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beschreibenden Projektverbund Multimediabuch nicht um Vorhaben mit umfangreichen technischen und personellen Ressourcen für die Entwicklung von Inhalten oder die Ge-staltung der Bücher handelte. Abschließend zeigen die folgenden beiden Abbildungen zwei repräsentative Beispiele für in InterDoc enthaltene elektronische Bücher.
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Als wissenschaftlicher Kontext für die vorliegende Arbeit dient im engeren Sinn das Re-ferenzprojekt Multimediales Physikalisches Praktikum, im weiteren Sinn der Projektver-bund Weiterentwicklung des wissenschaftlich-technischen Lehrwerks zur multimedialen Wissensrepräsentation des Projektträgers Fachinformation beim Bundesministerium für Bildung, Forschung und Technologie, dessen Förderzeitraum sich von 1997 bis 2001
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erstreckt (Projektverbund Multimediabuch). In diesem Projektverbund werden in Zu-sammenarbeit von Universitäten, Verlagen und weiteren wissenschaftlichen Infrastruktur-einrichtungen Referenzprojekte aus den Bereichen Technik, Naturwissenschaften und Medizin entwickelt. Das Förderprogramm hat das Ziel, anhand ausgewählter Vorhaben die Möglichkeiten der Multimediatechnologie und internetbasierter Informationssysteme für das elektronische Publizieren, insbesondere den Bereich wissenschaftlicher Lehrwer-ke, zu untersuchen, wobei jeweils produktionsnahe Prototypen Ziel der Forschungspro-jekte sind, vgl. dazu http://www.darmstadt.gmd.de/PTF/Ausschreibungen/Multimed.htm.
Dies wird unter anderem durch eine Einbeziehung von Verlagspartnern in fast alle Pro-jekte gewährleistet. Im Unterschied zu den im voranstehenden Kapitel diskutierten elek-tronischen Büchern ist nicht die Konversion von Printprodukten, sondern die Entwick-lung neuer Konzepte für interaktive multimediale Lehrmaterialien das primäre Ziel. Das Referenzprojekt nimmt insofern eine Zwischenposition ein, als es beide Zielstellungen in Einklang zu bringen versucht: Konversion eines Buchs und Entwicklung interaktiver Elemente. Im Rahmen dieser Arbeit wird diese Konzeption durch die Integration von Diensten weitergeführt.
Die Eingrenzung des weit definierten Gegenstandsbereichs elektronisches Publizieren auf den Bereich scholarly publishing bzw. wissenschaftliche Lehrwerke einerseits, auf in sich abgeschlossene Einzelprojekte andererseits steht im Einklang mit der in dieser Arbeit verfolgten Sichtweise, die ebenfalls vom Einzelfall ausgeht und die so gewonnenen Er-kenntnisse zu generalisieren versucht.24 Tabelle 3 gibt einen Überblick der vierzehn Pro-jekte, ihrer Beteiligten, zeigt auf, ob ein gedrucktes Werk als Ausgangspunkt den Projek-ten zugrunde liegt und nenn die zugehörigen Informationen im World Wide Web.
Titel Projektpartner Referenzwerk Informationen im WWW
Training Entwurf anwendungsspe-zifischer Mikrochips
Informedia GmbH, Stuttgart — http://www.ims-chips.de/
education/Team2000_Internet/
Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH, Bochum
STEIN 1999 http://www.leitungsbau.de
Das interaktive multimediale Multimediabuch
Springer-Verlag, Heidelberg, TH Darmstadt GmbH, Fer-nUni Hagen
STEINMETZ 1999 http://www.multibook.de
Entwicklung eines interaktiven
GESCHKE 1998 http://aspra9.informatik.uni-leipzig.de/Teubner
24 Stärker an Infrastruktur für elektronische Publikationen orientierte Fördervorhaben sind Glo-balInfo oder Nutzung des weltweit verfügbaren Wissens für Aus- und Weiterbildung. GloGlo-balInfo ist eine Fördermaßnahme des BMB+F, deren erste Teilprojekte erst Ende 1999 begonnen ha-ben, so dass aus diesem Kontext noch keine Forschungsergebnisse vorliegen, vgl.
