

141 μαθησιακό αντικείμενο haspart HasPart Κάποιο στιγμιότυπο της κλάσης μαθησιακό αντικείμενο ispartof IsPartOf Κάποιο στιγμιότυπο της κλάσης μαθησιακό αντικείμενο Πίνακας 6. Οι ιδιότητες - μεταδεδομένα που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε τα μαθησιακά αντικείμενα στην εφαρμογή μας, τα πεδία επιτρεπόμενων τιμών τους, καθώς και η αντιστοιχία τους με τα μεταδεδομένα του προτύπου IEEE LOM. γ) Κωδικοποίηση οντολογίας Ως εργαλείο κωδικοποίησης της οντολογίας χρησιμοποιήσαμε την πλατφόρμα του Protégé και την OWL, ως χρησιμοποιούμενη γλώσσα αναπαράστασης οντολογίας (περισσότερα για το Protégé και την OWL σε προηγούμενη ενότητα). Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε τη μοναδική κλάση της οντολογίας και τους περιορισμούς που την αφορούν: Περιορισμοί για την κλάση των μαθησιακών αντικειμένων (lo) Εικόνα 116. Η κλάση των μαθησιακών αντικειμένων και οι περιορισμοί της στο περιβάλλον του Protégé 4.0 Tα μεταδεδομένα που επιλέξαμε για την περιγραφή των μαθησιακών μας αντικειμένων, ενσωματώνονται ως ιδιότητες των μαθησιακών αντικειμένων στην οντολογία των μαθησιακών αντικειμένων. Όλα τα μεταδεδομένα της οντολογίας μας εκτός από αυτά που αφορούν σχέσεις μεταξύ των μαθησιακών αντικειμένων, ορίζονται ως ιδιότητες δεδομένων (Data Properties), οι οποίες δέχονται ως τιμή κάποιο απλό δεδομένο. Παρακάτω βλέπουμε τις ιδιότητες μεταδεδομένα της κλάσης μαθησιακά αντικείμενα, κωδικοποιημένες στο περιβάλλον του Protégé 4.0.

142 Εικόνα 117. Οι ιδιότητες δεδομένων (data properties) στο περιβάλλον του Protégé 4.0. Το πεδίο τιμών(σύμφωνα με το πρότυπο IEEE LOM) για κάθε ιδιότητα ενσωματώνεται στην οντολογία μέσω του πεδίου Ranges. Η περιγραφή της κάθε ιδιότητας και η αντιστοίχηση με κάποιο συγκεκριμένο μεταδεδομένο του προτύπου IEEE LOM, αναφέρεται ως σχόλιο, όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα 118. Δεξιά πάνω βλέπουμε την περιγραφή της ιδιότητας context και την αντιστοίχηση της το μεταδεδομένο Context IEEE LOM Τα μεταδεδομένα που αφορούν τις σχέσεις μεταξύ των μαθησιακών αντικειμένων ορίζονται ως ιδιότητες αντικειμένων (Object Properties), οι οποίες δέχονται ως τιμή κάποιο αντικείμενο. Όπως βλέπουμε και στην παρακάνω εικόνα (εικόνα 119), οι ιδιότητες που αφορούν διάφορους τύπους σχέσης μεταξύ των μαθησιακών αντικειμένων, δεν ορίστηκαν ως ανεξάρτητες ιδιότητες αλλά ως ιδιότητες στις οποίες εξειδικεύεται η ιδιότητα relationwithother Lo. Έτσι, αν υπάρχει κάποια από τις επιμέρους σχέσεις(haspart, isbasisof, isbasedon, ispartof), με τη βοήθεια του αυτόματου συλλογισμού θεωρείται αυτόματα πως τα μαθησιακά αντικείμενα συνδέονται και με την ιδιότητα relationwithotherlo

143 Εικόνα 119. Οι ιδιότητες αντικειμένων (object properties) στο περιβάλλον του Protégé 4.0. Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε τις ιδιότητες της ιδιότητας isbasedon. Βλέπουμε πχ πως η ιδιότητα αυτή ορίζεται ως μεταβατική (transitive), βλέπουμε τα πεδία τιμών της Domains και Ranges (δηλαδή τις κλάσεις από τις οποίες προέρχονται τα αντικείμενα που αποτελούν τις τιμές της ιδιότητας). Επίσης βλέπουμε τις ιδιότητες-γονείς (Super properties) και τις αντίστροφες ιδιότητες (Inverse properties), κλπ. Εικόνα 120. Η ιδιότητα isbasedon δ) Αξιολόγηση οντολογίας Όπως καταγράφηκε και στις προδιαγραφές της οντολογίας, ο σκοπός δημιουργίας της είναι για να μας βοηθήσει να ορίσουμε με τυπικό τρόπο μαθησιακά αντικείμενα, με απώτερο στόχο να μπορούμε μέσα εφαρμογές ηλεκτρονικής μάθησης να εντοπίζουμε και ανακαλούμε μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Για να αξιολογήσουμε την οντολογία μας αρχικά δοκιμάσαμε να ορίσουμε ενδεικτικά μαθησιακά αντικείμενα και στη συνέχεια θέσαμε τα ερωτήματα επάρκειας που είχαμε ορίσει στο στάδιο των προδιαγραφών, έτσι ώστε να διαπιστώσουμε τις δυνατότητες να ανακαλούμε μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Επίσης αξιολογήσαμε την τεχνική ποιότητα της οντολογίας που κατασκευάσαμε, με εργαλεία ενσωματωμένα στην πλατφόρμα του Protégé. Η οντολογία μας αξιολογείται περαιτέρω κατά την χρησιμοποίηση της στην οντοκεντρική μας εφαρμογή, όπως θα δούμε παρακάτω. Περιγραφή ενδεικτικών μαθησιακών αντικειμένων Παρακάτω βλέπουμε την περιγραφή ενδεικτικών μαθησιακών αντικειμένων με τη βοήθεια της οντολογίας μας:

144 Ενδεικτικό μαθησιακό αντικείμενο1: Παρουσίαση σχετική με τις περιπτώσεις χρήσης Εικόνα 121. Ιδιότητες και σχέσεις του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_presentation. Οι δυο πρώτες σχέσεις δεν ορίζονται ρητά αλλά παράγονται αυτόματα με τη βοήθεια του εργαλείου αυτόματου συλλογισμού Pelet, που διαθέτει ενσωματωμένο το Protégé Ενδεικτικό μαθησιακό αντικείμενο2: ορισμός περιπτώσεων χρήσης (μέρος της προηγούμενης παρουσίασης) Εικόνα 122. Ιδιότητες και σχέσεις του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_definition

145 Βλέπουμε πως το μαθησιακό αντικείμενο έχει aggregation level 1 καθώς αποτελεί πόρο που δεν μπορεί να διαχωριστεί περαιτέρω. Γ) ενδεικτικό αντικείμενο Χρήσεις Περιπτώσεων Χρήσης Εικόνα 123. Ιδιότητες και σχέσεις του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_uses Ερωτήματα στην οντολογία Δοκιμάσαμε τις δυνατότητες που δίνει η οντολογία μας για απάντηση των ερωτημάτων επάρκειας που τέθηκαν στη φάση των προδιαγραφών και παρακάτω βλέπουμε τις απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα. Όπου χρειάστηκε τροποποιήσαμε την οντολογία μας. Ομάδα ερωτημάτων1: Μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένα γενικά χαρακτηριστικά Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν συγκεκριμένη λέξη κλειδί (εδώ τη λέξη κλειδί use case) Εικόνα 124. Στο ερώτημα «Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν τη λέξη-κλειδί «use case» η οντολογία των μαθησιακών αντικειμένων επιστρέφει το lo_use_cases_definition

