TY  - THES
A1  - Perscheid, Michael
T1  - Test-driven fault navigation for debugging reproducible failures
T1  - Die test-getriebene Fehlernavigation zur Beseitigung von reproduzierbaren Softwarefehlern
N2  - The correction of software failures tends to be very cost-intensive because their debugging is an often time-consuming development activity. During this activity, developers largely attempt to understand what causes failures: Starting with a test case that reproduces the observable failure they have to follow failure causes on the infection chain back to the root cause (defect). This idealized procedure requires deep knowledge of the system and its behavior because failures and defects can be far apart from each other. Unfortunately, common debugging tools are inadequate for systematically investigating such infection chains in detail. Thus, developers have to rely primarily on their intuition and the localization of failure causes is not time-efficient. To prevent debugging by disorganized trial and error, experienced developers apply the scientific method and its systematic hypothesis-testing. However, even when using the scientific method, the search for failure causes can still be a laborious task. First, lacking expertise about the system makes it hard to understand incorrect behavior and to create reasonable hypotheses. Second, contemporary debugging approaches provide no or only partial support for the scientific method. In this dissertation, we present test-driven fault navigation as a debugging guide for localizing reproducible failures with the scientific method. Based on the analysis of passing and failing test cases, we reveal anomalies and integrate them into a breadth-first search that leads developers to defects. This systematic search consists of four specific navigation techniques that together support the creation, evaluation, and refinement of failure cause hypotheses for the scientific method. First, structure navigation localizes suspicious system parts and restricts the initial search space. Second, team navigation recommends experienced developers for helping with failures. Third, behavior navigation allows developers to follow emphasized infection chains back to root causes. Fourth, state navigation identifies corrupted state and reveals parts of the infection chain automatically. We implement test-driven fault navigation in our Path Tools framework for the Squeak/Smalltalk development environment and limit its computation cost with the help of our incremental dynamic analysis. This lightweight dynamic analysis ensures an immediate debugging experience with our tools by splitting the run-time overhead over multiple test runs depending on developers’ needs. Hence, our test-driven fault navigation in combination with our incremental dynamic analysis answers important questions in a short time: where to start debugging, who understands failure causes best, what happened before failures, and which state properties are infected.
N2  - Die Beseitigung von Softwarefehlern kann sehr kostenintensiv sein, da die Suche nach der Fehlerursache meist sehr lange dauert. Während der Fehlersuche versuchen Entwickler vor allem die Ursache für den Fehler zu verstehen: Angefangen mit einem Testfall, welcher den sichtbaren Fehler reproduziert, folgen sie den Fehlerursachen entlang der Infektionskette bis hin zum ursprünglichen Defekt. Dieses idealisierte Vorgehen benötigt ein grundlegendes Verständnis über das Systemverhalten, da Fehler und Defekt sehr weit auseinander liegen können. Bedauerlicherweise bieten jedoch gebräuchliche Entwicklungswerkzeuge wenig Unterstützung, um solche Infektionsketten detailliert zu untersuchen. Dementsprechend müssen Entwickler primär auf ihr Gespür vertrauen, so dass die Lokalisierung von Fehlerursachen sehr viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Um ein willkürliches Vorgehen zu verhindern, verwenden erfahrene Entwickler deshalb die wissenschaftliche Methode, um systematisch Hypothesen über Fehlerursachen zu prüfen. Jedoch kann auch noch mittels der wissenschaftlichen Methode die Suche nach Fehlerursachen sehr mühsam sein, da passende Hypothesen meist manuell und ohne die systematische Hilfe von Werkzeugen aufgestellt werden müssen. Diese Dissertation präsentiert die test-getriebene Fehlernavigation als einen zusammenhängenden Wegweiser zur Beseitigung von reproduzierbaren Fehlern mit Hilfe der wissenschaftlichen Methode. Basierend auf der Analyse von funktionierenden und fehlschlagenden