title: |
Behandling af vidensgrafer
til at understøtte problemorienteret projektlæring
subtitle: |
HumTek-23, Basisprojekt 2
eksamensgruppe S2424791009
metadata-files:
- _actors.yml
- ../_report.yml
- ../_draft.yml
format:
html: default
pdf:
output-file: S2424791009.pdf
breaks: false
Abstract
Introduktion
I dagens digitale tidsalder står undervisning og læring overfor udfordringer,
hvor komplekst tekstmateriale kræver effektive værktøjer
til at kunne analysere og forstå dem.
Dette projekt fokuserer på at udforske anvendelsen af grafteori
som en datadrevet tilgang til at støtte læring.
Vi søger at udvikle et værktøj,
der kan analysere og visualisere teksmateriale
for at forbedre både studerendes læring
og underviseres undervisningspraksis.
En paradoksal realitet, som vi står overfor, er det faktum,
at vi lever i en tid med meget store teknologiske fremskridt,
men stadigt mangler grundlæggende teknologier
som OCR-scannede tekster
og tilstrækkelig metadata i det udleverede materiale,
trods mange års udvikling og opfindelsen af World Wide Web.
Dette førte os til vores projekt, som vi introducerer med udgangspunkt i TSA tema bindingerne præsenteret i undervisningen. Vores projekt fokuserer på at omdanne den eksisterende løringsmetode til en mere digital og integreret tilgang, specifikt rettet mod 'to-be' scenariet og evalueringen af denne tilgang.
En væsentlig del af vores projekt involverer at dykke ned i, hvilke teknologiske understøttede læringsaktiviteter (TSA) vi vil integrere og analysere. Det er vigtigt for os at forstå de effekter, TSA vil have på vores projekt og hvordan de kan bidrage til at opnå vores mål. For at navigere i denne proces har vi vendt os mod FEDS (Framework for Evalutation in Design Science), som vi blev præsenteret for i første semester under Design og Konstruktion.
FEDS giver os et solidt grundlag for at evaluere vores design og ens implementering i læringsprocesen. Ved at anvende FEDS fokuserer vi på at analyserer vores evalueringskontekt og krav, som kan hjælpe os med at indentificerer relevante elavueringsstrategier og vælge passende evalueringsmetoder. Dette inkluderer både formativ og summativ evaluering for at sikre, at vores design ikke kun er teoretisk gennemført, men også er effektivt når det bruges i praksis.
Samlet set vil vi gerne gennem vores projekt forbedre den nuværende læringsmetode som bruges hos RUC, ved brug af grafterori til at suplementere for PPL læring. Vi vil gennem dette gøre læringsmaterialer mere tilgængelig og indbyrdes forbundet, samt anvende FEDS til grundigt at evaluere vores tilgange effektivitet. Ved at gøre dette håber vi at bidrage til en mere interaktiv og engagerende læringsoplevelse for studerende på RUC.
Problemfelt
Mange studerende og undervisere oplever udfordringer
med at håndtere komplekst tekstmateriale
og skabe meningsfuld forståelse
og sammenhæng mellem tekster.
Vores problemfelt fokuserer specifikt på behovet
for at understøtte pædagogisk læring og PPL
(Problemorienteret Projektlæring)
ved hjælp af datadrevne teknologier som grafteori.
Vi vil undersøge,
om PPL kernebegreberne
som stilladsering, bridging og constructive alignment
kan bruges
til udvikling af nye graf baserede læringsværktøjer til studerende.
Med fokus på at skabe sammenhængende og støttende læringsmiljøer,
kan disse begreber hjælpe
med udviklingen af innovative værktøjer,
der hjælper med at opbygge forståelse og forbindelser
mellem emner og koncepter.
Ved at integrere grafteori,
kan vi skabe værktøjer,
der analyserer forbindelser mellem forskellige læringselementer,
og identificerer muligheder,
for at forbedre undervisningen
og støtte studerendes læring mere effektivt.
