Institut für Informatik und Computational Science
Refine
Year of publication
- 2015 (75) (remove)
Document Type
- Article (63)
- Doctoral Thesis (6)
- Part of a Book (2)
- Conference Proceeding (2)
- Monograph/Edited Volume (1)
- Master's Thesis (1)
Keywords
- Computer Science Education (5)
- Competence Measurement (3)
- Secondary Education (3)
- Answer set programming (2)
- Big Data (2)
- Competence Modelling (2)
- Computational thinking (2)
- Informatics (2)
- Informatics Education (2)
- Informatics Modelling (2)
- Informatics System Application (2)
- Informatics System Comprehension (2)
- Key Competencies (2)
- computational thinking (2)
- education (2)
- 21st century skills, (1)
- ABRACADABRA (1)
- AODV (1)
- Achievement (1)
- Activity Theory (1)
- Activity-orientated Learning (1)
- Ad hoc routing (1)
- Arduino (1)
- Assessment (1)
- Austria (1)
- Backdoors (1)
- Bildung (1)
- Bloom’s Taxonomy (1)
- Boolean logic models (1)
- CS concepts (1)
- Capability approach (1)
- Challenges (1)
- Cluster Computing (1)
- Cognitive Skills (1)
- Combinatorial multi-objective optimization (1)
- Competences (1)
- Competencies (1)
- Computational Thinking (1)
- Computational complexity (1)
- Computational grid (1)
- Computer Science (1)
- Computer Science in Context (1)
- Computing (1)
- Contest (1)
- Contextualisation (1)
- Contradictions (1)
- Curriculum (1)
- Curriculum Development (1)
- Data Analysis (1)
- Data Management (1)
- Data Privacy (1)
- Databases (1)
- Defining characteristics of physical computing (1)
- Digital Competence (1)
- Digital Education (1)
- Digital Revolution (1)
- Dynamic assessment (1)
- E-learning (1)
- Early Literacy (1)
- Educational Standards (1)
- Educational game (1)
- Educational software (1)
- Embedded Systems (1)
- Euclid’s algorithm (1)
- FOSS (1)
- Facebook (1)
- Fibonacci numbers (1)
- Framework (1)
- Function (1)
- Fundamental Ideas (1)
- Hybrid App (1)
- ICT (1)
- ICT Competence (1)
- ICT competencies (1)
- ICT skills (1)
- Informatik (1)
- Informatikdidaktik (1)
- Inquiry-based Learning (1)
- Interface design (1)
- Kernelization (1)
- Learners (1)
- Learning Fields (1)
- Learning ecology (1)
- Learning interfaces development (1)
- Learning with ICT (1)
- Load Balancing (1)
- Location awareness (1)
- Logarithm (1)
- Lower Secondary Level (1)
- MOOCs (1)
- Massive Open Online Courses (1)
- Measurement (1)
- Mobile Campus Application (1)
- Mobile application (1)
- Multiple interpretation scheme (1)
- Music Technology (1)
- NUI (1)
- Natural Science Education (1)
- Navigation (1)
- NoSQL (1)
- Norway (1)
- Novice programmers (1)
- Parallel job execution time estimation (1)
- Parameterized complexity (1)
- Pedagogical content knowledge (1)
- Performance Evaluation (1)
- Pervasive computing (1)
- Physical Science (1)
- Problem Solving (1)
- RSA triangle (1)
- Recommendations for CS-Curricula in Higher Education (1)
- Schlüsselkompetenzen (1)
- Sensors (1)
- Service-oriented Architecture (1)
- Signaling transduction networks (1)
- Small Private Online Courses (1)
- Social (1)
- Systems biology (1)
- Tasks (1)
- Teacher perceptions (1)
- Teachers (1)
- Teaching information security (1)
- Technology proficiency (1)
- Terminology (1)
- Tests (1)
- Theory (1)
- User submission pattern (1)
- Vocational Education (1)
- Young People (1)
- abstraction (1)
- algorithm schedules (1)
- analogical thinking (1)
- answer set programming (1)
- binary representation (1)
- binary search (1)
- classroom language (1)
- cognitive modifiability (1)
- collaborative learning (1)
- competence (1)
- competencies (1)
- competency (1)
- complexity (1)
- comprehension (1)
- computer science education (1)
- computer science teachers (1)
- conductive argument (1)
- cs4fn (1)
- curriculum theory (1)
- digitally-enabled pedagogies (1)
- divide and conquer (1)
- e-mentoring (1)
- eLectures (1)
- education and public policy (1)
- educational programming (1)
- educational systems (1)
- edutainment (1)
- environments (1)
- exponentiation (1)
- external ambiguity (1)
- formal argumentation systems (1)
- freie Daten (1)
- freie Software (1)
- fun (1)
- high school (1)
- higher (1)
- informal and formal learning (1)
- informal logic (1)
- informatics education (1)
- innovation (1)
