Justificación y Descripción del Dominio de Conocimiento de una Ontología para la Formalización y Automatización de Escenarios Educativos A. Rius, M.A.

Presentación del tema: "Justificación y Descripción del Dominio de Conocimiento de una Ontología para la Formalización y Automatización de Escenarios Educativos A. Rius, M.A."— Transcripción de la presentación:

1 Justificación y Descripción del Dominio de Conocimiento de una Ontología para la Formalización y Automatización de Escenarios Educativos A. Rius, M.A. Sicilia, E. García Good morning everyone. My name’s Àngels and I’m going to present our paper: Beyond contents and activities: specifying processes in learning technology. 1

2 Tabla de contenidos Introducción
¿Una ontología sobre escenarios educativos? Aproximación al dominio de conocimiento Conclusiones. Trabajo futuro This presentation is divided in four parts: an introduction, the specification of learning processes in Business Process Management Notation (BPMN) with the different steps that we propose, the possible integration of other specifications in this proposals and the conclusions. 2

3 Tabla de contenidos Introducción Objetivo y trabajo previo
Ontologías en el ámbito del e-Learning ¿Una ontología sobre escenarios educativos? Aproximación al dominio de conocimiento Conclusiones. Trabajo futuro This presentation is divided in four parts: an introduction, the specification of learning processes in Business Process Management Notation (BPMN) with the different steps that we propose, the possible integration of other specifications in this proposals and the conclusions. 3

4 Objetivo y trabajo previo
Introducción Objetivo y trabajo previo Automatizar o semi-automatizar especificaciones de escenarios educativos Escenarios básicos SCP-BPMN-BPEL Catalogación de escenarios Técnica de especificación Ontología de soporte a la especificación, creación y validación de escenarios educativos IMS Digital Repositories Interoperability specification suggests some recommendations for the interoperability of the most common repository functions. This specification is tied on contents but it does not assume heterogeneity of systems and formats, and does not provide a language to specify complex and generic interactions. In order to achieve interoperability among systems, we can consider some projects. The eduSource project has designed and implemented the ECL as a communication protocol to communicate and share resources across the network. It conforms to IMS DRI specification. The PAWSEL project, on the other hand, proposes and architecture that pretends to facilitate heterogeneous conversational patterns among the participants through Web Services. In this context the relations among participants are considered scenarios. The SleD2 project, also proposes another architecture to integrate the e-Learning services instead of web services. It uses the cooperCore engines as workflow engines and satisfy some automation of scenarios, but limited to the delivery of activities. The term scenario was introduced previously in an attempt to present learning objects metadadata as required infrastructure to support LMS functions. The semantic conformance profiles were proposed towards the automation processes. All this work is related with our work as we will see next. 4

5 Ontologías en el ámbito del e-Learning
Introducción Ontologías en el ámbito del e-Learning LOM i LD usan ontologías. Otras ontologías para describir…. Ninguna con la finalidad de automatizar especificaciones de escenarios educativos Contenidos de aprendizaje de documentos técnicos Interacciones estudiantes-LMS en entornos colaborativos Tareas de aprendizaje Objetivos de aprendizaje y trabajo en grupo Escenarios de aprendizaje en entornos colaborativos Let’s see the advantages that BPMN brings to the specification of e-Learning processes. BPMN supports the interchange formats between applications. The XML makes it possible. BPMN reduces the heterogeneity among LMS. BPMN notation reduces heterogeneity in business processes environment, and business processes can be considered as learning processes, so the same practises an experiences can be reused. Also BPMN provides elements to specify complex and generic interactions. It provides an understandable notation accepted for the major part of the community, it offers notation to metamodeling and different techniques to modelling for processes. And the most important for our goal, there are some support to automate the BPMN specifications obtaining executable BPEL processes specifications. 5

6 Tabla de contenidos Introducción
¿Una ontología sobre escenarios educativos? Ventajas del uso de las ontologías Justificación de la ontología propuesta Aproximación al dominio de conocimiento Conclusiones. Trabajo futuro This presentation is divided in four parts: an introduction, the specification of learning processes in Business Process Management Notation (BPMN) with the different steps that we propose, the possible integration of other specifications in this proposals and the conclusions. 6

