[...] Diese Diplomarbeit hat das Ziel, Lehrveranstaltungen der FHTW, insbesondere
Informatikveranstaltungen des Fachbereichs 3 (Informationstechnik/Elektronik), mit dem
Thema „Computerschnittstellen und Bussysteme“ methodisch und didaktisch durch den Einsatz
eines multimedialen Lehr- und Lernprogramms zu unterstützen. Durch das Programm sollen
sich einerseits Studenten mit den Themengebieten zu den Vorlesungen interaktiv vertraut
machen können, andererseits soll das Programm den Lehrkräften die Möglichkeit geben,
komplexes Wissen auch mit Hilfe einer Software zu vermitteln. Das zu entwickelnde
Programm soll unter einer grafischen Oberfläche als ein selbständiges Programm arbeiten.
Ausgangspunkt dieser Arbeit ist eine Untersuchung zur Integration des Computers sowie
interaktiver multimedialer Lehr- und Lernprogramme in die Aus- und Weiterbildung. Es soll
dabei analysiert werden, ob der Einsatz von Computern im Unterricht als Lernmedien sinnvoll
ist und ob das computergestützte Lernen als eine Form der Unterrichtsmethode andere
Formen sinnvoll ergänzen oder als eigenständige Unterrichtsform aufgefaßt werden kann. Dazu
sind ebenfalls Vor- und Nachteile von Lehr- und Lernsoftware herauszuarbeiten sowie
wichtige Begriffe wie z.B. „Multimedia“ und „Interaktion“ zu erläutern. Es sollen die
Grundlagen des Lernprozesses und deren Implikationen auf die Gestaltung von Lernsoftware
untersucht werden. Die Vorüberlegungen zum Gestaltungsprozeß interaktiver, multimedialer
Lehr- und Lernprogramme (Softwareergonomie, Didaktik) sollen die verschiedenen
Gestaltungselemente des zu entwickelnden Programms bestimmen. In einem Pflichtenheft sind die wichtigsten Kriterien zur Entwicklung und zur Gestaltung des
Programms zu spezifizieren. Nach einer begründeten Entscheidung für die
Programmierplattform (Betriebssystem) und der Entscheidung für eine spezielle
Programmiersprache sowie deren Beschreibung sollen die zu beachtenden Aspekte bei der
Entwicklung von multimedialen Lehr- und Lernprogrammen für den Unterricht erläutert
werden. Dazu sind wichtige allgemeine Schritte darzustellen, die den Entwurf und die
Implementierung solcher Software unterstützen. Es soll also gezeigt werden, nach welchen
Gesichtspunkten ein solches Programm entwickelt werden kann. Danach sind Entwurf und
Implementierung des Programms detailliert zu beschreiben. [...]
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Aufgabenstellung
2 Multimediale Lehr- und Lernsoftware
2.1 Computergestütztes Lernen
2.1.1 Definition von Lernsoftware
2.1.2 Arten von Lehr- und Lernsoftware
2.1.3 Einordnung in das Spektrum didaktischer Medien
2.2 Vergleich verschiedener Lernmedien
2.2.1 Vor- und Nachteile von Lehr- und Lernsoftware
2.2.2 Perspektiven
2.3 Anforderungen an eine Lehr- und Lernsoftware
2.3.1 Allgemeine softwareergonomische Richtlinien
2.3.2 Informationsdarstellung
2.3.3 Navigationssysteme
2.4 Pädagogische Kriterien
2.4.1 Grundüberlegungen zum Einsatz von Computern im Unterricht
2.4.2 Argumente für den Computereinsatz
2.5 Multimediale Anwendungen
2.5.1 Anforderungen an multimediale Anwendungen
2.5.2 Multimediale Anwendungsfelder und Beispiele
2.6 Interaktion
2.6.1 Multimodalität
2.6.2 Interaktionsaufgaben, Interaktionsformen und Interaktionsziele
