Thomas DiesselMehrdimensionale Wissenspräsentationen technischer Systeme und ihre Anwendung in intelligenten Tutoriellen Systemen

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Intelligente Tutorielle Systeme (ITS) bieten vielfältige Vorteile gegenüber konventionellen Systemen für Computer Based Training (CBT), insbesondere Adaptivität an den Schüler und die Flexibilität ihres Einsatzes für unterschiedliche Ausbildungszwecke. Rascher Wandel und Fortschritt im industriellen Bereich erfordern gerade dort einen ständig aktualisierten Wissensstand und eine effizientere, zielgerichtete Ausbildung der Benutzer technischer Systeme. Bislang erfolgt allerdings kaum ein Einsatz von ITS. Die Gründe dafür liegen vor allem in der zielabhängigen Repräsentation des Domänenwissens, die eine vielfältige Nutzung verhindert, dem bislang hohen Aufwand für die individuelle Entwicklung eines ITS und der mangelnden Integration der Wissensakquisition in die Systementwicklung.

In dieser Arbeit wird das modulare und erweiterbare Konzept (ITS)² zur Repräsentation von Wissen über technische Systeme vorgestellt. Das globale Ziel der Arbeit ist die Verbesserung des Lernens über technische Systeme. Dabei soll die Bereitstellung des aktuell vom Benutzer benötigten Wissens in einer für ihn geeigneten Form durch ein ITS ermöglicht werden. Im Vergleich zu vielen bestehenden ITS trennt das (ITS)²-Konzept das Wissen über eine konkrete technische Domäne vom allgemeinen Wissen über das Vorgehen bei verschiedenen Anwendungen. Das häufigen Änderungen unterliegende Systemwissen wird in einem semantischen Netz repräsentiert, das mittels mehrerer Dimensionen strukturiert wird. Die Dimensionen bilden u.a. Aspekte, Aggregation und Abstraktion. Als Aspekte können die Funktionalität, die Struktur und die Geometrie eines technischen Systems beschrieben werden.

Das (ITS)²-Konzept ermöglicht durch seine Form der Wissensrepräsentation eine einfache Wissenserhebung, eine leichtere Wissenspflege und eine Anpassung an unterschiedliche Lehrsituationen. Das Konzept erlaubt auch die Weiterverwendung vorhandenen rechnerbasierten Lehrmaterials. Der Aufbau und die Einsatzmöglichkeiten des (ITS)²-Konzepts werden anhand eines Beispiels demonstriert.