| Beide Seiten der vorigen Revision Vorhergehende Überarbeitung Nächste Überarbeitung | Vorhergehende Überarbeitung |
| arbeiten:such-algorithmen-visualisierungen [22.03.2021 10:08] – vog61493 | arbeiten:such-algorithmen-visualisierungen [03.11.2021 14:49] (aktuell) – [Data-Entry] Alexander Bazo |
|---|
| |
| ---- dataentry StudentischeArbeit ---- | ---- dataentry StudentischeArbeit ---- |
| Thema : Parameter interaktiver Algorithmenvisualisierung für die Programmierausbildung | Thema : Parameter interaktiver Algorithmenvisualisierung für die Programmierausbildung # |
| Art_thesistypes : BA | Art_thesistypes : BA # |
| BetreuerIn_thesisadvisor : Alexander Bazo | BetreuerIn_thesisadvisor : Alexander Bazo # |
| BearbeiterIn : Giulia von Canal | BearbeiterIn : Giulia von Canal # |
| ErstgutachterIn_thesisprofessor : N.N. | ErstgutachterIn_thesisprofessor : N.N. # |
| ZweitgutachterIn_secondthesisprofessor : N.N. | ZweitgutachterIn_secondthesisprofessor : N.N. # |
| Status_thesisstate : Entwurf | Status_thesisstate : abgeschlossen # |
| Stichworte_thesiskeywords : Softwareentwicklung, Algorithmen-Visualisierung | Stichworte_thesiskeywords : Softwareentwicklung, Algorithmenvisualisierung # |
| angelegt_dt : 2021-03-17 | angelegt_dt : 2021-03-17 # |
| Anmeldung_dt : | Anmeldung_dt : 2021-06-14 # |
| Antrittsvortrag_dt : | Antrittsvortrag_dt : 2021-05-17 # |
| Abschlussvortrag_dt : | Abschlussvortrag_dt : # |
| Abgabe_dt : | Abgabe_dt : # |
| Textlizenz_textlicense : ##Lizenz|## | Textlizenz_textlicense : # #Lizenz|## |
| Codelizenz_codelicense : ##Lizenz|## | Codelizenz_codelicense : # #Lizenz|## |
| ---- | ---- |
| |
| === Hintergrund === | |
| |
| Algorithmen als Vorgehensweisen zur Problemlösung stellen eine Grundlage der Programmierung dar und wirken sich auf die Effizienz eines Programms aus. Verständnis für die unterschiedlichen Funktionsweisen von Algorithmen und damit auch für ihre divergierenden Zeit- und Speichereffizienzen spielt in der Programmierausbildung eine große Rolle und wird daher in Lerneinheiten wie algorithmische Problemlösung schon in einführenden Programmierkursen vermittelt. | |
| Die Effektivität von Visualisierungen als unterstützende Lernmethode, insbesondere die Visualisierung von Algorithmen, wurde bereits von zahlreichen Arbeiten erforscht und nachgewiesen [1][2]. Interaktivität ist dabei ein entscheidender Faktor für die Effektivität einer Algorithmen-Visualisierung (AV) [3][4]. Diese Arbeit untersucht welche Gewichtung verschiedene Interaktionsparameter dabei auf die Effektivität einer AV haben. | |
| |
| | |
| | |
| | |
| | === Hintergrund === |
| | |
| | In der Informatik beschreiben Algorithmen Lösungsstrategien für wohldefinierte Problemfälle, z.B. bei der Suche in oder der Sortierung von Inhalten einer Datenstruktur. Die Vermittlung von Wissen über relevante Algorithmen und der Erwerb von Kompetenzen zur Umsetzung dieser in eigenen Programmen ist wesentlicher Teil der Programmierausbildung. Bereits in einführenden Programmierkursen werden daher die unterschiedlichen Funktionsweisen der Algorithmen und deren divergierenden Zeit- und Speichereffizienzen thematisiert. Ablaufvisualisierungen dieser Algorithmen sind eine häufig genutztes didaktische Mittel. Die Effektivität dieser Lernmethode wurde bereits von zahlreichen Arbeiten erforscht und nachgewiesen [1][2]. Interaktivität ist dabei ein entscheidender Faktor für die Effektivität einer Algorithmenvisualisierung (AV) [3][4]. Diese kann unterschiedlich stark ausgeprägt und durch verschiedene Parameter gesteuert werden [?]. Eine übergreifende Einordnung dieser Parameter hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf den Lernerfolgt fehlt [?]. |
| |
| |
| === Zielsetzung der Arbeit === | === Zielsetzung der Arbeit === |
| |
| Ziel der Arbeit ist die Untersuchung verschiedener Parameter interaktiver Visualisierungen von Sortieralgorithmen und die Erhebung der Effektivität, insbesondere des resultierenden (kurzfristigen) Lerneffekts im Anfangsstadium der Programmierausbildung. Hierfür werden didaktisch sinnvolle und software-ergonomische Parameter und Merkmale einer interaktiven AV erarbeitet und anschließend auf die Implementierung der Visualisierungen mit Java angewandt. In einer vergleichenden Studie soll die Effektivität der unterschiedlichen Systeme insbesondere für die Programmierausbildung erhoben werden. | Diese Arbeit untersucht am Beispiel von Visualisierungen von Sortieralgorithmen die Auswirkungen unterschiedlicher Interaktionsansätze auf kurzfristig messbare Lerneffekte. Ziel ist die Identifikation besonders geeigneter Interaktionsparameter und -ansätze für den Einsatz in einführenden Programmierkursen. Hierfür werden didaktisch sinnvolle und software-ergonomische Parameter und Merkmale einer interaktiven AV erarbeitet und anschließend auf die Implementierung der Visualisierungen mit JavaScript angewandt. In einer vergleichenden Studie soll die Effektivität der unterschiedlichen Systeme insbesondere für die Programmierausbildung erhoben werden. |
| |
| |
| === Konkrete Aufgaben === | === Konkrete Aufgaben === |
| |
| - Sammlung einschlägiger Literatur und verwandter Arbeiten | - Sammlung einschlägiger Literatur und verwandter Arbeiten in Form eines systematischen Literaturreviews |
| - Erarbeitung didaktisch sinnvoller und software-ergonomischer Interaktivitätsparameter für die Visualisierung von Sortieralgorithmen | - Erarbeitung didaktisch sinnvoller und software-ergonomischer Interaktivitätsparameter für die Visualisierung von Sortieralgorithmen |
| - Implementierung der Visualisierungen (variierende Interaktivitätsparameter) | - Implementierung einer eigenen AV mit variierenden Interaktivitätsparametern auf Basis der Literaturarbeit |
| - Entwurf des Studiendesigns | - Entwurf, Durchführung und Auswertung einer Studie zur Messung des (kurzfristigen) Lerneffekts der implementierten AV |
| - Durchführung der Studie, Erhebung des (kurzfristigen) Lerneffekts und Auswertung | |
| |
| === Erwartete Vorkenntnisse === | === Erwartete Vorkenntnisse === |