XML ALS DE SMEEROLIE VOOR INNOVATIES IN HET ONDERWIJS door Egbert Heuvelman,
[email protected]
Toepassing van XML in het onderwijs heeft de afgelopen jaren in Nederland een sterke vlucht genomen. Het gaat hierbij veelal over standaarden, specificaties en richtlijnen om leerinnovatie mogelijk te maken. Dit artikel geeft een overzicht van deze ontwikkelingen en de prominente afspraken waarbinnen XML wordt toegepast. Het artikel illustreert daarmee het belang van XML als universele drager voor gestructureerde gegevensuitwisseling in de samenleving van mensen, computers en leren.
Als eerste zal gekeken worden naar de verpakking van educatieve content, naar het toepassen van educatieve content in leeromgevingen, en naar de organisaties die zich met deze specificaties bezig houden. Vervolgens worden specificaties over de inhoudelijke structuur van educatieve content behandeld. Afsluitend zal het digitale portfolio, een persoonsgebonden studieCV in eigendom van de lerende, belicht worden.
Verpakking van educatieve content Het didactische aspect onderscheidt de onderwijs- en trainingswereld van de meeste andere vakgebieden. De op XML gebaseerde SCORM standaard is daar een voorbeeld van. SCORM [1] (Sharable Content Object Reference Model) is een verzameling van specificatie schema’s die de facto voor de trainingsmarkt een standaard is geworden omdat het Amerikaanse leger als initiator en gebruiker ervan direct een grote markt garandeerde. Deze gesloten standaard [2] beschrijft onder andere hoe digitaal cursusmateriaal verpakt en gemetadateerd dient te worden om automatische uitwisseling van leermateriaal tussen systemen mogelijk te laten zijn. Echter ook didactische procedures worden beschreven: hoe met de leseenheden de lesvolgorde geprogrammeerd dient te worden (Simple Sequencing), en hoe de cursusvoortgang tussen cursist, leerobject en docent uitgewisseld kan worden (Run Time Environment) binnen een digitale leeromgeving. Overigens is de laatste specificatie niet op XML schema’s maar op JavaScript gebaseerd. De inhoudelijke structuur van de content zelf, de leereenheden, wordt niet door SCORM beschreven. In de praktijk treft men dan ook binnen een SCORM package [4] diverse bestandsformaten aan zoals PDF, Word, Flash en HTML. Een uitgewerkt voorbeeld van een SCORM package is in bijlage 1 gegeven.
Didactische beperkingen SCORM De Nederlandse onderwijssector hanteert in toenemende mate SCORM packages als uitwisselformaat van lesmateriaal. In dat kader zijn er op dit moment
<> PAG 30 4
n
NR 4
veel activiteiten gaande om het toepassen van metadatering te stroomlijnen, waarover straks meer. Daarentegen worden de XML-standaarden die gaan over het gebruik van het cursusmateriaal weinig toegepast. De verklaring hiervoor is dat de SCORM invulling van cursusdidactiek te weinig aansluiting vindt bij de onderwijspraktijk. De voornaamste klacht [5] is dat de betreffende SCORM-onderdelen uitgaan van 1-op-1 relaties tussen docent en cursist terwijl men in het onderwijs tevens interactie tussen cursisten als didactische techniek wil toestaan. Hieraan is in het leger blijkbaar geen behoefte.
Learning Design Deze omissie binnen de SCORM-standaard heeft er wellicht toe bijgedragen dat de Open Universiteit te Heerlen een voortrekkersrol heeft gespeeld om onderwijskundigen een op XML gebaseerde didactische processpecificatie te laten definiëren. Deze open standaard, IMS Learning Design [6], neemt niet het leermateriaal maar het cursusproces als uitgangspunt waardoor het bijvoorbeeld mogelijk wordt om groepsprocessen te modelleren. Learning Design stelt daarom methodeontwerpers bij uitgeverijen én docenten in staat om verschillende didactische cursusstijlen toe te passen. Daarbij hebben de ontwerpers van Learning Design het mogelijk gemaakt om bestaande SCORM packages in zo’n cursusproces op te nemen zodat de reeds aanwezige verzameling cursuscontent hierin soepel inklikbaar is. Het wachten is nu op leeromgevingen die dergelijke Learning-Design pakketten kunnen afspelen.
