gms | German Medical Science

Moderne Lehrkonzepte stützen sich zunehmend auf den Einsatz digitaler Medien. Damit wächst auch die Bedeutung digitaler Lehrbücher. Für die Nachhaltigkeit elektronischer Lehrmaterialien ist es wichtig, dass sie in einem offenem Format geschrieben werden, welches sich leicht in unterschiedlichen Systemen weiter verarbeiten lässt. Verschiedene Standards, wie zum Beispiel DocBook(www.docbook.org) und „Open eBook" (www.openebook.org) sind in ihrer Zielsetzung und Fähigkeiten für den Einsatz in der Medizin zu eingeschränkt. Moderne Ansätze, wie sie in den BMBF-Projekten „Vision 2003"(www.vision2003.de) und „MultiMedia Instruction in Safe Systems" (MMiSS, www.mmiss.de) erfolgreich verfolgt wurden, eignen sich für diese Domäne besser und versprechen eine höheren Grad der Nachhaltigkeit. In einer Kooperation sollen die Ergebnisse dieser beiden Projekte synergetisch zu einem neuen Konzept für digitale Lehrbücher zusammen geführt werden.

Die grundlegende Anforderung an das Konzept sind neben einem modularen Design die Unabhängigkeit von den Zielgeräten, die strikte Verwendung von Standards, die Unterstützung der Mehrsprachigkeit und der Versionisierung und die Integration verschiedener Lehrmaterialien, insbesondere von Lehrbüchern und Folien.

Die digitalen Lehrbücher sind innerhalb einer sternförmigen Topologie in ein Lehr- und Lernsystem eingebunden [Abb. 1]. Im Anwendungsfall des BMBF-Projektes „Vision 2003" dienen die Lehrbücher als Wissensbasis in den medizinischen Domänen Kardiologie, Onkologie und Unfallchirurgie. Das darin erworbene Wissen kann in den zugehörigen Modulen, wie z.B. trueCase für fallbasiertes Lernen oder Bayes-Netze für problemorientiertes Lernen vertieft werden, bzw. aus diesen Modulen heraus aufgerufen werden [Ref. 3].

Das Design der digitalen Lehrmaterialien seinerseits beruht wiederum auf einem modularen Ansatz von spezialisierten XML-Sprachen, die auf einem schlanken Sprachkern aufbauen [Abb. 2]. Dieses Design ist konform mit den Entwicklungen des W3Cs und ermöglicht durch die Verwendung von Namespaces eine leichte Einbindung von spezialisierten XML-Sprachen, die besonders für die Domäne der Medizin von Bedeutung sind. Darunter fallen nicht nur Ontologien für medizinische Ausdrücke, sondern auch standardisierte XML Formate wie z.B. SVG für Grafiken, MathML für mathematische Ausdrücke und CML für chemische Formeln.

Der Sprachkern umfasst die Elemente, die für solche Medien üblich sind. Darunter fallen Kapitelstrukturen, Auflistungen, -zählungen, Hervorhebungen, Fußnoten, Multimediaobjekte und dergleichen. Mit dem Sprachkern selbst, lassen sich somit Texte in ihrer syntaktischen Struktur vollständig auszeichnen.

Diverse domänenspezifische Module ergänzen den Sprachkern um die Auszeichnungsmöglichkeiten unterschiedlicher Fachbereiche. Damit wird sowohl eine optimierte Transformation für unterschiedliche Zielgeräte gewährleistet, als auch eine Möglichkeit geschaffen das eBook als eine Wissensbasis für externe Anwendungen zu verwenden.

Da jede Domäne ihre Auszeichnungen in einem eigenen XML-Namensraum vornimmt, können diese gemeinsam in einem Lehrbuch verwendet werden. Statistiken können daher leicht innerhalb eines onkologischen Textes eingebunden werden. Für das Konzept sind die oben erwähnten Standards SVG, CML und MathML mit einem domänenspezifischen Modul gleich zu setzen und können wie diese in den Texten verwendet werden.

Weitere Module bzw. Erweiterungen des Modulkonzeptes sind:

• Versionskontrolle und Mehrsprachigkeit: sowie die Anbindung an Repositories und externe Datenquellen. Unter Mehrsprachigkeit wird dabei die Bereitstellung der Lehrmaterialien in verschiedenen Sprachen verstanden. Die Lehrbücher werden aus einer Datenbank versions- und sprachabhängig für den Lernenden generiert.

• Semantik: erweitert den Kern um die semantische Suche innerhalb der Lehrmaterialien. Die Suche wird durch die didaktischen Auszeichnungen von Zielgruppen, Schwierigkeitsgraden, sowie Ontologien ermöglicht.

• Lernprozessmodellierung: integriert die digitalen Lehrbücher in eine Lehr- und Lernsystemumgebung. Intelligente Agentensysteme können mittels diesem Modul und der semantischen Auszeichnung den Lernenden durch eine Wissensdomäne leiten.

Die einzelnen Komponenten dieses Konzeptes haben sich bereits in den BMBF-Projekten „Vision 2003" [Ref. 1] und MMiSS [Ref. 2] erfolgreich bewährt. Der synergetische Effekt und das offene System versprechen ein breites Anwendungsfeld auch außerhalb der Medizin. Die breitere Basis lässt eine nachhaltige Weiterentwicklung benutzerfreundlicher Tools erwarten.