@phdthesis{Mergenthaler2009, author = {Mergenthaler, Konstantin K.}, title = {The control of fixational eye movements}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29397}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2009}, abstract = {In normal everyday viewing, we perform large eye movements (saccades) and miniature or fixational eye movements. Most of our visual perception occurs while we are fixating. However, our eyes are perpetually in motion. Properties of these fixational eye movements, which are partly controlled by the brainstem, change depending on the task and the visual conditions. Currently, fixational eye movements are poorly understood because they serve the two contradictory functions of gaze stabilization and counteraction of retinal fatigue. In this dissertation, we investigate the spatial and temporal properties of time series of eye position acquired from participants staring at a tiny fixation dot or at a completely dark screen (with the instruction to fixate a remembered stimulus); these time series were acquired with high spatial and temporal resolution. First, we suggest an advanced algorithm to separate the slow phases (named drift) and fast phases (named microsaccades) of these movements, which are considered to play different roles in perception. On the basis of this identification, we investigate and compare the temporal scaling properties of the complete time series and those time series where the microsaccades are removed. For the time series obtained during fixations on a stimulus, we were able to show that they deviate from Brownian motion. On short time scales, eye movements are governed by persistent behavior and on a longer time scales, by anti-persistent behavior. The crossover point between these two regimes remains unchanged by the removal of microsaccades but is different in the horizontal and the vertical components of the eyes. Other analyses target the properties of the microsaccades, e.g., the rate and amplitude distributions, and we investigate, whether microsaccades are triggered dynamically, as a result of earlier events in the drift, or completely randomly. The results obtained from using a simple box-count measure contradict the hypothesis of a purely random generation of microsaccades (Poisson process). Second, we set up a model for the slow part of the fixational eye movements. The model is based on a delayed random walk approach within the velocity related equation, which allows us to use the data to determine control loop durations; these durations appear to be different for the vertical and horizontal components of the eye movements. The model is also motivated by the known physiological representation of saccade generation; the difference between horizontal and vertical components concurs with the spatially separated representation of saccade generating regions. Furthermore, the control loop durations in the model suggest an external feedback loop for the horizontal but not for the vertical component, which is consistent with the fact that an internal feedback loop in the neurophysiology has only been identified for the vertical component. Finally, we confirmed the scaling properties of the model by semi-analytical calculations. In conclusion, we were able to identify several properties of the different parts of fixational eye movements and propose a model approach that is in accordance with the described neurophysiology and described limitations of fixational eye movement control.