Mobile Informatiksysteme in der Schule

Transkript

1 Didaktik der Mobile Informatiksysteme in der Schule Daniel Spittank Bergische Universität Wuppertal Montag, 21. November 2011

2 Inhalt 1 2 Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen 3 Forschung Vorteile und Hoffnungen Nachteile und Befürchtungen 4 Informatikunterricht Anderer Unterricht 5 Gerätetypen Kriterien für Geräteauswahl 6 RAD Problembehebung API API-Wrapper Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 2/54

3 Informatiksysteme werden immer weiter entwickelt. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 3/54

4 Informatiksysteme werden immer weiter entwickelt. Informatik durchdringt den Alltag. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 4/54

5 Informatiksysteme werden immer weiter entwickelt. Informatik durchdringt den Alltag. Die moderne Welt ist ohne Informatik kaum vorstellbar. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 5/54

6 Informatiksysteme werden immer weiter entwickelt. Informatik durchdringt den Alltag. Die moderne Welt ist ohne Informatik kaum vorstellbar. Informatische Bildung gehören zur allgemeinen Bildung! Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 6/54

7 Trotzdem wird Informatik mit Computertechnik gleichgesetzt. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 7/54

8 Trotzdem wird Informatik mit Computertechnik gleichgesetzt. Dieses Bild haben insbesondere auch Schüler. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 8/54

9 Trotzdem wird Informatik mit Computertechnik gleichgesetzt. Dieses Bild haben insbesondere auch Schüler. Schüler werden noch häufig mit Computerkursen konfrontiert. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 9/54

10 Trotzdem wird Informatik mit Computertechnik gleichgesetzt. Dieses Bild haben insbesondere auch Schüler. Schüler werden noch häufig mit Computerkursen konfrontiert. Der Informatikunterricht findet im Computerraum statt. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 10/54

11 Trotzdem wird Informatik mit Computertechnik gleichgesetzt. Dieses Bild haben insbesondere auch Schüler. Schüler werden noch häufig mit Computerkursen konfrontiert. Der Informatikunterricht findet im Computerraum statt. Mobile Geräte als Ausweg? Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 11/54

12 Wesentliche Ziele Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen Entwicklung informatischer Vernunft Schüler sollen mündige Bürger werden Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 12/54

13 Gerätebesitz Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen Gerätebesitz nach JIM-Studie 2010 [MPFS, 2010] 97% aller 12- bis 19-jährigen Schüler besitzen ein Handy (96% bei Jungen und 98% bei Mädchen) Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 13/54

14 Gerätebesitz Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen Gerätebesitz nach JIM-Studie 2010 [MPFS, 2010] 97% aller 12- bis 19-jährigen Schüler besitzen ein Handy (96% bei Jungen und 98% bei Mädchen) Einen Computer hingegen besitzen nur 79% (77% bei Mädchen und 80% bei Jungen) Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 14/54

15 Gerätebesitz Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen Gerätebesitz nach JIM-Studie 2010 [MPFS, 2010] 97% aller 12- bis 19-jährigen Schüler besitzen ein Handy (96% bei Jungen und 98% bei Mädchen) Einen Computer hingegen besitzen nur 79% (77% bei Mädchen und 80% bei Jungen) Außerdem sind Handys gleichermaßen bei allen Altersgruppen zu finden. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 15/54

16 Gerätebesitz Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen Gerätebesitz nach JIM-Studie 2010 [MPFS, 2010] 97% aller 12- bis 19-jährigen Schüler besitzen ein Handy (96% bei Jungen und 98% bei Mädchen) Einen Computer hingegen besitzen nur 79% (77% bei Mädchen und 80% bei Jungen) Außerdem sind Handys gleichermaßen bei allen Altersgruppen zu finden. SmartPhones weniger weit verbreitet (etwa 20%) Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 16/54

17 Gesellschaftliche Reaktionen Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen Handys werden mit der Verbreitung von Pornographie und Gewaltvideos in Verbindung gebracht. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 17/54

18 Gesellschaftliche Reaktionen Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen Handys werden mit der Verbreitung von Pornographie und Gewaltvideos in Verbindung gebracht. Verbote sind an Schulen üblich Teilweise sogar gesetzliche Handyverbote an Schulen (Bayern, seit 2006) Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 18/54

19 Gesellschaftliche Reaktionen Ziele Alltagsbezug? Gesellschaftliche Reaktionen Handys werden mit der Verbreitung von Pornographie und Gewaltvideos in Verbindung gebracht. Verbote sind an Schulen üblich Teilweise sogar gesetzliche Handyverbote an Schulen (Bayern, seit 2006) Passt das zu unseren Zielen? Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 19/54

