Seminario per il Dottorato di Ricerca in Lingue, Culture e Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione - Università di Genova - 4 marzo 2011

1. Gianni Vercelli – Università di Genova
1

2. Piano della lezione
1. Progettazione Didattica vs. Instructional Design
2. E-Learning: Architetture di riferimento
 LTSA
 OKI
 IMS/LD
3. Learning Objects
4. Piattaforme
 LMS + LCMS + …
 Rassegna di alcune piattaforme Open Source e Commerciali
2

3. Primo Atto
Progettazione Didattica
vs
Instructional Design
3

4. E-learning: definizione (fonte ANEE)
4

5. E-learning: quale valore aggiunto?
 Strategie didattiche multiple: Coaching, Tutorship,
Mentoring
 Attori/Ruoli multipli nel processo formativo:
 Interazione
 Condivisione
 Collaborazione
 Flessibilità del percorso  vero/falso ??
 Alta disponibilità dei contenuti  vero/falso ??
5

6. Evoluzione
Prima generazione Seconda Terza generazione Quarta
generazione generazione
• Servizio postale • Multimedia • Internet • Social
• Radio • TV • Piattaforme di (Semantic)
• CBT e-learning Web
• Giornali/riviste • Ambienti di • Formazione in
apprendimento rete
chiusi • rAmbienti di
apprendimento
aperti
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7. Apprendimento in Rete
 Alla base dell’e-learning sta l’apprendimento mediato
dalla Rete
 Behaviorism or Constructivism?
 Apprendimento individuale, personalizzato o
sociale (collaborativo/cooperativo)?
 Training or Learning?
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8. Caratteristiche del costruttivismo
(Merrill, 1991)
 Sapere (conoscenza) come costruzione personale
 Apprendimento attivo (learner-centered learning)
 Apprendimento collaborativo
 Apprendimento contestualizzato (situated learning)
 Valutazione intrinseca (del “processo” e non solo del
“prodotto”)
8

9. Fonte E-dida
9

10. Instructional Design
 Il processo di formazione viene  Programmazione strutturata
strutturato in 5 fasi (waterfall model)
1. Analisi 1. Analisi requisiti  specifiche
2. Progettazione 2. Progettazione top-down o
3. Sviluppo bottom-up
4. Erogazione 3. Implementazione
5. Valutazione 4. Testing
5. Profiling e Benchmarking
 Interessante “parallelismo”
(“contaminazione”) tra modelli  Object-Oriented Programming
pedagogici e modelli di
“ingegneria del software”  Prototipazione (spiral model)
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11. Instructional Design
 Così…  … o così?
11

12. Oppure così? ADDIE model
12

13. Secondo Atto
Architetture di riferimento
per l’e-learning
13

14. Un'occhiata agli standard architetturali
Già a partire dal 1998 lo IEEE Learning Standards Technology
Committee (LTSC) ha avviato un'azione di standardizzazione
(P.1484) delle funzioni di una architettura per piattaforme e-
learning:
LTSA (Learning Standards Technology Architecture)
http://ltsc.ieee.org/wg1/files/IEEE_1484_01_D09_LTSA.pdf
LTSA è pensata all'interno di una struttura a strati che
rappresenta, con livello di astrazione decrescente, le
interazioni legate al processo di apprendimento:
- dalle interazioni di una comunità di discenti con l'ambiente
di apprendimento
- fino alla sua possibile implementazione software.
14

15. Architettura LTSA
15

16. LTSA – Layer 3 (IEEE LTSC/WG1, 1998)
LTSA non fa riferimento ad alcuna piattaforma esistente, ma
piuttosto illustra i processi e le entità coinvolte nell’interazione tra
il discente ed il sistema: essa cerca di essere un paradigma
ispiratore per le piattaforme reali.
16

17. Passi di progettazione (ispirati a LTSA)
17

18. OKI (MIT, 2002)
 A partire dal 2002 un gruppo di ricercatori del MIT ha
lanciato il progetto OKI (Open Knowledge Initiative,
Merriman et al.), che ha come obiettivo principale la
definizione di un framework che possa facilitare lo
sviluppo e l’erogazione di applicazioni software di tipo
educativo, e quindi anche piattaforme di e-learning.
 Ora il progetto OKI si è spostato su SourceForge
http://www.okiproject.org/
18