}, language = {en} } @article{Kujath2009, author = {Kujath, Bertold}, title = {Informatischen Hochleistern {\"u}ber die Schulter geschaut : was k{\"o}nnen schwache Probleml{\"o}ser lernen}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {2191-0898}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29123}, pages = {145 -- 149}, year = {2009}, abstract = {Leistungsstarke Probleml{\"o}ser zeigen ein deutlich anderes Vorgehen beim Bearbeiten von typischen Informatikproblemen als schw{\"a}chere Probleml{\"o}ser, das hat eine Studie mit Hochleistern und einer Vergleichsgruppe mit Informatikstudierenden ergeben. Auff{\"a}llig war das Fehlen informatikspezifischer Herangehensweisen bei der Problembearbeitung durch die Vergleichsgruppe, obwohl ihnen die dazu notwendigen Werkzeuge wie etwa Baumstrukturen oder Rekursion durchaus bekannt waren. Die Frage, wie nun die deutlich effizienteren Strategien der Hochleister didaktisch aufgearbeitet werden k{\"o}nnen, um sie an schwache Probleml{\"o}ser zu vermitteln, wird im vorliegen Beitrag anhand der Konzeption eines Lehrvideos diskutiert.}, language = {de} } @article{SchwidrowskiSchmidBruecketal.2009, author = {Schwidrowski, Kirstin and Schmid, Thilo and Br{\"u}ck, Rainer and Freischlad, Stefan and Schubert, Sigrid and Stechert, Peer}, title = {Mikrosystemverst{\"a}ndnis im Hochschulstudium - Ein praktikumsorientierter Ansatz}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29601}, pages = {131 -- 142}, year = {2009}, abstract = {Mit hochschuldidaktischer Forschung zur Informatik soll aus einem traditionellen Hardwarepraktikum ein attraktives Entwurfs- und Anwendungspraktikum f{\"u}r Mikrosysteme (MSE) werden, das ein unverzichtbarer Bestandteil des Informatikstudiums ist. Diese Neugestaltung der Lehre wurde aufgrund des Bologna-Prozesses und der zunehmenden Pr{\"a}senz multifunktionaler eingebetteter Mikrosysteme (EMS) im t{\"a}glichen Leben notwendig. Ausgehend von einer Lehrveranstaltungsanalyse werden Vorschl{\"a}ge f{\"u}r die Kompetenzorientierung abgeleitet. Es wird gezeigt, dass f{\"u}r eine Verfeinerung des Ansatzes ein wissenschaftlich fundiertes Verst{\"a}ndnis der erwarteten Kompetenzen erforderlich ist. F{\"u}r den aufgezeigten Forschungsbedarf werden ein Ansatz zur Beschreibung des notwendigen Mikrosystemverst{\"a}ndnisses dargestellt und Forschungsfelder zu Aspekten des Kompetenzbegriffs im Kontext der Lehrveranstaltung beschrieben.}, language = {de} } @article{BenderSteinert2009, author = {Bender, Katrin and Steinert, Markus}, title = {Ein handlungsorientiertes, didaktisches Training f{\"u}r Tutoren im Bachelorstudium der Informatik}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29690}, pages = {119 -- 130}, year = {2009}, abstract = {Die didaktisch-p{\"a}dagogische Ausbildung studentischer Tutoren f{\"u}r den Einsatz im Bachelorstudium der Informatik ist Gegenstand dieser Arbeit. Um die theoretischen Inhalte aus Sozial- und Lernpsychologie handlungsorientiert und effizient zu vermitteln, wird das Training als Lehrform gew{\"a}hlt. Die in einer Tutor{\"u}bung zentrale Methode der Gruppenarbeit wird dabei explizit und implizit vermittelt. Erste praktische Erfahrungen mit ihrer zuk{\"u}nftigen Rolle gewinnen die Tutoren in Rollenspielen, wobei sowohl Standardsituationen als auch fachspezifisch und p{\"a}dagogisch problematische Situationen simuliert werden. W{\"a}hrend die Vermittlung der genannten Inhalte und die Rollenspiele im Rahmen einer Blockveranstaltung vor Beginn des Semesters durchgef{\"u}hrt werden, finden w{\"a}hrend des Semesters Hospitationen statt, in der die F{\"a}higkeiten der Tutoren anhand eines standardisierten Bewertungsbogens beurteilt werden.