146 Παρόλο που υπάρχουν και άλλα μαθησιακά αντικείμενα τα οποία ουσιαστικά αφορούν την ίδια λέξη-κλειδί, αυτά δεν επιστρέφονται από την οντολογία όπως βλέπουμε στην εικόνα 124. Αυτό συμβαίνει γιατί η λέξη-κλειδί των μαθησιακών αντικειμένων που δεν επιστρέφονται είναι γραμμένη διαφορετικά, πχ είναι γραμμένη στα αγγλικά ή σε πληθυντικό αριθμό», (βλέπε και εικόνα 125). Εικόνα 125. Σε ερώτημα που αφορά την ίδια έννοια(περίπτωση χρήσης) αλλά διαφορετικά γραμμένη («Use_cases» αντί για use case ) το ερώτημα επιστρέφει άλλο στιγμιότυπο (lo_use_cases_presentation) απ ότι το προηγούμενο ερώτημα (lo_use_cases_definition) Αυτό έγινε γιατί δεν υπάρχει κάποιος περιορισμός κατά την εισαγωγή τιμής για το μεταδεδομένο λέξη-κλειδί και κατά τον ορισμό των ενδεικτικών μας μαθησιακών αντικειμένων που αφορούν την έννοια περίπτωση χρήσης δεν προνοήσαμε να πληκτρολογήσουμε για όλα τα μαθησιακά αντικείμενα το ίδιο ακριβώς αλφαριθμητικό. Ουσιαστικά, με το παραπάνω ερώτημα ενδιαφέρει να μπορέσουμε να ανακαλέσουμε όλα τα μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν την έννοια περίπτωση χρήσης και όχι απλά αυτά που έχουν ως τιμή στο μεταδεδομένο λέξη-κλειδί το αλφαριθμητικό «use case». Για να είναι δυνατό αυτό θα έπρεπε είτε να συμπεριλάβουμε στο ερώτημά μας όλους τους πιθανούς τρόπους να γραφεί αυτή η έννοια (πράγμα δύσκολο και κοπιαστικό) ή απλώς να επιλέγουμε τις λέξεις-κλειδιά από ελεγχόμενα λεξιλόγια. Αυτά τα λεξιλόγια μπορούν κάλλιστα να παρέχονται από οντολογίες. Για παράδειγμα στην περίπτωσή μας, που τα περισσότερα μαθησιακά αντικείμενα αναμένεται να έχουν λέξεις-κλειδιά έννοιες από την οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την οντολογία για να παράγουμε λίστα από την οποία θα επιλέγει έννοιες ο χρήστης αντί να τις πληκτρολογεί όταν καθορίζει το μεταδεδομένο λέξη-κλειδί (keyword) κατά την εισαγωγή μαθησιακών αντικειμένων. Έτσι θα αποκλείσουμε το ενδεχόμενο η ίδια έννοια να είναι καταχωρημένη με διαφορετικούς τρόπους. H χρήση του λεξιλογίου που παρέχει η οντολογία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης για τον έλεγχο της τιμής του μεταδεδομένου λέξη-κλειδί των μαθησιακών αντικειμένων υλοποιείται, όπως θα δούμε παρακάτω, στο επόμενο στάδιο της εργασίας μας όπου χρησιμοποιούμε σε συνδυασμό τις επιμέρους οντολογίες μας. Στο παρόν στάδιο και δεδομένου του μικρού κόστους, καθώς είχαμε πραγματοποιήσει πολύ λίγες καταχωρήσεις μαθησιακών αντικειμένων που αφορούσαν την έννοια των περιπτώσεων χρήσης, καταχωρήσαμε εκ νέου την ίδια τιμή (use case) για το μεταδεδομένο λέξη-κλειδί και θέσαμε εκ νέου το ερώτημα που τώρα, όπως βλέπουμε και στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 126), μας επιστρέφει όλα τα μαθησιακά αντικείμενα που έχουν ως βασική έννοια τις περιπτώσεις χρήσης.

147 Εικόνα 126. Μόνο μετά την καταχώρηση της ίδιας ακριβώς τιμής για το μεταδεδομένο λέξη-κλειδί (keyword: use case) επιστράφηκε από την οντολογία το σύνολο των μαθησιακών αντικειμένων που αφορούν την έννοια των περιπτώσεων χρήσης Μαθησιακά αντικείμενα συγκεκριμένου επιπέδου συσσώρευσης (εδώ επιπέδου 1) Εικόνα 127. Μαθησιακά αντικείμενα συγκεκριμένου επιπέδου συσσώρευσης 1 Μαθησιακά αντικείμενα που είναι γραμμένα σε συγκεκριμένη γλώσσα Εικόνα 128. Μαθησιακά αντικείμενα που είναι γραμμένα στα ελληνικά

148 Ομάδα ερωτημάτων2: Μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένα παιδαγωγικά χαρακτηριστικά Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων για συγκεκριμένη ηλικιακή ομάδα(εδώ τριτοβάθμια εκπαίδευση) Εικόνα 129. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων για χρήση στα πλαίσια της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων συγκεκριμένου βαθμού δυσκολίας (εδώ μέτριας δυσκολίας) Εικόνα 130. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων μέτριας δυσκολίας Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων συγκεκριμένου τύπου πχ παρουσίαση, ερωτηματολογίου κλπ. (εδώ αφηγηματικό κείμενο) Εικόνα 131. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων τύπου «αφηγηματικό κείμενο» Ομοίως για τα υπόλοιπα παιδαγωγικά χαρακτηριστικά

149 Ομάδα ερωτημάτων3: Μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένα τεχνικά χαρακτηριστικά Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων με συγκεκριμένο φορμάτ Εικόνα 132. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων τύπου που είναι σε pdf μορφή Ομοίως για τα υπόλοιπα τεχνικά χαρακτηριστικά Ομάδα ερωτημάτων4: Μαθησιακά αντικείμενα που σχετίζονται με άλλα μαθησιακά αντικείμενα Ανάκληση τυχόν επιμέρους μαθ. Αντικειμένων από τα οποία αποτελείται συγκεκριμένο αντικείμενο (εδώ το μαθησιακό αντικείμενο lo_use_cases_presentation) Εικόνα 133. Μαθησιακά αντικείμενα που αποτελούν μέρος του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_presentation» Ομοίως για τις υπόλοιπες σχέσεις μεταξύ μαθησιακών αντικειμένων

