In dieser Arbeit soll ein Lernspiel für die DHBW Mannheim auf Basis der bekannten TV-Serie „Jeopardy!“ entwickelt werden. Dabei handelt es sich um eine wissenschaftliche Arbeit mit Forschungscharakter.
Die Arbeit ist in 3 Teile gegliedert: Teil A beschreibt den wissenschaftlichen Hintergrund und erläutert Forschungsergebnisse, die im Zuge der Entwicklung beachtet werden sollen. Teil B beinhaltet die Konzeption der Anwendung unter Berücksichtigung der in Teil A gewonnenen Erkenntnisse. Teil C erläutert die technische Realisierung und geht näher auf die tatsächliche Umsetzung ein.
Inhaltsverzeichnis
1 Motivation
Teil A: Wissenschaftlicher Hintergrund
2 Menschliche Informationsverarbeitung
2.1 Aufnahme von Informationen
2.2 Verarbeitung von Informationen (Duale Codierungstheorie)
2.3 Speicherung von Informationen (3-Speicher-Modell)
2.3.1 Ultrakurzzeitgedächtnis
2.3.2 Kurzzeitgedächtnis
2.3.3 Langzeitgedächtnis
2.4 Organisation von Informationen (Schematisierung)
2.5 Cognitive-Load-Theorie (Chandler und Sweller 1991)
2.5.1 Quellen der kognitiven Belastung
2.5.2 Ziele
2.6 SOI-Modell (Selektion, Organisation, Integration)
2.7 Zusammenfassung
3 Lernen
3.1 Problemstellungen
3.2 Richtlinien zur Konzeption von Lernumgebungen
3.3 Die Bedeutung der Konzentration
3.4 Die Bedeutung der Motivation
3.5 Lernstrategie
3.5.1 Der Lernort
3.5.2 Die Lernziele
3.6 Zusammenfassung
4 Lernen und Spiel
4.1 Spiel versus Realität
4.2 Spielend lernen (Game-based Learning)
4.3 Lernspiele (Serious Games)
4.3.1 „Drill und Practise“
4.3.2 „Planspiele und Simulationen“
4.3.3 „Advanture Games“
4.3.4 Anforderungen an ein Lernspiel
4.3.5 Klassifizierung von Lernspielen
4.4 Beispiele
4.4.1 „Wer wird Millionär“ (Quiz)
4.4.2 „Jeopardy!“ (Quiz)
4.5 Modell für das Lernen mit Spielen
4.5.1 Komponenten
4.5.2 Bezug zu wissenschaftlichen Erkenntnissen
Teil B: Konzeption
5 Projektgegenstand
5.1 Ausgangssituation
5.2 Soll-Zustand
5.3 Einsatzbereich und Ziele
6 Anforderungsanalyse
6.1 Produktumfang
6.2 Einschränkungen
6.2.1 Lösungseinschränkungen
6.2.2 Finanzielle Einschränkungen
6.2.3 Abgrenzungskriterien
6.3 Konzeption auf Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse
6.3.1 Anforderungen gemäß menschlicher Informationsverarbeitung
6.3.2 Anforderungen gemäß Lernen allgemein
6.3.3 Anforderungen gemäß Aspekte des Lernspiels
7 Spielidee
7.1 Aufbau des Spiels
7.1.1 Spielkategorien
7.1.2 Spiellevel
7.1.3 Einstellungen (Menü)
7.2 Spielverlauf
7.3 Spielziele
7.4 Klassifizierung des Spiels
8 Spielfunktionen
8.1 Menü anzeigen und schließen
8.2 Spielparameter setzen
8.3 Hilfe einsehen
8.4 Spiel starten und stoppen
8.5 Frage anzeigen, beantworten und Antwort einsehen
8.6 Ergebnis anzeigen
9 Spiellogik
9.1 Anforderungen
9.2 Fragestruktur
9.2.1 Antwort in Freitextform (Freestyle)
9.2.2 Antwort in Auswahlform (MultipleChoice)
9.2.3 Antwort in Zahlform (Numeric)
9.2.4 Antwort in Frageform (QuestionIsAnswer)
9.3 Auswertung der Antworten
9.3.1 Auswertung Antworten in Freitextform (Freestyle)
9.3.2 Auswertung Antworten in Auswahlform (MultipleChoice)
9.3.3 Auswertung Antworten in Zahlform (Numeric)
9.3.4 Auswertung von Antworten in Frageform (QuestionIsAnswer)
9.3.5 Auswertung von Antworten in Ja-Nein-Form (YesNo)
9.4 Themenauswahl
9.4.1 Themenauswahl durch Benutzer
9.4.2 Automatische Themenauswahl
9.5 Spielmodi
9.5.1 Lernmodus
9.5.2 Prüfungsmodus
10 Datenmanagement
10.1 Anforderungen
10.2 Art der Daten
10.3 Datenmodell
10.4 Datenspeicherung
10.5 Struktur der Daten
10.5.1 Fragenkataloge
10.5.2 Konfigurationsdaten
10.5.3 Spieldaten
11 Benutzeroberfläche
11.1 Anforderungen