20 Forschung Forschung Vorteile und Hoffnungen Nachteile und Befürchtungen Verschiedene Beiträge von Ralph Carrie (vgl. [Carrie, 2006] u. a.) Ludger Humbert (vgl. [Humbert, 2006] u. a.) Matthias Heming (vgl. [Heming, 2009] u. a.) Versuchskurse an der Willy-Brandt-Gesamtschule in Bergkamen Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 20/54

21 Vorteile und Hoffnungen Forschung Vorteile und Hoffnungen Nachteile und Befürchtungen Stärker Alltagsbezug Nutzung eigener Geräte Genderaspekt Flexiblere Unterrichtsgestaltung Mehr sachbezogene Kommunikation und Interaktion Verringerter Wartungsaufwand Höhere Motivation Geringere Kosten Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 21/54

22 Nachteile und Befürchtungen Forschung Vorteile und Hoffnungen Nachteile und Befürchtungen Erschwerte Bedienung Verringerte Geschwindigkeit Frustration? Exlusive Nutzung der Geräte Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 22/54

23 Einsatz im Informatikunterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Mobilgeräte sind vollständige Informatiksysteme Lehrpläne sind damit grundsätzlich umsetzbar (vgl. [?]) Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 23/54

24 Einsatz im Informatikunterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Mobilgeräte sind vollständige Informatiksysteme Lehrpläne sind damit grundsätzlich umsetzbar (vgl. [?]) Vorteile wie zuvor beschrieben Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 24/54

25 Einsatz im Informatikunterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Mobilgeräte sind vollständige Informatiksysteme Lehrpläne sind damit grundsätzlich umsetzbar (vgl. [?]) Vorteile wie zuvor beschrieben Einige Zugänge eröffnen sich mit Mobilgeräten leichter, z.b.: Datenschutz Kommunikation(-sprotokolle) Nutzung von Audio (TTS, SR, Mikrofon) und Video (Kamera) Objektkarten QR-Codes Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 25/54

26 Einsatz im Informatikunterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Mobilgeräte sind vollständige Informatiksysteme Lehrpläne sind damit grundsätzlich umsetzbar (vgl. [?]) Vorteile wie zuvor beschrieben Einige Zugänge eröffnen sich mit Mobilgeräten leichter, z.b.: Datenschutz Kommunikation(-sprotokolle) Nutzung von Audio (TTS, SR, Mikrofon) und Video (Kamera) Objektkarten QR-Codes Außerdem etwa: Modellierung und Simulation von Automaten Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 26/54

27 Einsatz in anderem Unterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Allgemein Recherche Audiovisuelle Dokumentation Quiz Wissensnetze Notizen (Präsentation) Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 27/54

28 Einsatz in anderem Unterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Allgemein Recherche Audiovisuelle Dokumentation Quiz Wissensnetze Notizen (Präsentation) Sozialwissenschaften Interviews und Umfragen Statistiken Umgang mit Medien (als Informationsquellen) Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 28/54

29 Einsatz in anderem Unterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Allgemein Recherche Audiovisuelle Dokumentation Quiz Wissensnetze Notizen (Präsentation) Sozialwissenschaften Interviews und Umfragen Statistiken Umgang mit Medien (als Informationsquellen) Mathematik und NW Ersatz für GTR Mathematikprogramme Simulationen GPS Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 29/54

30 Einsatz in anderem Unterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Allgemein Recherche Audiovisuelle Dokumentation Quiz Wissensnetze Notizen (Präsentation) Sozialwissenschaften Interviews und Umfragen Statistiken Umgang mit Medien (als Informationsquellen) Mathematik und NW Ersatz für GTR Mathematikprogramme Simulationen GPS Sprachen SMS-Stil Vokabeln Aussprache Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 30/54

31 Einsatz in anderem Unterricht Informatikunterricht Anderer Unterricht Allgemein Recherche Audiovisuelle Dokumentation Quiz Wissensnetze Notizen (Präsentation) Sozialwissenschaften Interviews und Umfragen Statistiken Umgang mit Medien (als Informationsquellen) Mathematik und NW Ersatz für GTR Mathematikprogramme Simulationen GPS Sprachen SMS-Stil Vokabeln Aussprache Erdkunde GPS Kartenmaterial Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 31/54

32 Gerätetypen Gerätetypen Kriterien für Geräteauswahl Merkmal Handys Smartphones Hybride Tablets Progammierbarkeit Bedienung Alltagsbezug Mobilität Ausstattung Kosten Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 32/54

33 Kriterien für Geräteauswahl Gerätetypen Kriterien für Geräteauswahl Einige Kriterien für die Geräteauswahl Software RAD möglich und verfügbare Werkzeuge Künstliche Einschränkungen Frei installierbare Software Kompatibilität Hardwareausstattung Kamera WLAN, Bluetooth GPS, Sensoren (Schnittstellen) Sonstiges Rechtliche Aspekte Kosten Verbreitung Systemupdates Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 33/54

