Using Moodle to provide added value in the teaching of a software development course

The rate of adoption and use of learning management systems to support teaching and learning processes in academic institutions is growing rapidly. Universities are acquiring systems with functionalities that can match with their specific needs and requirements. Moodle is one of the most popular and widely deployed learning management systems in academic institutions today. However, apart from the system, universities tend to maintain other applications for the purpose of supplementing their teaching and learning processes. This situation is similar to Lappeenranta University of Technology (LUT), which is our case study in this project. Apart from Moodle, the university also maintains other systems such as Oodi, Noppa and Uni portal for the purpose of supporting its educational activities. This thesis has two main goals. The first goal is to understand the specific role of Moodle at LUT. This information is fundamental in assessing whether Moodle is needed in the university’s current teaching and learning environment. The second aim is to provide insights to teachers and other departmental stakeholders on how Moodle can provide added value in the teaching of a software development course. In response to this, a Moodle module for a software development course is created and the underlying features are tested. Results of the constructive work proposed some improvements through (i) the use of Moodle for in-class surveys, (ii) transfer of grades from Moodle to Oodi, (iii) use of Moodle in self-study courses and MOOCs, (iv) online examinations, and (v) Moodle integrations with third party applications. The proposed items were then evaluated for their utility through interviews of five expert interviews. The final results of this work are considered useful to LUT administration and management specifically on ways that Moodle can bring changes to the university at managerial, economical and technical level. It also poses some challenges on platform innovations and research.

Évaluation et amélioration du rendement de la formation en entreprise : vers une démarche basée sur la gestion des processus d’affaires.

La formation est une stratégie clé pour le développement des compétences. Les entreprises continuent à investir dans la formation et le développement, mais elles possèdent rarement des données pour évaluer les résultats de cet investissement. La plupart des entreprises utilisent le modèle Kirkpatrick/Phillips pour évaluer la formation en entreprise. Cependant, il ressort de la littérature que les entreprises ont des difficultés à utiliser ce modèle. Les principales barrières sont la difficulté d’isoler l’apprentissage comme un facteur qui a une incidence sur les résultats, l’absence d’un système d’évaluation utile avec le système de gestion de l’apprentissage (Learning Management System - LMS) et le manque de données standardisées pour pouvoir comparer différentes fonctions d’apprentissage. Dans cette thèse, nous proposons un modèle (Analyse, Modélisation, Monitoring et Optimisation - AM2O) de gestion de projets de formation en entreprise, basée sur la gestion des processus d’affaires (Business Process Management - BPM). Un tel scénario suppose que les activités de formation en entreprise doivent être considérées comme des processus d’affaires. Notre modèle est inspiré de cette méthode (BPM), à travers la définition et le suivi des indicateurs de performance pour gérer les projets de formation dans les organisations. Elle est basée sur l’analyse et la modélisation des besoins de formation pour assurer l’alignement entre les activités de formation et les objectifs d’affaires de l’entreprise. Elle permet le suivi des projets de formation ainsi que le calcul des avantages tangibles et intangibles de la formation (sans coût supplémentaire). En outre, elle permet la production d’une classification des projets de formation en fonction de critères relatifs à l’entreprise. Ainsi, avec assez de données, notre approche peut être utilisée pour optimiser le rendement de la formation par une série de simulations utilisant des algorithmes d’apprentissage machine : régression logistique, réseau de neurones, co-apprentissage. Enfin, nous avons conçu un système informatique, Enterprise TRaining programs Evaluation and Optimization System - ETREOSys, pour la gestion des programmes de formation en entreprise et l’aide à la décision. ETREOSys est une plateforme Web utilisant des services en nuage (cloud services) et les bases de données NoSQL. A travers AM2O et ETREOSys nous résolvons les principaux problèmes liés à la gestion et l’évaluation de la formation en entreprise à savoir : la difficulté d’isoler les effets de la formation dans les résultats de l’entreprise et le manque de systèmes informatiques.