Testfällen werden Anomalien aufgedeckt und in eine Breitensuche integriert, um Entwickler zum Defekt zu führen. Diese systematische Suche besteht aus vier spezifischen Navigationstechniken, welche zusammen die Erstellung, Evaluierung und Verfeinerung von Hypothesen für die wissenschaftliche Methode unterstützen. Erstens grenzt die Strukturnavigation verdächtige Systemteile und den initialen Suchraum ein. Zweitens empfiehlt die Team-Navigation erfahrene Entwickler zur Behebung von Fehlern. Drittens erlaubt es die Verhaltensnavigation Entwicklern, die hervorgehobene Infektionskette eines fehl- schlagenden Testfalls zurückzuverfolgen. Viertens identifiziert die Zustandsnavigation fehlerhafte Zustände, um automatisch Teile der Infektionskette offenzulegen. Alle vier Navigationen wurden innerhalb des Path Tools Framework für die Squeak/Smalltalk Entwicklungsumgebung implementiert. Dabei bauen alle Werkzeuge auf die inkrementelle dynamische Analyse, welche die Berechnungskosten über mehrere Testdurchläufe abhängig von den Bedürfnissen des Nutzers aufteilt und somit schnelle Ergebnisse während der Fehlersuche liefert. Folglich können wichtige Fragen in kurzer Zeit beantwortet werden: Wo wird mit der Fehlersuche begonnen? Wer versteht Fehlerursachen am Besten? Was passierte bevor der Fehler auftrat? Welche Programmzustände sind betroffen?
KW  - Softwaretest
KW  - Fehlerbeseitigung
KW  - Test-getriebene Fehlernavigation
KW  - Anomalien
KW  - Ausführungsgeschichte
KW  - testing
KW  - debugging
KW  - test-driven fault navigation
KW  - anomalies
KW  - back-in-time
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-68155
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Benacka, Jan
T1  - BubbleSort, SelectSort and InsertSort in Excel & Delphi
BT  - learning the Concepts in a Constructionist Way
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - A method is presented of acquiring the principles of three sorting algorithms through developing interactive applications in Excel.
KW  - spreadsheets
KW  - sorting
KW  - constructionism
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64636
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 153
EP  - 154
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Ragonis, Noa
T1  - Problem-solving strategies must be taught implicitly
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Problem solving is one of the central activities performed by computer scientists as well as by computer science learners. Whereas the teaching of algorithms and programming languages is usually well structured within a curriculum, the development of learners’ problem-solving skills is largely implicit and less structured. Students at all levels often face difficulties in problem analysis and solution construction. The basic assumption of the workshop is that without some formal instruction on effective strategies, even the most inventive learner may resort to unproductive trial-and-error problemsolving processes. Hence, it is important to teach problem-solving strategies and to guide teachers on how to teach their pupils this cognitive tool. Computer science educators should be aware of the difficulties and acquire appropriate pedagogical tools to help their learners gain and experience problem-solving skills.
KW  - Problem solving
KW  - Problem solving strategies
KW  - Teaching problem solving strategies
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64645
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 155
EP  - 157
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Sentance, Sue
A1  - Hodges, Steve
T1  - .NET Gadgeteer Workshop
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64654
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 159
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Berry, Carol
A1  - Kusterer, Peter
T1  - Using Teachers’ TryScience to support educators and improve teaching
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - The challenge is providing teachers with the resources they need to strengthen their instructions and better prepare students for the jobs of the 21st Century. Technology can help meet the challenge. Teachers’ Tryscience is a noncommercial offer, developed by the New York Hall of Science, TeachEngineering, the National Board for Professional Teaching Standards and IBM Citizenship to provide teachers with such resources. The workshop provides deeper insight into this tool and discussion of how to support teaching of informatics in schools.