7 Ventajas del uso de las ontologías
¿Una ontología sobre escenarios educativos? Ventajas del uso de las ontologías En tiempo de desarrollo… * Validación Comprensión del dominio * Consenso entre participantes Reutilización del conocimiento * * En tiempo de ejecución… Interoperabilidad * * Integración fuentes de datos Aplicaciones comercio electrónico * Mejor comunicación entre agentes * Desambigüación lenguaje natural * Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. Modelado contenido semántico págs. web * 7

8 Justificación de la ontología propuesta
¿Una ontología sobre escenarios educativos? Justificación de la ontología propuesta Otras ventajas….. 1) Marco de referencia para la descripción formal de escenarios => garantizar el comportamiento consistente y no ambiguo del LMS 2) Definición del dominio de conocimiento => términos y conceptos relacionados con los escenarios educativos y su especificación Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. 8

9 Justificación de la ontología propuesta
¿Una ontología sobre escenarios educativos? Justificación de la ontología propuesta 3) Compartición de una misma estructura de la información => reutilización de conocimiento => facilidad de aprendizaje 4) Validación de comportamiento de nuevos escenarios => catalogación de escenarios 5) Facilita el análisis detallado del dominio => creación de nuevas aplicaciones => delimitar claramente qué conceptos se incluyen en el dominio Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. 9

10 Tabla de contenidos Introducción
¿Una ontología sobre escenarios educativos? Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a responder Ejemplo Conclusiones. Trabajo futuro This presentation is divided in four parts: an introduction, the specification of learning processes in Business Process Management Notation (BPMN) with the different steps that we propose, the possible integration of other specifications in this proposals and the conclusions. 10

11 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología De acuerdo con Noy & Mc.Guiness ¿Para qué se va a utilizar ? ¿A qué tipo de preguntas va a dar respuesta ? ¿Quién la utilizará y mantendrá ? Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. 11

12 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología Obtener especificaciones formales de escenarios educativos orientadas a la automatización ¿Para qué se va a utilizar ? Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. 12

13 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología Obtener especificaciones formales de escenarios educativos orientadas a la automatización ¿Para qué se va a utilizar ? Catalogar y clasificar escenarios educativos Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. 13

14 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología Obtener especificaciones formales de escenarios educativos orientadas a la automatización ¿Para qué se va a utilizar ? Catalogar y clasificar escenarios educativos Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. Validar el comportamiento de nuevos escenarios 14

15 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología ¿Elementos que constituyen un escenario (actores, roles, procesos, actividades)? ¿Escenario educativo? ¿A qué tipo de preguntas va a dar respuesta ? ¿Tipos de escenarios? ¿Algún escenario con un objetivo determinado? Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. ¿Cómo se especifica un escenario? ……etc. 15

16 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología ¿Condiciones iniciales para la ejecución de un escenario? ¿Secuencias de actividades? ¿A qué tipo de preguntas va a dar respuesta ? ¿Resultados finales? ¿Reestricciones? ……etc. Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. ¿Comunicación entre actores? ¿Orden de ejecución de los procesos? ¿Flujo de información entre procesos? 16

17 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología DESCRIPCIÓN ESTRUCTURAL DESCRIPCIÓN FUNCIONAL ¿Condiciones iniciales para la ejecución de un escenario? ¿Escenario educativo? ¿Elementos que constituyen un escenario ? ¿A qué tipo de preguntas va a dar respuesta ? ¿Cond.finales? ¿Restricciones? ¿Secuencias de actividades? ¿Escenario con un objetivo dado? ¿Comunicación entre actores? ¿Tipos de escenarios? Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. ¿Orden de ejecución de los procesos? ¿Cómo se especifica un escenario? …etc. 17

18 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología Quién diseñe la técnica de especificación de escenarios educativos ¿Quién la utilizará y mantendrá ? Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. 18

19 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología Quién diseñe la técnica de especificación de escenarios educativos Quién cree y valide nuevos escenarios educativos ¿Quién la utilizará y mantendrá ? Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. 19

20 Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología
Aproximación al dominio de conocimiento Cuestiones competenciales a las que debe de responder la ontología Quién diseñe la técnica de especificación de escenarios educativos Quién cree y valide nuevos escenarios educativos ¿Quién la utilizará y mantendrá ? Quién personalice escenarios educativos Among the more basic scenarios that we can identify in the LMS we have selected the acquisition of the reusable learning object. As we can see….This scenario describes the automated or semi-automated purchase of a reusable learning object to fulfil a given learning objective inside the LMS. 20