http://www.global-info.org, insb. http://www.global-info.org/doc/was.html. Unter dem Titel Nutzung des weltweit verfügbaren Wissens für Aus- und Weiterbildung sind fünf Leitprojekte zusammengefasst, die sich mit der Entwicklung elektronischer Lehr- und Lernsysteme sowie der Weiterentwicklung der elektronischen Informationsinfrastruktur für ausgewählte Wissen-schaftsgebiete befassen, vgl. http://www.bmbf.de/deutsch/arbeit/aufgaben/leitproj/wissen.htm.
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GenLAB
A: Entwicklung eines gentechni-schen Praktikums als Basis für eine multimediale Version Sekun-darstufe II und im universitären Bereich B: Basisversion als CD-ROM mit Internet-Kopplung Sobotta interaktiv – ein
multime-diales Anatomieprogramm
Urban & Fischer Verlag für Medizin GmbH, München
SOBOTTA 1999 http://www.urbanfischer.de/
Medizinstudium/42880.htm MOVE – Multilinguale
Wissensre-präsentation der Topographie, Statik und Dynamik des menschli-chen Bewegungsapparates
Schon die von den Teilnehmern des Verbundes gewählten Bezeichnungen für die Einzel-projekte sind hinsichtlich der Vielfalt elektronischer Bücher bzw. Informationssysteme aufschlussreich und spiegeln die Wortwahl der Ausschreibung wieder („multimediale Wissensrepräsentation“):
• computerbasiertes integriertes Lehr-, Lern- und Präsentationssystem
• elektronische multimediale Arbeits- und Experimentierumgebung
• interaktives multimediales Buch
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Eine Kurzcharakteristik der Vorhaben soll Forschungsschwerpunkte verdeutlichen und Besonderheiten hervorheben.25 Die Systematisierung der wesentlichen Eigenschaften erfolgt anschließend: Es wird ein Analyse- und Evaluierungsschema für elektronische Bücher und Multimediapublikationen erstellt.
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Das Vorhaben Training Entwurf anwendungsspezifischer Mikrochips zielt unter Ent-wicklung eines Autorensystems bzw. Redaktionssystems auf den Aufbau einer umfassen-den Informationsbasis zur Mikrochip-Entwicklung, wobei diese nicht unmittelbar als Lehranwendung, sondern als Wissensspeicher angelegt ist und neben der Integration von Multimediakomponenten Softwarewerkzeuge für den Schaltungsentwurf (Entwurf, Pro-grammierung) bereitstellen soll. Die Realisierung als online-Server mit regelmäßigen Updates soll den schnellen technischen Fortschritt auf diesem Gebiet adäquat reflektieren.
Das Projekt Weiterentwicklung des wissenschaftlichen und technischen Buches "Instand-haltung von Kanalisationen" zur multimedialen Wissensrepräsentation setzt auf dem gleichnamigen umfangreichen Referenzwerk auf (vgl. STEIN 1999) und erstellt eine sy-stematisch strukturierte Multimediaversion, die sich vor allem durch folgende Merkmale von der Druckfassung unterscheidet:
• Zahlreiche Vorgänge sind durch Animationen interaktiv visualisiert. Dabei kommt – dem Gegenstand angemessen – vor allem der 3D-Visualisierung von Maschinen bzw.
Arbeitsvorgängen der Kanalinstandhaltung besondere Bedeutung zu.
• Die im Buch bereits vorhandene strukturierte Information (z. B. Klassifikation von Schadenstypen anhand eines normierten Schemas) wird systematisch für die daten-bankbasierte Erschließung genutzt (Analysekomponente); die Funktionen eines Nach-schlagewerks werden so im elektronischen Medium durch zusätzliche Nutzungsfor-men (z. B. Auswahl von Lösungsverfahren für ausgewählte Schadensklassen) unter-stützt.
• In technologischer Hinsicht setzt das Projekt auf Internetstandards (HTML, Java-Script, WWW-Browser als Viewing-System) auf und präsentiert diese in einer ein-heitlich gestalteten Benutzerschnittstelle, die im Ausgangsmaterial enthaltenen Struk-turen und semantischen Relationen (Thesaurus) werden konsequent für die Präsentati-on genutzt.
