23.01.2002 an architecture for knowlegemapping. jasmine bennöhr 22.10.2003 einleitung...

23.01.2002

An Architecture for Knowlegemapping

Jasmine Bennöhr22.10.2003

Einleitung

Projekt-Rahmen

Jasmine Bennöhr: MAPA > Einleitung > Projektrahmen

Standorte

Standorte und Teilnehmer

Formen der Zusammen-arbeit

22.10.2003

Standorte

Osnabrück – Tübingen - Edinburgh

Jasmine Bennöhr: MAPA > Einleitung > Projektrahmen

Standorte

Standorte und Teilnehmer

Formen der Zusammen-arbeit

22.10.2003

Standorte und Teilnehmer

• Osnabrück (7 TN, 3 Betreuer) – Gordon Bernedo, Manuel Böck, Michael Elbers, Felix

Kugel, Stefan Scherbaum, Tobias Widdra, Jens Wissmann

– Petra Ludewig, Veit Reuer, Claus Rollinger

• Tübingen (2 TN, 1 Betreuer)– Nadja Althaus, Kathrin Beck– Karin Krüger-Thielmann

• Edinburgh (1TN)– Jasmine Bennöhr

Jasmine Bennöhr: MAPA > Einleitung > Projektrahmen

Standorte

Standorte und Teilnehmer

Formen der Zusammen-arbeit

22.10.2003

Formen der Zusammenarbeit (1/2)

Vielfältige Formen der Zusammenarbeit, Kommunikation und Präsentation während des einjährigen Projektes:

– Briefpost– Email– Chat– Telefongespräche– Telefonkonferenzen

Jasmine Bennöhr: MAPA > Einleitung > Projektrahmen

Standorte

Standorte und Teilnehmer

Formen der Zusammen-arbeit

22.10.2003

Formen der Zusammenarbeit (2/2)

Vielfältige Formen der Zusammenarbeit, Kommunikation und Präsentation während des einjährigen Projektes:

– Präsentation mit Videokonferenz – Eintägiges Treffen in Osnabrück– Programmierwoche in Osnabrück– Milca-Sommerschule in Tübingen

Tobias Widdra22.10.2003

Einleitung

Einführung in MAPA

Tobias Widdra: MAPA > Einleitung > Einführung in MAPA

Wissensnetz

MAPA Idee

Schwerpunkte

22.10.2003

Wissensnetz

MAPA

Wissenaufschreiben

nat.Sprache

netzartig

hat zu tun mit

Logik

Wissensnetz

Tobi

ist ein Beispiel für

erzählt

• Mindmap, Concept Map, …• möglichst viel Freiheit• verschiedene Arten von Objekten (Entitäten)

• Wissen- notieren- organisieren- konstruieren

• Wissen- nachschlagen- erinnern (rekonstruieren)

hallo tobi,

Semantische Netze sind sehr spannend und haben natürlich jede menge mit netzartigen Wissenstrukturen zu tun!Allerdings benutzen meines wissens nach viele diesen begriff, ohne ihn genau zu definieren. am ehesten ist dies in einem Artikel zu finden, den mir kai-uwe mal genannt hat. Ich kann dir die quelle noch zuschicken, hab sie grad nicht hier...

eine grundidee ist, eine natürlichere, intuitivere art zu finden, wissen zu repräsentieren, als es formale(re) sprachen tun.als erster ansatz gilt: objekte, events sind knoten, relationen sind verbindungen („pfeile“).

ich denke schon läner über diese dinge nach und habe grosse lust mal ein tolles projekt aufzuzuiehen. hast du lust, mitzumachen? hab schon jens gefragt, der ist auch ganz begeistert... :-)