34 Kriterien für Geräteauswahl Gerätetypen Kriterien für Geräteauswahl Einige Kriterien für die Geräteauswahl Software RAD möglich und verfügbare Werkzeuge Künstliche Einschränkungen Frei installierbare Software Kompatibilität Hardwareausstattung Kamera WLAN, Bluetooth GPS, Sensoren (Schnittstellen) Sonstiges Rechtliche Aspekte Kosten Verbreitung Systemupdates Fazit: Von den Relevanten Plattformen bleibt nur übrig. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 34/54

35 RAD Problembehebung API API-Wrapper RAD und Umgebung für Entwicklungen ASE ermöglicht Python und weitere Scriptsprachen API verfügbar Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 35/54

36 RAD Problembehebung API API-Wrapper RAD und Umgebung für Entwicklungen ASE ermöglicht Python und weitere Scriptsprachen API verfügbar ermöglicht sowohl direkte Ausführung als auch Erstellung von Apps Ausführung direkt oder getriggert möglich Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 36/54

37 RAD Problembehebung API API-Wrapper RAD und Umgebung für Entwicklungen ASE ermöglicht Python und weitere Scriptsprachen API verfügbar ermöglicht sowohl direkte Ausführung als auch Erstellung von Apps Ausführung direkt oder getriggert möglich Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 37/54

38 RAD Problembehebung API API-Wrapper RAD und Umgebung für Entwicklungen ASE ermöglicht Python und weitere Scriptsprachen API verfügbar ermöglicht sowohl direkte Ausführung als auch Erstellung von Apps Ausführung direkt oder getriggert möglich leider teilweise schlecht dokumentiert API ist nicht objektorientiert API ist nicht intuitiv, nicht einheitlich und zu aufwendig Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 38/54

39 RAD Problembehebung API API-Wrapper RAD und Umgebung für Entwicklungen ASE ermöglicht Python und weitere Scriptsprachen API verfügbar ermöglicht sowohl direkte Ausführung als auch Erstellung von Apps Ausführung direkt oder getriggert möglich leider teilweise schlecht dokumentiert API ist nicht objektorientiert API ist nicht intuitiv, nicht einheitlich und zu aufwendig Interaktiver Python-Shell fehlt Vervollständigung etc. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 39/54

40 RAD Problembehebung API API-Wrapper RAD und Umgebung für Entwicklungen ASE ermöglicht Python und weitere Scriptsprachen API verfügbar ermöglicht sowohl direkte Ausführung als auch Erstellung von Apps Ausführung direkt oder getriggert möglich leider teilweise schlecht dokumentiert API ist nicht objektorientiert API ist nicht intuitiv, nicht einheitlich und zu aufwendig Interaktiver Python-Shell fehlt Vervollständigung etc. Verschiedene Editoren verfügbar, aber keiner uneingeschränkt geeignet. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 40/54

41 RAD Problembehebung API API-Wrapper RAD und Umgebung für Entwicklungen ASE ermöglicht Python und weitere Scriptsprachen API verfügbar ermöglicht sowohl direkte Ausführung als auch Erstellung von Apps Ausführung direkt oder getriggert möglich leider teilweise schlecht dokumentiert API ist nicht objektorientiert API ist nicht intuitiv, nicht einheitlich und zu aufwendig Interaktiver Python-Shell fehlt Vervollständigung etc. Verschiedene Editoren verfügbar, aber keiner uneingeschränkt geeignet. Bildschirm-Tastaturen sind allesamt nicht für Programmierung geeignet. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 41/54

42 RAD Problembehebung API API-Wrapper RAD und Umgebung für Entwicklungen ASE ermöglicht Python und weitere Scriptsprachen API verfügbar ermöglicht sowohl direkte Ausführung als auch Erstellung von Apps Ausführung direkt oder getriggert möglich leider teilweise schlecht dokumentiert API ist nicht objektorientiert API ist nicht intuitiv, nicht einheitlich und zu aufwendig Interaktiver Python-Shell fehlt Vervollständigung etc. Verschiedene Editoren verfügbar, aber keiner uneingeschränkt geeignet. Bildschirm-Tastaturen sind allesamt nicht für Programmierung geeignet. UI-Chaos Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 42/54

43 UI-Chaos RAD Problembehebung API API-Wrapper Es gibt drei verschiedene UI-Schnittstellen dialogfacade webviewfacade fullscreenfacade Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 43/54

44 UI-Chaos RAD Problembehebung API API-Wrapper Es gibt drei verschiedene UI-Schnittstellen dialogfacade webviewfacade fullscreenfacade dialog bietet nur Dialoge, keine echte App-UI Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 44/54

