Applying Semantic Web Technologies to Support Learners in Plant Identification and Taxonomy

This paper describes a novel application of semantic web technologies to support undergraduate students’ learning in Plant Sciences. The pedagogical context focuses upon a field trip, seeking to enhance students’ familiarity with plant species they will encounter in the field and making links to over-arching concepts in the wider taught course. Semantic web technologies were selected as a potential match to support this learning context because of the well-defined plant taxonomy underpinning plant classification. The paper will conclude with reflections on the affordances, challenges and issues surfaced by this approach and its alignment with pedagogical theories

Proceedings of QG2010: The Third Workshop on Question Generation

These are the peer-reviewed proceedings of "QG2010, The Third Workshop on Question Generation". The workshop included a special track for "QGSTEC2010: The First Question Generation Shared Task and Evaluation Challenge". QG2010 was held as part of The Tenth International Conference on Intelligent Tutoring Systems (ITS2010)

Simple identification tools in FishBase

Simple identification tools for fish species were included in the FishBase information system from its inception. Early tools made use of the relational model and characters like fin ray meristics. Soon pictures and drawings were added as a further help, similar to a field guide. Later came the computerization of existing dichotomous keys, again in combination with pictures and other information, and the ability to restrict possible species by country, area, or taxonomic group. Today, www.FishBase.org offers four different ways to identify species. This paper describes these tools with their advantages and disadvantages, and suggests various options for further development. It explores the possibility of a holistic and integrated computeraided strategy

Collaborative trails in e-learning environments

This deliverable focuses on collaboration within groups of learners, and hence collaborative trails. We begin by reviewing the theoretical background to collaborative learning and looking at the kinds of support that computers can give to groups of learners working collaboratively, and then look more deeply at some of the issues in designing environments to support collaborative learning trails and at tools and techniques, including collaborative filtering, that can be used for analysing collaborative trails. We then review the state-of-the-art in supporting collaborative learning in three different areas – experimental academic systems, systems using mobile technology (which are also generally academic), and commercially available systems. The final part of the deliverable presents three scenarios that show where technology that supports groups working collaboratively and producing collaborative trails may be heading in the near future

Unsupervised linking of scientific articles to food systems taxonomies

In this thesis, a novel method for linking scientific articles to taxonomy terms in the domain of food systems research is presented. With food systems being in the center of 12 of the 17 United Nations Sustainable Development goals, there has been an ever-growing amount of scientific articles in this field. These articles are vital in understanding the complex nature of food systems and their inter-dependencies. However, finding relevant literature in this field is difficult for decision makers given the interdisciplinary nature of the field and that annotation and expert feedback is expensive. In the thesis, BERT-based models (SBERT, SPECTER and SciBERT) are adapted to the food systems area and fine-tuned for tasks such as text classification and text similarity, which represents a solution to the problem of finding relevant articles in the food systems domain. The proposed search system uses several taxonomies and data augmentation to achieve the results, which are visualized in a created website. Linking food systems research articles to taxonomy terms shows good accuracy, with models finetuned on domain data achieving better performance on classification task. The best fine-tuning strategy for SPECTER and SciBERT is the combination of domain adaptation and classification. Fine-tuning for text similarity for SBERT improves SBERT performance only slightly. The proposed method can be used in other domains than food systems

Holistic Approach for Authoring Immersive and Smart Environments for the Integration in Engineering Education