19. Architettura di OKI
19

20. OKI: Strati di Servizi
 OKI ha una architettura stratificata a 2 livelli
(implementati come API indipendenti in Java/XML):
 Common Services Layer, che permette di collegarsi
alla infrastruttura istituzionale e realizza il
backbone per i servizi di livello alto e le
applicazioni;
 Educational Services Layer, che raggruppa le
funzionalità educative e fornisce supporto per lo
sviluppo di piattaforme.
20

21. Ruolo di OKI
 Definizione di specifiche ben strutturate
 Binding Java/XML
 Architettura inerentemente distribuita (OSID)
 Un occhio verso il Semantic Web…
21

22. IMS/LD
Modello Concettuale di progetto formativo
 EML – Educational Modeling Language (Koper, 2001)
 metamodello
 Nel 2003 IMS Global Learning Corsortium integra EML
nelle proprie specifiche definendo il modello
concettuale
IMS/LD (IMS Learning Design Information Model)
22

23. IMS/LD Conceptual Model (2003)
23

24. IMS/LD e le piattaforme
 IMS/LD si compone di
 un modello concettuale,
 un modello informativo,
 un modello comportamentale.
 Tale architettura evidenzia che componenti, obiettivi/prerequisiti e risorse
sono indipendenti dal metodo utilizzato nel progetto di apprendimento
 Sono quindi riusabili
 Il metodo è parte integrante del progetto, per cui non potendosi reggere da
solo difficilmente può essere riutilizzato
 Componenti, obiettivi/prerequisiti e risorse sono alla base della
implementazione di un Learning Object
24

25. Terzo Atto
Learning Objects
25

26. Progettazione Didattico-Aziendalistica
(fonte E-dida)
26

27. Realizzazione di un percorso E-learning
(fonte E-Dida)
27

28. Authoring
 La realizzazione di materiali didattici (authoring) è un processo
integrato, in cui si mischiano e si confondono spesso:
 Modelli e Stili di apprendimento
 Conoscenze tecnologiche
 Capacità creative
 Capacità espositive
 Analizziamo qui una tecnologia che mira alla realizzazione di
unità didattiche fruibili in rete:
i “learning objects” standardizzati SCORM
 Sharable Content Objects (SCO)
28

29. Learning Object
 Un LO può essere definito come l’unità atomica del
processo di apprendimento in modalità e-learning
 Un Learning Object rappresenta una unità di
apprendimento erogabile a distanza, interoperabile,
accessibile e riutilizzabile, in quanto realizzata in
conformità con gli standard internazionali di
riferimento.
Metafora dei blocchetti LEGO™
(Wayne Hodgins, 2002)
29

30. Metafora dell’atomo-LO (rivisitata)
 David Wiley (2004)
 Non tutti gli atomi-LO si
possono combinare tra
loro
 Per creare una molecola-
unità didattica, o un
composto-lezione, ci
vogliono delle conoscenze
e delle competenze
specifiche
30

31. “Reusable” Learning Objects (LO)
Oggetti di apprendimento autoconsistenti riutilizzabili
“Un LO è definito come una qualsiasi entità, digitale o
non, che possa essere usata, ri-usata o referenziata
durante l’apprendimento/formazione supportato
dalla tecnologia.” (IEEE LTSC, 2000)
31

32. Lessico (fonte SCORM)
 Risorse (documenti, immagini, audio, video, esercizi)
 (“assets” o «SCA»)
 Contenuti strutturati (moduli, unità didattiche,
lezioni, esercitazioni)  («learning object» o “SCO”)
 Corsi (ipermedia, libri, …)  (“course”)
32

33. Vantaggi nell’uso di LO
 Le principali motivazioni e i vantaggi che spingono verso la progettazione e
la realizzazione di Repertori di Oggetti Didattici (LOR – Learning
Objects Repositories) basati su LO sono:
 rendere più facile (standardizzato) l’accesso ai materiali di apprendimento
attraverso il web;
 rendere più facile l’uso di risorse didattiche in contesti e sistemi di
apprendimento diversi, permettendo la “interoperabilità” tra i sistemi stessi;
 rendere meno facile la obsolescenza delle risorse didattiche, sganciandole dalla
rapidità di cambiamento delle tecnologie web.
33

