Eine spielerische Einführung in das Computational Thinking

25 Jul 2017 , first release: 21 Feb 2017 Pixabay.com, StartupStockPhotos, Lizenz: CC0 Public Domain

Meta

  • Author: Mokhlis Schazahdah
  • State: completed
  • Study programme: Informatik/Softwaretechnik
  • Degree: Bachelor (B. Sc.)
  • Company: CoSA
  • Thesis report
  • Source code

Thesis

Kinder kommen - wenn überhaupt - frühestens im Grundschulalter mit Programmierung in Kontakt. Ansätze das Computational Thinking systematisch zu vermitteln liegen häufig noch in den Kinderschuhen. Webapplikationen wie z.B. lightbot ermöglichen zwar einen spielerischen Zugang, indem ein Roboter durch eine Sequenz von Anweisungen Schritt für Schritt an ein Ziel geführt werden kann. Allerdings wird nur begrenzt darauf eingegangen, welche weitergehenden Konzepte Programmiersprachen haben.

Mit dieser Bachelorarbeit soll eine Webapplikationen in Anlehnung an das Eingangs erwähnte Lightbot-Spiel entwickelt werden. Diese Webapplikation soll dabei weniger auf eine 3D Darstellung wert legen, sondern ergänzend zur sequentiellen Ausführung von Einzelanweisungen zusätzliche Konzepte imperativer Programmiersprachen spielerisch nutzen:

  • Variablen zur Speicherung von Zuständen
  • Schleifen mit Bedingungen
  • Funktionen mit Parametern und Rückgabewerten
  • ggf. Collection-artige Datenstrukturen wie Listen, Queues, Stacks

Kindern soll mit Hilfe einer graphischen Darstellung und Erklärung der Konzepte geholfen werden diese zu verstehen und zur Lösung von Problemen spielerisch anzuwenden. Die genannten Konzepten sollen hierzu mittels verschiedener Level und steigendem Schwierigkeitsgrad schrittweise und spielerisch eingeführt werden.

Die Applikation soll als Stand-alone Webapplikation (Single Page App) für Desktop- und Tablet-Browser mittels eines etablierten Responsive Web Frameworks konzipiert werden, die ohne eine zentrale Server-Komponente auskommt und daher flexibel in Schulen auf Laptops/Desktops oder Tablets eingesetzt werden kann. Die Wahl der Implementierungssprache obliegt dem Autor der Arbeit ist jedoch zu begründen. Die Übertragbarkeit des Spielkonzepts auf Smartphones ist grundsätzlich konzeptionell zu berücksichtigen.

Aufgaben, Dokumentation und Outcomes

Im einzelnen sind die folgenden Aufgaben zu bearbeiten:

  • Analysieren der oben genannten Anforderungen und Randbedingungen sowie Formulierung verfeinerter funktionaler und nicht-funktionaler Requirements
  • Entwicklung und Abstimmung mit dem Aufgabensteller eines Lösungskonzepts (Architektur)
  • Implementieren des Spiels.
  • Test und Nachweis des Spiels inkl. Evaluierung des Spielkonzepts für die Zielgruppe.
  • Begleitende Dokumentation der oben angegebenen Schritte. Zur Dokumentation der Ergebnisse kann folgendes Template genutzt werden.