11.2 Layout
11.3 GUI-Komponenten
11.3.1 HeaderView
11.3.2 ShortMenuView
11.3.3 GameInfoView
11.3.4 MenuView
11.3.5 QuestionFieldView
11.3.6 QuestionCardViews
11.3.7 ResultWindowView
Teil C: Technische Realisierung
12 Architektur
12.1 Anforderungen
12.2 Art der Anwendung
12.3 Komponenten
12.3.1 Menü (Menu)
12.3.2 Spielfeld (QuestionField)
12.3.3 Datenmodell (Model)
12.3.4 Allgemeine Daten (Common)
12.3.5 Dienste (Services)
13 Technologie
13.1 Möglichkeiten
13.1.1 Adobe Flash
13.1.2 Sun JavaFX
13.1.3 Microsoft Silverlight
13.2 Gegenüberstellung
13.2.1 Allgemeiner Überblick
13.2.2 Vor- und Nachteile
13.2.3 Erfüllung der Anforderungen
13.3 Entscheidung
14 Microsoft Silverlight
14.1 MVVM
14.1.1 Komponenten
14.1.2 Verbinden von View und ViewModel
14.1.3 MVVM in der Praxis
14.1.4 Beispielimplementierung des MVVM-Pattern
14.2 PRISM
14.2.1 Anwendungsbereiche und Mehrwert
14.2.2 PRISM Komponenten
15 Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit verfolgt das Ziel, ein webbasiertes Lernspiel basierend auf dem Konzept der TV-Serie "Jeopardy!" für Informatik-Studierende der DHBW Mannheim zu konzipieren und technisch umzusetzen. Dabei wird untersucht, wie psychologische Erkenntnisse zur Informationsverarbeitung und zum Lernprozess effektiv in das Spieldesign integriert werden können, um die Motivation zu steigern und den Lernerfolg zu fördern.
- Wissenschaftliche Grundlagen des menschlichen Lernens und der Informationsverarbeitung.
- Analyse des "Game-based Learning"-Ansatzes und Klassifizierung von Lernspielen.
- Konzeption einer modularen Anwendungsarchitektur unter Verwendung des MVVM-Patterns.
- Technische Realisierung mittels Microsoft Silverlight und PRISM zur Sicherstellung von Plattformunabhängigkeit.
Auszug aus dem Buch
Die Bedeutung der Konzentration
„Konzentration bedeutet, die Gedanken zu bündeln, damit sie wirklich nur auf eine Sache gerichtet sind“ [GHH S.6].
Sich nicht ablenken lassen oder fixiert sein auf eine Sache, das ist laut Geuenich et. al ein wichtiger Aspekt bei der Bearbeitung von Aufgaben. Aber in wie weit spielt die Konzentration beim Lernen eine Rolle? Lernen ist genauso eine Aufgabe wie es beispielsweise das Führen eines Telefonats oder das Lenken eines Autos ist. Die Aufmerksamkeit muss auf eine Aufgabe gerichtet sein, um diese zu erfüllen (bzw. erfolgreich zu erfüllen). Und handelt es sich dabei nicht um eine Routineaufgabe, die schon „aus dem FF“ erledigt wird, müssen dafür viel mehr Ressourcen aufgewendet werden.
Gemäß den Erkenntnissen aus Abschnitt 2 („Menschliche Informationsverarbeitung“) wird zur Integration neuer Informationen in den vorhandenen Wissensbestand die freien Ressourcen des Kurzzeitgedächtnisses verwendet. Werden diese Ressourcen durch schlecht gewähltes Arbeitsmaterial oder für das Lernziel „unwichtige“ Informationen verwendet, bleibt weniger Platz zur Bildung von Schemata und somit Verständnis übrig.
„Nicht-Konzentration“ ist somit definiert als Ablenkung von einer Sache oder Aufgabe durch andere Gedanken. Das Ziel - nämlich die erfolgreiche Bearbeitung der Aufgabe - wird hierbei oft nicht oder nur teilweise erreicht.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Motivation: Die Einleitung beleuchtet die psychologische Bedeutung des Spielens für den Menschen und stellt die These auf, dass Lernen durch spielerische Ansätze effektiver gestaltet werden kann.
2 Menschliche Informationsverarbeitung: Dieses Kapitel erläutert die Aufnahme, Verarbeitung und Speicherung von Informationen sowie die Cognitive-Load-Theorie, um Grundlagen für ein lernförderliches Spieldesign zu legen.