150 Ομάδα ερωτημάτων5: Μαθησιακά αντικείμενα που συνδυάζουν διάφορα χαρακτηριστικά Ενδεικτικό συνδυαστικό ερώτημα: Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν συγκεκριμένη λέξη κλειδί (εδώ τη λέξη κλειδί use case) και είναι συγκεκριμένου επιπέδου δυσκολίας Εικόνα 134. Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν τη λέξη-κλειδί «Use_cases» και είναι μέτριας δυσκολίας Ομοίως για άλλους συνδυασμούς χαρακτηριστικών Τι μας προσφέρει η οντολογία Μαθησιακών Αντικειμένων Όπως είδαμε αναλυτικά και παραπάνω, η οντολογία των Μαθησιακών αντικειμένων μας επιτρέπει να περιγράφουμε τα μαθησιακά αντικείμενα με μεταδεδομένα και στη συνέχεια να χρησιμοποιούμε αυτά τα μεταδεδομένα για να ανακαλούμε μαθησιακά αντικείμενα. Συγκεκριμένα μπορούμε να ανακαλούμε: 1. Μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένα γενικά χαρακτηριστικά(πχ λέξη-κλειδί, επίπεδο συσσώρευσης κ.λπ.) 2. Μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένα παιδαγωγικά χαρακτηριστικά (όπως ο τύπος, η δυσκολία ή η ηλικιακή ομάδα-στόχος κ.λπ.) 3. Μαθησιακά αντικείμενα με συγκεκριμένα τεχνικά χαρακτηριστικά (όπως το format ή το μέγεθος) 4. Ανάκληση τυχόν επιμέρους μαθ. Αντικειμένων με τα οποία σχετίζεται συγκεκριμένο αντικείμενο (πχ αντικείμενα στα οποία βασίζεται συγκεκριμένο μαθησιακό αντικείμενο κ.λπ.) 5. Μαθησιακά αντικείμενα που συνδυάζουν περισσότερα του ενός από τα προαναφερθέντα χαρακτηριστικά. Π.χ. Μαθησιακά αντικείμενα που αφορούν συγκεκριμένη λέξη κλειδί συγκεκριμένου επιπέδου δυσκολίας κ.λπ. και είναι Τέλος, η επιλογή μεταδεδομένων με βάση ευρέως διαδεδομένα πρότυπα όπως αυτό των SCORM και LOM, επιτρέπει την αναγνώριση και τη διαχείριση από τις εφαρμογές που είναι συμβατές με αυτά τα πρότυπα, αυξάνοντας τις δυνατότητες επαναχρησιμοποίησης των μαθησιακών αντικειμένων.

151 5.5. Χρήση της οντολογίας των Μαθησιακών Αντικειμένων σε Οντοκεντρική Εφαρμογή Στο τελικό στάδιο της εργασίας μας χρησιμοποιήσαμε αυτήν την οντολογία στα πλαίσια μιας συνδυαστικής οντολογίας ή οποία μας επιτρέπει να διαχειριζόμαστε μαθησιακά αντικείμενα σχετικά με τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης. Το στάδιο αυτό αναλύεται στο επόμενο κεφάλαιο της εργασίας μας Συμπεράσματα Ζητήματα για περαιτέρω διερεύνηση πιθανές προεκτάσεις Μέσα από την πειραματική χρήση της οντολογίας στο περιβάλλον του Protégé διαπιστώσαμε πως η οντολογία μας πληρεί τις προδιαγραφές που θέσαμε στο πρώτο στάδιο (ορισμός μαθησιακών αντικειμένων και απάντηση σε ερωτήματα). Επίσης διαπιστώσαμε την τεχνική ποιότητα της οντολογίας που κατασκευάσαμε, με εργαλεία ενσωματωμένα στην πλατφόρμα του Protégé. Η οντολογία μας αξιολογείται περαιτέρω κατά την χρησιμοποίηση της στην οντοκεντρική μας εφαρμογή, όπως θα δούμε παρακάτω. Αξίζει να σημειωθεί επίσης, πως στην παρούσα εργασία επιλέχθηκε ένα ενδεικτικό υποσύνολο των μεταδεδομένων του προτύπου LOM, το οποίο πιθανόν να χρειαστεί να τροποποιηθεί (π.χ. να εμπλουτιστεί), στα πλαίσια εφαρμογής της οντολογίας των μαθησιακών αντικειμένων σε συγκεκριμένη εφαρμογή αποθετηρίου μαθησιακών πόρων. Επίσης, για εκμετάλλευση των σημασιολογικών σχέσεων μεταξύ των μεταδεδομένων του προτύπου του IEEE LOM και αποτελεσματικότερη διαχείριση μαθησιακών πόρων, στα πλαίσια εφαρμογών αποθετηρίων εκπαιδευτικού υλικού, κρίνεται σκόπιμο, οι τιμές των ιδιοτήτων-μεταδεδομένων να προέρχονται από οντολογίες μεταδεδομένων όπως αυτές που αναφέρονται στα Koutsomitropoulos et al. (2009) και Koutsomitropoulos et al. (2010).

152 6. Συνδυαστική Οντολογία Οντοκεντρική εφαρμογή Όπως είδαμε και στις προηγούμενες ενότητες του κεφαλαίου, κάθε μία από τις επιμέρους οντολογίες μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανεξάρτητα και να προσφέρει απαντήσεις σε μεγάλο πλήθος ερωτημάτων. Ωστόσο, η συνδυαστική χρήση των επιμέρους οντολογιών (που αντιπροσωπεύουν τρεις βασικές συνιστώσες της μαθησιακής διαδικασίας) μέσα από μια ενιαία εφαρμογή, πολλαπλασιάζει τις δυνατότητες προσωποποίησης της εφαρμογής, της διαλειτουργικότητας και της επαναχρησιμοποίησης πόρων, όπως θα δούμε παρακάτω. Βασισμένοι σε αρχιτεκτονικές συστημάτων μάθησης που στηρίζονται σε οντολογίες, όπως αυτές που έχουν προτείνει οι Grandbastien, Paquette και Van Assche συνδέσαμε τις επιμέρους οντολογίες με τη βοήθεια μιας τέταρτης συνδυαστικής οντολογίας η οποία αποτελεί ουσιαστικά και την οντοκεντρική μας εφαρμογή. Στην παρούσα ενότητα, παρουσιάζουμε την συνδυαστική οντολογία - οντοκεντρική εφαρμογή, την χρησιμοποιούμε δοκιμαστικά και την αξιολογούμε. Τέλος παραθέτουμε σενάρια χρήσης της στα πλαίσια ενδεικτικών εκπαιδευτικών σεναρίων Παρουσίαση συνδυαστικής οντολογίας Η συνδυαστική μας οντολογία, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, χρησιμοποιείται με στόχο τη σύνδεση των επιμέρους συνιστωσών (γνωστικό πεδίο, μαθησιακοί στόχοι και μαθησιακά αντικείμενα), με ζητούμενα διαχείριση της μιας συναρτήσει της άλλης μέσα από κάποια εφαρμογή η οποία μεταξύ άλλων θα δίνει δυνατότητες παροχής προσωποποιημένων υπηρεσιών, θα διευκολύνει το διαμοιρασμό και την επαναχρησιμοποίηση πόρων και θα μπορεί να επεκταθεί και σε άλλα γνωστικά πεδία χωρίς μεγάλο κόστος. Κάποια ενδεικτικά ερωτήματα που θέλουμε να απαντά η οντολογία είναι τα παρακάτω: α) Μαθησιακά Αντικείμενα που σχετίζονται με κάποια συγκεκριμένη έννοια του γνωστικού πεδίου β) Έννοιες του γνωστικού πεδίου που σχετίζονται με συγκεκριμένα Μαθησιακά Αντικείμενα γ) Μαθησιακούς στόχους (επιθυμητές ικανότητες) που σχετίζονται με συγκεκριμένο μαθησιακό αντικείμενο δ) Μαθησιακά αντικείμενα που συμβάλουν σε συγκεκριμένους στόχους ε) Μαθησιακούς στόχους που σχετίζονται με κάποια συγκεκριμένη έννοια του γνωστικού πεδίου στ) Έννοιες του γνωστικού πεδίου που σχετίζονται με συγκεκριμένους μαθησιακούς στόχους ζ) Μαθησιακά αντικείμενα που χρησιμεύουν για την επίτευξη μαθησιακών στόχων συγκεκριμένου επιπέδου δυσκολίας κλπ. Εκτός από τα παραπάνω ερωτήματα, θέλουμε η οντολογία να μπορεί να απαντά σε ερωτήματα, όπως τα παρακάτω: Πιθανώς σχετικά, με κάποια έννοια, μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία σχετίζονται με έννοιες γενικότερες ή ειδικότερες της έννοιας Πιθανώς σχετικά, με κάποια έννοια, μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία σχετίζονται με ικανότητες με τις οποίες σχετίζεται οι έννοια