KW  - science
KW  - teacher
KW  - collaboration
KW  - teaching material
KW  - instruction
KW  - lesson
KW  - social networking
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64665
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 161
EP  - 162
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Abke, Jörg
A1  - Schwirtlich, Vincent
A1  - Sedelmaier, Yvonne
T1  - Kompetenzförderung im Software Engineering durch ein mehrstufiges Lehrkonzept im Studiengang Mechatronik
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Dieser Beitrag stellt das Lehr-Lern-Konzept zur Kompetenzförderung im Software Engineering im Studiengang Mechatronik der Hochschule Aschaffenburg dar. Dieses Konzept ist mehrstufig mit Vorlesungs-, Seminar- und Projektsequenzen. Dabei werden Herausforderungen und Verbesserungspotentiale identifiziert und dargestellt. Abschließend wird ein Überblick gegeben, wie im Rahmen eines gerade gestarteten Forschungsprojektes Lehr-Lernkonzepte weiterentwickelt werden können.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64899
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 5
SP  - 79
EP  - 84
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dörge, Christina
T1  - Entwicklung eines methodologischen Verfahrens zur Ermittlung von informatischen Kompetenzen
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Der traditionelle Weg in der Informatik besteht darin, Kompetenzen entweder normativ durch eine Expertengruppe festzulegen oder als Ableitungsergebnis eines Bildungsstandards aus einem externen Feld. Dieser Artikel stellt einen neuartigen und alternativen Ansatz vor, der sich der Methodik der Qualitativen Inhaltsanalyse (QI) bedient. Das Ziel war die Ableitung von informatischen Schlüsselkompetenzen anhand bereits etablierter und erprobter didaktischer Ansätze der Informatikdidaktik. Dazu wurde zunächst aus einer Reihe von Informatikdidaktikbüchern eine Liste mit möglichen Kandidaten für Kompetenzen generiert. Diese Liste wurde als QI-Kategoriensystem verwendet, mit der sechs verschiedene didaktische Ansätze analysiert wurden. Ein abschließender Verfeinerungsschritt erfolgte durch die Überprüfung, welche der gefundenen Kompetenzen in allen vier Kernbereichen der Informatik (theoretische, technische, praktische und angewandte Informatik) Anwendung finden. Diese Methode wurde für die informatische Schulausbildung exemplarisch entwickelt und umgesetzt, ist aber ebenfalls ein geeignetes Vorgehen für die Identifizierung von Schlüsselkompetenzen in anderen Gebieten, wie z. B. in der informatischen Hochschulausbildung, und soll deshalb hier kurz vorgestellt werden.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64906
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 5
SP  - 85
EP  - 90
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Müller, Dorothee
A1  - Frommer, Andreas
A1  - Humbert, Ludger
T1  - Informatik im Alltag
BT  - Durchblicken statt Rumklicken
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Die Fachwissenschaft Informatik stellt Mittel bereit, deren Nutzung für Studierende heutzutage selbstverständlich ist. Diese Tatsache darf uns allerdings nicht dar- über hinwegtäuschen, dass Studierende in der Regel keine Grundlage im Sinne einer informatischen Allgemeinbildung gemäÿ der Bildungsstandards der Gesellschaft für Informatik besitzen. Das Schulfach Informatik hat immer noch keinen durchgängigen Platz in den Stundentafeln der allgemein bildenden Schule gefunden. Zukünftigen Lehrkräften ist im Rahmen der bildungswissenschaftlichen Anteile im Studium eine hinreichende Medienkompetenz zu vermitteln. Mit der überragenden Bedeutung der digitalen Medien kann dies nur auf der Grundlage einer ausreichenden informatischen Grundbildung erfolgen. Damit ist es angezeigt, ein Studienangebot bereitzustellen, das allen Studierenden ein Eintauchen in Elemente (Fachgebiete) der Fachwissenschaft Informatik aus der Sicht des Alltags bietet. An diesen Elementen werden exemplarisch verschiedene Aspekte der Fachwissenschaft beleuchtet, um einen Einblick in die Vielgestaltigkeit der Fragen und Lösungsstrategien der Informatik zu erlauben und so die informatische Grundbildung zu befördern.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64959
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 5
SP  - 98
EP  - 104
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gujberová, Monika
A1  - Tomcsányi, Peter
T1  - Environments for programming in primary education
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - The aim of our article is to collect and present information about contemporary programming environments that are suitable for primary education. We studied the ways they implement (or do not implement) some programming concepts, the ways programs are represented and built in order to support young and novice programmers, as well as their suitability to allow different forms of sharing the results of pupils’ work. We present not only a short description of each considered environment and the taxonomy in the form of a table, but also our understanding and opinions on how and why the environments implement the same concepts and ideas in different ways and which concepts and ideas seem to be important to the creators of such environments.