3 Lernen: Hier werden Lernprozesse, Lernstrategien und die zentrale Bedeutung von Konzentration und Motivation für den Wissenserwerb untersucht.
4 Lernen und Spiel: Das Kapitel vergleicht Spiel und Realität und definiert "Game-based Learning" sowie Lernspiele als Instrumente zur Wissensvermittlung.
5 Projektgegenstand: Es wird die Ausgangssituation an der DHBW Mannheim analysiert und das Ziel definiert, ein Jeopardy-Lernspiel zur Unterstützung der Erstsemester zu entwickeln.
6 Anforderungsanalyse: Dieser Abschnitt spezifiziert die funktionalen Anforderungen, Einschränkungen und wissenschaftlichen Anforderungen an das zu entwickelnde System.
7 Spielidee: Hier wird der Aufbau des Spiels, die Kategorien, die Spielmodi und der Spielverlauf konkret entworfen.
8 Spielfunktionen: Die wesentlichen Funktionen des Spiels, wie Menüführung, Spielsteuerung und Ergebnisdarstellung, werden hier im Detail beschrieben.
9 Spiellogik: Dieses Kapitel beschreibt die verschiedenen Fragetypen, deren Auswertungsmechanismen und die Logik hinter den Lern- und Prüfungsmodi.
10 Datenmanagement: Es wird das Datenmodell, die Speicherformate (XML) und die Struktur der Fragenkataloge und Konfigurationsdaten erläutert.
11 Benutzeroberfläche: Hier wird das Layout mit verschiedenen Regionen und die einzelnen GUI-Komponenten wie Header und QuestionCards definiert.
12 Architektur: Die Entscheidung für eine webbasierte Architektur und die Aufteilung in Modul- und Service-Komponenten werden hier begründet.
13 Technologie: Ein technologischer Vergleich zwischen Flash, JavaFX und Microsoft Silverlight führt zur Entscheidung für Silverlight.
14 Microsoft Silverlight: Dieses Kapitel erläutert das MVVM-Entwurfsmuster sowie den Einsatz des PRISM-Frameworks zur modularen Entwicklung der Anwendung.
15 Fazit und Ausblick: Eine Zusammenfassung der Arbeit sowie ein Ausblick auf zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten, wie z.B. die Einbindung weiterer Sinneskanäle, bilden den Abschluss.
Schlüsselwörter
Jeopardy, Lernspiel, Serious Games, Informationsverarbeitung, Gedächtnis, Cognitive-Load-Theorie, Motivation, Konzentration, Software-Architektur, Silverlight, MVVM, PRISM, E-Learning, Didaktik, Wissensmanagement.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Konzeption und technischen Realisierung eines lernorientierten Quizspiels für Erstsemester der DHBW Mannheim, basierend auf dem Format der TV-Serie "Jeopardy!".
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die kognitive Psychologie der Informationsverarbeitung, Lerntheorien, didaktische Prinzipien für Lernspiele sowie moderne Softwarearchitektur und Webtechnologien.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, psychologische Erkenntnisse über das Gehirn und das Lernen in eine digitale Lernumgebung zu übersetzen, um Studierende durch spielerische Motivation bei der Einarbeitung in ihr Fachgebiet zu unterstützen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit stützt sich auf eine Literaturanalyse kognitionspsychologischer Theorien (z.B. SOI-Modell, Cognitive-Load-Theorie) und eine Anforderungsanalyse für Softwareentwicklungsprojekte (Use-Case-Analyse).
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in wissenschaftliche Grundlagen (Teil A), die inhaltliche Konzeption des Spiels (Teil B) und die technische Realisierung (Teil C) mittels Silverlight und PRISM.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Serious Games, MVVM-Pattern, Wissensmanagement, kognitive Belastung und die praktische Anwendung von Lernstrategien in einer Softwareumgebung.
Wie wird das Problem der "kognitiven Überlastung" im Spiel gelöst?
Durch die Anwendung von Prinzipien wie dem Modality Effect und der Kohärenzregel wird darauf geachtet, Informationen strukturiert und portioniert darzubieten, um das Kurzzeitgedächtnis zu entlasten.
Warum wurde Microsoft Silverlight als Technologie gewählt?
Silverlight ermöglicht eine moderne, interaktive Benutzeroberfläche bei plattformübergreifender Nutzung im Browser, unterstützt das MVVM-Pattern ideal und bietet eine klare Trennung von Logik und Design.
Was unterscheidet den Lernmodus vom Prüfungsmodus?
Der Lernmodus verzichtet auf Zeitdruck und erlaubt Hilfestellungen sowie Internet-Recherchen, während der Prüfungsmodus das Wissen unter Zeitvorgaben abfragt und bewertet.
- Quote paper
- Melanie Fröscher (Author), 2011, Lernen mit Jeopardy, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/263218
