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Personalizzazione basata sull’analisi dei contenuti per strumenti di comunicazione asincrona: il sistema ifFORUM

30 ottobre 2004 | Carlo Tasso, Pier Giuseppe Rossi (Università di Macerata), Andrea Morandini, Cristian Virgili (Gruppo infoFACTORY - Laboratorio di Intelligenza Artificiale, Università di Udine tasso@dimi.uniud.it

In precedenti articoli di Form@re [Tasso 2002; Tasso et al. 2004a] è stato introdotto il concetto di personalizzazione dei contenuti Web [Tasso & Omero 2002] basato sulle ricerche che ormai da diversi anni vengono condotte nel campo dell'Intelligenza Artificiale. Inoltre è stato presentato il progetto infoFACTORY, nell'ambito del quale sono stati sviluppati alcuni innovativi strumenti utili nell'ambito dell'insegnamento online. In questo articolo illustra in particolare uno strumento di comunicazione asincrona (forum) con caratteristiche innovative, attualmente in fase avanzata di sperimentazione.

1. La personalizzazione nell' e-learning La personalizzazione e gli strumenti di filtraggio possono avere un ruolo determinante negli ambienti di e-learning e, più in generale, di knowledge management e web community: in questi ambiti, infatti, si possono utilmente sfruttare le possibilità di queste nuove tecniche di accesso all'informazione [Tasso & Omero 2002]. Fra le diverse motivazioni, la più importante è sicuramente il fatto che l'ammontare di informazione (proveniente da fonti strutturate e non) disponibile agli utenti di questi sistemi è molto elevata. Fra i possibili esempi nel campo dell'e-learning, si possono citare le banche di dati tematiche, i materiali didattici ed i vari strumenti di comunicazione (sincrona ed asincrona) e di cooperazione, quali forum e chat. Quando una comunità di e-learning è ampia ed attiva, la quantità di informazione, e di conseguenza anche il flusso di nuove informazioni, costituiscono per l'utente un vero e proprio sovraccarico di informazione (information overload) che lo rende così incapace di leggere tutte le novità disponibili e, di conseguenza, di selezionare quelle più rilevanti. Le tecniche di personalizzazione possono aiutare l'utente, fornendogli le informazioni che sono compatibili con i sui interessi specifici e filtrando le diverse fonti di informazione. Un altro aspetto specifico del contesto di e-learning è il ruolo dei tutor, coinvolti in una serie di attività che possono trarre numerosi vantaggi dai sistemi personalizzati di accesso all'informazione, specialmente per monitorare gli studenti e per valutare gli aspetti quantitativi e qualitativi della loro partecipazione [Rivoltella & Ardizzone 2003] [Rossi & Toppano 2003].

Oltre al filtraggio dell'informazione, la raccomandazione di nuovi contenuti potenzialmente rilevanti nell'ambito di strumenti quali i forum di discussione può essere basata su considerazioni di tipo "sociale": l'utente di un sistema di e-learning è un membro di una comunità di apprendimento e quindi un sistema di raccomandazione può ricavare utili informazioni anche dalle dinamiche che si sviluppano nei forum di discussione, potendo conoscere il livello di partecipazione di ogni utente, le interazioni fra utenti diversi, le dinamiche di gruppo, ecc.

I benefici che si traggono da tali approcci sono evidenti: l'utente può evitare di dover leggere informazioni inutili, risparmiando così tempo e sforzi cognitivi. In una prospettiva più generale, i nuovi strumenti di personalizzazione possono contribuire ad un livello ancora maggiore, per esempio al livello di costruzione della conoscenza: disponendo di un modo migliore per esplorare una comunità di apprendimento (o una comunità di pratica [Wegner 1998] [Wegner et al. 2002]) che permetta di analizzare e comprendere i modi in cui i membri comunicano, costruiscono cooperativamente conoscenze e si organizzano, è possibile rimodellare e migliorare l'intera struttura educativa [Gero 2002a] [Gero 2002b].

In questo articolo è illustrato un innovativo strumento di comunicazione asincrona personalizzato, messo a disposizione nel portale myTWM, una piattaforma per l'e-learning sviluppata dal Gruppo infoFACTORY del Laboratorio di Intelligenza Artificiale dell'Università di Udine nell'ambito del Progetto CRUI CampusOne. myTWM è utilizzato per offrire servizi di blended learning e fornisce un singolo punto di accesso a informazioni e servizi per gli studenti, è completamente personalizzabile e permette anche un accesso multicanale (da PC, da cellulare, da PDA).

2. Il modulo ifFORUM del Portale myTWM Il portale myTWM include ifForum [Tasso et al. 2004a; Tasso et al. 2004b], uno strumento di comunicazione asincrona (forum), caratterizzato da alcune caratteristiche basate sulla personalizzazione. Oltre alle caratteristiche standard, ifFORUM fornisce: – un sistema di alerting on-demand, via email o sms, su nuovi messaggi spediti ai fili (thread) di discussione selezionati; – un sistema di votazione per permettere agli utenti di segnalare la qualità dei messaggi degli altri utenti; – una serie di strumenti utili per monitorare le interazioni sociali che avvengono fra gli utenti (comparazione di azioni, visualizzazione della rete di interazione, centralità, analisi delle clique, analisi delle componenti principali ed altri) e per visualizzare alcuni attributi riguardanti gli argomenti/fili (indice di ramificazione dei fili di discussione, evoluzione nel tempo, numero di partecipanti, ecc.).