Gruss,felix

Tobias Widdra: MAPA > Einleitung > Einführung in MAPA

Wissensnetz

MAPA Idee

Schwerpunkte

22.10.2003

Die MAPA Idee

Mapping Architecture for Peoples Associations

Wissenabbilden/darstellen

Wissenabbilden/darstellen

GrundgerüstFrameworkGrundgerüstFramework

VerNETZungWissensNETZVerNETZungWissensNETZ

AustauschZusammenarbeitAustauschZusammenarbeit

Tobias Widdra: MAPA > Einleitung > Einführung in MAPA

Wissensnetz

MAPA Idee

Schwerpunkte

22.10.2003

Die MAPA Idee

MAPA

Tobias Widdra: MAPA > Einleitung > Einführung in MAPA

Wissensnetz

MAPA Idee

Schwerpunkte

22.10.2003

Schwerpunkte im Masterprojekt

• Wissenschaftlich/theoretische Arbeit - Forschung zusammentragen - Ergebnisse kombinieren - Anforderungen definieren

• Grundgerüst implementieren - Entitätenmodell - Messaging System - Visualisierungsframework

• Konkrete Beispielanwendung (Prototyp) - Vokabeltrainer

Michael Elbers22.10.2003

Wissenschaftliche Grundlagen

Mapping

Michael Elbers: MAPA > Grundlagen > Mapping

Was ist…

…Mapping ?

Anwendung

22.10.2003

Was ist Mapping ?

MAPA

Wissenaufschreiben

nat.Sprache

netzartig

hat zu tun mit

Logik

Wissensnetz

Michael

ist ein Beispiel für

erzählt

Michael Elbers: MAPA > Grundlagen > Mapping

Was ist…

…Mapping ?

Anwendung

22.10.2003

Cognitive Tool:

“ein Werkzeug, das denLernenden herausfordertsich stärker mit einem Lerngegenstand auseinander-zusetzen und dadurchDenkweisen hervorruft, dieohne dieses Werkzeug nurschwer erreichbar wären.“

(Jonassen, 1993)

Cognitive Map:

Mentale Repräsentation zurOrientierung in realen Umgebungen:

• Landmark Knowledge• Route Knowledge• Survey Knowledge

(Tolman, 1948)

Einordnung des Begriffs

Semantic Web

Semantic Network

TopicMap

CognitiveMap

KnowledgeMap

ConceptMap

MindMap

CognitiveTool

Visual Tool

Mapping

Visual Tool:

“Visual Tools are symbols graphically linked by mental associations to create a patternof information and a form ofknowledge about an idea.These linear or nonlinear formsare constructed by individual or collaborative thinkers…“

(Hyerle, 1996)Mind Mapping:(Buzan & Buzan, 1996)Concept Mapping:

(Novak & Gowin, 1984)Knowledge Mapping:(O‘Donnell et al., 2002)

Michael Elbers: MAPA > Grundlagen > Mapping

Was ist…

…Mapping ?

Anwendung

22.10.2003

Anwendung

• Einsatzgebiete

– Wissensmanagement– Planen und Problemlösen– klassische & computergestützte Lernumgebungen– Kreative Prozesse– Kommunikationshilfe

• Vorteile

– Gedächtnisunterstützung– Kognitive Adäquatheit– Zwang zur Reduktion von Komplexität– Zwang zur Klärung von Begriffsbedeutungen– Lernen im Kontext– Metakognition / Reflexion(Bernd et al., 2000; Schnotz, 1992, 2002; Paivio, 1971; Fischer 1998; etc.)

Gordon Bernedo, Stefan Scherbaum22.10.2003

Wissenschaftliche Grundlagen

Lerntheorien

Gordon Bernedo, Stefan Scherbaum: MAPA > Grundlagen > Lerntheorien

Gedächtnis

Informations-verarbeitung

Lerntheorien

Lernstrategien

22.10.2003

Gedächtnis

• Hippocampus und Rhinaler Kortex sind entscheidend für explizite Gedächtnisbilung