2.6.3 Interaktionen für multimediale Anwendungen
2.6.4 Design von Interaktionskomponenten
3 Pflichtenheft
3.1 Zielbestimmung
3.1.1 Mindestanforderungen
3.1.2 Wunschkriterien
3.1.3 Abgrenzungskriterien
3.2 Produkteinsatz
3.2.1 Anwendungsbereiche
3.2.2 Zielgruppen
3.3 Produktkonfiguration
3.4 Qualitätsanforderungen
3.5 Benutzerschnittstelle
3.5.1 Benutzermodell
3.5.2 Kommunikationsstrategie
3.5.3 Kommunikationsaufbau
3.6 Entwurf globaler Testfälle
3.6.1 Testfall 1 - Systemeinstellungen
3.6.2 Testfall 2 - Manipulation und Darstellung der Daten
3.6.3 Testfall 3 - Programmsteuerung
3.6.4 Testfall 4 - Kompatibilität zur Hard- und Software
3.6.5 Testfall 5 - Inhaltliche Struktur und Aufbau
4 Lösungsansätze
4.1 Allgemeines
4.2 OS/2
4.3 X-Window - Umgebung
4.4 Microsoft Windows (3.xx und Windows 95)
4.5 Autorensysteme
4.5.1 Anforderungen an Autorensysteme
4.5.2 Funktionsweise von Autorensystemen
4.5.3 Vergleich
5 Das Autorensystem Multimedia ToolBook
5.1 Überblick
5.2 Autoren- und Leserebene
5.3 Programmieren in ToolBook
5.3.1 OpenScript
5.3.2 Beispiele für Behandlungsroutinen und Funktionen
5.4 Objekte und ihre Eigenschaften
5.5 Unterstützung multimedialer Elemente
6 Schritte zur Entwicklung des Programms
6.1 Vorbereitung
6.2 Entwicklung
6.2.1 Objekterzeugungsphase
6.2.2 Verbindungsphase
6.2.3 Generierungs- und Programmierphase
6.2.4 Präsentationsphase
7 Entwurf
7.1 Besonderheiten der Programmierumgebung
7.2 Materialsammlung und Spezifikation der Medientypen
7.3 Vertriebsart
7.4 Hardware- und Systemanforderungen
7.5 Inhaltliche Themenwahl
7.6 Programmstruktur
7.7 Funktionenmodell mit Datenflußdiagrammen
7.7.1 Kontextdiagramm
7.7.2 Übersichtsdiagramm
7.8 Festlegen der Programmeigenschaften
7.8.1 Bucheigenschaften
7.8.2 Ansichtsobjekteigenschaften
7.8.3 Hintergrund- und Seiteneigenschaften
7.9 Entwurf universeller Steuerelemente
7.10 Bedienoberfläche
7.10.1 Das Hauptfenster
7.10.2 Das Hilfefenster
7.11 Entwurf des Tests und der Testfragen
8 Implementierung und Programmbeschreibung
8.1 Allgemeines
8.2 Hinweise zu den Skripten
8.3 Das Buch
8.4 Programmsteuerung
8.5 Einbindung der multimedialen Komponenten
8.5.1 Grafik
8.5.2 Symbole und Mauscursoreigenschaften
8.5.3 Klangeffekte und Sprachausgabe
8.5.4 Videos und Animationen
8.6 Beschreibung der Programmteile
8.6.1 Die Menüs
8.6.2 Darstellung der Themeninhalte
8.6.3 Das Inhaltsverzeichnis
8.6.4 Das Begriffslexikon
8.6.5 Der Wissenstest
8.6.6 Das Hilfefenster
8.6.7 Soundtest und Systeminformation
8.7 Installation und Programmstart
9 Systemtest
9.1 Hinweise zu den Tests
9.2 Testfall 1 - Systemeinstellungen
9.3 Testfall 2 - Manipulation und Darstellung der Daten
9.4 Testfall 3 - Programmsteuerung
9.5 Testfall 4 - Kompatibilität zur Hard- und Software
9.6 Testfall 5 - Inhaltliche Struktur und Aufbau
10 Zusammenfassung und Ausblick
Buchskript
Fragebogen zur Bewertung der Lösung
Zielsetzung und Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines multimedialen Lehr- und Lernprogramms zum Thema „Computerschnittstellen und Bussysteme“, um Studenten sowie Lehrkräften der FHTW-Berlin eine interaktive und anschauliche Unterstützung bei der Wissensvermittlung und -aneignung in diesem technisch-naturwissenschaftlichen Fachbereich zu bieten.
