Authoring of semantic mathematical content for learning on the web

Abstract

This thesis explores how a mathematician can create content which lets students learn via ActiveMath. This software runs on the web, and employs semantics mathematical technologies and artificial intelligence to support the student. The thesis describes not only a tool to edit content but also studies the workflows of authors when creating content. An important authoring paradigm introduced here is called WYCIWYG -- What You Check is What You Get. This places the target learning environment as the central concern. Indeed, the learning environment, which is the assembly of content and software, represents the final product of the authoring work. This thesis exploits and develops classical paradigms: copy-and-paste, search, and collaborative authoring. To support the authoring workflows, several software pieces have been implemented and tested: within an editing tool and the ActiveMath software. The following work describes their usages, their technical facets, and case studies of how current authors have used them in their day-to-day activities.

In dieser Dissertation untersuchen wir Möglichkeiten, die einem Mathematiker zur Verfügung stehen, um Lerninhalte für ActiveMath zu gestalten. Diese intelligent-adaptive Lernumgebung nutzt semantisch-mathematische Technologien und Methoden der künstliche Intelligenz, um den Lernenden zu unterstützen. Diese Dissertation beschreibt nicht nur ein Werkzeug zur Bearbeitung des Inhaltes, sondern auch typische Abläufe und Prozesse bei der Inhaltsgestaltung. Ein wichtiges Paradigma für die Autorierung nennt sich WYCIWYG (für What You Check is What You Get: Was Sie prüfen, ist [das,] was Sie erhalten). Es rückt die Lernumgebung in den Mittelpunkt, denn letztlich ist diese als Zusammenspiel der Software und der erstellten Inhalte das Endprodukt, mit dem der Lernende arbeitet. Kopieren und Einfügen, Suche sowie kollaboratives Autorieren sind andere klassische Paradigmen, die in dieser Arbeit aufgegriffen und weiterentwickelt werden. Zur Unterstützung des Autorierungsprozesses wurden mehrere Programme, sowohl in der Lernumgebung ActiveMath als auch in einem Texteditor, entwickelt und getestet. Diese Doktorarbeit beschreibt deren Gebrauch, technische Aspekte, sowie Fallstudien von Autoren, die sie in ihrer täglichen Arbeit verwendet haben.