21 Ejemplo Escenario de acquisición de un LO SCP PRE
Aproximación al dominio de conocimiento Ejemplo Escenario de acquisición de un LO SCP PRE Características del LO Identificador del sistema vendedor Condiciones de compra Restricciones Que se satisfagan las condiciones pedagógicas y de compra Que el sistema vendedor esté disponible Que se audite el proceso de compra POST Justificante de compra Sistema vendedor continúe ejecutándose Disponibilidad del LO If we take as starting point this scenario we can translate the natural language description into a more oriented automation description using the concept of the semantic conformance profile. It means that we have to specify the process of acquisition defining the precondition, the restrictions and the post-condition. In this case the precondition or the required elements are …. The restrictions also called idioms are issues that the process has to check, for example that the conditions of the purchase were satisfied, the copyrights were met, the legal conditions were satisfied too, the vendor system will be available the process of purchasing will be audited. Given the precondition and the restrictions, the post-condition will be the receipt of purchase, the vendor system go on running after the purchase transaction and the learning object will be available. 21

22 Ejemplo BPM Aproximación al dominio de conocimiento
After that we identify three participants (the repository, the LMS and the vendor system) and for each of them we create a pool. The LMS receives the request to acquire a learning object with some pedagogical characteristics, the identifier of the vendor system and other buying conditions. So, the LMS send this request to the repositories where learning objects can be found. Then every repository returns the metadata of learning objects that satisfy pedagogical conditions. The LMS has to check the suitability of them according the conditions, and selects the most suitable. The LMS sends the request of purchase to the vendor system and if it is available the transaction is made and the order to deliver the learning object is done and audited too. Here we can see two groups. One for the search of the learning object, that can be considered another basic process and we define as a federator process defined by IMS DRI specifications, and the second group that involves all the activities related to the purchase. Also, we can see that this specification has processes that need to be more refined as the checking usability of the learning object. 22

23 Ejemplo Aproximación al dominio de conocimiento
After that we identify three participants (the repository, the LMS and the vendor system) and for each of them we create a pool. The LMS receives the request to acquire a learning object with some pedagogical characteristics, the identifier of the vendor system and other buying conditions. So, the LMS send this request to the repositories where learning objects can be found. Then every repository returns the metadata of learning objects that satisfy pedagogical conditions. The LMS has to check the suitability of them according the conditions, and selects the most suitable. The LMS sends the request of purchase to the vendor system and if it is available the transaction is made and the order to deliver the learning object is done and audited too. Here we can see two groups. One for the search of the learning object, that can be considered another basic process and we define as a federator process defined by IMS DRI specifications, and the second group that involves all the activities related to the purchase. Also, we can see that this specification has processes that need to be more refined as the checking usability of the learning object. 23

24 Tabla de contenidos Introducción
¿Una ontología sobre escenarios educativos? Aproximación al dominio de conocimiento Conclusiones. Trabajo futuro This presentation is divided in four parts: an introduction, the specification of learning processes in Business Process Management Notation (BPMN) with the different steps that we propose, the possible integration of other specifications in this proposals and the conclusions. 24

25 Conclusiones. Trabajo futuro.
Es necesaria una ontología para representar taxonomías de conceptos de alto nivel relacionados con la especificación de escenarios educativos, así como conceptos más dinàmicos relacionados con el flujo de actividades y mensajes. Una primera aproximación al dominio de conocimiento de la ontología propuesta permite observar ciertas similitudes con la ontología que describe la semántica de IMS LD. As conclusions of the presentation… BPMN is attractive for all kind of e-Learning users and helps to reduces the confusion among them, at the same time that it provides interoperability, both at human level and at technical level. Our proposal is to use three steps to give support to automated specifications of the learning processes: the SCP, the BPMN diagram and the mapping from BPMN diagram to BEL specifications. 25

26 Conclusiones. Trabajo futuro.
Creación de dicha ontología en Protégé y extensión de la misma con algún lenguaje de reglas. Uso de la ontología para especificar, validar, catalogar y automatizar escenarios educativos. As conclusions of the presentation… BPMN is attractive for all kind of e-Learning users and helps to reduces the confusion among them, at the same time that it provides interoperability, both at human level and at technical level. Our proposal is to use three steps to give support to automated specifications of the learning processes: the SCP, the BPMN diagram and the mapping from BPMN diagram to BEL specifications. 26

27 ¡Muchas gracias por su atención!
27