Das Projekt MultiBook hat zum Ziel, ein interaktives, adaptives und multimediales Lern-programm für das umfangreiche Standardwerk Multimedia-Technologie (STEINMETZ
1999, vgl. auch REICHENBERGER & STEINMETZ 1999) zu erstellen. Folgende Merkmale sind hier zu nennen:
• Der Aufbereitung des Ausgangsmaterials liegt ein einheitliches Modell der Aufteilung des Wissens auf sog. media bricks (Medienbausteine) zugrunde, die nach Bedarf dy-namisch zusammengestellt werden können.
• Das Projekt arbeitet wissensbasiert, d. h. die einzelnen Lehr- und Lerneinheiten stehen durch ein explizit repräsentiertes Wissensnetz bzw. einen Thesaurus untereinander in Beziehung.
25 Dies geschieht unter Auswertung von elektronisch verfügbarem Material (Arbeitsberichte, WebSites), der Ergebnisse mehrerer Projektworkshops des Projektträgers in Darmstadt bzw.
Ulm sowie von Kommunikation mit den Projektpartnern.
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• Bei der Nutzung soll ein Benutzermodell Verwendung finden, das Lerneinheiten in Abhängigkeit vom Wissensstand des Benutzers dynamische zusammenstellt und kon-figuriert (Umfang und Struktur des präsentierten Wissens).
• Multimediale Anwendungen (z. B. Visualisierungen unterschiedlicher Verfahren der Datenkompression) stellen Phänomene und Technologien im Multimediabereich inter-aktiv dar.
• In technologischer Hinsicht arbeitet das Projekt datenbankbasiert und verwendet In-ternet-Standards für die Repräsentation von Information (HTML, JavaScript) bzw. die Entwicklung von Multimediakomponenten (Macromedia Director, Java).
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Die Bildbibliothek biologischer Makromoleküle präsentiert eine umfangreiche Datenbank mit Biopolymerstrukturen als interaktives multimediales Informationssystem. Dabei ste-hen die Integration unterschiedlicher Datenquellen (z. B. externe Datenbanken mit ver-wandtem Inhalt), die Visualisierung und Analyse von Informationen über Moleküle und die Erschließung über Suchverfahren im Mittelpunkt, wobei verschiedene Softwarewerk-zeuge und Standards insbesondere aus dem Bereich der 3D-Viualisierung (z. B. die Vir-tual Reality Modeling Language, VRML) zum Einsatz kommen. Die Ergebnisse sind als Informationssystem im World Wide Web verfügbar und haben sich zu einem wichtigen Arbeitswerkzeug für dieses Fachgebiet entwickelt.
Der Aufbau eines 3D-Modells für Laborexperimente steht im Mittelpunkt des Projektes GenLAB. Ausgehend von einem objektorientierten Modell für die Strukturierung geneti-scher Versuche enthält GenLAB verschiedene Komponenten, u. a. eine lexikonorientierte Nachschlagekomponente mit multimedialer Information zu allen Aspekten im Umfeld der Versuchsausführung sowie eine interaktive 3D-Experimentierumgebung, in der in ver-schiedenen Experimentiermodi virtuelle genetische Versuche ausgeführt werden können.
Eine datenbankgestützte Wissensbasis unterstützt den Lerner bei der Durchführung der Experimente. Besonderes Augenmerk liegt bei diesem Projekt auf einer konsequenten Entwicklungsmethode unter Einsatz bewährter Verfahren aus der objektorientierten Mo-dellierung. Die verschiedenen Module sind in einer einheitlich gestalteten Benutzer-schnittstelle integriert und mit Hilfe eines Multimedia-Autorensystems realisiert.