153 Πιθανώς χρήσιμα, για κάποια ικανότητα-μαθησιακό στόχο, μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία είναι χρήσιμα για ποιο εύκολες, πιο δύσκολες ή παρόμοιας δυσκολίας ικανότητες Πιθανώς χρήσιμα, για κάποια ικανότητα-μαθησιακό στόχο, μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία σχετίζονται με έννοιες με τις οποίες σχετίζεται η ικανότητα Εννοείται πως μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την συνδυαστική οντολογία για να ανακτήσουμε απαντήσεις σε ερωτήματα που αφορούν κάθε οντολογία ξεχωριστά. Τα ερωτήματα αυτά τα έχουμε ήδη αναλύσει σε προηγούμενες αντίστοιχες ενότητες. Για παράδειγμα, τα ερωτήματα ε και στ, που αφορούν συνδέσεις μαθησιακών στόχων με έννοιες του πεδίου, έχουν ήδη απαντηθεί από την οντολογία των ικανοτήτων, ωστόσο αναφέρονται εδώ για λόγους πληρότητας του κειμένου. Για να δημιουργήσουμε τη συνδυαστική οντολογία, εισαγάγαμε τις τρεις επιμέρους οντολογίες (οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, ικανοτήτων-μαθησιακών στόχων και μαθησιακών αντικειμένων) Στην εικόνα 135 βλέπουμε την ιεραρχία των κλάσεων της συνδυαστικής οντολογίας. Εικόνα 135. Ιεραρχία κλάσεων συνδυαστικής οντολογίας Στη συνέχεια προσθέσαμε ιδιότητες σχέσεις, μέσω των οποίων υλοποιούνται στην πράξη οι σχέσεις των μαθησιακών αντικειμένων με τις ικανότητες και τις έννοιες του γνωστικού πεδίου των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης. Πιο συγκεκριμένα οι ιδιότητες-σχέσεις που προστίθενται είναι οι παρακάτω: contributestocompetency (domain: lo, range: competency, αντίστροφη με την ιδιότητα hasusefullo) Συνδέει μαθησιακά αντικείμενα με ικανότητες-μαθησιακούς στόχους: Κάποιο μαθησιακό αντικείμενο μπορεί να συνδέεται με κάποια ικανότητα μέσω της ιδιότητας Contributes to competency hasusefullo (domain: competency, range: lo, αντίστροφη με την ιδιότητα contributestocompetency) Συνδέει ικανότητες με μαθησιακά αντικείμενα: Κάθε ικανότητα μπορεί να συνδέεται με συγκεκριμένα μαθησιακά αντικείμενα μέσω της ιδιότητας hasusefullo

154 hasrelatedtopic (domain: lo, range: ΚnowledgeEntity, αντίστροφη με την ιδιότητα relatedtolo) Εικόνα 136. Η ιδιότητα «hasrelatedtopic» Συνδέει μαθησιακά αντικείμενα με κάποια έννοια ή έννοιες του γνωστικού πεδίου: Κάποιο μαθησιακό αντικείμενο μπορεί να συνδέεται με κάποια έννοια του γνωστικού πεδίου των Διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης μέσω της ιδιότητας hasrelatedtopic Ουσιαστικά η ιδιότητα hasrelatedtopic εξυπηρετεί τον ίδιο σκοπό με την ιδιότητα λέξηκλειδί των μαθησιακών αντικειμένων. Η διαφορά είναι στο πεδίο των τιμών που μπορεί να πάρει η ιδιότητα. Στην περίπτωση της ιδιότητας λέξη- κλειδί μπορεί να πάρει ως τιμή ένα οποιοδήποτε αλφαριθμητικό, ενώ στην περίπτωση της ιδιότητας hasrelatedtopic οι τιμές επιλέγονται από συγκεκριμένη (άρα και ελεγχόμενη) λίστα η οποία περιέχει τους όρους της οντολογίας πεδίου. Με τον τρόπο αυτό διασφαλίζεται πως, σε αντίστοιχο ερώτημα, η οντολογία θα επιστρέψει όλα τα μαθησιακά αντικείμενα που σχετίζονται με συγκεκριμένη έννοια (κι όχι μόνο αυτά που έχουν ως τιμή συγκεκριμένο αλφαριθμητικό), λύνοντας προβλήματα όπως αυτά που είδαμε στην ενότητα που αναφέρεται στην αξιολόγηση της οντολογίας των μαθησιακών αντικειμένων και που σχετίζονται με διαφορετική καταχώρηση της ίδιας έννοιας. relatedtolo (domain: knowledgeentity, range: lo, αντίστροφη της ιδιότητας hasrelatedtopic) Συνδέει έννοιες με μαθησιακά αντικείμενα: Κάποια έννοια (Knowledge Entity), στην περίπτωσή μας από την οντολογία των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης, μπορεί να συνδέεται με κάποιο μαθησιακό αντικείμενο μέσω της ιδιότητας relatedtolo Η σύνδεση ικανοτήτων με έννοιες τους γνωστικού πεδίου υπάρχει ήδη. Επίσης, εκτός από τις παραπάνω ιδιότητες ισχύουν όλες οι ιδιότητες της κάθε επιμέρους οντολογίας. Εκτός από τις άμεσα ορισμένες σχέσεις ανάμεσα στις συνιστώσες της οντολογίας, έχουν προστεθεί κανόνες που μέσω αυτόματου συμπερασμού παράγουν έμμεσες σχέσεις. Παρακάτω παραθέτουμε τους κανόνες που έχουμε προσθέσει στην συνδυαστική οντολογία: 1. Αν κάποιο lo συνδέεται με μια έννοια τότε πιθανά συνεισφέρει στις ικανότητεςστόχους που συνδέονται με την έννοια

