Kompetenzorientierter Informatikunterricht in der Sekundarstufe I unter Verwendung der visuellen Programmiersprache Puck

In dieser Arbeit wurde die aktuelle Diskussion um Bildungsstandards sowie die spezifische Situation in der Informatik dargestellt. Weiterhin wurde auf Kompetenzen, Kompetenzmodelle und zugehörige Aufgaben eingegangen. Ausgehend von diesen Analysen wurde auf Grundlage der von der GI empfohlenen „Grundsätze und Standards für Informatik in der Schule“ ein Kompetenzmodell für den Inhaltsbereich „Algorithmen“ der 8. bis 10. Jahrgangsstufe zusammen mit Aufgaben zum Verdeutlichen, Erwerben und Überprüfen der Kompetenzen entwickelt. Die gewonnenen Erfahrungen bei der Entwicklung des Kompetenzmodells und der Aufgaben wurden jeweils zusammengefasst. Das Erwerben von Kompetenzen zum Inhaltsbereich „Algorithmen“ ist häufig mit dem Einsatz einer konkreten Programmiersprache verbunden. Die vom Autor erstellte visuelle Programmiersprache Puck wurde im Rahmen dieser Arbeit weiterentwickelt und von verschiedenen anderen visuellen Werkzeugen abgegrenzt. Weiterhin wurden Gründe dargestellt, die für den Einsatz solcher visueller Werkzeuge bei der Einführung in die Programmierung sprechen. In einer Voruntersuchung an sechs Thüringer Schulen wurden erste Erfahrungen zu kompetenzorientiertem Informatikunterricht unter Verwendung der entwickelten Materialien und der visuellen Programmiersprache Puck zusammengetragen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurden in der Hauptuntersuchung 84 Lehrerinnen und Lehrern im deutschsprachigen Raum das weiterentwickelte Kompetenzmodell, die zugehörigen Aufgaben und Puck zur Verfügung gestellt. Die Befragung von 40 Lehrpersonen, am Ende der Hauptuntersuchung ergab, dass es einem Großteil der Lehrkräfte möglich war, anhand der bereitgestellten Materialien kompetenzorientierten Informatikunterricht zu strukturieren, vorzubereiten, durchzuführen und auszuwerten. Es zeigte sich außerdem, dass die visuelle Programmiersprache Puck größtenteils als geeignet für eine Einführung in die Programmierung in den Jahrgangsstufen 8 bis 10 eingeschätzt wurde

Von Datenmanagement zu Data Literacy: Informatikdidaktische Aufarbeitung des Gegenstandsbereichs Daten für den allgemeinbildenden Schulunterricht