Das Projekt Multimediale Weiterentwicklung der Biochemical Pathways stellt insofern einen Sonderfall dar, als das gedruckte Ausgangswerk ein Plakat (!) mit einer äußerst detaillierten Visualisierung biochemischer Stoffwechselprozesse ist. Bei dessen elektroni-scher Umsetzung, die sich in die Bereiche Datenverwaltung, Visualisierung und Recher-che bzw. Erschließungsverfahren gliedert, sind sowohl die eingrenzenden (Darstellungs-raum am Bildschirm) als auch die erweiternden Möglichkeiten des elektronischen Medi-ums besonders deutlich ausgeprägt: Durch die gegenüber stärker textorientierten Projek-ten vorhandene Dominanz strukturierter DaProjek-ten (Formeln, chem. Gleichungen, Prozessbe-schreibungen) ist eine weitgehende Formalisierung der Ausgangsdaten (Formel- und Pro-zessrepräsentation) sowie die Übersetzung in eine visuelle Sprache möglich. Das Projekt hat eine hybride Lösung für das Trägermedium zum Ziel, d. h., dass eine CD-ROM die Basisversion enthält, die durch Internetzugang erweitert werden kann.
Das Projekt Multimediale mathematische Arbeitsumgebung für die Sekundarstufe II und im universitären Bereich setzt auf dem an der Universität Paderborn entwickelten und im
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akademischen Bereich weit verbreiteten Algebra-System MuPad auf (vgl. http://www.
mupad.de und FUCHSSTEINER, DRESCHER & KEMPER 1996) und definiert einen mathe-matikorientierten Explorationsraum für den Benutzer, der das elektronische Buch kon-zeptuell weiterentwickeln soll, ein Aspekt, der auch für diese Arbeit eine Rolle spielt: Die Annahme, dass generische Dienste wie ein Formelmanipulations- und Auswertungssy-stem in dynamischen elektronischen Büchern zur Verfügung stehen sollten, wird in Kap.
4.4 näher untersucht; Kap. 14.2.3 zeigt eine exemplarische Realisierung eines solchen Dienstes.
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Im Vorhaben MOVE – Multilinguale Wissensrepräsentation der Topographie, Statik und Dynamik des menschlichen Bewegungsapparates wird eine interaktive Multimedia-CD-ROM entwickelt, die unterschiedliche Medien und Informationstypen (klinische Auf-nahmen, Schemata, Animationen, VideoaufAuf-nahmen, Texte, eine Terminologie-Daten-bank) integriert und in einer einheitlich gestalteten Benutzerschnittstelle darstellt.
Das Projekt MammaVision entwickelt ein interaktives Lehr-, Lern- und Präsentationssy-stem für den Bereich der Mammographie, das aus den Komponenten Falldatenbank, un-terschiedlich differenzierten Trainingsprogrammen (MammaTrainer Pro; MammaTrainer Home, vgl. http://www.mevis.de/~guido/MammaVision.html), einer elektronischen Zeit-schrift und einem elektronischen Informationsnetzwerk besteht. Im Mittelpunkt steht die Möglichkeit, Informationen multimedial zu präsentieren, dem Benutzer unterschiedliche Interaktions- und Darstellungsmodi anzubieten (Multimodalität) und die Interaktivität aller Komponenten.
Das Projekt Multimediales Informationssystem zur Herzchirurgie (Galerie der Herzchir-urgie/CARDIO-OP) hat die „Entwicklung eines netzwerkfähigen, datenbankbasierten und multimedialen Informationssystems mit Ausbildungs- und Beratungsinhalten sowie zu-gehörigen Nutzungsszenarien für Ärzte, medizinische Lehrer, Studenten und Patienten in der Herzchirurgie“ zum Ziel. Der Kern des Systems ist eine Datenbank mit heterogenen Multimediainhalten, die um verschiedene Wissenskomponenten mit Lehrbuchcharakter (z. B. Operationslehre, Fallsimulationen) ergänzt wird. Dabei kommt ein im Umfeld des Projekts entwickeltes Multimedia-Datenmodell zum Einsatz (ZYX-Model, vgl. BOLL, KLAS & WESTERMANN 1999A, 1999B, 1999C und unten Kap. 8). Für den Benutzer er-folgt der Zugang über eine Benutzerschnittstelle, die nach einer Architekturmetapher aufgebaut ist.