Forschung & Entwicklung
Wissenschaft und Software
Wissensräume und ihre Anwendung
In meiner wissenschaftlichen Forschung beschäftige ich mich primär mit der Wissensraumtheorie, einem algebraisch formulierten Modell zur Strukturierung von Wissensgebieten auf der Grundlage von Voraussetzungsbeziehungen zwischen Wissensinhalten. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Anwendung dieser Wissensräume zur adaptiven Wissensdiagnose sowie auf der Entwicklung computationell effizienter Algorithmen.
Die Wissensraumtheorie, 1985 von Jean-Paul Doignon und Jean-Claude Falmagne begründet, liefert einen guten Rahmen, um Wissensgebiete auf der Grundlage von Voraussetzungsbeziehungen zu strukturieren. Diese Wissensstrukturen lassen sich dann z.B. für adaptive Wissensdiagnose und personalisierte Lehre anwenden.
Im Rahmen der Wissensraumtheorie habe ich mich vor allem mit der adaptiven Wissensdiagnose beschäftigt. Hierbei wird bereits während der Diagnose aus erhaltenen Antworten (und deren Korrektheit) auf die Lösungsfähigkeit für andere Aufgaben geschlossen. Dadurch kann die Anzahl der zu stellenden Fragen deutlich reduziert werden.
Allerdings können diese Prozeduren bei realen Anwendungen sehr schnell computationell hoch aufwändig werden. Deshalb habe ich mich insbesondere mit der Entwicklung ressourcenschonender Verfahren beschäftigt.
Eine Bibliographie zu Wissensräumen finden Sie hier.
R und R Shiny Apps
Bei der Softwareentwicklung habe ich in jüngerer Zeit die Staistik-Programmiersprache R und deren Erweiterung Shiny für mich entdeckt. Meine Aktivitäten in dieser Richtung sind zweierlei: einerseits warte bzw. programmiere ich R-Pakete zur Wissensraumtheorie, andererseits schreibe ich R Shiny Apps, die die Konzepte der Wissensraumtheorie interaktiv illustrieren.
Ein weiteres Projekt in diesem Kontext ist ShinyBibTeX - eine App zur Darstellung statistischer Daten über BibTeX-Literaturdatenbanken.
R-Pakete zur Wissensraumtheorie
Etliche Zusatzpakete für R bieten Funktionen zum Arbeiten mit Wissensstrukturen an, darunter auch einige, die von mir gewartet werden bzw. geschrieben wurden.
- kst: Grundsätzliche Funktionen zum Arbeiten mit Wissensstrukturen (benutzt Mengen-Repräsentation)
- kstMatrix: Teilweise Re-Implementation von kst-Funktionen (in effizienterer Matrix-Repräsentation)
- kstIO: Funktionen zum Laden und Speichern von Wissensraumdateien
- CDSS: Kursbasierte Skill-Strukturen
Weitere R-Pakete für KST von anderen Autoren sind DAKS und pks.
Einen Überblick über die R Pakete für KST finden Sie hier.