- interactive course (1)
- interactive workshop (1)
- internal ambiguity (1)
- key competences in physical computing (1)
- key competencies (1)
- kinaesthetic teaching (1)
- learning (1)
- mediated learning experience (1)
- mobile learning (1)
- mobile technologies and apps (1)
- navigation (1)
- networks (1)
- o-ambiguity (1)
- operating system (1)
- organisational evolution (1)
- paper prototyping (1)
- parameter (1)
- pedagogy (1)
- personal (1)
- personal response systems (1)
- philosophical foundation of informatics pedagogy (1)
- physical computing tools (1)
- portfolio-based solving (1)
- pre-primary level (1)
- premise acceptability (1)
- primary education (1)
- primary level (1)
- problem-solving (1)
- professional development (1)
- programming (1)
- programming in context (1)
- real arguments (1)
- regular language (1)
- relevance (1)
- secondary computer science education (1)
- secondary education (1)
- self-efficacy (1)
- social media (1)
- student activation (1)
- student experience (1)
- student perceptions (1)
- students’ conceptions (1)
- students’ knowledge (1)
- sufficiency (1)
- teacher competencies (1)
- teaching informatics in general education (1)
- tele-teaching (1)
- tools (1)
- tracing (1)
- user-centred (1)
- video annotation (1)
- virtual reality (1)
- ‘unplugged’ computing (1)
Institute
Pervasive educational games have the potential to transfer learning content to real-life experiences beyond lecture rooms, through realizing field trips in an augmented or virtual manner. This article introduces the pervasive educational game "RouteMe" that brings the rather abstract topic of routing in ad hoc networks to real-world environments. The game is designed for university-level courses and supports these courses in a motivating manner to deepen the learning experience. Students slip into the role of either routing nodes or applications with routing demands. On three consecutive levels of difficulty, they get introduced with the game concept, learn the basic routing mechanisms and become aware of the general limitations and functionality of routing nodes. This paper presents the pedagogical and technical game concept as well as findings from an evaluation in a university setting.
Boolean networks provide a simple yet powerful qualitative modeling approach in systems biology. However, manual identification of logic rules underlying the system being studied is in most cases out of reach. Therefore, automated inference of Boolean logical networks from experimental data is a fundamental question in this field. This paper addresses the problem consisting of learning from a prior knowledge network describing causal interactions and phosphorylation activities at a pseudo-steady state, Boolean logic models of immediate-early response in signaling transduction networks. The underlying optimization problem has been so far addressed through mathematical programming approaches and the use of dedicated genetic algorithms. In a recent work we have shown severe limitations of stochastic approaches in this domain and proposed to use Answer Set Programming (ASP), considering a simpler problem setting. Herein, we extend our previous work in order to consider more realistic biological conditions including numerical datasets, the presence of feedback-loops in the prior knowledge network and the necessity of multi-objective optimization. In order to cope with such extensions, we propose several discretization schemes and elaborate upon our previous ASP encoding. Towards real-world biological data, we evaluate the performance of our approach over in silico numerical datasets based on a real and large-scale prior knowledge network. The correctness of our encoding and discretization schemes are dealt with in Appendices A-B. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
Auf der Grundlage der Planung, Durchführung, Evaluation und Revision eines gemeinsamen Seminars von Medienpädagogik und Didaktik der Informatik stellen wir in diesem Aufsatz dar, wo die Defizite klassischer Medienbildung in Bezug auf digitale bzw. interaktive Medien liegen und welche Inhalte der Informatik für Studierende aller Lehrämter – im allgemeinbildenden Sinne – aus dieser Perspektive relevant erscheinen.