Il forum è interamente XML SCORM-compliant con possibilità di esportare struttura e messaggi ed include un editor html WYSIWYG. In Figura 1 è mostrata una videata del forum che evidenzia alcune delle tradizionali funzionalità di base dei forum.

Figura 1. Videata degli strumenti di base di ifFORUM nel portale myTWM.

3. Gli strumenti di analisi dell'interazione sociale In questa sezione si illustrano alcuni degli strumenti di analisi dell'interazione sociale che avviene nel corso delle discussioni che hanno luogo nel forum. In Figura 2 è illustrata la rete che modella lo scambio dei messaggi all'interno del forum, costruita in base all'analisi delle interazioni tra utenti, tenendo conto della bidirezionalità degli scambi (massima se l'indice di coesione tende a 1).

Figura 2. Rete dello scambio dei messaggi.

In Figura 3 viene illustrata la rete della scambio dei messaggi relativa ad una situazione raggiunta dopo circa 200 messaggi inseriti nel forum. Sulla destra viene mostrata le rappresentazione (corrispondente alla stessa situazione) in termini di analisi della centralità. Più un utente ha scambiato messaggi (sia in uscita, inserendo messaggi di risposta, che in entrata, ricevendo risposte), e più tali scambi sono avvenuti con altri utenti caratterizzati anch'essi da un alto livello di scambio, e, di conseguenza, più l'utente è considerato 'centrale' e 'leader', poiché l'informazione da lui propagata ha la possibilità di raggiungere molti utenti.

Figura 3. Rete dello scambio dei messaggi e corrispondente analisi della centralità.

La Figura 4 mostra uno strumento per l'analisi dei gruppi che si formano dinamicamente durante le discussioni in corso nel forum.

Figura 4. Analisi dei gruppi mediante analisi delle componenti principali.

La Figura 5 mette in evidenza, relativamente ad una stessa situazione (raggiunta dopo 249 interazioni con il Forum da parte di un gruppo di sperimentazione), la rete di scambio dei messaggi ed il risultato dell'analisi dei gruppi realizzata sia mediante la tecnica delle componenti principali che quella delle clique.

Figura 5. Rete di scambio messaggi ed analisi dei gruppi nella stessa situazione mediante componenti principali e clique.

Gli strumenti di analisi dell'interazione sociale permettono di svolgere, sia da parte del singolo partecipante al forum, che da parte del tutor/moderatore, un'attività di valutazione che altrimenti sarebbe assai complessa da realizzare manualmente. Inoltre, tali strumenti, giocano un ruolo importante anche a supporto della personalizzazione inclusa in ifForum, come illustrato nella sezione successiva.

4. La personalizzazione in ifFORUM Gli strumenti di personalizzazione adattativi presenti in ifFORUM sono ovviamente i più innovativi, ed attualmente sono in fase di sperimentazione. In Figura 6 è illustrata l'architettura globale del sottosistema di personalizzazione di ifFORUM: si noti come sia presente anche un repository condiviso che supporta la possibilità di inviare/ricevere documenti (funzionalità particolarmente importante nei sistemi di knowledge management).

L' approccio alla personalizzazione usato è di tipo ibrido ed è ottenuto tramite due meccanismi principali: il filtraggio adattativo dell'informazione e l'analisi delle interazioni sociali. Come illustrato in Figura 6, il primo è basato su tecniche di filtraggio cognitivo. Profili individuali sono costruiti adattativamente per ogni individuo sulla base dell'analisi concettuale dell'informazione da lui letta o pubblicata, come post al forum di discussione o come documento inviato o scaricato dal repository condiviso (indicata mediante frecce di colore rosso nella figura). Nel caso in cui nuova informazione sia disponibile (sia nel forum di discussione che nel repository), questa è analizzata in modo da identificare i suoi contenuti concettuali ed è quindi confrontata con il profilo utente (flusso indicato in colore verde nella figura). Se il confronto raggiunge una certa soglia, l'utente viene avvertito della presenza di nuovi informazioni potenzialmente interessanti (frecce azzurre in figura), e può successivamente esprimere un giudizio personale (negativo o positivo) sulla rilevanza dell'informazione. L'Analizzatore Concettuale Semantico ed il Comparatore Concettuale seguono l'approccio di filtraggio dell'informazione del sistema IFT [Minio & Tasso 1996] precedentemente sviluppato all'Università di Udine e correntemente usato in tutti gli strumenti di filtraggio, classificazione e crawling presenti in infoFACTORY [Tasso et al. 2004a].

Figura 6. Architettura del sottosistema di personalizzazione adattativa di ifFORUM.