KW  - Primary informatics
KW  - Programming environments for children
KW  - Comparing programming environments
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64499
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 53
EP  - 60
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Dagiene, Valentina
A1  - Jevsikova, Tatjana
A1  - Schule, Carsten
A1  - Sentance, Sue
A1  - Thota, Neena
T1  - A comparison of current trends within computer science teaching in school in Germany and the UK
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - In the last two years, CS as a school subject has gained a lot of attention worldwide, although different countries have differing approaches to and experiences of introducing CS in schools. This paper reports on a study comparing current trends in CS at school, with a major focus on two countries, Germany and UK. A survey was carried out of a number of teaching professionals and experts from the UK and Germany with regard to the content and delivery of CS in school. An analysis of the quantitative data reveals a difference in foci in the two countries; putting this into the context of curricular developments we are able to offer interpretations of these trends and suggest ways in which curricula in CS at school should be moving forward.
KW  - CS Ed Research
KW  - ICT
KW  - CS at school
KW  - CS curriculum
KW  - topics
KW  - international comparison
KW  - international study
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64504
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 63
EP  - 75
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Gülbahar, Yasemin
A1  - Ilkhan, Mustafa
A1  - Kilis, Selcan
A1  - Arslan, Okan
T1  - Informatics education in Turkey
BT  - national ICT curriculum and teacher training at elementary level
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - This article is a summary of the work carried out by the Ministry of Education in Turkey, in terms of the development of a new ICT Curriculum, together with the e-Training of teachers who will play an important role in the forthcoming pilot study. Based on recent literature on the topic, the article starts by introducing the “F@tih Project”, a national project that aims to effectively integrate technology into schools. After assessing teachers’ and students’ ICT competencies, as defined internationally, the review continues with the proposed model for the e-training of teachers. Summarizing the process of development of the new ICT curriculum, researchers underline key points of the curriculum such as dimensions, levels and competencies. Then teachers’ e-training approaches, together with selected tools, are explained in line with the importance and stages of action research that will be used throughout the pilot implementation of the curriculum and e-training process.
KW  - informatics education
KW  - ICT curriculum
KW  - teacher training
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64517
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 77
EP  - 87
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Nakano, Yoshiaki
A1  - Izutsu, Katsunobu
T1  - The new course of study and a prospect of information studies education in Japan
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Japan launched the new Course of Study in April 2012, which has been carried out in elementary schools and junior high schools. It will also be implemented in senior high schools from April 2013. This article presents an overview of the information studies education in the new Course of Study for K-12. Besides, the authors point out what role experts of informatics and information studies education should play in the general education centered around information studies that is meant to help people of the nation to lead an active, powerful, and flexible life until the satisfying end.
KW  - General subject “Information”
KW  - Course of Study
KW  - Scientific understanding of Information
KW  - Information Ethics
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64522
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 89
EP  - 96
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Lessner, Daniel
T1  - The role of algorithm in general secondary education revisited
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - The traditional purpose of algorithm in education is to prepare students for programming. In our effort to introduce the practically missing computing science into Czech general secondary education, we have revisited this purpose.We propose an approach, which is in better accordance with the goals of general secondary education in Czechia. The importance of programming is diminishing, while recognition of algorithmic procedures and precise (yet concise) communication of algorithms is gaining importance. This includes expressing algorithms in natural language, which is more useful for most of the students than programming. We propose criteria to evaluate such descriptions. Finally, an idea about the limitations is required (inefficient algorithms, unsolvable problems, Turing’s test). We describe these adjusted educational goals and an outline of the resulting course. Our experience with carrying out the proposed intentions is satisfactory, although we did not accomplish all the defined goals.