155 lo(?x), Competency(?y), KnowledgeEntity(?z), abouttopic(?y,?z), hasrelatedtopic(?x,?z) -> haspotenciallyusefullo(?y,?x) 2. Αν κάποιο lo συνεισφέρει σε κάποια ικανότητα τότε πιθανώς συνδέεται και με τις έννοιες με τις οποίες σχετίζεται η ικανότητα lo(?x), Competency(?y), KnowledgeEntity(?y), abouttopic(?y,?z), contributestocompetency(?x,?y) -> PotenciallyRelatedΤοTopic(?x,?z)??? 3. Μια ικανότητα έχει χρήσιμα μαθ. αντικείμενα όλα τα μαθ. αντικείμενα των προαπαιτουμένων ικανοτήτων της) lo(?z), Competency(?x), Competency(?y), hasprerrequisitecompetency(?x,?y), hasusefullo(?y,?z) -> hasusefullo(?x,?z) 4. Μια ικανότητα με συνθήκη έχει ως χρήσιμα μαθησιακά αντικείμενα τα μαθησιακά αντικείμενα των ικανοτήτων από τις οποίες εξαρτάται lo(?z), Competency(?x), Competency(?y), hascondition(?x,?y), hasusefullo(?y,?z) - > hasusefullo(?x,?z) 5. Αν κάποιο μαθησιακό αντικείμενο, το οποίο είναι μέρος (ispartof) κάποιου συνθετότερου μαθησιακού αντικειμένου, είναι χρήσιμο για κάποια ικανότητα τότε είναι χρήσιμο και το μαθησιακό αντικείμενο που το περιέχει. lo(?x), lo(?z), Competency(?y), haspart(?z,?x), hasusefullo(?y,?x) -> hasusefullo(?y,?z) Εκτός από τους παραπάνω κανόνες ισχύουν και οι κανόνες που είχαμε ορίσει για κάθε οντολογία. Π.χ. ισχύει ο κανόνας πως «Μια ικανότητα έχει δυσκολία όση και η δυσκολίας της γενικής της δεξιότητας». Για τη δημιουργία των κανόνων χρειάστηκε να δημιουργήσουμε τις παρακάτω επιπλέον ιδιότητες: haspotenciallyusefullo (domain: competency, range: lo, αντίστροφη με την potenciallycontributestocompetency) potenciallycontributestocompetency (domain: lo, range: competency), αντίστροφη με την haspotenciallyusefullo) potenciallyrelatedtolo (domain: knowledge entity, range: lo, αντίστροφη με την haspotenciallyrelatedtopic) haspotenciallyrelatedtopic (domain: lo, range: knowledge entity, αντίστροφη με την potenciallyrelatedtolo) 6.2. Δοκιμαστική χρήση- Αξιολόγηση Στα πλαίσια της δοκιμής της εφαρμογής μας στο περιβάλλον του Protégé, και με τη βοήθεια της συνδυαστικής οντολογίας, περιγράψαμε ενδεικτικά μαθησιακά αντικείμενα σχετικά με Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης και τα συσχετίσαμε με έννοιες (από την οντολογία του γνωστικού πεδίου) και με μαθησιακούς στόχους, ορίσαμε ενδεικτικούς μαθησιακούς στόχους (με τη μορφή επιθυμητής ικανότητας) σχετικούς με τα Διαγράμματα Περιπτώσεων Χρήσης και τους συσχετίσαμε τόσο με κάποια έννοια (από την οντολογία του γνωστικού πεδίου), όσο και με μαθησιακά αντικείμενα που μπορούν να συμβάλουν στην επίτευξή τους. Στη συνέχεια ελέγξαμε την ορθή λειτουργία των κανόνων της οντολογίας μας

156 και τέλος, αξιολογήσαμε την οντολογία με τη βοήθεια των ερωτημάτων που θέσαμε σε προηγούμενο βήμα. Α) Περιγραφή ενδεικτικών μαθησιακών στόχων και μαθησιακών αντικειμένων αξιοποιώντας και τις τρεις οντολογίες Σε προηγούμενη ενότητα έχουμε ήδη ορίσει ενδεικτικές ικανότητες-μαθησιακούς στόχους (για την αξιολόγηση της οντολογίας των ικανοτήτων), επομένως δεν δημιουργήσαμε νέες αλλά χρησιμοποιήσαμε τις ήδη υπάρχουσες, τις οποίες συνδέσαμε κατάλληλους μαθησιακούς στόχους (οι συνδέσεις με έννοιες της οντολογίας των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης υπάρχουν ήδη). Παρακάτω βλέπουμε ενδεικτικές εικόνες, που αφορούν τη σύνδεση ικανοτήτωνμαθησιακών στόχων με μαθησιακούς στόχους. Στις παρακάτω εικόνες έχουμε τη δυνατότητα να δούμε και τις ιδιότητες που παράγονται με τη βοήθεια αυτόματου συμπερασμού (παρουσιάζονται μέσα σε μπεζ διακεκομμένο πλαίσιο). Εικόνα 137. Μαθησιακός στόχος Comp6_define_usecase ιδιότητες. Σύνδεση με μαθησιακά αντικείμενα

157 Εικόνα 138. Μαθησιακός στόχος Comp6_use_usecases ιδιότητες. Σύνδεση με μαθησιακά αντικείμενα Σε προηγούμενη ενότητα έχουμε ήδη ορίσει μαθησιακά αντικείμενα (για την αξιολόγηση της οντολογίας των μαθησιακών αντικειμένων), επομένως δεν δημιουργήσαμε νέα αλλά χρησιμοποιήσαμε τα ήδη υπάρχοντα, τα οποία συνδέσαμε με κατάλληλες έννοιες από την οντολογία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης και κατάλληλους μαθησιακούς στόχους. Παρακάτω βλέπουμε ενδεικτικές εικόνες, που αφορούν τη σύνδεση μαθησιακών αντικειμένων με έννοιες από την οντολογία πεδίου (οντολογία Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης) και με μαθησιακούς στόχους. Στις παρακάτω εικόνες έχουμε τη δυνατότητα να δούμε και τις ιδιότητες που παράγονται με τη βοήθεια αυτόματου συμπερασμού (παρουσιάζονται μέσα σε μπεζ διακεκομμένο πλαίσιο). Εικόνα 139. Μαθησιακό αντικείμενο lo_ use_cases_definition ιδιότητες. Φαίνεται η σύνδεση με έννοιες από την οντολογία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης και ικανότητες στις οποίες μπορεί να συνεισφέρει.

158 Στην εικόνα 140 βλέπουμε πως, παρόλο που δεν προσθέσαμε ρητή σύνδεση του μαθησιακού αντικειμένου με κάποια ικανότητα μέσω της ιδιότητας contributestocompetency, έχουν ήδη παραχθεί τέτοιες συνδέσεις μέσω αυτόματου συμπερασμού. Αυτές οι σχέσεις μπορεί να έχουν προκύψει γιατί έχουμε προηγουμένως ρητά ορίσει το συγκεκριμένο μαθησιακό αντικείμενο ως χρήσιμο μαθησιακό αντικείμενο κάποιας ικανότητας, γεγονός που συνεπάγεται (με τη βοήθεια αυτόματου συμπερασμού και των αντίστροφων ιδιοτήτων usefullo και ContributesToCompetency), πως και το μαθησιακό αντικείμενο συνεισφέρει στη συγκεκριμένη ικανότητα (ContributesToCompetency). Επίσης, όπως θα δούμε και πιο αναλυτικά παρακάτω, οι σχέσεις μπορεί να προκύψουν λόγω των κανόνων που έχουμε προσθέσει στην οντολογία. Εικόνα 140. Φαίνεται η σύνδεση με έννοιες από την οντολογία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης και ικανότητες στις οποίες μπορεί να συνεισφέρει. Εικόνα 141. Μαθησιακό αντικείμενο lo_ use_cases_uses ιδιότητες. Φαίνεται η σύνδεση με έννοιες από την οντολογία των διαγραμμάτων περιπτώσεων χρήσης, οι ικανότητες στις οποίες μπορεί να συνεισφέρει κ.λπ.