}, language = {de} } @article{ReinhardtMagenheim2009, author = {Reinhardt, Wolfgang and Magenheim, Johannes}, title = {Modulares Konzept f{\"u}r die Tutorenschulung in der universit{\"a}ren Informatikausbildung}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29684}, pages = {105 -- 118}, year = {2009}, abstract = {Die nachhaltige Integration von Blended Learning in den Informatik-Lehrbetrieb von Pr{\"a}senzhochschulen und die Qualit{\"a}tssicherung der Lehre mit digitalen Medien beruht nicht nur auf der Verf{\"u}gbarkeit von Lernmaterialien und dem Zugang zu Lernplattformen, sondern erfordert auch Qualifizierungsmaßnahmen f{\"u}r die Lehrenden. Am Beispiel der Gestaltung von vorlesungsbegleitenden {\"U}bungen in der universit{\"a}ren Informatikausbildung wird ein Konzept f{\"u}r die Schulung von Tutoren vorgestellt, das sich an den Erfordernissen des {\"U}bungsbetriebs und den unterschiedlichen Arbeits- und Lernkontexten der k{\"u}nftigen Tutoren orientiert. Das Konzept basiert auf mehrj{\"a}hrigen Praxiserfahrungen mit Schulungsworkshops f{\"u}r Tutoren in der Informatik, die nun aufgrund aktueller didaktischer Konzepte zum Blended Learning und unter Ber{\"u}cksichtigung von Umfrageergebnissen unter studentischen Tutoren modifiziert wurden. Das neu entwickelte modulare Konzept zur Tutorenschulung befindet sich aktuell in einer erweiterten Pilotphase.}, language = {de} } @article{WeickerWeicker2009, author = {Weicker, Nicole and Weicker, Karsten}, title = {Analyse des Kompetenzerwerbs im Softwarepraktikum}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29676}, pages = {93 -- 104}, year = {2009}, abstract = {Diese Arbeit enth{\"a}lt eine umfassende Analyse, wie der Kompetenzerwerb in einem einsemestrigen Softwarepraktikum vonstatten geht. Dabei steht neben der Frage, welche Kompetenzen besonders gut erworben wurden, der Einfluss von Vorwissen/-kompetenz im Mittelpunkt der Abhandlung. Auf dieser Basis werden einige grundlegende und konkrete Verbesserungsvorschl{\"a}ge erarbeitet, wie der breite Kompetenzerwerb beg{\"u}nstigt wird, d.h. m{\"o}glichst viele Studierende sich in einem breiten Kompetenzspektrum weiterentwickeln.}, language = {de} } @article{EirundSethmann2009, author = {Eirund, Helmut and Sethmann, Richard}, title = {NetS-X : Netzsicherheit lernen mit Spaß}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29660}, pages = {81 -- 92}, year = {2009}, abstract = {Das Gebiet der Netzsicherheit ist ein schwer zu lehrendes und m{\"u}hsam zu lernendes Fach in der Informatikausbildung. Dies hat verschiedene Gr{\"u}nde, z.B. erfordert es Fachkenntnis, die jenseits von bunten Bildern zu vermitteln ist und sich dabei mit geringer Halbwertszeit weiterentwickelt. Echte Bedrohungsszenarien m{\"u}ssen unter Laborbedingungen nachgestellt werden, und der Umgang mit den Sicherheitswerkzeugen ist sehr komplex. Auf der einen Seite muss das System konzeptionell verstanden werden und auf der anderen Seite sind viele Details in der Konfiguration von Firewalls, Netz-Komponenten und -Werkzeugen f{\"u}r klassische Pr{\"u}fungssituationen in der Ausbildung anzuwenden. Mit NetS-X (Network Security Experience) stellen wir einen laufenden Prototyp einer e-learning Plattform vor, mit der ein weiter Bereich von Sicherheitsszenarien vermittelt werden kann. Dabei wird der Lernende in einem Spielsystem mit Situationen konfrontiert, die er in einer echten, auf Linux basierenden typischen IT-Infrastruktur eines Unternehmens beherrschen muss. Die sicherheitsrelevanten Aktivit{\"a}ten des Lernenden, z.B. der Einsatz von Monitor-Werkzeugen oder die Konfiguration von Netz-Komponenten werden dabei nicht simuliert, sondern real durchgef{\"u}hrt und durch Prozesse des Spielsystems beobachtet und bewertet. Autorenwerkzeuge erm{\"o}glichen den Lehrenden und Spielern, selber neue Spielsituationen, Sicherheitsszenarien oder Wissenskomponenten in das System zu integrieren.