Modellbasiertes Service Level Management verteilter Anwendungssysteme

Zur Senkung von Kosten werden in vielen Unternehmen Dienstleistungen, die nicht zur Kernkompetenz gehören, an externe Dienstleister ausgelagert. Dieser Prozess wird auch als Outsourcing bezeichnet. Die dadurch entstehenden Abhängigkeiten zu den externen Dienstleistern werden mit Hilfe von Service Level Agreements (SLAs) vertraglich geregelt. Die Aufgabe des Service Level Managements (SLM) ist es, die Einhaltung der vertraglich fixierten Dienstgüteparameter zu überwachen bzw. sicherzustellen. Für eine automatische Bearbeitung ist daher eine formale Spezifikation von SLAs notwendig. Da der Markt eine Vielzahl von unterschiedlichen SLM-Werkzeugen hervorgebracht hat, entstehen in der Praxis Probleme durch proprietäre SLA-Formate und fehlende Spezifikationsmethoden. Daraus resultiert eine Werkzeugabhängigkeit und eine limitierte Wiederverwendbarkeit bereits spezifizierter SLAs. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz für ein plattformunabhängiges Service Level Management entwickelt. Ziel ist eine Vereinheitlichung der Modellierung, so dass unterschiedliche Managementansätze integriert und eine Trennung zwischen Problem- und Technologiedomäne erreicht wird. Zudem wird durch die Plattformunabhängigkeit eine hohe zeitliche Stabilität erstellter Modelle erreicht. Weiteres Ziel der Arbeit ist, die Wiederverwendbarkeit modellierter SLAs zu gewährleisten und eine prozessorientierte Modellierungsmethodik bereitzustellen. Eine automatisierte Etablierung modellierter SLAs ist für eine praktische Nutzung von entscheidender Relevanz. Zur Erreichung dieser Ziele werden die Prinzipien der Model Driven Architecture (MDA) auf die Problemdomäne des Service Level Managements angewandt. Zentrale Idee der Arbeit ist die Definition von SLA-Mustern, die konfigurationsunabhängige Abstraktionen von Service Level Agreements darstellen. Diese SLA-Muster entsprechen dem Plattformunabhängigen Modell (PIM) der MDA. Durch eine geeignete Modelltransformation wird aus einem SLA-Muster eine SLA-Instanz generiert, die alle notwendigen Konfigurationsinformationen beinhaltet und bereits im Format der Zielplattform vorliegt. Eine SLA-Instanz entspricht damit dem Plattformspezifischen Modell (PSM) der MDA. Die Etablierung der SLA-Instanzen und die daraus resultierende Konfiguration des Managementsystems entspricht dem Plattformspezifischen Code (PSC) der MDA. Nach diesem Schritt ist das Managementsystem in der Lage, die im SLA vereinbarten Dienstgüteparameter eigenständig zu überwachen. Im Rahmen der Arbeit wurde eine UML-Erweiterung definiert, die eine Modellierung von SLA-Mustern mit Hilfe eines UML-Werkzeugs ermöglicht. Hierbei kann die Modellierung rein graphisch als auch unter Einbeziehung der Object Constraint Language (OCL) erfolgen. Für die praktische Realisierung des Ansatzes wurde eine Managementarchitektur entwickelt, die im Rahmen eines Prototypen realisiert wurde. Der Gesamtansatz wurde anhand einer Fallstudie evaluiert.

Designing context-aware adaptive units of learning based on IMS-LD standard

Learning contents adaptation has been a subject of interest in the research area of the adaptive hypermedia systems. Defining which variables and which standards can be considered to model adaptive content delivery processes is one of the main challenges in pedagogical design over e-learning environments. In this paper some specifications, architectures and technologies that can be used in contents adaptation processes considering characteristics of the context are described and a proposal to integrate some of these characteristics in the design of units of learning using adaptation conditions in a structure of IMS-Learning Design (IMS-LD) is presented. The key contribution of this work is the generation of instructional designs considering the context, which can be used in Learning Management Systems (LMSs) and diverse mobile devices

Factors mediating the routinisation of e-learning within a traditional university education environment

Technology-enhanced or Computer Aided Learning (e-learning) can be institutionally integrated and supported by learning management systems or Virtual Learning Environments (VLEs) to offer efficiency gains, effectiveness and scalability of the e-leaning paradigm. However this can only be achieved through integration of pedagogically intelligent approaches and lesson preparation tools environment and VLE that is well accepted by both the students and teachers. This paper critically explores some of the issues relevant to scalable routinisation of e-learning at the tertiary level, typically first year university undergraduates, with the teaching of Relational Data Analysis (RDA), as supported by multimedia authoring, as a case study. The paper concludes that blended learning approaches which balance the deployment of e-learning with other modalities of learning delivery such as instructor–mediated group learning etc offer the most flexible and scalable route to e-learning but that this requires the graceful integration of platforms for multimedia production, distribution and delivery through advanced interactive spaces that provoke learner engagement and promote learning autonomy and group learning facilitated by a cooperative-creative learning environment that remains open to personal exploration of constructivist-constructionist pathways to learning.