Metadatering Waar dus wel flink in geïnvesteerd wordt is het stroomlijnen van de metadatering. Het achterliggende idee is dat het op een eenduidige manier terugvindbaar maken van digitale content een voorwaarde is voor grootschalige toepassing ervan. De binnen de SCORM opgenomen IEEE LOM [7] standaard wordt daarvoor door de onderwijsbranche naar de Neder-
landse situatie gelokaliseerd [8] door een reeks van initiatieven. Met de LOM-standaard kan aan een leerobject (multimedia element, leseenheid, of cursus) een boom van eigenschappen worden toegekend. Een probleem is dat in de Nederlandse praktijk slechts een fractie van deze velden door auteurs of docenten word ingevuld. Daarnaast is de semantiek van ingevoerde gegevens tussen verschillende gebruikers niet eenduidig. Bijvoorbeeld het ontbreken van standaarden voor competentiegerichte kwalificatiestructuren hindert de vindbaarheid van leerobjecten.
Educatieve contentketen
Figuur 2: Edurep abstractie. Bron: Kennisnet
Als antwoord op de bovenstaande problematiek bij het toepassen van SCORM packages hebben de overkoepelende onderwijsorganisaties Kennisnet [9] (PO, VO, BVE) [10] en SURF [11] (HBO, WO) het Educatieve contentketen initiatief genomen. Binnen dit initiatief wordt projectmatig gewerkt aan afspraken om educatieve content soepel door de keten te krijgen. Deze keten wordt voorgesteld door de volgende fasen (zie ook figuur 1): n Ontwikkelen n Beschikbaar stellen n Vinden n Arrangeren n Gebruiken.
Protocol for Metadata Harvesting) afspraak faciliteert het eenduidig verzamelen van metadata uit de verschillende repositories naar een centraal systeem. Op deze wijze kan een content zoeker met één zoekopdracht in alle aangesloten repositories tegelijkertijd zoeken. Het resultaat bevat dan hyperlinks naar de educatieve content in de afzonderlijke repositories. Het Edurep project [15] (zie figuur 2) is een operationalisatie van dit centrale metadatabase concept. Tevens wordt de SRU/SRW [16] afsprakenset gehanteerd voor het berichtenverkeer tijdens het opvragen van metadata. SRU staat voor Search/Retrieve via URL en SRW staat voor Search/Retrieve via Web Service. De laatste techniek wordt binnen het SOAP protocol gebruikt.