- Untersuchung des computergestützten Lernens als Lehrmedium
- Analyse softwareergonomischer und pädagogischer Kriterien für Lernsoftware
- Konzeption und Implementierung eines interaktiven Programms mittels des Autorensystems Multimedia ToolBook
- Entwurf einer selbsterklärenden Bedienoberfläche mit multimedialen Komponenten wie Grafik, Animation und Video
- Qualitätssicherung durch systematische Teststrategien (Systemtest)
Auszug aus dem Buch
Multimedia ToolBook
Multimedia ToolBook ist ein Autorensystem unter Microsoft Windows. Wie die erste Namenskomponente andeutet, kann man alles, was heute modern ist, in dem System benutzen, von Text und Bild bis zum Film und zur Sprachausgabe. Die Bezeichnung ist etwas irreführend, da es sich nicht um ein Buch mit Werkzeugen, sondern eher ein Werkzeug zur Erzeugung von elektronischen Büchern handelt.
ToolBook erweist sich als recht vielseitig. Man kann nicht nur spezielle Anwendungen für Informations- und Ausbildungszwecke (Programmierte Unterweisungen, also Präsentationen, Lehr- und Lernprogramme usw.), sondern auch Eingabemasken für beliebige Anwendungen (Datenbankoberflächen) und sogar Spiele darin programmieren. Zum Erstellen der Anwendungen wird eine grafische Oberfläche benutzt.
Mit ToolBook wird objektorientiert programmiert. Es existieren Grafikobjekte, Ansichtsobjekte, Hintergrundobjekte, Schaltflächen und verschiedene Felder. Wie in der objektorientierten Programmierung sind mit den verschiedenen Objekten spezielle Eigenschaften verbunden, die auch von anderen Objekten geerbt sein können. Die Deklaration der Objektdaten erfolgt weitgehend durch einen interaktiven Gestaltungsprozeß auf der grafischen Oberfläche. Die Methoden beschreiben durch ein spezielles Programm, wie sich die verschiedenen Objekte verhalten sollen.
Das grundlegende Konzept in ToolBook ist der Begriff des „Buches“. Ein Buch ist die ToolBook-Sprechweise für die zu entwickelnde, ausführbare Datei (EXE-File), die ihrerseits wieder weitere Bücher aufrufen kann. Ein Buch besteht aus Seiten, auf denen verschiedene Objekte definiert werden, denen mit Hilfe der ToolBook-eigenen Programmiersprache OpenScript bestimmte Aktionen zugeordnet sind. Jede der verschiedenen Seiten des ToolBook-Buches entspricht einem Bildschirminhalt, der mit den grafischen Elementen und den interaktiven Steuerelementen ausgestattet ist.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung und Aufgabenstellung: Erläutert die Notwendigkeit moderner Lernmethoden und definiert das Ziel der Arbeit, ein interaktives Lernprogramm für das Fachgebiet „Computerschnittstellen und Bussysteme“ zu entwickeln.
2 Multimediale Lehr- und Lernsoftware: Untersucht theoretische Grundlagen, pädagogische Kriterien sowie softwareergonomische Richtlinien, die für die Gestaltung effektiver computergestützter Lehrangebote essenziell sind.
3 Pflichtenheft: Definiert detailliert die Mindestanforderungen und Zielgruppen für das zu entwickelnde Programm sowie die methodischen Schritte für den Entwurf und die Qualitätssicherung.
4 Lösungsansätze: Vergleicht verschiedene Programmierplattformen und begründet die Wahl des Autorensystems „Multimedia ToolBook“ aufgrund seiner Eignung für objektorientierte und visuelle Programmierung.
