Evaluation zum Thema Modellierung von Algorithmen aus Abläufen

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Reinhold Waldfogel
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1 Evaluation zum Thema Modellierung von Algorithmen aus Abläufen Leo von Klenze Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt 12. und 14. Mai Ziel der Evaluation Ziel der Evaluation ist es, herauszunden, ob und inwieweit das Tool AM- SEL 1 den Lernenden beim Verständnis von Algorithmen und insbesondere deren Modellierung unterstützt. Dabei soll ein neuer Ansatz untersucht werden, bei dem der Modellierer Beispielabläufe generiert und daraus mit Toolunterstützung schrittweise den Algorithmus entwickelt. 2 Hinweise Die Evaluation ist völlig anonym. Besondere Vorkenntnisse sind nicht notwendig, ein mathematisches oder informatisches Grundverständnis ist jedoch hilfreich. Die Fragen sollten spontan und ehrlich beantwortet werden. Es gibt kein Richtig oder Falsch. Einige Fragen müssen durch Ankreuzen, andere durch freien Text beantwortet werden. Bei einem falsch gesetzten Kreuz sollte das Kästchen durch komplettes Ausfüllen ungültig gemacht und ein anderes angekreuzt werden. Freitextaufgaben sind in Stichpunkten zu beantworten. 1 Algorithmen modellieren spielend erlernen. 1

2 3 Fragen vor dem Versuch 3.1 Programmieren Haben Sie schon mal programmiert (auch Skriptsprachen oder VBA)? Ja Nein ( 3.2) In welchen Sprachen haben Sie schon programmiert? In welchem Umfeld haben Sie dabei programmiert (Praktikum, Freizeit, Studium,... )? 3.2 Algorithmen Schätzen Sie Ihr Verständnis von Algorithmen ein! Bitte nur eine Antwort ankreuzen. Ich weiÿ nicht, was ein Algorithmus ist. ( 3.4) Ich kann einfache Algorithmen aufschreiben. Ich weiÿ, was Kontrollstrukturen sind. Ich kann komplexe Algorithmen entwerfen. Fragebogen #FBOGENNUMMER 2

3 3.2.2 Geben Sie einen Algorithmus zum Kochen von Nudeln an! 3.3 Pseudocode Schätzen Sie Ihr Verständnis von Pseudocode ein! Bitte nur eine Antwort ankreuzen. Ich weiÿ nicht, was Pseudocode ist. ( 3.4) Ich kann einfache Konstrukte lesen. Ich komme auch mit komplexen Kontrollstrukturen zurecht Geben Sie kurz an, was der dargestellte Algorithmus macht! Y = 1 X = 10 Solange X > 0 Y = X * Y X = X - 1 Fragebogen #FBOGENNUMMER 3

3.4 Fragen zum Roboter 3.4.1 Markieren Sie die Felder, die der Roboter bei Ausführung des im Beispiel gegebenen Algorithmus besucht!

4 3.4 Fragen zum Roboter Markieren Sie die Felder, die der Roboter bei Ausführung des im Beispiel gegebenen Algorithmus besucht! VON 1 bis 2 Schritt vorwärts Drehung rechts Solange NICHT Wand vorne Schritt vorwärts Schreiben Sie einen Algorithmus auf, der den Roboter nach dem Muster aus Abbildung 1 fahren lässt! Abbildung 1: Fragebogen #FBOGENNUMMER 4