Voor het lager en middelbaar onderwijs heeft men inmiddels via het “Content zoekprofiel voor PO-VO-BVE” metadateringsafspraken weten vast Figuur 1: Educatieve contentkete leggen voor de verschilten. Deze keten wordt als cyclus lende schooltypes. De weergegeven omdat het gebruik vereniging EduStandaard van leermateriaal weer tot nieuwe [12] beheert deze afspravragen voor de ontwikkelaars leidt. ken en stelt validatiescheBron: Kennisnet ma’s ter beschikking. Daarnaast worden er VDEX [13] (Vocabulary Definition EXchange specificatie) afspraken ontwikkeld en beschikbaar gesteld om de vocabulaires te beschrijven. Een vocubulaire is een verzameling woorden of termen die in een bepaald domein van toepassing zijn (ofwel de lijst met toegestane waarden voor een metadataveld). VDEX-bestanden bevatten een machineleesbare representatie van een vocabulaire. Dit kan variëren van een heel eenvoudig vocabulaire (alleen “yes” en “no” ) tot meer complete taxonomieën die gebruikt kunnen worden voor classificatie. Binnen het MBO-veld wordt VDEX onder meer gebruikt om competentiegerichte kwalificatiestructuren mee te beschrijven waar bijvoorbeeld ook persoonlijke student portfolio’s mee gebaat zijn. Een andere ontwikkeling is het uniformeren van zoeken binnen verschillende educatieve content databases, tegenwoordig aangeduid met de term repositories. De zogenaamde OAI-PMH [14] (Open Archives Initiative
Specificaties over de inhoudelijke structuur van educatieve content Tot nu toe hebben we gekeken naar XML-specificaties die gekoppeld zijn aan educatieve content. Specificaties om de inhoudelijke structuur van het leermateriaal mee te beschrijven worden in het onderwijs slechts beperkt toegepast. QTI De QTI-specificatie [17] (Question and Test Interoperability) is daarop een uitzondering. De beschikbaarheid van auteurstools om dergelijke opdrachten en toetsen te creëren heeft wellicht bijgedragen tot de populariteit van deze standaard. Met deze specificatie worden met de nieuwste 2.1 versie zeventien verschillende vraagtypes beschreven, en hoe een set van vragen samengevoegd kunnen worden tot toetsen. Deze toetsen kunnen geavanceerd van opzet zijn en kunnen bijvoorbeeld adaptief gedrag vertonen. De toepassing daarvan is echter geen sinecure en daarom zullen de bijbehorende auteursomgevingen even op zich laten wachten. Surf SIX expertisegroep [18] is vertegenwoordigd bij de definitie van deze specificatie. SMIL De SMIL-specificatie [19] (Synchronized Multimedia Integration Language) beschrijft de presentatie van multimedia-elementen op een tijdas en in verschillende vensters. Hiermee is het mogelijk om animaties te definiëren. Ook kunnen hiermee video, tekst en plaatjes synchroon gepresenteerd worden. Het is bijvoorbeeld met SMIL mogelijk om een video van een
<> PAG 30 5
n
NR 4
docerende docent synchroon te laten lopen met een ondertiteling, en met de sheet uit een PowerPoint presentatie. De Realplayer ondersteunt versie 1.0 van deze specificatie, en Internet Explorer heeft standaard de mogelijkheid om een subset hiervan af te spelen. Ondanks deze mogelijkheden wordt de SMIL-specificatie nog weinig binnen het onderwijs toegepast. Een reden hiervoor kan het gebrek aan auteurstools die deze specificatie ondersteunen zijn. DITA Evenmin wordt de DITA [20] (Darwin Information Typing Architecture) standaard gebruikt in de onderwijswereld. Deze specificatie is ontworpen om technische documentatie uitwisselbaar te laten zijn. Zij zou echter ook toegepast kunnen worden voor procedureel lesmateriaal. Er komt voor DITA steeds meer (open source) software beschikbaar. Gesloten specificaties Om deze lacune van standaarden voor tekstuele content te ondervangen hebben sommige educatieve uitgevers in Nederland een voor hun eigen organisatie van toepassing zijnd XML schema geformuleerd. Zij onderkennen het belang voor hun organisatie dat eenduidige afspraken een voorwaarde zijn om in de toekomst tot economisch verantwoord hergebruik van content te komen.
Opmaakformaten en methodieken Tot slot in de reeks van contentbeschrijvende specificaties iets over opmaaktalen. Educatieve uitgevers zijn van oudsher folio uitgevers van hun methodes. Het is een recente ontwikkeling om deze content als XML op te slaan in content management systemen of document management systemen. Hiermee kan de uitgever eenvoudiger on demand en op maat leermateriaal uitleveren. Voor de uitvoer wordt daarbij gebruik gemaakt van XML standaarden zoals XSL-FO. In de praktijk blijkt volledig geautomatiseerde opmaak van folio-producten niet altijd haalbaar te zijn. In dat geval wordt gekozen voor een semi-automatische aanpak, waarbij de XML content eerst automatisch wordt geplaatst in een opmaakprogramma zoals InDesign en vervolgens nog handmatig kan worden aangepast. Met name de behoefte om blended learning te realiseren, dwz. methoden met zowel folio als eLearning componenten, zullen van invloed zijn op de architectuur van deze productieprocessen.