5 Das Autorensystem Multimedia ToolBook: Beschreibt die grundlegenden Konzepte des Systems wie das „Buch“-Modell, die Autoren- und Leserebene sowie die Skriptsprache OpenScript.
6 Schritte zur Entwicklung des Programms: Beschreibt den iterativen Entwicklungsprozess von der Ideensammlung über die Objekterzeugung bis hin zur Präsentationsphase.
7 Entwurf: Detailliert die technische Architektur, das Funktionenmodell und die Gestaltung der Benutzerschnittstelle für das Lernprogramm.
8 Implementierung und Programmbeschreibung: Dokumentiert die praktische Umsetzung, inklusive der Skriptprogrammierung für multimediale Komponenten und der Steuerelemente des Programms.
9 Systemtest: Dokumentiert die durchgeführten Teststrategien und die Validierung der Anwendung unter verschiedenen Hard- und Softwareumgebungen.
10 Zusammenfassung und Ausblick: Reflektiert den Entwicklungsprozess und diskutiert zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten des Systems, beispielsweise durch die Integration weiterer Themengebiete.
Schlüsselwörter
Computerschnittstellen, Bussysteme, Multimediale Anwendungen, Lehr- und Lernsoftware, Multimedia ToolBook, OpenScript, Softwareergonomie, Computergestütztes Lernen, Interaktionsdesign, Didaktik, Programmierung, Windows-Applikationen, Systemtest, Wissensvermittlung, Skriptsprache
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Diplomarbeit befasst sich mit der methodischen und didaktischen Entwicklung eines interaktiven, multimedialen Lehr- und Lernprogramms, das den Lernenden bei der Einarbeitung in die Thematik „Computerschnittstellen und Bussysteme“ unterstützen soll.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Arbeit fokussiert sich auf die theoretische Einordnung multimedialer Lernsoftware, deren softwareergonomische Gestaltung sowie die technische Umsetzung der Themen „Computerschnittstellen“ und „Bussysteme“ innerhalb einer Windows-basierten Anwendung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist die Bereitstellung eines selbstständigen, grafisch orientierten Softwareprogramms, das sowohl Studenten als auch Lehrkräften der FHTW-Berlin als Unterstützung bei der Vermittlung und Vertiefung komplexer technischer Zusammenhänge dient.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine Literaturanalyse zur Softwareergonomie und Lernmethodik, gefolgt von einer zielgerichteten Softwareentwicklung nach dem Pflichtenheft-Prinzip und einer abschließenden Evaluierung durch Systemtests sowie Nutzerbefragungen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst das Pflichtenheft, die Lösungsansätze zur Softwarewahl, die detaillierte Beschreibung des Autorensystems ToolBook, den Entwurf der Programmstruktur, die Implementierung (inklusive Skriptbeispielen) sowie die Durchführung und Auswertung systematischer Tests.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind unter anderem Multimediale Lehr- und Lernsoftware, Multimedia ToolBook, Softwareergonomie, Interaktionsdesign und computergestütztes Lernen.
Warum wurde „Multimedia ToolBook“ als Werkzeug gewählt?
ToolBook ermöglichte eine effiziente, objektorientierte Entwicklung in einer Windows-Umgebung. Die Verfügbarkeit an der FHTW sowie die Kombination aus visuellen Gestaltungswerkzeugen und der mächtigen Skriptsprache OpenScript machten es zum idealen System für die Zielsetzung.
Wie stellt das Programm die Konsistenz und Qualität sicher?
Durch die Einhaltung eines im Pflichtenheft festgelegten Anforderungskatalogs, die Implementierung definierter Teststrategien für verschiedene Hard- und Softwareumgebungen sowie die Auswertung von Fragebögen durch Testpersonen.
- Quote paper
- Frank Binder (Author), 1996, Entwicklung eines Lehr- und Lernprogramms (CBT) zum Thema Computerschnittstellen und Bussysteme, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/14717
