Konzeption und Entwicklung eines Expertenmoduls für den Bereich des logischen Entwurfs im Rahmen des intelligenten tutoriellen Systems "eTutor"

At Universities e-Leanring is used for increasing efficiency and effectiveness. Among other things it may be used to practise theoretically learned subjects. eTutor, which was implemented at the Institute for Data & Knowledge Engineering at the Johannes Kepler University, is one of these training systems. To the student eTutor offers the interactive drawing up of exercises concerning the subjects of the institute. Furthermore the instructor is supported in analyzing the solutions what will be done completely automatic in ideal case. At the moment the automatic analyze is just supported for some of the subjects of the courses. One of the not treated subjects concerns the logical database design.
 
This Master Thesis designs an extension to the existing version of eTutor and develops a corresponding prototype.  The module supports the process of creating exercises, handing in and analyzing of solutions as well as grading and giving necessary Feedback. The development of the system follows a knowledge based approach to guarantee an efficient learning. Because of this it’s necessary to collect the semantics of logical design. Within this context this means to analyze the mapping of UML-diagrams in relational structures. The resulting possibilities of mapping have to be considered in grading and in communication with the student. Following the analysis of basics, a concept to evaluate typical exercises of database design will be developed. To proof this concept a corresponding prototype will be implemented. In particular this serves to verify the concept; it won’t represent a finished tool.

E-Learning Systeme werden an Universitäten zur Erhöhung von Effizienz und Effektivität eingesetzt. Es kann unter anderem zur praktischen Vertiefung theoretisch erlernter Inhalte eingesetzt werden. Das am Institut für Data & Knowledge Engineering der Johannes Kepler Universität entwickelte System eTutor stellt eines dieser Trainingssysteme dar. Dieses ermöglicht den Studenten die interaktive Ausarbeitung von Übungen des am Institut gelehrten Themenbereichs. Zusätzlich wird der Lehrende bei der Korrektur der entsprechenden Lösungen der Aufgaben entlastet, die Auswertung erfolgt im Idealfall vollautomatisch. Allerdings steht diese automatische Korrektur derzeit nur bei eingeschränkten Themenbereichen der Lehrveranstaltung zur Verfügung. Eines der derzeit offenen Gebiete ist der logische Datenbankentwurf.

Im Zuge der vorliegenden Arbeit wird ein Modul zur Erweiterung des bestehenden Systems im Bereich des logischen Entwurfs konzipiert und ein entsprechender Prototyp entwickelt. Das Modul unterstützt die Erstellung von Aufgaben, die Abgabe und Analyse der entsprechenden Lösungen sowie deren Bewertung und die entsprechende Vermittlung von Feedback. Bei der Umsetzung des Systems wird ein wissensbasierter Ansatz verfolgt um einen bestmöglichen Lernerfolg zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist es notwendig die Semantik der Domäne des logischen Entwurfs zu erfassen. Im konkreten Fall bedeutet dies, dass die Abbildung von konzeptuellen UML-Diagrammen in relationale Datenstrukturen analysiert und erfasst werden müssen. Die daraus resultierenden Abbildungsvarianten müssen schließlich in der Bewertung und bei der Kommunikation mit dem Lernenden berücksichtigt werden. Anhand der Analyse dieser Grundlagen wird ein Konzept zur Auswertung typischer Aufgaben des Datenbankentwurfs erstellt.  Zur Evaluierung des Konzeptes wird ein entsprechender Prototyp implementiert. Dieser dient vor allem der Überprüfung der Konzeption und stellt kein fertiges Tool dar.