Die Thematisierung von Daten in der Informatik befindet sich seit über einem Jahrzehnt in einem Wandel, der nicht nur technische Neuerungen nach sich zieht, sondern auch eine umfassende Neubetrachtung der Erfassung, Speicherung und Nutzung von Daten verursachte und zur Bildung eines neuen umfassenden Fachgebiets Datenmanagement führte. Die Ausmaße dieser Entwicklung zeigen sich an der zunehmenden Verarbeitung komplexer Daten (Big Data), neuen Möglichkeiten zur Datenverarbeitung und -analyse (z. B. Datenstromsysteme, Data Mining) und nicht zuletzt an der Entstehung einer eigenen Data Science. Neben fachlichen Veränderungen unterliegt aber auch die gesellschaftliche Bedeutung von Daten einem Wandel: Daten stellen nicht mehr nur ein wichtiges und innovatives Thema der Informatik, sondern das zentrale Fundament der digitalen Gesellschaft dar. Auch der Informatikunterricht konzentriert sich seit Jahren eher auf tradierte Aspekte des Fachgebiets, wie Datenbanken und Datenmodellierung, während neuere Themen allenfalls als Unterrichtskontext aufgegriffen werden. Um eine aqäquate Grundlage für den Unterricht zu diesen Themen zu schaffen, die langlebigen Aspekte der fachlichen Entwicklungen zu identifizieren und somit einen zukunftssicheren Informatikunterricht zu ermöglichen, ist eine umfassende informatikdidaktische Aufarbeitung essenziell. Somit eröffnet sich durch diese Veränderungen deutliches Potenzial, nicht nur für die Informatikdidaktik, sondern auch für die Unterrichtspraxis. In dieser Arbeit wird daher der Gegenstandsbereich Daten und insbesondere das Fachgebiet Datenmanagement aus informatikdidaktischer Sicht umfassend aufgearbeitet, mit dem Ziel ein Fundament für die weitere Forschung und die Unterrichtspraxis zu schaffen. Dazu wird das Modell der Didaktischen Rekonstruktion als Forschungsrahmen eingesetzt und das Fachgebiet aus den Perspektiven Fach, Lehrer, Schüler und Gesellschaft untersucht. Als eines der zentralen Ergebnisse wird, basierend auf einem empirisch geprägten Ansatz, ein Modell der Schlüsselkonzepte des Datenmanagements entwickelt. Um den Bogen zu allgemeinbildenden Datenkompetenzen im Sinne einer Data Literacy zu spannen, entsteht außerdem ein Data-Literacy-Kompetenzmodell, das auf Grundlagen des Datenmanagements und der Data Science fundiert wird. Um die praktische Relevanz der Ergebnisse der Arbeit zu unterstreichen, wird auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse die Umsetzung von Datenmanagement im Informatikunterricht skizziert. Dazu werden zwei Unterrichtswerkzeuge sowie eine Unterrichtssequenz entwickelt und erprobt. Diese Arbeit schafft somit nicht nur eine Orientierung und Basis für die weitere Forschung im Kontext Daten, sondern sorgt durch die fachliche Klärung des Fachgebiets Datenmanagement auch dafür, dass dessen Kernaspekte greifbarer und klarer erkennbar werden. Sie zeigt exemplarisch, dass auch moderne und komplex erscheinende Themen des Datenmanagements unter Berücksichtigung der zugrundeliegenden Konzepte für den Unterricht geeignet aufbereitet werden können und betont die Relevanz dieser Themen, die in einer digitalen Gesellschaft und im Sinne der Schaffung einer Data Literacy zukünftig einen größeren Stellenwert im Informatikunterricht erlangen müssen

Tangible User Interfaces als kooperationsunterstützendes Medium

This thesis deals with a novel type of computer interfaces that allow users to interact in tangible ways with physical artefacts. It focuses on the observation that such interfaces seem to support cooperative problem solving groups and asks why and how Tangible User Interface designs can support cooperative problem-solving activities.The field of Tangible User Interfaces (TUIs) is moving fast, driven mostly by technology-driven proof of concept development, while reflection and theory are sparse. The thesis starts explaining the scope and different approaches to designing TUIs by presenting examples and clarifying the concept and central characteristics of this class of interface. As mixing physical and digital elements will not automatically result in combining advantages of both worlds , it is necessary to know what exactly these advantages are and how they come to be. A literature survey on positive social effects of tangible media on group interaction is therefore synthesized into main lines of arguments. These arguments connect with central characteristics of TUIs. Two empirical studies deepen the understanding reached so far and take the concepts developed to practical use. First a video of a group doing paper prototyping (understood as a tangible medium) is analysed. The second study consists of comparative evaluation of two variants of a system, one based on a touchscreen and one using a TUI interface. Reflection of the evaluation results in a set of design principles which are successfully used in re-designing the TUI variant. Main contributions of this thesis are:- A clarification of the concept of TUIs and their structure and interaction characteristics.- A a systematic overview of social effects of Tangible User Interfaces that encourage cooperation among users.- A set of design heuristics for supporting these social effects of Tangible User Interfaces- A set of design principles derived from the successful re-design of the PitA-Board

GeNeMe ´99 - Virtuelle Organisation und Neue Medien 1999: Workshop GeNeMe99 - Gemeinschaften in Neuen Medien: TU Dresden, 28./29.10.1999