159 Στην εικόνα 141 βλέπουμε πως, παρόλο που δεν προσθέσαμε ρητή σύνδεση του μαθησιακού αντικειμένου με κάποια ικανότητα, έχουν ήδη παραχθεί τέτοιες συνδέσεις μέσω αυτόματου συμπερασμού. Αφού πραγματοποιήσαμε τις συνδέσεις μεταξύ των τριών οντολογιών και ορίσαμε ενδεικτικά μαθησιακά αντικείμενα και μαθησιακούς στόχους που αξιοποιούν τις συνδέσεις της συνδυαστικής οντολογίας, ελέγξαμε την ορθότητα των κανόνων της οντολογίας. Β) Έλεγχος ορθής λειτουργίας κανόνων Κανόνας 1: μια ικανότητα έχει χρήσιμα μαθ. αντικείμενα όλα τα μαθ. αντικείμενα των προαπαιτούμενων ικανοτήτων της Κανόνας 2: Μια ικανότητα με συνθήκη έχει ως χρήσιμα μαθησιακά αντικείμενα τα μαθησιακά αντικείμενα των ικανοτήτων από τις οποίες εξαρτάται Έχουμε ορίσει ρητά πως η ικανότητα comp6_define_usecases έχει ως χρήσιμο μαθησιακό αντικείμενο το lo6_use_cases_definition. Εικόνα 142. Οι ιδιότητες της ικανότητας comp6_define_usecases Επίσης ισχύει πως η ικανότητα comp7_1_1_use_usecases έχει ως προαπαιτούμενη την ικανότητα comp6_define_usecases. Λόγω του κανόνα 1 και μέσω αυτόματου συμπερασμού, προκύπτει πως η ικανότητα comp7_1_1_use_usecases έχει ως χρήσιμο μαθησιακό αντικείμενο το lo6_use_cases_definition, επειδή είναι χρήσιμο αντικείμενο προαπαιτούμενής της ιδιότητας, όπως βλέπουμε και στην εικόνα 143. Εικόνα 143. Οι ιδιότητες της ικανότητας comp7_1_1_use_usecases Επίσης λόγω του κανόνα 1 και με συνδυασμό με τον κανόνα 2, προκύπτει πως και η ικανότητα comp7_1_describe_functional_requirements_using_usecases έχει ως χρήσιμο

160 μαθησιακό αντικείμενο το lo6_use_cases_definition, επειδή είναι χρήσιμο αντικείμενο της ιδιότητας comp7_1_1 που αποτελεί ικανότητα συνθήκη της comp7_1 και η οποία έχει prerequisite την comp6 η οποία έχει useful lo το lo_use_cases_definition. Εικόνα 144. Οι ιδιότητες της ικανότητας comp7_1_describe_functional_requirements_using_usecases Σύμφωνα με τους κανόνες 1 και 2, μια ικανότητα έχει ως χρήσιμα αντικείμενα τα χρήσιμα μαθησιακά των prerequisite και condition competencies της, γεγονός που αυξάνει των αριθμό των ικανοτήτων-μαθησιακών στόχων στους οποίους δυνητικά συνεισφέρει ένα μαθησιακό αντικείμενο και ενδεχομένως μπορεί να οδηγήσει σε μη ελεγχόμενα ή μη επιθυμητά αποτελέσματα. Πχ όπως βλέπουμε στην εικόνα 145, το μαθησιακό αντικείμενο lo_use_case_use θεωρείται ως χρήσιμο αντικείμενο των ικανοτήτων comp7_1_describe_functional_requirements_using_use _cases, comp_7_1_1_use_usecases, comp9_document_system_analysis_model_of_a_system_using_text_usecase_activity_and_c ollaboration_diagrams και comp9_1_use_usecase_diagrams, παρόλο που από τις παραπάνω ικανότητες, φαίνεται πως άμεσα συνεισφέρει μόνο στην comp_7_1_1_use_usecases. Εικόνα 145. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_case_use Επίσης, το μαθησιακό αντικείμενο lo_use_cases_definition, έχουμε ορίσει ρητά πως συνεισφέρει στο μαθησιακό στόχο comp_define_usecase, ωστόσο όπως φαίνεται και στην εικόνα 146, συνεισφέρει σε πλήθος άλλων ικανοτήτων, με μερικές από τις οποίες δεν φαίνεται να σχετίζεται άμεσα, όπως πχ την comp9 document_system_analysis_model_of_a_system_using_text_usecase_activity_and_collabora tion_diagrams.

161 Ικανότητες στις οποίες συνεισφέρει το μαθησιακό αντικείμενο Εικόνα 146. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_definition Τα παραπάνω δύο παραδείγματα καταδεικνύουν πως ίσως είναι καλύτερα να διαφοροποιήσουμε τους κανόνες 1 και 2 έτσι ώστε να μην παράγονται άμεσα χρήσιμα αντικείμενα αλλά έμμεσα, έτσι ώστε να παράγονται περισσότερο ελεγχόμενα αποτελέσματα. Έτσι οι κανόνες θα πάρουν την παρακάτω τελική μορφή: Κανόνας 1: μια ικανότητα έχει έμμεσα χρήσιμα μαθ. αντικείμενα όλα τα χρήσιμα μαθησιακά αντικείμενα των προαπαιτούμενων ικανοτήτων της Κανόνας 2: Μια ικανότητα με συνθήκη έχει ως έμμεσα χρήσιμα μαθησιακά αντικείμενα τα χρήσιμα μαθησιακά αντικείμενα των ικανοτήτων από τις οποίες εξαρτάται Για να υλοποιήσουμε αυτούς τους κανόνες στο Protégé προσθέσαμε στην οντολογία δυο νέες (αντίστροφες μεταξύ τους) ιδιότητες: hasindirectlyusefullo (domain: competency, range: lo, αντίστροφη με την indirectlycontributestocompetency) indirectlycontributestocompetency (domain: lo, range: competency, αντίστροφη με την hasindirectlyusefullo) Τέλος, δημιουργήσαμε τους κανόνες στο Protégé: Ο διαχωρισμός σε άμεσα, έμμεσα και πιθανώς χρήσιμα μαθησιακά αντικείμενα, σε συνάρτηση με τους μαθησιακούς στόχους στους οποίους συνεισφέρουν, μας επιτρέπει να διαχειριζόμαστε με μεγαλύτερη λεπτομέρεια τα μαθησιακά αντικείμενα, ανακαλώντας ανάλογα με τις ανάγκες τις εφαρμογής και κατά περίσταση, αυτά που χρειάζονται και γενικότερα αναμένεται να μας επιστρέφει περισσότερο ελεγχόμενες σχέσεις για όλες τις συνιστώσες τις οντολογίας. Για παράδειγμα, μετά την τροποποίηση των κανόνων, βλέπουμε πως διαφοροποιήθηκαν οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_use. Όπως φαίνεται και στην εικόνα 147, το αντικείμενο φαίνεται ως άμεσα χρήσιμο (contributestocompetency) μόνο για την ικανότητα με την οποία έχει συνδεθεί ρητά, ενώ μπορεί αποτελεί εμμέσως (indirectlycontributestocompetency) ή πιθανό (potenciallycontributestocompetency) χρήσιμο μαθησιακό αντικείμενo για πολλές άλλες ικανότητες.