5 (a) Spiral-Muster (b) Zickzack-Muster Abbildung 2: Muster für die ein Algorithmus gesucht wird. 4 Arbeiten mit dem Tool AMSEL 4.1 Spirale Nutzen Sie nun bitte das Tool AMSEL, um einen möglichst allgemeingültigen Algorithmus zu erzeugen, der einen Roboter in einer beliebigen Welt ohne Wände im Inneren eine Rechtsspirale abfahren lässt. Abbildung 2a zeigt einen beispielhaften Ablauf. Gehen Sie dazu wie folgt vor: 1. Önen Sie die Szenariensammlung Spirale.xml mit einem Doppelklick. 2. Bewegen Sie den Roboter in jedem Szenario der Sammlung nach dem vorgegebenen Muster. Sie können das Szenario wechseln, indem Sie auf die Schaltäche mit dem Szenarionamen klicken. Speichern Sie danach die Sammlung mit. 3. Klicken Sie in der Werkzeugleiste (Toolbar) auf den Knopf mit dem Roboter ( ) um die Generierung des Algorithmus zu starten. 4. Erzeugen Sie den Algorithmus mit Hilfe des Generators. Sie starten den Vorgang mit einem Klick auf Algorithmusgenerator starten. 5. Klicken Sie zum Schluss auf Algorithmus testen, geben Sie als Dateinamen Spirale.xml und als Ordner Algorithmen an. 6. Testen Sie den Algorithmus für die Welten Testwelt1.rwl und Testwelt2.rwl. Zum Testen ziehen Sie die Welten mit der Maus in den entsprechenden Bereich im Algorithmustester. 4.2 Zickzack Gehen Sie wie in Abschnitt 4.2 vor, um einen möglichst allgemeingültigen Algorithmus für das Muster aus Abbildung 2b zu nden. Arbeiten Sie dazu analog Fragebogen #FBOGENNUMMER 5

6 die Schritte 1 bis 6 ab. Nutzen Sie diesmal die Sammlung Zickzack.xml. Speichern Sie den Algorithmus im Ordner Algorithmen unter dem dem Namen Zickzack.xml ab. Fragebogen #FBOGENNUMMER 6

7 5 Fragen nach dem Versuch Bitte schätzen sie anhand der gegebenen Skala ab. 5.1 Bedienung: Beispielabläufe Wie bewerten Sie die Erstellung der Beispielabläufe? 5.2 Bedienung: Horizontaler Vergleich Wie bewerten Sie insgesamt den Vorgang des horizontalen Vergleichs? Konnten Sie die einzelnen Schritte nachvollziehen? Waren die Texte auf der rechten Seite verständlich? War ersichtlich, welche Bedingung an welcher Stelle ersetzt wurde? Konnten Sie sehen, welche Anweisung zu welcher Aktion des Roboters führte? Fragebogen #FBOGENNUMMER 7

8 5.3 Bedienung: Vertikale Komprimierung Wie bewerten Sie insgesamt den Vorgang der vertikalen Komprimierung? Konnten Sie die einzelnen Schritte nachvollziehen? Waren die Texte auf der rechten Seite verständlich? War ersichtlich, welche Anweisungen zusammengefasst wurden? Haben Sie am Ende der vertikalen Komprimierung die Simulation durchgeführt? Ja Nein 5.4 Bedienung: Testen des Algorithmus Wie bewerten Sie die Bedienung des Algorithmustestes am Ende insgesamt? Fragebogen #FBOGENNUMMER 8

9 5.5 Bedienung: Allgemein Wie fanden Sie insgesamt die Bedienung des Tools? Was würden Sie an dem Tool verbessern (Stichpunkte)? War das Tool eine Hilfe für Sie, um die dargestellten Abläufe als Algorithmus zu formulieren? Nein eher nicht eher schon Ja Glauben Sie, dass das Tool eine Hilfe für Anfänger ist, Algorithmen besser zu verstehen und zu modellieren? Nein eher nicht eher schon Ja 5.6 Verständnisfragen Was ist Ihrer Meinung nach die zentrale Idee beim horizontalen Vergleich (1 Satz)? Was ist Ihrer Meinung nach die zentrale Idee bei der vertikalen Komprimierung (1 Satz)? Fragebogen #FBOGENNUMMER 9

10 5.6.3 Schreiben Sie einen Algorithmus auf, der den Roboter wie in der folgenden Abbildung fahren lässt 5.7 Allgemein Bitte geben Sie ein paar allgeimene Daten an Wie alt sind Sie? Studiengang Vielen Dank für Ihre Teilnahme! Fragebogen #FBOGENNUMMER 10

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