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Multitouch-Spiele zur Vermittlung fundamentalerIdeen in der Informatik. Planung und Entwicklung kooperativer Lernsoftware inder Lehramtsausbildung

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Samstag, 01. August 2015

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Thiemo Leonhardt, Nadine Bergner

1 Leave a comment on Absatz 1 0 Didaktisch ausgearbeitete Serious Games sind in der schulischen und universitären Ausbildung kaum vertreten oder finden sich nur als Einzellösungen in speziellen Vorlesungen wieder. Zur Verknüpfung des technischen Fachwissens mit dem zu vertiefenden fachdidaktischen Expertenwissen von Lehramtsstudierenden der Informatik wurde ein Praktikum konzipiert, in dem interdisziplinäre Kompetenzen gefördert werden. Zur Unterstützung der Kommunikation von Lernenden untereinander wurde als Ziel des Praktikums die Erstellung eines kooperativen Multitouch-Serious-Games zur Förderung grundlegender informatischer Fähigkeiten ausgegeben (Khaled, 2009; Tyng, 2011; Schäfer, 2013). Während des Entwicklungsprozesses werden zu Anfang fachdidaktische Fragestellungen der im Lernspiel zu vermittelnden Kompetenzen anhand bestehender Kompetenzmodelle diskutiert. Auf dieser Grundlage wird ein Spielablauf durch exploratives Prototyping in einen Oberflächenprototyp überführt (Abb. 2) und anschließend durch evolutionäres Prototyping implementiert (Abb. 1). Durch den iterativen Entwicklungsprozess behandelt das Praktikum durchgehend fachübergreifend Inhalte der Fachdidaktik Informatik, der Psychologie, der Medienpädagogik und der Fachinformatik.

2 Leave a comment on Absatz 2 0 Zur Umsetzung des Spiels wurde die strukturierte Zerlegung als eine der fundamentalen Ideen der Informatik (Schwill, 1994) als Lerninhalt gewählt, wobei auf Vorarbeiten aufgebaut werden konnte (Nabbi, 2010). Bei der strukturierten Zerlegung sollte die Relation „ist Teil von“ zwischen dem Objekt und seinen Bestandteilen erfasst werden. Die erste Stufe sieht eine gegebene Figur vor, die hierarchisch dargestellt werden soll. Im Spielablauf werden, angepasst an die Anzahl der Spieler (2-4), die Komponenten der ersten und zweiten Ebenen per Zufall in die Ecken der Spieler verteilt. Aufgabe ist es nun, gemeinsam die verschiedenen Teile wieder zusammenzusetzen. Falsche Zuordnungen sind nicht möglich, sondern führen zu einem „Zurückfliegen“ der Komponenten an den Außenrand des Spielfelds, damit das Lösen per Zufall einen höheren Aufwand für die Spieler bedeutet als das logische Zuordnen. Werden Komponenten richtig zugeordnet, so wird eine positive Rückmeldung gegeben, um einen aufkommenden Effekt des reinen Spielens zu vermeiden.

3 Leave a comment on Absatz 3 0 image002.gif

4 Leave a comment on Absatz 4 0 image004.gif

5 Leave a comment on Absatz 5 0 Abb. 1: Kreishierarchie

6 Leave a comment on Absatz 6 0 Abb. 2: Finaler Prototyp

7 Leave a comment on Absatz 7 0 Die Hierarchieebenen werden in Kreisformen dargestellt. Die vollständige Figur entspricht der Wurzel der Hierarchie und befindet sich im Zentrum. Die Ringe, die zur ersten und zweiten Hierarchieebene gehören, werden mit verschiedenen Farben hinterlegt, um die unterschiedlichen Ebenen zu verdeutlichen. Die technische Umsetzung wird mit Hilfe von HTML 5 und JavaScript-Elementen realisiert unter Einbindung des Frameworks CreateJS[1]. Einerseits wird so die programmiertechnische Hürde für die Studierenden durch die Skriptsprache gesenkt und andererseits wird eine betriebssytemunabhängige Lauffähigkeit sowie ein globaler Zugriff auf das Lernspiel über einen Webserver möglich. Die daran anknüpfende Vision ist, eine online verfügbare Sammlung von Open-Source-Lernanwendungen zu den fundamentalen Ideen der Informatik frei bereitzustellen.

Literatur

8 Leave a comment on Absatz 8 0 Khaled, R., Barr, P., Johnston, H. & Biddle, R. (2009). Let’s clean up this mess: Exploring multi-touch collaborative play. Proceedings of the 27th international conference „Extended abstracts on Human factors in computing systems“. ACM. doi: http://doi.acm.org/10.1145/1520340.1520680.

9 Leave a comment on Absatz 9 0 Nabbi, N., Brauner, P. & Leonhardt, T. (2010). Vermittlung fundamentaler Ideen der Informatik durch eine kollaborative Multitouch-Anwendung. Proceedings der Workshops der Mensch & Computer 2010 – 10. fachübergreifende Konferenz für interaktive und kooperative Medien, 27–28.

10 Leave a comment on Absatz 10 0 Schäfer, A., Holz, J., Leonhardt, T., Schroeder, U., Brauner, P. & Ziefle, M. (2013). From boring to scoring – a collaborative serious game for learning and practicing mathematical logic for computer science education. Computer Science Education, 23(2), 87–111.

11 Leave a comment on Absatz 11 0 Schwill, A. (1994). Fundamental ideas of computer science. Bulletin of the European Association for Theoretical Computer Science, 53, 274–274.

12 Leave a comment on Absatz 12 0 Tyng, K. S., Zaman, H. B. & Ahmad, A. (2011). Visual application in multi-touch tabletop for mathematics learning: a preliminary study. In Proceedings of the Second international conference on Visual informatics: sustaining research and innovations – Volume Part I (IVIC’11), 319-328.


13 Leave a comment on Absatz 13 0 [1] http://www.createjs.com/Home

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Quelle:http://2015.gmw-online.de/314/?replytopara