KW  - computing science education
KW  - general secondary education
KW  - mandatory computer science foundations
KW  - concept of algorithm
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64534
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 99
EP  - 110
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Reffay, Christophe
A1  - Miled, Mahdi
A1  - Ortiz, Pascal
A1  - Février, Loic
T1  - An epistemic hypermedia to learn python as a resource for an introductory course for algorithmic in France
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - We launched an original large-scale experiment concerning informatics learning in French high schools. We are using the France-IOI platform to federate resources and share observation for research. The first step is the implementation of an adaptive hypermedia based on very fine grain epistemic modules for Python programming learning. We define the necessary traces to be built in order to study the trajectories of navigation the pupils will draw across this hypermedia. It may be browsed by pupils either as a course support, or an extra help to solve the list of exercises (mainly for algorithmics discovery). By leaving the locus of control to the learner, we want to observe the different trajectories they finally draw through our system. These trajectories may be abstracted and interpreted as strategies and then compared for their relative efficiency. Our hypothesis is that learners have different profiles and may use the appropriate strategy accordingly. This paper presents the research questions, the method and the expected results.
KW  - Adaptive hypermedia
KW  - Navigation
KW  - Programming learning
KW  - Pytho n
KW  - Trajectories
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64545
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 111
EP  - 118
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Grgurina, Nataša
T1  - Computational thinking in Dutch secondary education
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - We shall examine the Pedagogical Content Knowledge (PCK) of Computer Science (CS) teachers concerning students’ Computational Thinking (CT) problem solving skills within the context of a CS course in Dutch secondary education and thus obtain an operational definition of CT and ascertain appropriate teaching methodology. Next we shall develop an instrument to assess students’ CT and design a curriculum intervention geared toward teaching and improving students’ CT problem solving skills and competences. As a result, this research will yield an operational definition of CT, knowledge about CT PCK, a CT assessment instrument and teaching materials and accompanying teacher instructions. It shall contribute to CS teacher education, development of CT education and to education in other (STEM) subjects where CT plays a supporting role, both nationally and internationally.
KW  - computational thinking
KW  - situated learning
KW  - engaged computing
KW  - computer science
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64556
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 119
EP  - 123
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Weise, Martin
T1  - A model for teaching informatics to German secondary school students in English-language bilingual education
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - Informatics as a school subject has been virtually absent from bilingual education programs in German secondary schools. Most bilingual programs in German secondary education started out by focusing on subjects from the field of social sciences. Teachers and bilingual curriculum experts alike have been regarding those as the most suitable subjects for bilingual instruction – largely due to the intercultural perspective that a bilingual approach provides. And though one cannot deny the gain that ensues from an intercultural perspective on subjects such as history or geography, this benefit is certainly not limited to social science subjects. In consequence, bilingual curriculum designers have already begun to include other subjects such as physics or chemistry in bilingual school programs. It only seems a small step to extend this to informatics. This paper will start out by addressing potential benefits of adding informatics to the range of subjects taught as part of English-language bilingual programs in German secondary education. In a second step it will sketch out a methodological (= didactical) model for teaching informatics to German learners through English. It will then provide two items of hands-on and tested teaching material in accordance with this model. The discussion will conclude with a brief outlook on the chances and prerequisites of firmly establishing informatics as part of bilingual school curricula in Germany.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64568
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 127
EP  - 137
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Bellettini, Carlo
A1  - Lonati, Violetta
A1  - Malchiodi, Dario
A1  - Monga, Mattia
A1  - Morpurgo, Anna
A1  - Torelli, Mauro
T1  - What you see is what you have in mind
BT  - constructing mental models for formatted text processing
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - In this paper we report on our experiments in teaching computer science concepts with a mix of tangible and abstract object manipulations. The goal we set ourselves was to let pupils discover the challenges one has to meet to automatically manipulate formatted text. We worked with a group of 25 secondary school pupils (9-10th grade), and they were actually able to “invent” the concept of mark-up language. From this experiment we distilled a set of activities which will be replicated in other classes (6th grade) under the guidance of maths teachers.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64612
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 139
EP  - 147
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Planteu, Lukas
A1  - Standl, Bernhard
A1  - Grossmann, Wilfried
A1  - Neuwirth, Erich
T1  - Integrating school practice in Austrian teacher education
JF  - Commentarii informaticae didacticae : (CID)
N2  - We present a concept of better integration of practical teaching in student teacher education in Computer Science. As an introduction to the workshop different possible scenarios are discussed on the basis of examples. Afterwards workshop participants will have the opportunity to discuss the application of the aconcepts in other settings.