Gordon Bernedo, Stefan Scherbaum: MAPA > Grundlagen > Lerntheorien

Gedächtnis

Informations-verarbeitung

Lerntheorien

Lernstrategien

22.10.2003

Visuelle Informationsverarbeitung

Visueller Reiz (Wort) V1 Rhinaler Kortex

Hippocampus

Gordon Bernedo, Stefan Scherbaum: MAPA > Grundlagen > Lerntheorien

Gedächtnis

Informations-verarbeitung

Lerntheorien

Lernstrategien

22.10.2003

Visuelle Informationsverarbeitung

Visueller Reiz (Wort) V1

Rhinaler Kortex Hippocampus

Synchrones Feuern

Gordon Bernedo, Stefan Scherbaum: MAPA > Grundlagen > Lerntheorien

Gedächtnis

Informations-verarbeitung

Lerntheorien

Lernstrategien

22.10.2003

Lerntheorien

Kognitivistische KonstruktivistischeBehavioristische

Informationsverarbeitungobjektiver Daten

subjektive Konstruktion von Ideen und Konzepten

Verbindung mit vorhandenem Wissen

(Wissensnetz)

Integration hin zum Equilibrium

Aktiver Prozess (Selbstgesteuert)

Blumstengel ´98, Wolff ´94, Thissen ´97

Kategorisierung von Wissen (Schemata, Mentale Modelle)

Reorganisation, Integration

Klimsa ´93, Edelmann ´96, Mandl´95

Aktiver Prozess (Selbstgesteuert)

Lerntheorien

Gordon Bernedo, Stefan Scherbaum: MAPA > Grundlagen > Lerntheorien

Gedächtnis

Informations-verarbeitung

Lerntheorien

Lernstrategien

22.10.2003

Lernstrategien

• Kognitive Lernstrategien – Elaborieren: Neues mit vorhandenem Wissen in

Beziehung setzen– Analogien, (Alltags-) Beispiele

– Organisieren: Informationsreduktion– Gliederungen, Maps

– Kritisches Prüfen: Aktive Auseinandersetzung mit dem Stoff

– Argumente, Alternativen

– Wiederholen– Maps, Zusammenfassungen

• Metakognitive Lernstrategien– Überwachung, Reflektieren, Regulieren

Felix Kugel22.10.2003

Wissenschaftliche Grundlagen

Semantic Web

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Maps --> Alltagstauglichkeit

• Maschinelle Interpretierbarkeit...?– {A --> B, B --> C} ==> {A --> C}

• Interoperabilität...?– MindManager <--> Inspiration <--> Word

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Semantic Web

Web

Communities

Dienste

Vision

Ressourcen

Semantic

Semantic Web

Ontologien

Standards

Metadaten

Mapping-Communities

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

SemanticWeb.org

• “The Semantic Web is a vision: the idea of having data on the web defined and linked in a way, that it can be used by machines - not just for display purposes, but for using it in various applications.”

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Web

Web

Communities

Dienste

Vision

Ressourcen

Semantic

Semantic Web

Ontologien

Standards

Metadaten

Mapping-Communities

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Ressourcen

• Entitäten– Identität durch virtuelle Adresse

• URI (Uniform Resource Identifier)

– Typisiert (z.B. XML Schema, PDF)– Metadaten

• semantische Einbindung

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Dienste

• Dienst: Leistung, die erbracht wird...– Newsticker– Persistenz– Kühlschrank

• ... realisiert via Messaging– Funktion = Parameter + Rückgabewert

• WS-I (Web Services Interoperability)– Interessengruppe, fördert Standards

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Semantic

Web

Communities

Dienste

Vision

Ressourcen

Semantic

Semantic Web

Ontologien

Standards

Metadaten

Mapping-Communities

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Ontologien

• Beschreibung von Konzepten• Sprachen:

– RDF (Resource Description Framework)– OWL

• Kompromiss Ausdrucksmächtigkeit/Berechenbarkeit

Ausdrucksstark --><-- Berechenbar

OWL Lite OWL DL OWL Full

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Communities

Web

Communities

Dienste

Vision

Ressourcen

Semantic

Semantic Web

Ontologien

Standards

Metadaten

Mapping-Communities

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Standards

• Ted Nelson (1965: „Hypertext“): – Tekkies stülpen der Welt Standards auf

• Tim Berners-Lee (1991: WWW): – Jedem seine eigenen Definitionen...