La personalizzazione basata su interazioni sociali è affrontata prendendo in considerazione le informazioni che vengono incrementalmente raccolte durante le normali interazioni con il forum, relative alle specifiche azioni compiute (lettura, scrittura, risposta, documento o messaggio oggetto dell'operazione, ecc). La struttura ad albero dei fili di discussione permette di ricostruire le interazioni avvenute fra gli utenti. In questo modo è possibile identificare la struttura sociale nascosta della comunità (leader, gruppi di utenti, utenti ponti di informazioni, etc.) che può essere utilizzata per rafforzare le raccomandazioni personalizzate.

Il nucleo del Sistema di Raccomandazione compie due azioni: – Raccomandazioni Personalizzate normali: nuove informazioni rilevanti (appena pubblicate) sono suggerite all'attenzione dell'utente. – Raccomandazioni Personalizzate estese: quando ad un utente vengono raccomandate nuove informazioni rilevanti e lo stesso utente è al tempo stesso leader di un gruppo di utenti, la stessa raccomandazione può essere estesa a tutti i membri del gruppo.

Una ulteriore possibilità è quella di poter scoprire diversi gruppi di utenti che potenzialmente condividono interessi per contenuti simili. Un'altra strategia può sfruttare la presenza di utenti che costituiscono un 'ponte' fra più gruppi, ossia sono membri di più gruppi. Ulteriori strategie di raccomandazione ibrida sono in corso di valutazione seguendo l'evolversi della sperimentazione di ifFORUM in un ambiente reale.

5. Conclusioni In questo articolo è presentata un'applicazione delle tecniche di personalizzazione dei contenuti nel settore dell'e-learning. In particolare è presentato ifForum, uno strumento di comunicazione asincrona incluso nel portale myTWM, una piattaforma per il blended learning sviluppata dal Gruppo infoFactory dell'Università di Udine. ifForum, è caratterizzato da una serie di strumenti per l'analisi delle interazioni sociali e sfrutta tecniche di filtraggio basato sui contenuti per personalizzare l'accesso all'informazione da parte di ciascun utente. Quest'ultimo aspetto, ancora in fase di sperimentazione, rappresenta una vera innovazione, fornendo strumenti che, sulla base di un approccio ibrido che combina analisi concettuale dei documenti e analisi sociale degli interventi, permette la raccomandazione personalizzata, al fine di superare il problema dell'information overload. I piani futuri della ricerca prevedono di integrare tali strumenti ad altre tipiche funzionalità offerte dagli ambienti di e-learning (e.g. e-portfolio) e, più in generale, dai sistemi di knowledge management. Bibliografia [Gero 2002a] J.S. Gero, J.S. Computational models of creative designing based on situated cognition, in T. Hewett and T. Kavanagh (Eds.), Creativity and Cognition 2002, ACM Press, New York, NY, 2002, 3-10. [Gero 2002b] J.S. Gero (ed.) Artificial Intelligence in Design'02, Kluwer, Dordrecht, 2002. [Minio & Tasso 1996] M. Minio, C. Tasso, User Modeling for Information Filtering on Internet Services: Exploiting an Extended Version of the UMT Shell, UM96 Workshop on User Modeling for Information Filtering on the World Wide WEB, Kailua-Kona, Hawaii, USA, January 1996. [Rivoltella & Ardizzone 2003] P.C. Rivoltella, P. Ardizzone, Didattiche per l'E-Learning, Carocci, Roma, 2003. [Rossi & Toppano 2003] P.G. Rossi, E. Toppano, Open Distance Learning and the knowledge-building in computer conference debate, Girep 2003, Udine 3 Settembre 2003. [Tasso 2002] C. Tasso, Personalizzazione Web per l'E-Learning, Form@are 16, Dicembre 2002 (personalizzazione-web-per-le-learning/). [Tasso et al. 2004a] C. Tasso, A. Baruzzo, M. Cignini, A. Felice, A. Morandini, P. Omero, N. Polesello, M. Valotto, C. Virgili, La Personalizzazione nell'e-Learning: alcuni casi di studio nell'ambito del progetto infoFACTORY, Form@are 28, Giugno 2004 (la-personalizzazione-nelle-learning-alcuni-casi-di-studio-nellambito-del-progetto-infofactory). [Tasso et al. 2004b] C. Tasso, P.G. Rossi, C. Virgili, and A. Morandini, Content-based personalization for asynchronous communication tools: the ifForum system. In L. Aroyo and C. Tasso (Eds.) AH 2004: 3rd International Conference on Adaptive Hypermedia and Adaptive Web-Based Systems – Workshop Proceedings, Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, August 23, 2004, ISSN 0926-4515, pp. 324-330. [Tasso & Omero 2002] C. Tasso, P. Omero, La personalizzazione dei Contenuti Web: E-Commerce, I-Access, E-Government, Franco Angeli, Milano, 2002. [Wegner 1998] E. Wenger, Communities of Practice: Learning, Meaning, and Identity, Cambridge University Press, New York, 1998. [Wegner et al. 2002] E. Wenger, W. Mc Dermott, M. Snyder, Cultivating Communities of Practice, Harvard Business School, Harvard, 2002.


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