Content-based navigation of music using melodic pitch contours

We describe a system which supports dynamic user interaction with multimedia information using content-based hypermedia navigation techniques, specialising in a technique for navigation of musical content. The model combines the principles of open hypermedia, whereby hypermedia link information is maintained by a link service, with content-based retrieval techniques in which a database is queried based on a feature of the multimedia content; our approach could be described as 'content-based retrieval of hypermedia links'. The experimental system focuses on temporal media and consists of a set of component-based navigational hypermedia tools. We propose the use of melodic pitch contours in this context and we present techniques for storing and querying contours, together with experimental results. Techniques for integrating the contour database with open hypermedia systems are also discussed. © Springer-Verlag 2000

Der Einfluss von Inhaltsgestaltung und Lernereigenschaften auf Navigation und Wissenserwerb in hypermedialen Lernumgebungen

Educational software increasingly finds its way into classroom learning. The question arises whether the currently available products ensure effectiveness and efficiency of learning. So far investigations on the learning process when using hypermedia environments and moreover the factors impacting on the software use are scarce. The presented doctoral thesis, set in a realistic classroom scenario and presenting a complex learner-controlled hypermedia environment, aims to brigde this gap. Four evaluation variants of a CD-ROM on cell biology offering different didactical and graphical designs but the same content were produced. Specifically, the impacts of 3D-models, close-up views, static picture as well as animation design were investigated. About 700 students of 15 schools and 3 universities in 5 different German ôBundeslaenderö participated in the study. The knowledge acquisition and navigation behaviour of the examinees was documented with encoded log-files and correlated with the individualÆs learner characteristics such as learning style, prior domain knowledge and visual spatial ability as well as the design features of the software variants. Individual as well as group learning was analysed. Principle component analysis (PCA) was applied to get main usage factors that served as dependent variables in the subsequently calculated statistical tests. The dissertation suggests various influences of learner characteristics and content design on the learning process thereby contributing to the design of learning software that is well adapted to usersÆ needs. The studyÆs results are discussed in light of an extended cognitive load theory for hypermedia learning environments.Neue Medien kommen immer öfter auch im Klassenzimmer zum Einsatz. Die Frage stellt sich daher, ob die derzeit erhältlichen Produkte die Effektivität und Effizienz des Lernens gewährleisten. Untersuchungen, die den Lernprozess bei der Nutzung hypermedialer Lernumgebungen und darüber hinaus die die Softwarenutzung beeinflussenden Faktoren beleuchten, sind bislang rar. Die vorliegende Doktorarbeit, unter Verwendung einer Nutzer-kontrollierten hypermedialen Lernumgebung im Klassenraum durchgeführt, und damit die realistische Lernsituation simulierend, zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen. Vier Evaluationsvarianten einer CD - ROM zum Thema Zellbiologie verschiedenen didaktischen und graphischen Designs aber gleichen Inhalts wurden produziert. Insbesondere wurden der Einfluss von 3D-Modellen, Detaildarstellungen, des Designs statischer Bilder sowie von Animationen untersucht. Etwa 700 Schüler/innen und Studierende aus 15 Schulen und 3 Universitäten in 5 verschiedenen deutschen Bundesländern nahmen an der Studie teil. Navigation und Prozess des Wissenserwerbs der Teilnehmer wurde mit codierten Logfiles erfasst und mit individuellen Eigenschaften wie Lernstil, fachlichem Vorwissen und räumlichem Vorstellungsvermögen sowie den Designmerkmalen der Softwarevarianten korreliert. Sowohl Einzel- als auch Gruppenlernen wurde untersucht. Mittels einer Faktorenanalyse (PCA) wurden Hauptnutzungsfaktoren ermittelt, die in den nachfolgend durchgeführten statistischen Tests als abhängige Variablen fungierten. Die Studie zeigt verschiedene Einflüsse der Nutzereigenschaften und des inhaltlichen Designs auf den Lernprozess und unterstützt dadurch die Entwicklung von Softwareprodukten, die den Bedürfnissen der Nutzer ausreichend Rechnung tragen. Die Ergebnisse werden im Zusammenhang einer erweiterten kognitiven Beanspruchungstheorie („Cognitive Load Theory“) für hypermediale Lernumgebungen diskutiert