Die Tagung HDI 2014 in Freiburg zur Hochschuldidaktik der Informatik HDI wurde erneut vom Fachbereich Informatik und Ausbildung / Didaktik der Informatik (IAD) in der Gesellschaft für Informatik e. V. (GI) organisiert. Sie dient den Lehrenden der Informatik in Studiengängen an Hochschulen als Forum der Information und des Austauschs über neue didaktische Ansätze und bildungspolitische Themen im Bereich der Hochschulausbildung aus der fachlichen Perspektive der Informatik.
Die HDI 2014 ist nun bereits die sechste Ausgabe der HDI. Für sie wurde das spezielle Motto „Gestalten und Meistern von Übergängen“ gewählt. Damit soll ein besonderes Augenmerk auf die Übergänge von Schule zum Studium, vom Bachelor zum Master, vom Studium zur Promotion oder vom Studium zur Arbeitswelt gelegt werden.
The in-memory revolution
(2015)
This book describes the next generation of business applications enabled by SAP's in-memory database, SAP HANA. In particular, the authors show the substantial changes introduced in S4/HANA by switching to SAP HANA. Using numerous examples and use cases from the authors' wealth of real-world experience, it illustrates the quantum leap in performance made possible by the new technology. The book is written by two of the most prominent actors in the area of business application systems: Hasso Plattner, co-founder of SAP and inaugurator of the Hasso Plattner Institute at the University of Potsdam, and Bernd Leukert, member of the Executive Board and the Global Managing Board of SAP. This clearly structured, highly illustrated book takes an exciting new technology and presents the practicality and success of first mover applications.
Die regelmäßige Navigation durch den Raum gehört für Studenten der Universität Potsdam zum Alltag. Man möchte, unabhängig vom Fortbewegungsmittel, schnell und sicher von zu Hause zum Hörsaal oder Seminargebäude. Eine umfassende Navigationshilfe, die alle Transportmodi verbindet, wird dafür verlangt.
Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, ein Konzept für einen multimodalen Routenplaner zu entwickeln, der es Studenten und Gästen der Universität Potsdam ermöglicht, sich zwischen den dezentral gelegenen Campusstandorten zu bewegen – egal ob mit Bus und Bahn, dem Auto, Fahrrad oder zu Fuß. Die Implementierung erfolgt ausschließlich auf Grundlage freier Daten und freier, quelloffener Software (FOSS), die für diesen Zweck aufbereitet werden. Ergebnis ist eine webbasierte Applikation, die über eine Entwicklerschnittstelle (API) in andere Projekte eingebunden werden kann.
Der folgende Artikel beschreibt die Evaluation eines Lehrvideos zum informatischen Problemlösen, welches auf der Grundlage einer Vergleichsstudie mit starken und schwachen Problemlösern entwickelt wurde. Beispielhaft wird in dem Film ein Färbeproblem durch einen fiktiven Hochleister unter lautem Denken gelöst, die einzelnen Arbeitsschritte werden abschnittsweise kommentiert und erklärt. Ob dieses Lernkonzept von Studenten akzeptiert wird und sich durch Anschauen des Videos tatsächlich ein Lerneffekt einstellt, wurde durch eine Befragung und eine erste Vergleichsstudie untersucht.
In der Lehre zur MCI (Mensch-Computer-Interaktion) stellt sich immer wieder die Herausforderung, praktische Übungen mit spannenden Ergebnissen durchzuführen, die sich dennoch nicht in technischen Details verlieren sondern MCI-fokussiert bleiben. Im Lehrmodul „Interaktionsdesign“ an der Universität Hamburg werden von Studierenden innerhalb von drei Wochen prototypische Interaktionskonzepte für das Spiel Neverball entworfen und praktisch umgesetzt. Anders als in den meisten Grundlagenkursen zur MCI werden hier nicht Mock-Ups, sondern lauffähige Software entwickelt. Um dies innerhalb der Projektzeit zu ermöglichen, wurde Neverball um eine TCP-basierte Schnittstelle erweitert. So entfällt die aufwändige Einarbeitung in den Quellcode des Spiels und die Studierenden können sich auf ihre Interaktionsprototypen konzentrieren. Wir beschreiben die Erfahrungen aus der
mehrmaligen Durchführung des Projektes und erläutern unser Vorgehen bei der Umsetzung. Die Ergebnisse sollen Lehrende im Bereich MCI unterstützen, ähnliche praxisorientierte Übungen mit Ergebnissen „zum Anfassen“ zu gestalten.