Mange studerende rundt omkring står over for en udfordring,
som er velkendt på mange universiteter.
Der er mangel på effektive værktøjer
til at navigere gennem udleveret materiale,
såsom PDF filer.
Dette problem er blevet større
i takt med øget brug af digitale læremidler
og tekster uden tilstrækkelig metadata og sammenhæng.
Det er et problem,
der ikke kun er interessant og relavant,
men også noget,
der fortjener opmærksomhed og handling.
Mange universitetsstuderende har udtrykt frustration
over den tid,
de bruger på at finde rundt i ustrukturerede tekster og PDF'er.
Denne rudfordring
med at finde relevant information
og skabe forståelse for teksmateriale
påvirker ikke kun studieeffektivitet,
men også deres generelle læringsoplevelse.
For underviserere er det også en udfordring
at skabe sammenhængende undervisningsforløb
når de står over for tekster
uden tilstrækkelig metadata og semantisk sammenhæng.
I løsningen af dette problemfelt,
har vi taget flere fravalg.
Vi undgår brugen af "magiske teknologier" såsom kunstig intelligens.
Selvom AI-teknologier kan være kraftfulde værktøjer,
ønsker vi at fokusere på mere tilgængelige og bæredygtige løsninger,
der ikke afhænger af kompleksiteten ved AI.
Vi søger i stedet at udforske løsninger,
der er baseret på eksisterende teknologier og metoder,
som effektivt kan implementeres og bruges af alle,
der er en del af uddannelseslivet,
for eksempel Scholia og Hypothes.is.
Tema
Konstruktion af grafbaserede læringsredskaber.
Problemformulering
Vi har i dette projekt valgt at undersøge
følgende problemstilling:
Hvordan kunne lokal lagring og behandling af vidensgrafer understøtte kollaborativ akademisk læring?
Problemstillingen har vi valgt at bryde op
i følgende underspørgsmål:
Kan PPL kernebegreber
som stilladsering, bridging og constructive alignment
danne inspiration
for nye grafteoribaserede læringsværktøjer
til universitetsstuderende?
Hvordan fungerer grafsproget RDF,
særligt i forhold til lagring og behandling af begreber?
Hvordan kunne en eller flere RDF-baserede services konstrueres,
så den/de understøtter kollaborativ akademisk læring?
Målgruppe
Problemstillingen,
som vi har valgt at tage udgangspunkt i,
er relavant for blandt andet læringsfacilitatorer på RUC,
som skal formidle viden efter PPL-principperne,
som er oplyst på RUCs hjemmeside.
Vi vil gerne arbejde med denne målgruppe,
da vi ønsker en mere gennemskuelig læringsproces,
og vi vurderer også,
at det må være i facilitatorens interesse
at få formidlet deres viden på den mest optimale måde.
En anden målgruppe,
som vi gerne ville fokusere på,
er de studerende på RUC.
Vi mener,
at denne målgruppe vil være oplagt,
da det er dem der i sidste ende får gavn af vores projekt,
og som oplever begrænsningerne
ved de nuværende læringsrutiner på studiet.
Dette henviser primært til de studerende,
som kan finde læringsprocessen forvirrende
og har brug for mere systematik,
gennem grafteori til anvendelse af PPL-principperne.
Teoretisk Ramme
Vi vil gennemgå den digitale service Scholia som teknologi
med hjælp fra TRIN-modellen [@Jørgensen_2018]
(vi er opmærksomme på at det kun er en model, ikke en metode).
Anvendelsen af Scholia ved RUC
kræver at vi forklarer projektorienteret læring (PPL),
og reflekterer over dets samspil med brug af teknologien.
Vi overvejer (men er usikre om det bliver for omfattende)
at anvende technochange prototyping [@Simonsen_2012]
til eksperimentelt at undersøge,
hvordan teknologiens anvendelse ved RUC som institution
ikke kun er teknologisk-pædagogisk,
men også griber ind i institutionens administrative rutiner.