34. Svantaggi nell’uso di LO
 Complessità della catalogazione a livello “ontologico”
(indicizzazione semantica)  problema della
metadazione!
 Gestione della “granularità”
 Mancanza di un framework teorico-pedagogico
stabile
 Instructional Design Theory (Wiley, 2001)
 www.reusability.org
34

35. Granularità
 Problema della dimensione
 spaziale (1 immagine, 1 doc, 1 lesson, 1 unit, 1 module?)
 temporale (durata di 5 min o 4 h?)
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36. Parametri per dimensionare un LO
 Durata
 Tracciabilità
 Tipologia dei contenuti
 Autoconsistenti
 Interdipendenti
 Tipologia di riuso
 Sharability
 Reusability
 Aggregability
 Tipologia dei metadata
 Structured
 Semantic
 Folksonomic Fonte e-Dida
36

37. Metadata: verso un’altra definizione di LO
Un LO è un oggetto gestito da un LMS e caratterizzato da:
1. Contenuti (risorse) didatticamente efficaci con un obiettivo di
apprendimento ben focalizzato;
2. Un ambiente mediatico (piattaforma) ricco centrato sul discente, in
grado di abilitarlo alla prassi, all’apprendimento e alla valutazione
formativa;
3. Un insieme di metadata che ne descrivono gli attributi, insieme
a meccanismi per comunicare lo “stato” in modo attivo al software
di gestione.
37

38. LO (“vision” Macromedia)
38

39. SCORM 1.3  SCORM 2004
 Nel 1997 il DoD USA lancio la “ADL Initiative” (Advanced Distributed
Learning). SCORM è uno dei risultati.
 Gli scopi dichiarati da ADL per SCORM:
 Reusability
 Accessibility
 Interoperability
 Durability
 SCORM è un insieme di specifiche piuttosto che uno standard
 SCORM dipende tecnologicamente da XML (binding)
39

40. Ma che cos’è SCORM?
Sharable Content Object Reference Model
 Definisce un “Content Aggregation Model“ per l’eLearning e un “Run-Time
Environment “ per i LO.
 È un modello che specifica a set of interrelated technical specifications and
guidelines progettate per soddisfare I requisiti DoD per la progettazione di
contenuti erogati attraverso il Web.
 È un insieme di specifiche per developing, packaging and delivering high-
quality education and training materials
40

41. Organizzazione di SCORM
Fonte: ADL Technical Team
41

42. SCORM
 SCORM si concentra su due problematiche relative alla interoperabilità di
materiali didattici (learning contents):
 definisce un modello di aggregazione per il “packaging” dei materiali;
 definisce una interfaccia di comunicazione tra il materiale e la piattaforma di e-
learning in cui viene lanciato (fruizione attiva).
 SCORM inoltre divide sommariamente (semplificando il processo di
fruizione) il mondo delle tecnologie didattiche in 2 componenti chiave:
 Learning Management Systems (LMS)  la piattaforma
 Sharable Content Objects (SCOs)  gli oggetti attivi dell’apprendimento
42

43. SCO – Sharable forma standardizzata di learning object
 Uno SCO è una
Content Object
riutilizzabile.
 Una piattaforma di e-learning conforme SCORM è un sistema che
 gestisce le informazioni sul discente (tracking)
 esegue e comunica con gli SCOs
 interpreta le istruzioni su quale materiale deve essere eseguito e
come deve essere fruito.
43

44. LO secondo IMS e ADL/SCORM
 Un “Package” (IMS) caratterizza un LO in tre parti:
1. Quali tipi di Contenuti?  Metadata per descrivere
il LO (imsmanifest.xml)
2. Come è organizzato?  Packaging strutturato
3. Come è scambiata l’informazione?  Run Time
Environment con messaggistica tra SCO  LMS
44

45. Diagramma concettuale di un Package
IMS/SCORM
45

46. Modello di aggregazione dei materiali didattici
46

47. imsmanifest.xml secondo SCORM
 Uno manifest di uno SCO è composto da
 Metadata
 Organizations
 Resources
 (sub)manifest(s)
47