Review of monitoring tools for e-learning platforms

The advancement of e-learning technologies has made it viable for developments in education and technology to be combined in order to fulfil educational needs worldwide. E-learning consists of informal learning approaches and emerging technologies to support the delivery of learning skills, materials, collaboration and knowledge sharing. E-learning is a holistic approach that covers a wide range of courses, technologies and infrastructures to provide an effective learning environment. The Learning Management System (LMS) is the core of the entire e-learning process along with technology, content, and services. This paper investigates the role of model-driven personalisation support modalities in providing enhanced levels of learning and trusted assimilation in an e-learning delivery context. We present an analysis of the impact of an integrated learning path that an e-learning system may employ to track activities and evaluate the performance of learners.

DIGITAL LIBRARIES AND LEARNING OBJECTS REPOSITORIES

Discusses the technological changes that affects learning organizations as well as the human, technical, legal and sustainable aspects regarding learning objects repositories creation, maintenance and use. It presents concepts of information objects and learning objects, the functional requirements needed to their storage at Learning Management Systems. The role of Metadata is reviewed concerning learning objects creation and retrieval, followed by considerations about learning object repositories models, community participation/collaborative strategies and potential derived metrics/indicators. As a result of this desktop research, it can be said that not only technical competencies are critical to any learning objects repository implementation, but it urges that an engaged community of interest be establish as a key to support a learning object repository project. On that matter, researchers are applying Activity Theory (Vygostky, Luria y Leontiev) in order to seek joint perceptions and actions involving learning objects repository users, curators and managers, perceived as critical assets to a successful proposal.

Content and English Language Integrated Learning: The use of Moodle in Aircraft Maintenance Training Programs

The aim of this work is to develop a prototype of an e-learning environment that can foster Content and Language Integrated Learning (CLIL) for students enrolled in an aircraft maintenance training program, which allows them to obtain a license valid in all EU member states. Background research is conducted to retrace the evolution of the field of educational technology, analyzing different learning theories – behaviorism, cognitivism, and (socio-)constructivism – and reflecting on how technology and its use in educational contexts has changed over time. Particular attention is given to technologies that have been used and proved effective in Computer Assisted Language Learning (CALL). Based on the background research and on students’ learning objectives, i.e. learning highly specialized contents and aeronautical technical English, a bilingual approach is chosen, three main tools are identified – a hypertextbook, an exercise creation activity, and a discussion forum – and the learning management system Moodle is chosen as delivery medium. The hypertextbook is based on the technical textbook written in English students already use. In order to foster text comprehension, the hypertextbook is enriched by hyperlinks and tooltips. Hyperlinks redirect students to webpages containing additional information both in English and in Italian, while tooltips show Italian equivalents of English technical terms. The exercise creation activity and the discussion forum foster interaction and collaboration among students, according to socio-constructivist principles. In the exercise creation activity, students collaboratively create a workbook, which allow them to deeply analyze and master the contents of the hypertextbook and at the same time create a learning tool that can help them, as well as future students, to enhance learning. In the discussion forum students can discuss their individual issues, content-related, English-related or e-learning environment-related, helping one other and offering instructors suggestions on how to improve both the hypertextbook and the workbook based on their needs.

Kostenorientiertes Controlling von E-Learning-Plattformen mit dem TCO-Konzept

Zur administrativen Unterstützung von Lehr- und Lernprozessen werden E-Learning-Plattformen eingesetzt, die auf der Grundlage des Internet Funktionen zur Distribution von Lehr- und Lernmaterialien und zur Kommunikation zwischen Lehrenden und Lernenden anbieten. Zahlreiche wissenschaftliche Beiträge und Marktstudien beschäftigen sich mit der multikriteriellen Evaluation dieser Softwareprodukte zur informatorischen Fundierung strategischer Investitionsentscheidungen. Demgegenüber werden Instrumente zum kostenorientierten Controlling von E-Learning-Plattformen allenfalls marginal thematisiert. Dieser Beitrag greift daher das Konzept der Total Cost of Ownership (TCO) auf, das einen methodischen Ansatzpunkt zur Schaffung von Kostentransparenz von E-Learning-Plattformen bildet. Aufbauend auf den konzeptionellen Grundlagen werden Problembereiche und Anwendungspotenziale für das kostenorientierte Controlling von LMS identifiziert. Zur softwaregestützten Konstruktion und Analyse von TCO-Modellen wird das Open Source-Werkzeug TCO-Tool eingeführt und seine Anwendung anhand eines synthetischen Fallbeispiels erörtert. Abschließend erfolgt die Identifikation weiterführender Entwicklungsperspektiven des TCO-Konzepts im Kontext des E-Learning. Die dargestellte Thematik ist nicht nur von theoretischem Interesse, sondern adressiert auch den steigenden Bedarf von Akteuren aus der Bildungspraxis nach Instrumenten zur informatorischen Fundierung von Investitions- und Desinvestitionsentscheidungen im Umfeld des E-Learning.