Die vierte industrielle Revolution und der rasante technologische Fortschritt stellen die etablierten Bildungsstrukturen und traditionellen Bildungspraktiken in Frage. Besonders in der Ingenieurausbildung erfordert das lebenslange Lernen, dass man sein Wissen und seine Fähigkeiten ständig verbessern muss, um auf dem Arbeitsmarkt wettbewerbsfähig zu sein. Es besteht die Notwendigkeit eines Paradigmenwechsels in der Bildung und Ausbildung hin zu neuen Technologien wie virtueller Realität und künstlicher Intelligenz. Die Einbeziehung dieser Technologien in ein Bildungsprogramm ist jedoch nicht so einfach wie die Investition in neue Geräte oder Software. Es müssen neue Bildungsprogramme geschaffen oder alte von Grund auf umgestaltet werden. Dabei handelt es sich um komplexe und umfangreiche Prozesse, die Entscheidungsfindung, Design und Entwicklung umfassen. Diese sind mit erheblichen Herausforderungen verbunden, die die Überwindung vieler Hindernisse erfordert. Diese Arbeit stellt eine Methodologie vor, die sich mit den Herausforderungen der Nutzung von Virtueller Realität und Künstlicher Intelligenz als Schlüsseltechnologien in der Ingenieurausbildung befasst. Die Methodologie hat zum Ziel, die Hauptakteure anzuleiten, um den Lernprozess zu verbessern, sowie neuartige und effiziente Lernerfahrungen zu ermöglichen. Da jedes Bildungsprogramm einzigartig ist, folgt die Methodik einem ganzheitlichen Ansatz, um die Erstellung maßgeschneiderter Kurse oder Ausbildungen zu unterstützen. Zu diesem Zweck werden die Wechselwirkung zwischen verschiedenen Aspekten berücksichtigt. Diese werden in den drei Ebenen - Bildung, Technologie und Management zusammengefasst. Die Methodik betont den Einfluss der Technologien auf die Unterrichtsgestaltung und die Managementprozesse. Sie liefert Methoden zur Entscheidungsfindung auf der Grundlage einer umfassenden pädagogischen, technologischen und wirtschaftlichen Analyse. Darüber hinaus unterstützt sie den Prozess der didaktischen Gestaltung durch eine umfassende Kategorisierung der Vor- und Nachteile immersiver Lernumgebungen und zeigt auf, welche ihrer Eigenschaften den Lernprozess verbessern können. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der systematischen Gestaltung immersiver Systeme und der effizienten Erstellung immersiver Anwendungen unter Verwendung von Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz. Es werden vier Anwendungsfälle mit verschiedenen Ausbildungsprogrammen vorgestellt, um die Methodik zu validieren. Jedes Bildungsprogramm hat seine eigenen Ziele und in Kombination decken sie die Validierung aller Ebenen der Methodik ab. Die Methodik wurde iterativ mit jedem Validierungsprojekt weiterentwickelt und verbessert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Methodik zuverlässig und auf viele Szenarien sowie auf die meisten Bildungsstufen und Bereiche übertragbar ist. Durch die Anwendung der in dieser Arbeit vorgestellten Methoden können Interessengruppen immersiven Technologien effektiv und effizient in ihre Unterrichtspraxis integrieren. Darüber hinaus können sie auf der Grundlage der vorgeschlagenen Ansätze Aufwand, Zeit und Kosten für die Planung, Entwicklung und Wartung der immersiven Systeme sparen. Die Technologie verlagert die Rolle des Lehrenden in eine Moderatorrolle. Außerdem bekommen die Lehrkräfte die Möglichkeit die Lernenden individuell zu unterstützen und sich auf deren kognitive Fähigkeiten höherer Ordnung zu konzentrieren. Als Hauptergebnis erhalten die Lernenden eine angemessene, qualitativ hochwertige und zeitgemäße Ausbildung, die sie qualifizierter, erfolgreicher und zufriedener macht

One-Class Classification: Taxonomy of Study and Review of Techniques

One-class classification (OCC) algorithms aim to build classification models when the negative class is either absent, poorly sampled or not well defined. This unique situation constrains the learning of efficient classifiers by defining class boundary just with the knowledge of positive class. The OCC problem has been considered and applied under many research themes, such as outlier/novelty detection and concept learning. In this paper we present a unified view of the general problem of OCC by presenting a taxonomy of study for OCC problems, which is based on the availability of training data, algorithms used and the application domains applied. We further delve into each of the categories of the proposed taxonomy and present a comprehensive literature review of the OCC algorithms, techniques and methodologies with a focus on their significance, limitations and applications. We conclude our paper by discussing some open research problems in the field of OCC and present our vision for future research.Comment: 24 pages + 11 pages of references, 8 figure