• Konsortien helfen, konkreten Bedarf zukunftsgerecht zu decken

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Vision

Web

Communities

Dienste

Vision

Ressourcen

Semantic

Semantic Web

Ontologien

Standards

Metadaten

Mapping-Communities

Felix Kugel: MAPA > Grundlagen > Semantic Web

Web

Semantic

Communities

Vision

22.10.2003

Vision

• Viele Anforderungen...

• ...Killer- Applikationen killen meist die Urheber…

• Interessengruppen bilden für semantisch gemappte Inhalte

Stefan Scherbaum22.10.2003

Architektur und Implementierung

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Entitäten

TobiWissens-

Netz

MAPA

erzählt

Hat

zu

tun m

it

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Entitäten

ID=13Name=Tobi

Type=Person

Wissens-Netz

MAPA

ID=14Name=erzähltType=Relation

Hat

zutu

n m

it

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Entitäten

ID=13Name=Tobi

Type=Person

Wissens-Netz

MAPA

ID=14Name=erzähltType=Relation

Hat zutun mit

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Architektur Übersicht

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Architektur Übersicht

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Architektur Übersicht

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Datenbank

EntitySetBeliebige Datenbank

Operation

?

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Datenbank

EntitySetBeliebige Datenbank

Operation

?23

Fragt nach Entität

Fragt nach Datensatz

Liefert Datensatz

Liefert Entität

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

MQL

Befehl(Operation(EntitySet, EntitySet))

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

MQL

Gebe mir alle Entitäten, die Hyperonyme der Entität Student sind!

Get(ConnectedWith(XPATH(ConnectedWith(XPATH(ALL,“[name=‚Student‘]“),ALL),

[name=‚Hyperonym‘]),ALL)

Stefan Scherbaum: MAPA > Architektur und Implementierung

Entitäten

System

Datenbank

MQL

22.10.2003

Get(ConnectedWith(XPATH(ConnectedWith(XPATH(ALL,“[name=‚Student‘]“),ALL),[name=‚Hyperonym‘]),ALL)

Gebe mir alle Entitäten,die Hyperonymeder Entität Student sind!

Ist ein

Musiker

F. Maier

Mensa

Student

Assoziiert

Ist ein

MQL

Hörer

Hyperonym

22.10.2003

Konkrete Anwendung:Der Vokabeltrainer

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Konzept

• Idee: Begriffe im semantischen Zusammenhang Fremdsprachenerwerb durch Lernen im Kontext

• Zielgruppe:– Grundwortschatz– Motiviert

• Datenimport: GermaNetVorläufig mit prototypischem Netz

• 3 Module– Surfmodus– Benutzerprofil– Abfrage

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Surfmodus

Student Universität

Seminar

studieren

Studierender

Linguistik-student

universitär

besuchen

Vorlesung

Lehr-veranstaltung

hören

Fakultät

Holonymvon

Lexikalisch

Holonymvon

Hyperonymvon

Hyperonymvon

Kollokation Kollokation

AssoziationSynonym

Hyperonymvon

Hyperonymvon

LexikalischLexikalisch

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Surfmodus

Student Universität

Seminar

studieren

Studierender

Linguistik-student

universitär

besuchen

Vorlesung

Lehr-veranstaltung

hören

Fakultät

Holonymvon

Lexikalisch

Holonymvon

Hyperonymvon

Hyperonymvon

Kollokation Kollokation

AssoziationSynonym

Hyperonymvon

Hyperonymvon

LexikalischLexikalisch

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Surfmodus

Student Universität

Seminar

studieren

Studierender

Linguistik-student

universitär

besuchen

Vorlesung

Lehr-veranstaltung

hören

Fakultät

Holonymvon

Lexikalisch

Holonymvon

Hyperonymvon

Hyperonymvon

Kollokation Kollokation

AssoziationSynonym

Hyperonymvon

Hyperonymvon

LexikalischLexikalisch

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Surfmodus

Student Universität

Seminar

studieren

Studierender

Linguistik-student

universitär

besuchen

Vorlesung

Lehr-veranstaltung

hören

Fakultät

Holonymvon

Lexikalisch

Holonymvon

Hyperonymvon

Hyperonymvon

Kollokation Kollokation

AssoziationSynonym

Hyperonymvon

Hyperonymvon

LexikalischLexikalisch

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Surfmodus

• Lernen durch aktives Explorieren

• Dabei:– Wörter auswählen– Lektionen anlegen– Netz modifizieren

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Benutzerprofil

• Lernsystem: Sebastian Leitners Karteikastensystem(Leitner 1972)