48. imsmanifest.xml secondo IMS/LD
48

49. Organizations
49

50. Resources
50

51. MetaData
 I metadata sono un meccanismo per descrivere
specifiche istanze dei componenti del content model
(nel caso SCORM)
 Analogia con la scheda bibliografica…
 Information Model
 Il dizionario dei simboli previsti (metadata tags)
 La descrizione dei contenuti da indicizzare (per realizzare i
meta-data records).
51

52. Catalogazione (Indicizzazione)
 IEEE LOM (Learning Object Metadata) (standard
1484.11)
definisce le seguenti categorie di elementi metadata:
1. General 6. Rights
2. Lifecycle 7. Relation
3. Meta-metadata 8. Annotation
4. Technical 9. Classification
5. Educational
52

53. RTE – Run-Time Environment
 SCORM RTE descrive i requisiti a cui un LMS si deve
conformare per poter gestire SCO
53

54. Modello concettuale RTE
54

55. Modello temporale RTE
55

56. Javascript per RTE API
 Fino alla versione SCORM 1.2 (che è ancora la più
diffusa) le funzionalità del RTE sono state
fondamentalmente basate sulle “AICC’s CMI001
Guidelines for Interoperability”
 Dal 2003 si è passata alla standardizzazione tramite
IEEE LTSC come descritto in IEEE 1484.11.2-2003
“ECMAScript API for Content ti Runtime Services
Communications”, ossia in Javascript
56

57. SCORM RTE API (IEEE 1484.11.2)
57

58. RTE Data Model (IEEE 1484.11.1)
 Lo scopo di stabilire un data model comune è assicurare che un dato set di
informazioni sugli SCO possano essere tracciati da differenti LMS.
 Per identificare il data model, tutti gli elementi del RTE DM iniziano per
cmi e usano la dotnotation di ECMAScript
58

59. Alla fine un LO deve essere … davvero?
S. Angelo (E-dida) 59

60. Quarto (e ultimo) Atto
Piattaforme
per l’e-learning
60

61. Requisiti progettuali di una piattaforma di e-Learning
 Garantire una partecipazione attiva e monitorabile dello
studente.
 Fare attenzione alle diverse modalità di apprendimento degli
studenti.
 Garantire interoperabilità e interscambio con Learning Object
Repositories
 Gestire molti flussi (1-1, 1-M, M-M) di informazioni.
 Avere le potenzialità per gestire una o più comunità di
apprendimento.
 Permettere diverse modalità didattiche per i docenti,
compreso, quando necessario, il supporto alla didattica in
presenza (blended e-Learning).
 …
61

62. Piattaforme di e-Learning = ?
 Per creare le condizioni di un processo di istruzione
(con tutti gli attori e gli elementi che lo compongono)
mediata dalla tecnologia è necessario integrare
diverse tecnologie in un unico ambiente di
apprendimento virtuale (VLE), usando come veicolo
di comunicazione principale il web.
62

63. Piattaforme di e-Learning = ?
63

64. Tipologie di Piattaforme
 Esistono diversi criteri con cui “tentare” una
classificazione:
 Modularità architetturale
 Ambiente di sviluppo/erogazione
 Conformità alla standardizzazione
 Architettura proprietaria/aperta
 Gestione centralizzata/distribuita
 Funzionalità in rapporto agli stili di
erogazione/apprendimento
… 64

65. Piattaforme di e-learning = LMS?
 Spesso le piattaforme vanno sotto il nome di Learning
Management Systems (LMS), ma l’uso di tale termine
è controverso.
 Un LMS sicuramente incorpora le funzionalità di base
legate all’accounting dell’utenza, alla messaggistica ed
alla fruizione dei contenuti.
65

66. LMS
66

67. Piattaforme e-learning = LMS + …
 Molta ricerca attuale nel campo dell’e-learning è volta alla determinazione
automatica delle tipologie degli utenti in termini dei loro stili di
apprendimento nonché all’erogazione personalizzata dei contenuti
didattici e degli strumenti di valutazione.
 In quest’ottica un LMS può ricadere in una definizione con un senso più
ampio rispetto alla semplice analisi statistica dei dati sulle prestazioni degli
studenti.
67