lijke gegevens, opleidingen, behaalde competenties, werkervaringen, etc. De portfolio-eigenaar bepaalt wie welk gedeelte mag inzien of gegevens mag toevoegen. Het streven is om e-portfolio’s overdraagbaar te maken als de student van opleiding wisselt. Een nog ambitieuzer doel is dat het e-portfolio meegenomen kan worden naar de beroepspraktijk, zoals weergeven in figuur 3. Indien dat gerealiseerd wordt zal e-portfolio een belangrijke ondersteuning voor het lifelong-learning concept zijn. Het moge duidelijk zijn dat bij het proces om tot afspraken voor deze leren&werkenketen te komen veel stakeholders betrokken zijn. En dat XML-specificaties hier een essentiële rol vervullen. De thans in ontwikkeling zijnde Nederlandse afspraak, E-portfolio NL, hangt samen met andere internationale afspraken. Waaronder: n IMS ePortfolio [21] vormt de basis, ondersteunt lifelong learning, maakt transities van school naar werk mogelijk, en stelt onderwijsinstituten beter in staat om behaalde competenties te volgen. n IMS RDCEO [22] (Reusable Definition of Competency or Educational Objective). Met deze specificatie wordt de uitwisseling van competenties tussen automatische systemen mogelijk gemaakt. De huidige inspanning van de MBO-sector om een competentiegerichte kwalificatiestructuur van educatieve content te realiseren zal ook hier benut kunnen worden. Als gevolg van deze ontwikkelingen zal het voor e-portfolio-houders in de toekomst eenvoudiger worden om cursussen op maat te laten aanbieden. Men stelt een leerdoel binnen het competentieschema, trekt daar de behaalde competenties van af en wat resteert aan competenties kan vervolgens in repositories opgezocht worden.
Afsluiting De auteur van dit artikel is sinds een decennium betrokken bij het inrichten van content productiestraten bij educatieve uitgevers, onderwijsinstellingen en trainingsbureaus. Het is gedurende deze jaren gebleken dat vele eLearning-functionaliteiten slechts op incidentele basis toegepast werden. De hoge kostprijs voor het ontwikkelen eLearning-lesmateriaal in combinatie van het ontbreken van bruikbare standaarden is hier debet aan geweest.
e-portfolio Als laatste onderwerp in dit artikel aandacht voor een ontwikkeling die veel aandacht krijgt in de onderwijswereld: het digitaal portfolio of e-portfolio. Een e-portfolio is een persoonsgebonden verzameling van gegevens die eigendom zijn van de student zelf. Het gaat dan om persoon-
<> PAG
30 6
n
NR 4
Figuur 3: e-portfolio levensfasen. Bron: Kennisnet
Het is daarom goed om te zien dat de organisatiegraad in de Nederlandse onderwijssector van een dusdanig hoog niveau is dat ze ondanks de lastige afstemmingsproblematiek toch met werkbare oplossingen weet te komen. De ontwikkelingen rondom het portfolio zijn daarbij nog spannender omdat hiermee de Nederlandse eLearning markten van onderwijs en het bedrijfsleven met elkaar verbonden zullen worden. Naast de schaalvoordelen ten gevolge van deze uitwisselbaarheid van leermaterialen en gegevens wordt het leren-op-maat in een lifelong-learning leven ook steeds meer realiteit. De op XML gebaseerde specificaties voor gegevens- en berichtenuitwisseling vormen hierbij de onzichtbare basis.