Metode
Vi vil undersøge og afdække to digitale redskaber -
Scholia og Hypothes.is -
som teknologiske systemer,
og reflektere over hvordan de kunne anvendes ved Humtek-studiet.
Vi vil først undersøge teknologierne i deres nuværende form,
identificere mangler eller suboptimale aspekter,
og iterere over flere forskudte progressioner af fremtidsscenarier
hvor stadigt flere forbedringer inddrages.
Eksempelvis kunne en iteration inddrage en Moodle-plugin
til PDF-dannelse af proprietære dataformater
og OCR-scanning af informationssvage dataformater.
Hvis tiden er til det,
vil vi inddrage eksperter inden for både pædagogik og datalogi,
for at sikre, at vores tilgang og løsninger fagligt giver mening
i forhold til vores problemstilling og arbejdsspørgsmål.
Hvis tiden er til det,
vil vi udvikle prototyper af grafteoribaserede læringsværktøjer
og teste om de teknisk set fungerer
udfra målbare tests som vi har udfærdiget på forhånd.
Hvis tiden er til det,
vil vi også teste vores prototype(r) kvalitativt
overfor både undervisere og studerende
udfra spørgeskemaer vi har udfærdiget på forhånd,
for at få et indblik i deres oplevelser, udfordringer og behov
i forhold til navigation gennem tekstmateriale.
Dette vil give os mulighed for at evaluere
brugervenlighed og effektivitet af vores løsninger
i en reel læringskontekst.
Semesterbinding
I vores projekt vil vi bruge dimensionen "Teknologiske systemer og artefakter" (TSA),
ved at fokusere på funktionaliteten af et eller flere teknologiske værktøjer,
som er baseret på grafteori
til at analysere og forstå tekstmateriale
i uddannelsesmæssige sammenhænge.
Den selvvalgte teknologi, vi vil tage i brug, er grafteori,
som er en teori der studerer og kigger på relationer
mellem noder i et netværk.
Vi vil bruge grafteori til at kigge på,
om vi kan udvikle et værktøj,
der kan analysere strukturen af tekstmateriale
og identificere sammenhænge
mellem forskellige koncepter og emner.
Derudover vil vi bruge TSA
til at være opmærksomme på
at identificere og håndtere eventuelle effekter,
vores teknologiske produkt kan have på læring og uddannelse,
og hvordan det kan påvirke både studerende og undervisere
i deres daglige praksis.
Mulige kilder
@Pontis_2015 diskuterer eksisterende designmodeller
og foreslået en udvidelse af en udbredt model.
Denne tekst blev anvendt ved 1. semester på Humtek,
og kunne bruges som afsæt i undersøgelser om,
hvorvidt dens indeholdte viden kunne formidles bedre
indenfor problemorienteret projektlæring,
ved brug af af semantiske værktøjer til navigation og annotation
af begreber indenfor materialets vidensfelt.
@Bjørn_2006 undersøger problemorienteret projektlæring ved fjernundervisning.
@Goy_2017 undersøger forbedring af burgeroplevelse ved kollaborativ annotation,
vha. semantisk klassificering af og ræsonnement om mærkatnavne.
@Frederiksen_2016 vejleder bibliotekarer i brug af Hypothes.is.
@Jørgensen_2018 introducerer TRIN-modellen
til undersøgelser af teknologiske systemer og artefakter.
@Pressman_2018 vedr. at vores fokus nok vil være produkt mere end state-of-the-art.
@Yokochi_2023 om kvaliteter ved Oxigraph som SPARQL endpoint.
@Nielsen_2017 og @Diefenbach_2021 om kvaliteter ved Wikidata.
@Bento_2022 om kvaliteter ved RDF-baserede ræsonnementsmaskiner (reasoning engines),
relevante ved et fremtidsscenarie
hvor Scholia og Hypothes.is ikke blot knyttes sammen,
men også påføres logisk ekstrapolering af "missing dots" i sammenlagte grafer.