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-64628
SN  - 1868-0844
SN  - 2191-1940
IS  - 6
SP  - 151
EP  - 152
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Berg, Gregor
T1  - Virtual prototypes for the model-based elicitation and validation of collaborative scenarios
T1  - Virtuelle Prototypen für die Modellbasierte Erhebung und Validierung kollaborativer Szenarien
N2  - Requirements engineers have to elicit, document, and validate how stakeholders act and interact to achieve their common goals in collaborative scenarios. Only after gathering all information concerning who interacts with whom to do what and why, can a software system be designed and realized which supports the stakeholders to do their work. To capture and structure requirements of different (groups of) stakeholders, scenario-based approaches have been widely used and investigated. Still, the elicitation and validation of requirements covering collaborative scenarios remains complicated, since the required information is highly intertwined, fragmented, and distributed over several stakeholders. Hence, it can only be elicited and validated collaboratively. In times of globally distributed companies, scheduling and conducting workshops with groups of stakeholders is usually not feasible due to budget and time constraints. Talking to individual stakeholders, on the other hand, is feasible but leads to fragmented and incomplete stakeholder scenarios. Going back and forth between different individual stakeholders to resolve this fragmentation and explore uncovered alternatives is an error-prone, time-consuming, and expensive task for the requirements engineers. While formal modeling methods can be employed to automatically check and ensure consistency of stakeholder scenarios, such methods introduce additional overhead since their formal notations have to be explained in each interaction between stakeholders and requirements engineers. Tangible prototypes as they are used in other disciplines such as design, on the other hand, allow designers to feasibly validate and iterate concepts and requirements with stakeholders. This thesis proposes a model-based approach for prototyping formal behavioral specifications of stakeholders who are involved in collaborative scenarios. By simulating and animating such specifications in a remote domain-specific visualization, stakeholders can experience and validate the scenarios captured so far, i.e., how other stakeholders act and react. This interactive scenario simulation is referred to as a model-based virtual prototype. Moreover, through observing how stakeholders interact with a virtual prototype of their collaborative scenarios, formal behavioral specifications can be automatically derived which complete the otherwise fragmented scenarios. This, in turn, enables requirements engineers to elicit and validate collaborative scenarios in individual stakeholder sessions – decoupled, since stakeholders can participate remotely and are not forced to be available for a joint session at the same time. This thesis discusses and evaluates the feasibility, understandability, and modifiability of model-based virtual prototypes. Similarly to how physical prototypes are perceived, the presented approach brings behavioral models closer to being tangible for stakeholders and, moreover, combines the advantages of joint stakeholder sessions and decoupled sessions.
N2  - Anforderungsingenieure erheben, dokumentieren und validieren wie Bedarfsträger in einzelnen und gemeinsamen Aktivitäten die Ziele ihrer kollaborativen Szenarios erreichen. Auf Grundlage von Angaben darüber, wer warum mit wem zusammen was erledigt, kann anschließend ein Softwaresystem spezifiziert und umgesetzt werden, welches die Bedarfsträger bei der Durchführung ihrer Abläufe unterstützt. Um Anforderungen verschiedener (Gruppen von) Bedarfsträger zu erfassen und zu strukturieren, werden szenariobasierte Ansätze genutzt und erforscht. Die Erhebung und Validierung von Anforderungen, die kollaborative Szenarios abdecken, ist dennoch kompliziert, da derartige Informationen hochgradig verknüpft, fragmentiert und über mehrere Bedarfsträger verteilt sind, wodurch sie nur in Gruppensitzungen effizient erhoben und validiert werden können. In Zeiten global verteilter Firmen ist die Planung und Durchführung solcher Workshops mit Gruppen von Bedarfsträgern nur selten praktikabel. Mit einzelnen Bedarfsträgern zu sprechen ist hingegen oft realisierbar, führt aber zu fragmentierten, unvollständigen Szenariobeschreibungen. Durch eine Vielzahl von Einzelgesprächen mit wechselnden Bedarfsträgern kann diese Fragmentierung aufgelöst werden – dies ist aber eine fehleranfällige und zeitaufwändige Aufgabe. Zwar bieten formale Modellierungsmethoden z.B. automatische Konsistenzchecks für Szenarios, doch führen derartige Methoden zu Mehraufwand in allen Gesprächen mit Bedarfsträgern, da diesen die verwendeten formalen Notationen jedes Mal erläutert werden