68. Standardizzazione dei contenuti
 Una piattaforma completa deve gestire, oltre alla pubblicazione dei
contenuti didattici, la loro strutturazione ed indicizzazione per un possibile
riutilizzo.
 Negli ultimi anni lo sviluppo delle tecnologie basate su XML e la loro forte
integrazione con il web (XHTML, web semantico, etc.) ha favorito la
creazione di standard per la realizzazione, fruizione e condivisione di
contenuti didattici interoperabili perché aderenti a standard, i Learning
Objects (LO);
 IEEE LTSC 1484 Learning Object Metadata (LOM)
 Aviation Industry CBT Committee (AICC)
 IMS Global Learning Consortium
 Sharable Content Object Reference Model (SCORM)
68

69. Piattaforme e-learning = LMS + LCMS
 Si parla di Learning Content Management System (LCMS) quando si
intende un sistema dedicato alla gestione dei contenuti didattici secondo
uno standard ovvero in maniera proprietaria.
 Questo componente dialoga con il LMS e lo solleva da tutta la parte di
gestione documentale relativa ai contenuti didattici dei corsi.
69

70. LCMS
 Un LCMS può essere progettato e realizzato come un
prodotto a sé stante: alcune case produttrici di
piattaforme vendono i propri LCMS aderenti ai vari
standard perché dotati di interfacce software per
dialogare con piattaforme altrimenti riconducibili a
semplici LMS.
 Si veda, come esempio, il caso della Giunti Labs con
LearnExact.
70

71. Struttura di un LCMS
 Un LCMS si può considerare come l'insieme di:
 uno strumento di authoring dei contenuti
 un database dei contenuti interrogabile da parte del
LMS e dello strumento di authoring
71

72. Piattaforme e-learning = LMS + LCMS + …
 In generale una piattaforma di e-learning, soprattutto quelle commerciali,
ha una struttura con tre sottosistemi, in cui è presente anche il modulo di
analisi dei dati e di gestione dei profili di utenza.
72

73. Confronto con LTSA
 Ovviamente le componente di delivery dei materiali multimediali è
all'intersezione tra LMS e LCMS per come sono stati definiti: il
delivery vero per l'utente lo fa LMS, ma la ricerca ed il delivery
verso il LMS è svolta dal LCMS.
73

74. Principali piattaforme disponibili sul
mercato
 Segue ora una breve rassegna delle principali piattaforme di e-learning. Tali sistemi hanno
sostanzialmente tre origini:
1. accademica,
2. prototipo realizzato all'interno di specifici progetti finanziati,
3. esplicitamente commerciale.
 La seconda categoria è assimilabile alla prima perché le università sono in genere partner dei
consorzi che gestiscono i progetti. L'origine della piattaforma ne influenza l'architettura e
l'aderenza agli standard per la gestione dei contenuti.
 Le piattaforme accademiche e quelle ottenute come risultato di progettazioni specifiche sono
di norma realizzate con tecnologia open source e non sempre si evolvono verso il rispetto di
standard per la gestione dei contenuti didattici.
 Per contro le piattaforme commerciali hanno architetture chiuse e aderiscono agli standard
per garantire l'interoperabilità del LO poiché questa caratteristica consente loro di penetrare il
mercato dei corsi.
74

75. Legenda
 LMS
 LMS + …
 LMS + LCMS
 LMS + LCMS + …
75

76. EifFE-L (v. 1.6)
 EifFE-L è una piattaforma Open Source sviluppata in
Delphi/Firebird da Università di Genova nell’ambito del
Progetto CampusOne dal 2002.
 È conforme alle normative sulle Università Telematiche, a
SCORM 1.2 e WCAG 1.0
 La piattaforma non supporta alcuno stile di apprendimento
particolare ed è costituita essenzialmente da un LMS e da una
serie di tools off-line e on-line per la gestione dei materiali e
dei progressi degli studenti.
 È particolarmente indicata per la gestione di corsi di tipo
universitario sia completamente in e-learning che anche in
modalità blended-learning.
76