Aus dem Vorwort: 'Wir freuen uns, mit dem Band GeNeMe99 die Beiträge des zweiten Workshops zu GeNeMe - Gemeinschaften in neuen Medien - präsentieren zu können. Damit erfüllt sich zumindest im Ansatz die mit der GeNeMe98 verbundene Absicht, eine Arbeits und Veranstaltungslinie zu begründen. Treffend aktuell reflektiert folgende dpa-Meldung zum diesjährigen 'European IT Forum' in Paris vom 13. September des Jahres die Herausforderungen an Forschung und Praxis zur Verwirklichung des GeNeMe-Trends. Europa wird nach Einschätzung von Analysten in den nächsten Jahren im elektronischen Handel über das Internet kräftig aufholen. Damit könne Europa zum größten zusammenhängenden Markt im E-Commerce werden. Um im Wettbewerb bestehen zu können, müßten die Unternehmen aber ihre gesamte Firmenstruktur auf die elektronische Zukunft ausrichten. Das gelte auch für Unternehmen außerhalb der Technologie-Branche.:A. EINFÜHRUNG 1 Gemeinschaften in Neuen Medien - Quality of Service aus der Sicht von Nutzer, Betreiber und Service Provider 1 Dr.-Ing. habil. W. Pretzsch, Dipl.-Inform. D. Neumann B. AUSGEWÄHLTE ANSÄTZE ZUR ENTWICKLUNG UND TECHNOLOGIE VON VIRTUELLEN GEMEINSCHAFTEN 25 B. 1. Gruppenorientiertes Requirement Engineering auf der Basis von Lotus Notes 25 Prof. Dr. R Liskowsky, Dipl.-Ing. R Pjater, Dipl.-Inf. H. Steher B.2. Die technische Infrastruktur zur Teilnahme von unternehmen an Gemeinschaften in Neuen Medien 49 M. Ecks, M. Senft Prof. Dr. J. Raasch B. 3. Context modeling of agile software and a context-based approach to support virtual enterprises 73 Dipl.-Inform. Duy-TuanNguyen, Dr. V. Do B. 4. Stabilität und Sicherheit im Web - Der Test webbasierter Anwendungen 89 Dr. R Schröder C. REFERENZMODELLE UND ARCHITEKTUREN VON GEMEINSCHAFTEN IN NEUEN MEDIEN 109 C. l. Ein Referenzmodell für virtuelle Unternehmen 109 Dipl.-Inform. (FH) J. Homann, Dipl.-Inform. D. Neumann C.2. Ein Referenzmodell fü r Gemeinschaften und Medien - Case Study Amazon.com 125 Dr. U. Lechner, Prof. Dr. B. Schmid, Dr. P. Schubert, Dipl. Inform. M. Klose, Stud. oec. O. Miler VIII C.3. Formalisierung und Architektur von Medien und ihren Gemeinschaften 151 Dr. U. Lechner, Prof. Dr. B. Schmid, Dipl. Inform. M. Klose CA. Analyse und Bewertung von wirtschaftsrelevanten Internet-Auftritten Mittelständischer Unternehemen in den neuen Bundesländern 181 Dipl.-Wirtsch.-Inf. E. Kosilek D. KOMMUNIKATION IN VIRTUELLEN GEMEINSCHAFTEN 197 D. 1. Das Potential von Virtual Communities auf Basis von Distributed Virtual Environments für Kundengewinnung und -Bindung 197 J. Templin, Dipl.-Inform. R. Dachselt D.2. Der Einsatz von Desktop-VR für E-Commerce-Anwendungen - Konzepte für dreidimensionale Produktpräsentationen 213 Dipl.-Inform. R. Dachselt D. 3. Die 3D Community als ein Frontend für internetbasierte Anlagenmanagementsysteme 233 Dr.-Ing. K. Richter E. LERNEN IN VIRTUELLEN GEMEINSCHAFTEN 255 E. 1. Ein Web-basierter Compuiergraphik-Kurs im Baukastensysten 255 F. Hanisch, Dr. R. Klein, Prof. Dr. W. Straßer E.2. Integration von Telelearning- und Teleworking-Applikationen 271 Dipl.-Inform. I. Braun, Dipl.-Inform. K. Franze, Dipl.-Inform. R. HEss, Dipl.-Inform. O. Neumann, Prof. Dr. A. Schill E.3. Ein Dokumentmodell für Kursdokumente in Webbasierten Virtuellen Lernumgebungen 291 Prof. Dr. K. Meißner, Dipl.-Inform. F. Wehner E.4. Die Net Academy als Medium für die Learning Community eines Masterprogramms an der Universität St. Gallen 307 S. Seufert, P. Schubert E.5. Das Project Net Academy 329 Dipl.-Kffr. D. Wittig E.6. „Distributed Learning“ unter Lotus Notes - ein Erfahrungsbericht 351 W. Schröter IX F. FACHÜBERGREIFENDE ASPEKTE 371 F. 1. Information Systems for Managing Second Order Dynamics of Organizations 371 Dr. F. Wierda F.2. E-commerce und seine Marktplätze 385 M. Skrzypek F.3. Unternehmensübergreifendes Workflow-Management als Instrument zur Unterstützung von Lieferketten (SUPPLY CHAIN MANAGEMENT) 393 Dipl.-Inform. M. Halatchev, Dipl.-Phys., Dipl-SWTE. Közle G. ANSCHRIFTEN DER AUTOREN 409 H. HINWEIS AUF DIE SPONSOREN 41