162 Εικόνα 147. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_case_use μετά την τροποποίηση των κανόνα Κανόνας 3: Αν κάποιο lo συνδέεται με μια έννοια τότε πιθανά συνεισφέρει στις ικανότητεςστόχους που συνδέονται με την έννοια Έχουμε ορίσει πως το lo_use_cases_definition σχετίζεται με την έννοια use_case. Εικόνα 148. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_case_definition Λόγω του κανόνα 3, και μέσω αυτόματου συμπερασμού, προκύπτει πως οι ικανότητες που αφορούν (abouttopic) την έννοια usecase, έχουν ως πιθανώς χρήσιμο μαθησιακό αντικείμενο (potenciallyusefullo) το lo_use_cases_definition, όπως για παράδειγμα η ικανότητα comp6_define_usecase (βλ. εικόνα 149).

163 Εικόνα 149. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_definition μετά την τροποποίηση των κανόνα Παραθέτουμε άλλο ένα παράδειγμα των σχέσεων που παράγει ο κανόνας, αυτή τη φορά για την ιδιότητα PotenciallyContributesToCompetency (αντίστροφη της haspotenciallyusefulo). Αρκεί η σύνδεση του μαθησιακού αντικειμένου lo_actor_definition με την έννοια actor για να παραχθεί πιθανός συσχετισμός με ικανότητες-στόχους που αφορούν την ίδια έννοια, όπως βλέπουμε στην παρακάτω εικόνα (εικόνα 150) Εικόνα 150. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_actor_definition Κανόνας4: Αν κάποιο lo συνεισφέρει σε κάποια ικανότητα τότε πιθανώς συνδέεται και με τις έννοιες με τις οποίες σχετίζεται η ικανότητα. Το μαθησιακό αντικείμενο lo_use_cases_definition, όπως φαίνεται και στην εικόνα 151, συνεισφέρει ευθέως στην ικανότητα comp6_define_usecase και ο κανόνας 5 μας επιστρέφει τις έννοιες με τις οποίες σχετίζεται αυτή η ικανότητα την έννοια, δηλαδή την έννοια use_case.

164 Εικόνα 151. Το μαθησιακό αντικείμενο lo_usecases_definition συνεισφέρει στην ικανότητα comp6_define_usecase η οποία σχετίζεται με την έννοια use_case, οπότε σύμφωνα με τον κανόνα 5 το μαθησιακό αντικείμενο lo_usecases_definition έχει ως πιθανή σχετική έννοια την έννοια use_case, γεγονός αληθές. Ικανότητες στις οποίες συνεισφέρει το μαθησιακό αντικείμενο Έννοιες με τις οποίες πιθανά σχετίζεται το μαθησιακό αντικείμενο με βάση τις ικανότητες στις οποίες συνεισφέρει Εικόνα 152. Πριν την αλλαγή των κανόνων 1 και 2: Το μαθησιακό αντικείμενο lo_use_cases_definition, συνεισφέρει σε πλήθος ικανοτήτων και ο κανόνας 5 μας επιστρέφει τις έννοιες με τις οποίες σχετίζονται όλες αυτές οι ικανότητες. Το μαθησιακό αντικείμενο lo_use_cases_definition σχετίζεται μόνο με την έννοια use_case, επομένως παράγεται πολλή λανθασμένη πληροφορία, γεγονός που αντιμετωπίστηκε με την τροποποίηση των κανόνων 1 και 2.

165 Κανονας5: Αν κάποιο μαθησιακό αντικείμενο, το οποίο είναι μέρος (ispartof) κάποιου συνθετότερου μαθησιακού αντικειμένου, είναι χρήσιμο για κάποια ικανότητα τότε είναι χρήσιμο και το μαθησιακό αντικείμενο που το περιέχει. Tο μαθησιακό αντικείμενο lo_use_cases_definition είναι μέρος του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_presentation. Εικόνα 153. Οι ιδιότητες του μαθησιακού αντικειμένου lo_use_cases_definition Επίσης, η ικανότητα comp6_define_usecase έχει ως άμεσα ορισμένο χρήσιμο μαθησιακό αντικείμενο το lo_use_cases_definition. Λόγω του κανόνα 5, το lo_ use_cases_presentation εμφανίζεται επίσης ως χρήσιμο μαθησιακό αντικείμενο. Εικόνα 154. Ιδιότητες της ικανότητας comp6_define_usecase εφαρμογή κανόνα Για την τελική επιλογή των κανόνων της οντολογίας μας, θα μπορούσαμε να αξιολογήσουμε την ποιότητα υποψηφίων κανόνων, αξιοποιώντας μετρικές όπως οι precision και recall (ανάκληση και ακρίβεια). Γ) Ερωτήματα στη συνδυαστική οντολογία Αξιολογήσαμε τη συνδυαστική οντολογία ως προς τη δυνατότητα να μας παρέχει απαντήσεις σε ερωτήματα που αξιοποιούν τις σχέσεις μεταξύ των εννοιών, των μαθησιακών στόχων και των μαθησιακών αντικειμένων, όπως αυτά που θέσαμε σε προηγούμενο στάδιο.

166 Παρακάτω παρουσιάζονται αναλυτικά τα ερωτήματα και τα όσα ανακτώνται με τη βοήθεια της οντολογίας. Ερώτημα1: Μαθησιακά Αντικείμενα που σχετίζονται με κάποια συγκεκριμένη έννοια του γνωστικού πεδίου (εδώ με την έννοια «use_case») Εικόνα 155. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων τύπου που σχετίζονται με την έννοια «use_case» Ερώτημα2: Έννοιες του γνωστικού πεδίου που σχετίζονται με συγκεκριμένα Μαθησιακά Αντικείμενα (εδώ με το μαθησιακό αντικείμενο «lo_use_cases_definition») Εικόνα 156. Ανάκληση εννοιών του γνωστικού πεδίου που σχετίζονται το μαθησιακό αντικείμενο «lo_use_cases_definition» Ερώτημα3: Μαθησιακούς στόχους (επιθυμητές ικανότητες) στους οποίους μπορεί να συνεισφέρει κάποιο συγκεκριμένο μαθησιακό αντικείμενο (εδώ με το μαθησιακό αντικείμενο «lo_use_cases_presentation»)

167 Εικόνα 157. Ανάκληση των μαθησιακών στόχων-ικανοτήτων στα οποία συνεισφέρει το μαθησιακό αντικείμενο «lo_use_cases_presentation» Ερώτημα4: Μαθησιακά αντικείμενα που συμβάλουν σε συγκεκριμένους στόχους (εδώ στον μαθησιακό στόχο «comp6_define_usecase») Εικόνα 158. Ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων τύπου που συνεισφέρουν στο μαθησιακό στόχο «comp6_define_usecase»

168 Ερώτημα5: Μαθησιακούς στόχους που σχετίζονται με κάποια συγκεκριμένη έννοια του γνωστικού πεδίου (εδώ με την έννοια actor) Εικόνα 159. Ανάκληση των μαθησιακών στόχων-ικανοτήτων που αφορούν την έννοια «actor» Ερώτημα6: Έννοιες του γνωστικού πεδίου που σχετίζονται με συγκεκριμένους μαθησιακούς στόχους (εδώ με τον μαθησιακό στόχο «comp2_name_ucd_elements») Εικόνα 160. Ανάκληση εννοιών του γνωστικού πεδίου που σχετίζονται με την ικανότητα-μαθησιακό στόχο «comp2_name_ucd_elements» Ερώτημα7: Μαθησιακά αντικείμενα που χρησιμεύουν για την επίτευξη μαθησιακών στόχων συγκεκριμένου επιπέδου δυσκολίας Δεν μπορεί να απαντηθεί από την οντολογία απευθείας λόγω αδυναμίας σύνταξης τέτοιου είδους ερωτημάτων(σύνθετα) με τα εργαλεία του Protégé. Μπορεί να απαντηθεί σε δύο βήματα, αξιοποιώντας επιμέρους ερωτήματα στα οποία μπορεί να απαντήσει η οντολογία. Πρώτα θα θέσουμε το ερώτημα για μαθησιακούς στόχους συγκεκριμένης δυσκολίας (βλέπε ενότητα αξιολόγησης οντολογίας ικανοτήτων) και στη συνέχεια για κάθε μαθησιακό στόχο που θα επιστραφεί, θα αναζητήσουμε τα χρήσιμα μαθησιακά αντικείμενα (βλ. ερώτημα 4).