Es wird ein Informatik-Wettbewerb für Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II beschrieben, der über mehrere Wochen möglichst realitätsnah die Arbeitswelt eines Informatikers vorstellt. Im Wettbewerb erarbeiten die Schülerteams eine Android-App und organisieren ihre Entwicklung durch Projektmanagementmethoden, die sich an professionellen, agilen Prozessen orientieren. Im Beitrag werden der theoretische Hintergrund zu Wettbewerben, die organisatorischen und didaktischen Entscheidung, eine erste Evaluation sowie Reflexion und Ausblick dargestellt.
The growing impact of globalisation and the development of
a ‘knowledge society’ have led many to argue that 21st century skills are
essential for life in twenty-first century society and that ICT is central
to their development. This paper describes how 21st century skills, in
particular digital literacy, critical thinking, creativity, communication
and collaboration skills, have been conceptualised and embedded in the
resources developed for teachers in iTEC, a four-year, European project.
The effectiveness of this approach is considered in light of the data
collected through the evaluation of the pilots, which considers both the
potential benefits of using technology to support the development of
21st century skills, but also the challenges of doing so. Finally, the paper
discusses the learning support systems required in order to transform
pedagogies and embed 21st century skills. It is argued that support is
required in standards and assessment; curriculum and instruction; professional
development; and learning environments.
In the project MoKoM, which is funded by the German
Research Foundation (DFG) from 2008 to 2012, a test instrument
measuring students’ competences in computer science was developed.
This paper presents the results of an expert rating of the levels of
students’ competences done for the items of the instrument.
At first we will describe the difficulty-relevant features that were
used for the evaluation. These were deduced from computer science,
psychological and didactical findings and resources. Potentials and
desiderata of this research method are discussed further on. Finally
we will present our conclusions on the results and give an outlook on
further steps.
BugHunt
(2015)
Competencies related to operating systems and computer
security are usually taught systematically. In this paper we present
a different approach, in which students have to remove virus-like
behaviour on their respective computers, which has been induced by
software developed for this purpose. They have to develop appropriate
problem-solving strategies and thereby explore essential elements of
the operating system. The approach was implemented exemplarily in
two computer science courses at a regional general upper secondary
school and showed great motivation and interest in the participating
students.
The objectives of this study were to examine (a) the effect
of dynamic assessment (DA) in a 3D Immersive Virtual Reality
(IVR) environment as compared with computerized 2D and noncomputerized
(NC) situations on cognitive modifiability, and (b) the
transfer effects of these conditions on more difficult problem solving
administered two weeks later in a non-computerized environment. A
sample of 117 children aged 6:6-9:0 years were randomly assigned
into three experimental groups of DA conditions: 3D, 2D, and NC, and
one control group (C). All groups received the pre- and post-teaching
Analogies subtest of the Cognitive Modifiability Battery (CMB-AN).
The experimental groups received a teaching phase in conditions similar
to the pre-and post-teaching phases. The findings showed that cognitive
modifiability, in a 3D IVR, was distinctively higher than in the two
other experimental groups (2D computer group and NC group). It was
also found that the 3D group showed significantly higher performance
in transfer problems than the 2D and NC groups.
This article shows a discussion about the key competencies
in informatics and ICT viewed from a philosophical foundation presented
by Martha Nussbaum, which is known as ‘ten central capabilities’.
Firstly, the outline of ‘The Capability Approach’, which has been presented
by Amartya Sen and Nussbaum as a theoretical framework of
assessing the state of social welfare, will be explained. Secondly, the
body of Nussbaum’s ten central capabilities and the reason for being
applied as the basis of discussion will be shown. Thirdly, the relationship
between the concept of ‘capability’ and ‘competency’ is to be
discussed. After that, the author’s assumption of the key competencies
in informatics and ICT led from the examination of Nussbaum’s ten
capabilities will be presented.