45 UI-Chaos RAD Problembehebung API API-Wrapper Es gibt drei verschiedene UI-Schnittstellen dialogfacade webviewfacade fullscreenfacade dialog bietet nur Dialoge, keine echte App-UI webviewfacade basiert auf HTML und (zwingend) JavaScript Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 45/54

46 UI-Chaos RAD Problembehebung API API-Wrapper Es gibt drei verschiedene UI-Schnittstellen dialogfacade webviewfacade fullscreenfacade dialog bietet nur Dialoge, keine echte App-UI webviewfacade basiert auf HTML und (zwingend) JavaScript fullscreenfacade ist in Entwicklung und verhält sich bei Tests unberechenbar und instabil. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 46/54

47 RAD Problembehebung API API-Wrapper Schaffung einer geeigneten Umgebung Einige der benannten Probleme wären aufgrund der weitgehend offenen Struktur von behebbar. Editor App entwickeln Tastatur Tastatur entwickeln API API-Wrapper entwickeln Hierbei könnte man größtenteils vorhandene OpenSource-Projekte weiterentwickeln. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 47/54

48 API-Beispiel I RAD Problembehebung API API-Wrapper 1 import android 2 droid = android. () 3 4 droid. dialogcreatealert (" Test "," Bitte OK druecken.") 5 droid. dialogsetpositivebuttontext (" OK") 6 droid. dialogshow () 7 result = droid. dialoggetresponse (). result 8 droid. dialogdismiss () Listing 1: OK-Dialog Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 48/54

49 API-Beispiel IIa RAD Problembehebung API API-Wrapper 1 import android 2 import time 3 4 droid = android. () 5 droid. webviewshow ( file :/// sdcard / sl4a / scripts / DDI / ddi_ui. html ) 6 while True : 7 e = droid. eventpoll (1) 8 if e. result : 9 droid. vibrate () 10 if e. result [0][ name ] == say : 11 droid. ttsspeak (e. result [0][ data ]) [...] Listing 2: webview-beispiel, Python-Code Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 49/54

50 API-Beispiel IIb RAD Problembehebung API API-Wrapper 1 <html > 2 <head > 3 <script > 4 var droid = new (); 5 var speak = function (){ 6 droid. eventpost (" say ", document. getelementbyid (" say "). value ); 7 } 8 </ script > 9 [...] 10 </ head > 11 <body > 12 <form onsubmit =" speak (); return false ;" > 13 <input type =" text " id=" say " value =" Test." / > 14 <input type=" submit " value=" Sprich!" / > 15 </ form > 16 </ body > 17 </ html > Listing 3: webview-beispiel, UI-Code Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 50/54

51 API-Wrapper RAD Problembehebung API API-Wrapper Ansatz 1: Klassenhierarchie Bezüge und Abhängigkeiten lassen sich gut darstellen Klare Struktur, die das Gerät abbildet Viel Tipparbeit Weniger übersichtlich Ansatz 2: Einzelmodule Bezüge und Abhängigkeiten unklar Wenig Tipparbeit Bessere Übersicht Funktionale Gruppierung oder Gerätebezogene Gruppierung? Hierbei könnte man größtenteils vorhandene OpenSource-Projekte weiterentwickeln. Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 51/54

52 Schreibweisen RAD Problembehebung API API-Wrapper Müssen verschiedene Schreibweisen berücksichtigt werden? Wie kann damit umgegangen werden? Automatisierung möglich, aber unschön Verschiedene Wrapper? Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 52/54

53 I [Carrie 2006] Carrie, Ralph: Einsatz mobiler Informatiksysteme im Informatikunterricht der gymnasialen Oberstufe. Hamm, Studienseminar für Lehrämter an Schulen Seminar für das Lehramt für Gymnasien Gesamtschulen, Hausarbeit gemäß OVP, Juli geprüft: 15. Juli 2010 [Heming 2009] Heming, Matthias: Einsatzszenarien von Mobiltelefonen im Informatikunterricht. Wuppertal, Bergische Universiät Fachbereich Mathematik und Naturwissenschaften, Masterarbeit Master of Education, November geprüft: 5. August 2010 Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 53/54

54 II [Humbert 2006] Humbert, Ludger:»Handys«im Informatikunterricht (Sekundarstufe I). Workshop im Rahmen des fünften Informatiktages Nordrhein-Westfalen, 3. April 2006, veranstaltet von der GI-Fachgruppe»Informatische Bildung in NRW«in Kooperation mit der Fachgruppe»«der Universität Paderborn und dem Heinz Nixdorf MuseumsForum. April Materialien: _IF_TAG_2006_Praesentation.pdf geprüft: 8. März 2009 [MPFS 2010] MPFS: JIM-Studie Version: 2010, Abruf: Mobile Informatiksysteme in der Schule, Daniel Spittank 54/54