Multi-Channel-Learning (MCL)

Lerneinheiten müssen stark variierenden Anforderungen gerecht werden. Neben unterschiedlichen Lerntypen spielen vor allem auch die Umfeldbedingungen eine wesentliche Rolle, in denen Lernprozesse stattfinden. Faktoren wie z. B. die Tagesform führen letztlich dazu, dass nicht einmal für eine einzelne Person konstante Lernpräferenzen herrschen. Mit diesem Beitrag wird vorgeschlagen, zur Lösung des Problems einer Mehrkanalstrategie zu folgen. Allerdings sind spezifische Eigenschaften von Learning-Content-Systemen (LCS) notwendig, um ein sog. Multi-Channel-Learning (MCL) zu ermöglichen. Diese Eigenschaften werden im Beitrag anhand von Informationsmodellen beschrieben werden. Sie sollen als Referenzmodell dienen, das sowohl bei der Entwicklung als auch bei der Auswahl und Anpassung von LCS hilfreich sein kann. Das Referenzmodell wird deduktiv abgeleitet und anhand praktischer Anwendungen geprüft. Vorgestellt werden sowohl Anwendungs- als auch Organisationssysteme, die nach dem Modell realisiert worden sind. Auf dieser Grundlage kann schließlich eine Nutzenabschätzung des Modells für das Multi-Channel-Learnings vorgenommen werden.

E-Learning: Bildung 2.0?

Einzelne Projekte bildeten den Anfang für die E-Learning-Integration im Hochschulbereich. Heute, nach dem Ende der großen E-Learning-Förderprojekte, haben sich an vielen Hochschulen feste E-Learning-Einrichtungen etabliert. Learning Management Systeme (LMS) sind flächendeckend Realität. Die Pädagogische Hochschule Ludwigsburg war in der Lage, E-Learning auch strukturell fest in der Hochschulorganisation zu verankern – ein ‚luxuriöser‘ und beruhigend zukunftsfähiger, nachhaltiger Zustand. Didaktische Konzepte sind erprobt, der Einsatz von E-Learning in den Hochschulveranstaltungen vielzählig in allen Fachgebieten etabliert; die technische Realisation stellt kein Problem mehr dar. Das ‚klassische E-Learning‘ sozusagen haben wir hinter uns – was bringt die mobile Zukunft? Genau jetzt ist der richtige Zeitpunkt festzuhalten, welche Umsetzungen und Anwendungen es für E-Learning an der Pädagogischen Hochschule Ludwigsburg gibt – und dies sicher beispielhaft für viele Hochschulen. Welche Projekte bewegen die Hochschule auf diesem Feld, welche Partner wurden gefunden und welche Antworten auf die Grundfragen des E-Learning? UND: Wie soll es weiter gehen auf dem elektronischen Weg der individualisierten Lernumgebungen; welchen Anforderungen stellen wir uns?

(Lifelong) learning in your pocket?

Der Beitrag fokussiert die Entwicklung, den Einsatz und die Nutzung von innovativen Technologien zur Unterstützung von Bildungsszenarien in Schule, Hochschule und Weiterbildung. Ausgehend von den verschiedenen Phasen des Corporate Learning, Social Learning, Mobile Learning und Intelligent Learning wird in einem ersten Abschnitt das Nutzungsverhalten von Technologien durch Kinder, Jugendliche und (junge) Erwachsene in Schule, Studium und Lehre betrachtet. Es folgt die Darstellung technologischer Entwicklungen auf Basis des Technology Life Cycle und die Konsequenzen von unterschiedlichen Entwicklungszuständen und Reifegraden von Technologien wie Content Learning Management, sozialen Netzwerken, mobilen Endgeräten, multidimensionalen und -modalen Räumen bis hin zu Anwendungen augmentierter Realität und des Internets der Dinge, Dienste und Daten für den Einsatz und die Nutzung in Bildungsszenarien. Nach der Darstellung von Anforderungen an digitale Technologien hinsichtlich Inhalte, Didaktik und Methodik wie etwa hinsichtlich der Erstellung von Inhalten, deren Wiederverwendung, Digitalisierung und Auffindbarkeit sowie Standards werden methodische Hinweise zur Nutzung digitaler Technologien zur Interaktion von Lernenden, von Lehrenden, sozialer Interaktion, kollaborativem Autorieren, Kommentierung, Evaluation und Begutachtung gegeben. Abschließend werden - differenziert für Schule und Hochschule - Erkenntnisse zu Rahmenbedingungen, Einflussgrößen, hemmenden und fördernden Faktoren sowie Herausförderungen bei der Einführung und nachhaltigen Implementation digitaler Technologien im schulischen Unterricht, in Lehre, Studium und Weiterbildung im Überblick zusammengefasst.