@Liu_2022 om prior art vedr. semantisk bibliotekshåndteringssystem.
@Couch_2015 om prior art vedr. effektivisering af læring gennem strukturering af læreingsmaterialet.
@Venable_2016 introducerer FEDS-metoden
til organisering af evalueringer henover et projektforløb.
@Janowicz_2014 om begrebet 5-stjernede data.
Undersøgelser
[FIXME:
Nedenstående kapitel skal omskrives
fra de nuværende interne arbejdsnoter om mulige workshops
til en tekst henvendt læseren af rapporten om de afholdte workshops]
Semantisk vidensraffinering
Hands-on brug af eksisterende semantiske læringsredskaber
i supergruppen.
Opsætning af lokal vidensbase
Opsætning af Oxigraph quad-store
og validering at anvendelse sker udelukkende lokalt
(dvs. uden "læk" af aktiviteter til omverdenen).
Udvidelse af Oxigraph quad-store
til at bruge den mere intuitive Sparnatural frontend,
og indlejring af opslagseksempler
udviklet i samarbejde med andre grupper.
Opsætning af lokal klon af Scholia,
hvor data synkroniseres fra offentlige ressourcer (Wikidata m.fl.),
og validering at anvendelse sker udelukkende lokalt
(dvs. uden "læk" af aktiviteter til omverdenen).
Scraping af data om forskere fra https://forskning.ruc.dk/,
og udvidelse af lokal Scholia-klon
til at inkludere scrapede data.
Semantisk raffinering af lokal viden
Opsætning af lokal klon af Hypothes.is
hvor indsamlede data lagres i lokalt opsat Oxigraph quad-store
og validering at anvendelse sker udelukkende lokalt
(dvs. uden "læk" af aktiviteter til omverdenen).
Scraping af PDF-filer fra https://moodle.ruc.dk/,
automatisk OCR-scanning af rent grafiske PDF-filer,
og udvidelse af lokal Hypothes.is-klon
til at inkludere lokalt lagrede PDF-filer.
Udvidelse af lokal Scholia-klon
til at medtage annotationer fra lokal Hypothes.is-klon,
inspireret af Gooseberry.
Konklusion
Som konkrete produkter
forestiller vi os for hvert progressive scenarie
at udfærdige et sæt af vejledninger.
Som minimum een brugervejledning (pr. scenarie),
anvendelig for både vidensformidlere og studerende,
men potentielt differentierede vejledninger,
som hver fremhæver den respektive målgruppes behov.
Hvis tiden er til det,
så også en vejledning til beslutningstagere på RUC
om de mere strategiske fremfor praktiske aspekter,
og måske også en vejledning til IT-faglige driftsteknikere.
Hvis tiden er til det,
vil vi desuden videreudvikle Scholia
til at medtage visuelle repræsentationer
af annotationer dannet med hypothes.is.
Perspektivering
Skitsere hvordan vi ville have grebet de tiltag an,
som vi har skitseret men ikke nåede at dykke tilstrækkeligt ned i
til at kunne medtage mere substantielt i rapporten.
Reflektere over
hvordan forbedringer i opmærkning af metadata i publikationer
kan styrke muligheden for brugen af de undersøgte teknologier.
Overveje hvordan konkurrence,
bl.a. fra markeder som modarbejder copyleft,
kunne påvirke de undersøgte teknologier,
eksempelvis belyst gennem Diamond Open Access.
Referenceliste {.appendix}
\begingroup
\raggedright
::: {#refs .foo}
:::
\endgroup
Bilag 1: Plan for vejleder- og gruppemøder
{{< include _gantt.qmd >}}
Punkter til dagsorden for næste møde
- Gennemgå kilder
- Annotere relevans for alle allerede fundne kilder
- Diskutere om nogle kilder bør undersøges bredere (kildens kilder)