This paper originated from discussions about the need for
important changes in the curriculum for Computing including two focus
group meetings at IFIP conferences over the last two years. The
paper examines how recent developments in curriculum, together with
insights from curriculum thinking in other subject areas, especially mathematics
and science, can inform curriculum design for Computing.
The analysis presented in the paper provides insights into the complexity
of curriculum design as well as identifying important constraints and
considerations for the ongoing development of a vision and framework
for a Computing curriculum.
IT EnGAGES!
(2015)
Durch den Einsatz von Spielen und Spielelementen in Lernkontexten wird versucht, Lernende zur Beschäftigung mit den Lerninhalten zu motivieren. Spielerische Elemente haben allerdings nicht nur positive motivationale Effekte: Sie können sich beispielsweise negativ auf die intrinsische Motivation auswirken, und auch nicht jeder Lernende spielt gerne. Um negativen Einflüssen von Gamification entgegenzuwirken, wurde ein Toolkit für adaptierbare Lernumgebungen entwickelt. Damit erzeugte Lernumgebungen erlauben es Studierenden, den Grad der Gamification selbst zu bestimmen, indem Spielelemente an- und abgeschaltet werden. Im Rahmen einer Anfängerprogrammiervorlesung wurden Lernspielaufgaben aus den existierenden, optionalen interaktiven eTests entwickelt und Studierenden als zusätzliche Lerngelegenheit angeboten. Eine erste explorative Studie bestätigt die Vermutung, dass die Akzeptanz des adaptierbaren Lernspiels sehr hoch ist, es aber dennoch Studierende gibt, welche die Lernumgebung ohne Spielelemente durcharbeiten. Somit bietet adaptierbare Gamification verschiedenen Studierenden die Möglichkeit, sich zusätzliche motivationale Anreize durch Zuschalten von Spielelementen zu verschaffen, ohne dabei zum Spielen „genötigt“ zu werden.
Peer Assessment ist eine Methode, bei der die Teilnehmer eine gestellte Aufgabe nicht nur bearbeiten und einreichen, sondern – in einer zweiten Phase – diese auch gegenseitig überprüfen, kommentieren und bewerten. Durch diese Methode wird, auch in sehr großen Veranstaltungen, das Üben mit individuellen Bewertungen und individuellem Feedback möglich.
Im Wintersemester 2013/14 wurde dieser Ansatz in der Erstsemesterveranstaltung Programmieren an der Technischen Hochschule Nürnberg mit 340 Studierenden als semesterbegleitendes Online-Pflichtpraktikum erprobt. Bei gleichen Leistungsanforderungen wurde bei Studierenden, die erfolgreich am Praktikum teilnahmen, eine Reduzierung der Durchfallquote um durchschnittlich 60 % und eine Verbesserung der Durchschnittsnote um 0,6 – 0,9 Notenstufen erzielt. Zudem lernten die teilnehmenden Studierenden kontinuierlicher, bereiteten Lerninhalte besser nach und gelangten zu einer überwiegend positiven Einschätzung des Praktikums und der Methode. Im E-Learning System Moodle kann Peer Assessment, mit moderatem Umsetzungs- und Betreuungsaufwand, mit der Workshop-Aktivität realisiert werden. Im Beitrag wird auf die Schlüsselelemente des erfolgreichen Einsatzes von Peer Assessment eingegangen.
Es wird ein umfassendes Mentoring Konzept im Studiengang Informatik an der RWTH Aachen vorgestellt, das den Übergang von der Schule zur Universität unterstützt und gleichzeitig beim Auftreten von Schwierigkeiten im Verlauf des Studiums effiziente und kompetente Beratung bietet. Das Programm erreicht durchgängig hohe Akzeptanzwerte bei den Studierenden trotz verpflichtender Teilnahme im ersten Semester. Die Wirksamkeit des Programms ist durch die zahlreichen einflussgebenden Variablen zwar rein quantitativ kaum messbar, die Möglichkeit auf organisatorische und fachliche Probleme eines Jahrgangs reagieren zu können sowie einen Einblick auf die Gründe für einen Studienabbruch zu bekommen, bestätigt aber die Notwendigkeit der Maßnahme.