Referenties [1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6] [7] [8]
SCORM: http://www.adlnet.gov/scorm. Verzameling standaarden en specificaties voor herbruikbare pakketten van leerobjecten, beheert door Advanced Distributed Learning (ADL, http://www.adlnet. gov), een door defensie ingestelde organisatie; Zij omvat onder meer de specificaties: n IMS-CP: Content Packaging, een uitwisselingsspecificatie van leerobjecten tussen systemen; n IEEE-LOM: Learning Object Metadata, het gestructureerd beschrijven van (leer)objecten; n AICC-RTE: Run Time Environment API, beschrijft de JavaScript communicatie tussen leerobjecten en leeromgeving; n IMS-SS: Simple Sequencing, beschrijft de volgorde van leerobjecten in een leerproces. SCORM is een gesloten standaard omdat de uitvoerende organisatie ADL de regie erover wenst te houden. Digitale leeromgeving: portals waar docent en scholier/student/cursist op inloggen en de voor hun van toepassing zijnde werk/leeromgeving gepresenteerd krijgen. Thans zijn Leer Management Systemen (LMS) populair, zoals Blackboard, N@ tschool, Moodle. Deze voorzien in de organisatorische behoefte rond het geven van cursussen: wie doet mee, wat is de agenda, en geef toegang tot het cursusmateriaal zelf. Recentelijk is het Portfolio erbij gekomen: een persoonsgebonden studie-CV in eigendom van de lerende. Deze lijn verder getrokken brengt de portfolio ook in het bedrijfsleven SCORM package: zip file met minstens het manifest XML document. Dit bestand beschrijft alle opgenomen leereenheden, en de daarbij gebruikte bestanden. Zij bevat of verwijst naar XML documenten die metadata van de diverse eenheden of bestanden bevatten. Zie ook: Peter Sloep: 'SCORM-standaard zet innovatieklok in het onderwijs terug' http://www. edusite.nl/edusite/columns/14078 Learning Design: http://www.imsglobal.org/learningdesign IEEE: http://www.ieee.org Lokaliseren: de omzetting van buitenlandse procedures of gegevens naar de lokale (Nederlandse) situatie.
[9] Kennisnet: http://www.kennisnet.nl [10] PO-VO-BVE: Primair onderwijs, VO: Voortgezet onderwijs, BVE: Beroeps en volwassenen educatie [11] Surf: http://www.surf.nl [12] EduStandard: http://www.edustandaard.nl [13] VDEX: http://www.imsglobal.org/vdex/index.html [14] OAI-PMH: http://www.openarchives.org [15] Edurep: http://edurep.kennisnet.nl [16] SRU: http://www.loc.gov/standards/sru [17] QTI: http://www.imsglobal.org/question [18] Surf SIX: http://elearning.surf.nl/six [19] SMIL: http://www.w3.org/AudioVideo/ [20] DITA: http://dita.xml.org, zie ook artikel in
Egbert Heuvelman, is mede oprichter en directeur van Turpin Vision.
<> PAG 30 7
n
NR 4
Bijlage: Uitgewerkt voorbeeld van een SCORM package Hieronder is een schermvoorbeeld te zien van een SCORM package zoals dat via een digitale leeromgeving getoond wordt aan een cursist in een browser. Deze SCORM package file bevat onder meer het manifest document. Dit XML document beschrijft de inhoud van het package. De package bevat typisch meerdere leereenheden, SCO’s genaamd, die geordend zijn in een boomstructuur en zo een cursus vormen. De opgenomen SCO’s worden in het
blok uitgewerkt. Daar wordt bijvoorbeeld verwezen naar een bij de SCO behorende IEEE LOM metadata bestand. Zie voorbeelden hieronder.
<> PAG 30 8
n
NR 4
Een voorbeeld van een IEEE LOM metadata bestand, afkomstig uit het do_4104.xml document zoals vermeld in bovenstaande voorbeeld, staat hieronder:
Source of Innovation
Alle activiteiten (
<> PAG 30 9
n
NR 4