77. EifFE-L
77

78. Moodle (v. 2.0.2)
 Moodle è una piattaforma Open Source sviluppata in PHP/MySQL da
Martin Dougiamas per la sua tesi di PhD.
 È disponibile in oltre 40 lingue diverse tra cui l'italiano.
 La piattaforma non supporta alcuno stile di apprendimento particolare ed è
costituita essenzialmente da un LMS che gestisce il delivery di corsi
costituiti da materiale non standard e la messaggistica con gli studenti.
 Sono presenti moduli di monitoraggio dell'attività degli studenti attraverso
l'assegnazione di compiti nonché la generazione di test a risposta chiusa.
 Esiste un database delle domande e queste possono essere condivise tra
più docenti e mescolate tra loro anche se originariamente non
appartenevano allo stesso test.
 La formula Open Source garantisce lo sviluppo di nuovi plug-in
continuamente disponibili dal sito per il download.
 Supporta SCORM .
 Il passaggio alla versione 2.0 ha introdotto importanti novità.
78

79. Moodle
79

80. ILIAS (v. 4.1.4)
 ILIAS è una piattaforma Open Source multilingua, la cui prima versione ha
visto la luce nel 2000 presso l'Università di Colonia.
 Rispetto alla struttura di Moodle, ILIAS gestisce meglio i metadati secondo
le specifiche IMS e SCORM e possiede uno strumento di authoring a livello
dei contenuti didattici ed a livello studente il quale può annotare i materiali
didattici di qualunque tipo.
 L'architettura favorisce un apprendimento di tipo costruttivista e
partecipativo. La piattaforma consente allo studente di riorganizzare e
socializzare con altri il materiale su cui sta lavorando a dispetto della
strutturazione dei corsi ottenibile via SCORM.
 È certificata SCORM 1.2 e SCORM 2004
 La versione attuale supporta il SSO, una comunicazione stile web2.0 e una
migliore gestione dei gruppi.
80

81. ILIAS
81

82. Dokeos (v. 2.0)
 Dokeos è una piattaforma Open Source sviluppata in PHP/MySQL
originariamente nel 2001 come progetto Claroline da Thomas De
Praetere dell’Università Catholique de Louvain.
 È multilingua e dichiaratamente improntata verso un uso
pedagogico in ambito scolastico, anche se dalla versione 1.6 in poi
si è allargata ad usi anche commerciali.
 La piattaforma è orientata verso un approccio costruttivista ed è
costituita essenzialmente da un LMS che gestisce il delivery di
corsi costituiti da forum di discussione, documenti e messaggistica
con gli studenti.
 Sono presenti moduli di monitoraggio dell'attività degli studenti
 La formula Open Source garantisce un continuo aggiornamento
delle versioni.
 Supporta SCORM 1.2 ma predilige agli SCO una versione interna
conforme denominata “learning paths”.
82

83. Dokeos
83

84. ATutor (v. 2.0.2)
 ATutor è una piattaforma Open Source multilingua sviluppata presso
l'Adaptive Technology Resource Center dell'Università di Toronto.
 Gli autori lo definiscono un web-based LCMS, ma la piattaforma è
veramente completa.
 Aderisce alle specifiche IMS/SCORM Content Packaging, alle specifiche
W3C XHTML 1.0 ed a quelle di accessibilità dei siti web WCAG 1.0 (Web
Content Accessibility Guidelines).
 Possiede un insieme di tool aggiuntivi per il lavoro collaborativo, per la
creazione di test e per l'integrazione del parlato nella fruizione dei
contenuti didattici.
 Quando lavora in modo docente, gestisce in modo diretto l’accesso a un
repository di Learning Objects (TILE) per permetterne il riuso.
84

85. ATutor
85

86. DoceboLMS (v. 4.0.4)
 DoceboLMS, omonimo all'azienda italiana che lo sviluppa,
nasce dalle ceneri di Spaghettilearning nel 2004.
 DoceboLMS è una piattaforma di E-Learning open source
compatibile SCORM.
 Il sistema, rilasciato in 25 lingue, è configurabile per adattarsi
al modello didattico desiderato (autoapprendimento, blended
learning, didattica collaborativa, social e-learning).
 Presenta una buona interfaccia per la personalizzazione
grafica.
86

87. Docebo
87

88. Conclusioni
Ringraziamenti:
Luigi Sarti (ITD – CNR)
Roberto Pirrone (Univ. di Palermo)
Stefano Angelo (E-Dida)
Grazie per l’attenzione!
Per ulteriori approfondimenti e contatti
gianni.vercelli@unige.it
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