169 Ερώτημα8: Πιθανώς σχετικά, με κάποια έννοια, μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία σχετίζονται με έννοιες γενικότερες ή ειδικότερες της έννοιας Και αυτό το ερώτημα θα απαντηθεί σε δύο βήματα. Πρώτα θα ανακληθούν με τη βοήθεια ερωτήματος οι υπερκλάσεις και οι υποκλάσεις μιας έννοιας. Εικόνα 161. Ερώτημα που επιστρέφει τις υπερκλάσεις και τις υποκλάσεις της κλάσης Actor Στη συνέχεια για κάθε υπερκλάση και υποκλάση θα αναζητηθούν τα σχετικά μαθησιακά αντικείμενα (βλ. ερώτημα 5) Ερώτημα9: Πιθανώς σχετικά, με κάποια έννοια, μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία σχετίζονται με ικανότητες με τις οποίες σχετίζεται η έννοια (εδώ για την έννοια «actor») Το ερώτημα αυτό απαντάται αξιοποιώντας την ιδιότητα potencially_related_to_topic η οποία, με τη βοήθεια του αντίστοιχου κανόνα (βλ. παραπάνω), συνδέει μαθησιακά αντικείμενα και έννοιες του πεδίου που σχετίζονται με την ίδια ικανότητα-μαθησιακό στόχο. Εικόνα 162. Το ερώτημα επιστρέφει ως αποτελέσματα τα μαθησιακά αντικείμενα που πιθανώς σχετίζονται την έννοια actor λόγω του ότι χρησιμεύουν σε ικανότητες που επίσης έχουν ως γνωστικό αντικείμενο την έννοια actor Ερώτημα10: Πιθανώς χρήσιμα, για κάποια ικανότητα-μαθησιακό στόχο, μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία είναι χρήσιμα για ποιο εύκολες, πιο δύσκολες ή παρόμοιας δυσκολίας ικανότητες, που αφορούν συγκεκριμένη έννοια. Ουσιαστικά δεν μας ενδιαφέρει το επίπεδο δυσκολίας των ικανοτήτων- μαθησιακών στόχων, αφού, σύμφωνα με τη διατύπωση του ερωτήματος, μας ενδιαφέρουν τα μαθησιακά

170 αντικείμενα που χρησιμεύουν σε μαθησιακούς στόχους μικρότερης, μεγαλύτερης και ίδιας δυσκολίας, δηλαδή σε όλους τους υπολοίπους (πέραν του αρχικού) μαθησιακούς στόχους που αφορούν συγκεκριμένη έννοια. Επομένως, η απάντηση σε αυτό το ερώτημα ταυτίζεται με αυτήν του ερωτήματος 5 (ανάκληση μαθησιακών αντικειμένων που σχετίζονται με συγκεκριμένη έννοια), αφαιρώντας τα μαθησιακά αντικείμενα που συμβάλουν στη βασική μαθησιακή ικανότητα. Ερώτημα11: Πιθανώς χρήσιμα, για κάποια ικανότητα-μαθησιακό στόχο, μαθησιακά αντικείμενα, τα οποία σχετίζονται με έννοιες με τις οποίες σχετίζεται η ικανότητα (εδώ η ικανότητα «comp8_1_choose_actors») Το ερώτημα αυτό απαντάται αξιοποιώντας την ιδιότητα potenciallycontributestocompetency, η οποία, με τη βοήθεια του αντίστοιχου κανόνα (βλ. παραπάνω), συνδέει μαθησιακά αντικείμενα και ικανότητες-μαθησιακούς στόχους που αφορούν την ίδια έννοια. Εικόνα 163. Το ερώτημα επιστρέφει ως αποτελέσματα τα μαθησιακά αντικείμενα που σχετίζονται με την ίδια έννοια που σχετίζεται και η ικανότητα comp8_1_choose_actors Βλέπουμε πως η συνδυαστική οντολογία μπορεί να απαντήσει στα ερωτήματα που θέσαμε ως ζητούμενα. Ωστόσο, εκτός από τα παραπάνω ερωτήματα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την συνδυαστική οντολογία για να ανακτήσουμε απαντήσεις σε ερωτήματα που αφορούν κάθε οντολογία ξεχωριστά. Τα ερωτήματα αυτά τα έχουμε ήδη αναλύσει σε προηγούμενες αντίστοιχες ενότητες και για αυτό δεν αναφέρονται ξανά. 6.3.Τελική έκδοση συνδυαστικής οντολογίας Ολοκληρώνοντας την παρουσίαση της συνδυαστικής οντολογίας παραθέτουμε το σύνολο των ιδιοτήτων και των κανόνων της συνδυαστικής οντολογίας, όπως διαμορφώθηκαν μετά τις τροποποιήσεις που προέκυψαν από την αξιολόγηση της. Στις ιδιότητες αλλά και τους κανόνες συμπεριλαμβάνονται αντίστοιχα οι ιδιότητες και οι κανόνες των επιμέρους οντολογιών από τις οποίες αποτελείται η συνδυαστική οντολογία (με λιγότερο έντονους χαρακτήρες).

171 Εικόνα 164. Οι ιδιότητες της συνδυαστικής οντολογίας Εικόνα 165. Οι κανόνες της συνδυαστικής οντολογίας 6.4. Δυνατότητες της συνδυαστικής οντολογίας - οντοκεντρικής εφαρμογής Παρακάτω αναφερόμαστε συγκεντρωτικά στις δυνατότητες της οντοκεντρικής μας εφαρμογής (συνδυαστική οντολογία) αλλά και σε ενδεικτικά σενάρια χρήσης της. Στις δυνατότητες της οντοκεντρικής εφαρμογής περιλαμβάνονται και οι δυνατότητες των επιμέρους οντολογιών από τις οποίες αποτελείται. Οι δυνατότητες των επιμέρους οντολογιών δεν αναφέρονται εξαντλητικά, για λόγους αποφυγής επανάληψης (αναλύονται στην αντίστοιχη ενότητα της κάθε οντολογίας). Δυνατότητες οντοκεντρικής εφαρμογής (από τη συνδυαστική οντολογία) Ορισμός μαθησιακών στόχων και συσχετισμός τους με μαθησιακά αντικείμενα και έννοιες του γνωστικού πεδίου (στην περίπτωσή μας με έννοιες του πεδίου των Διαγραμμάτων Περιπτώσεων Χρήσης).