Mensch-Computer-Interface: Zur Geschichte und Zukunft der Computerbedienung

Die gegenwärtige Interface-Krise bei digitalen Medien nehmen Informatiker und Informatikhistoriker in diesem Band zum Anlass für eine Langzeitbilanz der Mensch-Computer-Interaktion. Sie legen sowohl Gesamtüberblicke der Entwicklung aus technik- und geistesgeschichtlicher Sicht vor als auch spezielle Studien zur Bedienproblematik einzelner Epochen. Dadurch entsteht ein großer Bogen von den Bedienschnittstellen der frühen Mainframe-Welt über die interaktiven PC-Interfaces bis zu den neuesten Entwicklungen des Wearable Computing und der proaktiven Ambient Intelligence. Die historisch-genetischen Analysen münden in theoretische Betrachtungen und kritische Rückblicke auf die Forschung zu Mensch-Computer-Interfaces sowie Ausblicke auf die Zukunft

Mechanik in der Sekundarstufe 1 mittels neuer Medien entdecken

Der Mechanikunterricht in der Sekundarstufe 1 bietet unterschiedliche didaktische Herangehensweisen für den ersten schulischen Kontakt mit der Kinematik und der Dynamik. Abgesehen von statischen Zugängen zur Mechanik werden Bewegungen klassischerweise in einer Dimension eingeführt, d. h. auf ”Vor- und Rückwärtsbewegungen“ beschränkt. Alternative Konzepte (vgl. Jung, Reul und Schwedes 1977) betrachten Bewegungen von Beginn an als zweidimensional, was den Vektorcharakter, speziell der Geschwindigkeit, hervorhebt. Beide Herangehensweise haben eigene Vorzüge wie auch Schwächen. Bisherige Studien (z.B.Tobias 2010) zeigen eine Überlegenheit der zweidimensional-dynamischen Zugänge gegenüber klassischer Konzepte auf. In der vorliegenden Studie wird untersucht, inwiefern diese Zugänge im Laufe der Verbreitung von Tablets unterstützt durch Simulationen und Lernumgebungen mit automatischem Feedback in zwei Varianten (Textfeedback und Animationsfeedback) ihre Wirkung entfalten. In einer Feldstudie (N=275) wurde der Lernerfolg durch Bearbeitung einer Lernumgebung nach zweidimensionalem bzw. eindimensionalem Zugang mit quantitativen wie qualitativen Methoden ermittelt. Dazu gehört etwa ein Fachtest, der mittels Raschanalyse ausgewertet wurde. Weiterhin wurden mit einzelnen Versuchspersonen Interviews geführt, in denen fachliche Aspekte thematisiert wurden, ebenso wie auch die Wahrnehmung der Arbeit mit der Lernumgebung und der Arbeitsform. Zu letzten Aspekten bearbeiteten alle Schüler Fragebögen. Begleitend wurde mittels Selbsteinschätzung auch die kognitive Belastung beim Bearbeiten der Simulationen erhoben. Es zeigte sich dabei, dass die Lernumgebungen insgesamt lernwirksam sind, wobei im 2D-Zugang minimal höhere Effekte zu verzeichnen waren. Hinsichtlich der Feedbackvarianten zeigte das Feedback durch Animationen ebenso leicht größere Effekte. Die Lernumgebung als solche stieß überwiegend auf Akzeptanz und Interesse seitens der Schülerinnen und Schüler, wobei ähnliche Methoden z.T. häufiger gewünscht wurden. Die kognitive Belastung beim Bearbeiten der Simulationen wurde im Allgemeinen sehr niedrig bewertet, jedoch in der 2D-Lernumgebung als größer angesehen