}, language = {de} } @article{BieniusaDegenHeideggeretal.2009, author = {Bieniusa, Annette and Degen, Markus and Heidegger, Phillip and Thiemann, Peter and Wehr, Stefan and Gasbichler, Martin and Crestani, Marcus and Klaeren, Herbert and Knauel, Eric and Sperber, Michael}, title = {Auf dem Weg zu einer robusten Programmierausbildung}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29655}, pages = {67 -- 79}, year = {2009}, abstract = {Die gelungene Durchf{\"u}hrung einer Vorlesung „Informatik I - Einf{\"u}hrung in die Programmierung" ist schwierig, trotz einer Vielfalt existierender Materialien und erprobter didaktischer Methoden. Gerade aufgrund dieser vielf{\"a}ltigen Auswahl hat sich bisher noch kein robustes Konzept durchgesetzt, das unabh{\"a}ngig von den Durchf{\"u}hrenden eine hohe Erfolgsquote garantiert. An den Universit{\"a}ten T{\"u}bingen und Freiburg wurde die Informatik I aus den gleichen Lehrmaterialien und unter {\"a}hnlichen Bedingungen durchgef{\"u}hrt, um das verwendete Konzept auf Robustheit zu {\"u}berpr{\"u}fen. Die Grundlage der Vorlesung bildet ein systematischer Ansatz zum Erlernen des Programmierens, der von der PLTGruppe in USA entwickelt worden ist. Hinzu kommen neue Ans{\"a}tze zur Betreuung, insbesondere das Betreute Programmieren, bei dem die Studierenden eine solide Basis f{\"u}r ihre Programmierf{\"a}higkeiten entwickeln. Der vorliegende Bericht beschreibt hierbei gesammelte Erfahrungen, erl{\"a}utert die Entwicklung der Unterrichtsmethodik und der Inhaltsauswahl im Vergleich zu vorangegangenen Vorlesungen und pr{\"a}sentiert Daten zum Erfolg der Vorlesung.}, language = {de} } @article{Schulte2009, author = {Schulte, Carsten}, title = {Biographisches Lernen in der Informatik}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29649}, pages = {47 -- 63}, year = {2009}, abstract = {Biographisches Lernen betont insbesondere die Rolle individueller biographischer Erfahrungen und deren Auswirkungen auf Selbstbild, Weltbild und Verhaltensmuster. Schlagwortartig kann diese Perspektive als Unterschied zwischen ‚Informatik lernen' und ‚Informatiker/in werden' beschrieben werden. Im Artikel wird die Perspektive des Biographischen Lernens an Beispielen aus der Informatik skizziert. Biographisches Lernen ist in der Informatik zun{\"a}chst aus rein pragmatischen Gr{\"u}nden bedeutsam. Der rasche Wandel der Informationstechnologien im Alltag ver{\"a}ndert Erfahrungshintergr{\"u}nde der Studierenden (bzw. Sch{\"u}lerinnen und Sch{\"u}ler). Dementsprechend ver{\"a}ndern sich Erwartungen, Interessen, Vorkenntnisse, generelle Einstellungen oder auch ganz banal die ‚IT-Ausstattung' der Lernenden.}, language = {de} } @article{Martens2009, author = {Martens, Alke}, title = {Game-based Learning}, series = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, journal = {Commentarii informaticae didacticae : (CID)}, number = {1}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1868-0844}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-29631}, pages = {39 -- 46}, year = {2009}, abstract = {Game-based Learning und Edutainment sind aktuelle Schlagworte im Bereich der Hochschulausbildung. Zun{\"a}chst verbindet man damit die Integration einer Spiel- und Spaßkultur in die herk{\"o}mmlichen Lehrveranstaltungen wie Vorlesungen, {\"U}bungen, Praktika und Seminare. Die nachfolgenden Ausf{\"u}hrungen gehen einer genaueren Begriffsanalyse nach und untersuchen, ob Game-based Learning und Edutainment tats{\"a}chlich neuartige Unterrichtsformen erfordern oder neue didaktische {\"U}berlegungen in bestehendes Unterrichtsgeschehen bringen - oder ob es nicht doch an einigen Stellen „alter Wein in neuen Schl{\"a}uchen" ist.}, language = {de} }