müssen. Handfeste Prototypen, wie sie in anderen Disziplinen eingesetzt werden, ermöglichen es Designern, ihre Konzepte und erhobenen Anforderungen ohne viel Aufwand mit Bedarfsträgern zu validieren und zu iterieren. In dieser Dissertation wird ein modellbasierter Generierungsansatz vorgeschlagen, der kollaborative Szenarios prototypisch auf Grundlage von formalen Verhaltensmodellen für die beteiligten Bedarfsträger darstellt. Durch die Simulation dieses Verhaltens und dessen Animation innerhalb einer webbasierten, domänenspezifischen Visualisierung, können Bedarfsträger diese Modelle erleben und die bisher erfassten Szenarios validieren. Eine derartige interaktive Szenariosimulation wird als modellbasierter virtueller Prototyp bezeichnet. Basierend auf den Interaktionen zwischen Bedarfsträgern und einem virtuellen Prototypen ihrer Szenarios können zudem formale Verhaltensspezifikationen automatisch abgeleitet werden, die wiederum die fragmentierten kollaborativen Szenarios vervollständigen. Dies ermöglicht es den Anforderungsingenieuren, die kollaborativen Szenarios in individuellen Sitzungen mit einzelnen Bedarfsträgern zu erheben und zu validieren – entkoppelt voneinander, da Bedarfsträger webbasiert teilnehmen können und dabei nicht darauf angewiesen sind, dass andere Bedarfsträger ebenfalls in der gleichen Sitzung teilnehmen. Diese Dissertation diskutiert und evaluiert die Machbarkeit, Verständlichkeit sowie die Änderbarkeit der modellbasierten virtuellen Prototypen. Auf die gleiche Art wie physikalische Prototypen wahrgenommen werden, erlaubt es der vorgestellte Ansatz, Verhaltensmodelle für Bedarfsträger erlebbar zu machen und so die Vorteile von Gruppensitzungen mit denen entkoppelter Sitzungen zu verbinden.
KW  - requirements engineering
KW  - behavioral specification
KW  - interactive simulation
KW  - model-based prototyping
KW  - rapid prototyping
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-69729
ER  - 
TY  - THES
A1  - Böhm, Christoph
T1  - Enriching the Web of Data with topics and links
T1  - Anreicherung des Web of Data mit Themen und Verknüpfungen
N2  - This thesis presents novel ideas and research findings for the Web of Data – a global data space spanning many so-called Linked Open Data sources. Linked Open Data adheres to a set of simple principles to allow easy access and reuse for data published on the Web. Linked Open Data is by now an established concept and many (mostly academic) publishers adopted the principles building a powerful web of structured knowledge available to everybody. However, so far, Linked Open Data does not yet play a significant role among common web technologies that currently facilitate a high-standard Web experience. In this work, we thoroughly discuss the state-of-the-art for Linked Open Data and highlight several shortcomings – some of them we tackle in the main part of this work. First, we propose a novel type of data source meta-information, namely the topics of a dataset. This information could be published with dataset descriptions and support a variety of use cases, such as data source exploration and selection. For the topic retrieval, we present an approach coined Annotated Pattern Percolation (APP), which we evaluate with respect to topics extracted from Wikipedia portals. Second, we contribute to entity linking research by presenting an optimization model for joint entity linking, showing its hardness, and proposing three heuristics implemented in the LINked Data Alignment (LINDA) system. Our first solution can exploit multi-core machines, whereas the second and third approach are designed to run in a distributed shared-nothing environment. We discuss and evaluate the properties of our approaches leading to recommendations which algorithm to use in a specific scenario. The distributed algorithms are among the first of their kind, i.e., approaches for joint entity linking in a distributed fashion. Also, we illustrate that we can tackle the entity linking problem on the very large scale with data comprising more than 100 millions of entity representations from very many sources. Finally, we approach a sub-problem of entity linking, namely the alignment of concepts. We again target a method that looks at the data in its entirety and does not neglect existing relations. Also, this concept alignment method shall execute very fast to serve as a preprocessing for further computations. Our approach, called Holistic Concept Matching (HCM), achieves the required speed through grouping the input by comparing so-called knowledge representations. Within the groups, we perform complex similarity computations, relation conclusions, and detect semantic contradictions. The quality of our result is again evaluated on a large and heterogeneous dataset from the real Web. In summary, this work contributes a set of techniques for enhancing the current state of the Web of Data. All approaches have been tested on large and heterogeneous real-world input.