Individual Video Training iVT - Development of a National Infrastructure for Video-Supported Learning

Introduction: Video‐Supported Learning is particularly effective when it comes to skills and behaviors. Video registration of patient‐physician interviews, class room instruction or practical skills allow it to learners themselves, their peers, and their tutors to assess the quality of the learner's performance, to give specific feedback, and to make suggestions for improvement. Methods: In Switzerland, four pedagogical universities and two medical faculties joined to initiate the development of a national infrastructure for Video Supported Learning. The goal was to have a system that is simple to use, has most steps automated, provides the videos over the Internet, and has a sophisticated access control. Together with SWITCH, the national IT‐Support‐Organisation for Swiss Universities, the program iVT (Individual Video Training) was developed by integrating two preexisting technologies. The first technology is SWITCHcast, a podcast system. With SWITCHcast, videos are automatically uploaded to a server as soon as the registration is over. There the videos are processed and converted to different formats. The second technology is the national Single Logon System AAI (Authentification and Authorization Infrastructure) that enables iVT to link each video with the corresponding learner. The learner starts the registration with his Single Logon. Thus, the video can unambiguously be assigned. Via his institution's Learning Management System (LMS), the learner can access his video and give access to his video to peers and tutors. Results: iVT is now used at all involved institutions. The system works flawlessly. In Bern, we use iVT for the communications skills training in the forth and sixth year. Since students meet with patient actors alone, iVT is also used to certify attendance. Students are encouraged to watch the videos of the interview and the feedback of the patient actor. The offer to discuss a video with a tutor was not used by the students. Discussion: We plan to expand the use of iVT by making peer assessment compulsory. To support this, annotation capabilities are currently added to iVT. We also want to use iVT in training of practical skills, again for self as well as for peer assessment.  At present, we use iVT for quality control of patient actor's performance.

Service level agreements-driven management of distributed applications in cloud computing environments

Advancements in cloud computing have enabled the proliferation of distributed applications, which require management and control of multiple services. However, without an efficient mechanism for scaling services in response to changing workload conditions, such as number of connected users, application performance might suffer, leading to violations of Service Level Agreements (SLA) and possible inefficient use of hardware resources. Combining dynamic application requirements with the increased use of virtualised computing resources creates a challenging resource Management context for application and cloud-infrastructure owners. In such complex environments, business entities use SLAs as a means for specifying quantitative and qualitative requirements of services. There are several challenges in running distributed enterprise applications in cloud environments, ranging from the instantiation of service VMs in the correct order using an adequate quantity of computing resources, to adapting the number of running services in response to varying external loads, such as number of users. The application owner is interested in finding the optimum amount of computing and network resources to use for ensuring that the performance requirements of all her/his applications are met. She/he is also interested in appropriately scaling the distributed services so that application performance guarantees are maintained even under dynamic workload conditions. Similarly, the infrastructure Providers are interested in optimally provisioning the virtual resources onto the available physical infrastructure so that her/his operational costs are minimized, while maximizing the performance of tenants’ applications. Motivated by the complexities associated with the management and scaling of distributed applications, while satisfying multiple objectives (related to both consumers and providers of cloud resources), this thesis proposes a cloud resource management platform able to dynamically provision and coordinate the various lifecycle actions on both virtual and physical cloud resources using semantically enriched SLAs. The system focuses on dynamic sizing (scaling) of virtual infrastructures composed of virtual machines (VM) bounded application services. We describe several algorithms for adapting the number of VMs allocated to the distributed application in response to changing workload conditions, based on SLA-defined performance guarantees. We also present a framework for dynamic composition of scaling rules for distributed service, which used benchmark-generated application Monitoring traces. We show how these scaling rules can be combined and included into semantic SLAs for controlling allocation of services. We also provide a detailed description of the multi-objective infrastructure resource allocation problem and various approaches to satisfying this problem. We present a resource management system based on a genetic algorithm, which performs allocation of virtual resources, while considering the optimization of multiple criteria. We prove that our approach significantly outperforms reactive VM-scaling algorithms as well as heuristic-based VM-allocation approaches.