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Abfrage

Wolkenkratzer

???

Hochhaus

Gebäude

Hyperonym vonHyperonym von

Hyponym von

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Abfrage

???

Haus

???

???

Hyperonym vonHyperonym von

Hyponym von

Kathrin Beck: MAPA > Vokabeltrainer

Konzept

Surfmodus

Benutzerprofil

Abfrage

22.10.2003

Abfrage

Wolkenkratzer

Haus

Hochhaus

Gebäude

??????

???

22.10.2003

Demo

22.10.2003 Jens Wissmann

Zusammenfassung & Fazit

Jens Wissmann: MAPA > Fazit

Zusammen-fassung

Erfahrungen& Folgerungen

Ausblick

22.10.2003

Zusammenfassung

2)sin(

15. Jan

Prüfung

tree

Tool für Wissensmanagement– Leitbild „Netz“

• Datenmodell• Visualisierung• Vernetzung

– Kognitiv adäquat– Übergreifend über

Wissensbereiche– Themenzentriertes Arbeiten – Kollaboration

Jens Wissmann: MAPA > Fazit

Zusammen-fassung

Erfahrungen& Folgerungen

Ausblick

22.10.2003

Vorstellung bei Projektbeginn

Lernpsycholgie

Netzidee

Software-Engineering

Wissensrepräsentation

PersonalInformationManagement

FrameworkFrameworks,Standards,Trends

Jens Wissmann: MAPA > Fazit

Zusammen-fassung

Erfahrungen& Folgerungen

Ausblick

22.10.2003

Stand der Dinge

Framework

Jens Wissmann: MAPA > Fazit

Zusammen-fassung

Erfahrungen& Folgerungen

Ausblick

22.10.2003

Erfahrungen

• Selbstbestimmung und –verantwortungvs. „so läuft ein Projekt “

• Setzt einiges vorraus!- Verantwortung- Engagement- jedem seinen Freiraum lassen- Bereitschaft zur Auseinandersetzung

Jens Wissmann: MAPA > Fazit

Zusammen-fassung

Erfahrungen& Folgerungen

Ausblick

22.10.2003

Erfahrungen

• Chaos vs. Ordnung– Arbeitsplan– klare Zielsetzung

– …

• Meetings & Austausch mit Tübingen

Jens Wissmann: MAPA > Fazit

Zusammen-fassung

Erfahrungen& Folgerungen

Ausblick

22.10.2003

Stand der Dinge 2

<xml> <wilder Inhalt></xml>

2)sin(

Ziel: kognitiv adäquatZiel: Wissensaustauschermöglichen & fördern

Jens Wissmann: MAPA > Fazit

Zusammen-fassung

Erfahrungen& Folgerungen

Ausblick

22.10.2003

Ausblick

• Wissenschaftliche Arbeit / Ideentausch – Seminar:

Knowledge Mapping: Visualisations & Communities– Communities, Foren (Knowledge Media Forum, …)

• OpenSource– Dokumentation– Webpräsens

• Master-Arbeiten

Jens Wissmann: MAPA > Fazit

Zusammen-fassung

Erfahrungen& Folgerungen

Ausblick

22.10.2003

Ausblick

„Und jedem Anfang wohnt ein Zauber inne."Hermann Hesse

22.10.2003 Jens Wissmann

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…..

…..

…..

merci!

bedankt!

thank you!Gracias!

धन्यवा�द

Danke!

mapa@cogsci.uni-osnabrueck.de