N2  - Die vorliegende Arbeit stellt neue Ideen sowie Forschungsergebnisse für das Web of Data vor. Hierbei handelt es sich um ein globales Netz aus sogenannten Linked Open Data (LOD) Quellen. Diese Datenquellen genügen gewissen Prinzipien, um Nutzern einen leichten Zugriff über das Internet und deren Verwendung zu ermöglichen. LOD ist bereits weit verbreitet und es existiert eine Vielzahl von Daten-Veröffentlichungen entsprechend der LOD Prinzipien. Trotz dessen ist LOD bisher kein fester Baustein des Webs des 21. Jahrhunderts. Die folgende Arbeit erläutert den aktuellen Stand der Forschung und Technik für Linked Open Data und identifiziert dessen Schwächen. Einigen Schwachstellen von LOD widmen wir uns in dem darauf folgenden Hauptteil. Zu Beginn stellen wir neuartige Metadaten für Datenquellen vor – die Themen von Datenquellen (engl. Topics). Solche Themen könnten mit Beschreibungen von Datenquellen veröffentlicht werden und eine Reihe von Anwendungsfällen, wie das Auffinden und Explorieren relevanter Daten, unterstützen. Wir diskutieren unseren Ansatz für die Extraktion dieser Metainformationen – die Annotated Pattern Percolation (APP). Experimentelle Ergebnisse werden mit Themen aus Wikipedia Portalen verglichen. Des Weiteren ergänzen wir den Stand der Forschung für das Auffinden verschiedener Repräsentationen eines Reale-Welt-Objektes (engl. Entity Linking). Für jenes Auffinden werden nicht nur lokale Entscheidungen getroffen, sondern es wird die Gesamtheit der Objektbeziehungen genutzt. Wir diskutieren unser Optimierungsmodel, beweisen dessen Schwere und präsentieren drei Ansätze zur Berechnung einer Lösung. Alle Ansätze wurden im LINked Data Alignment (LINDA) System implementiert. Die erste Methode arbeitet auf einer Maschine, kann jedoch Mehrkern-Prozessoren ausnutzen. Die weiteren Ansätze wurden für Rechnercluster ohne gemeinsamen Speicher entwickelt. Wir evaluieren unsere Ergebnisse auf mehr als 100 Millionen Entitäten und erläutern Vor- sowie Nachteile der jeweiligen Ansätze. Im verbleibenden Teil der Arbeit behandeln wir das Linking von Konzepten – ein Teilproblem des Entity Linking. Unser Ansatz, Holistic Concept Matching (HCM), betrachtet abermals die Gesamtheit der Daten. Wir gruppieren die Eingabe um eine geringe Laufzeit bei der Verarbeitung von mehreren Hunderttausenden Konzepten zu erreichen. Innerhalb der Gruppen berechnen wir komplexe Ähnlichkeiten, und spüren semantische Schlussfolgerungen und Widersprüche auf. Die Qualität des Ergebnisses evaluieren wir ebenfalls auf realen Datenmengen. Zusammenfassend trägt diese Arbeit zum aktuellen Stand der Forschung für das Web of Data bei. Alle diskutierten Techniken wurden mit realen, heterogenen und großen Datenmengen getestet.
KW  - Web of Data
KW  - graph clustering
KW  - topics
KW  - entity alignment
KW  - map/reduce
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-68624
ER  -