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Computerprogrammierung ist ein fundamentales Fach in tertiären Informatik-Lehrplänen, da sie die Basis für fortgeschrittene Themen der Informatik darstellt. Umso wichtiger ist es, dass Studierende die Kernkonzepte der Programmierung verstehen. Die komplexen und abstrakten Konzepte der Programmierung führen jedoch zu signifikant höheren Drop-Out-Raten als in vergleichbaren Einstiegskursen, da diese oft schwierig zu lehren und zu lernen sind, insbesondere für Studienanfänger*innen. Engagement und Motivation Studierender wurden als Schlüsselindikatoren für erfolgreiche akademische Leistungen identifiziert. Infolgedessen entwickelte sich ein Trend, Spielelemente in den Lernprozess zu integrieren, da dieser Ansatz die Steigerung der Lerneffektivität und des Engagements verspricht. Diese Arbeit analysiert verschiedene Ansätze zur Einführung von Spielelementen in Programmierkursen, auf Basis der Grundlagen und Auswirkungen des spielbasierten Lernens. Die Arbeit präsentiert und vergleicht ausgewählte Frameworks zur Konzeption und Umsetzung von spielbasierten Plattformen. Ein Ergebnis der Analyse ist, dass die Frameworks detaillierte Untersuchungen und gut integrierte Überlegungen liefern, jedoch ein Mangel an unabhängigen Evaluierungen besteht. So konnte während der Recherche keine spielbasierte Plattform gefunden werden, die mittels eines Frameworks konzipiert wurde und gleichzeitig nicht von den Verfassern der Methoden selbst stammt. Weitere Forschung und empirische Evaluierungen werden benötigt, um die Wirksamkeit der Frameworks darzulegen. Im Zuge dieser Arbeit wurde eine spielbasierte Applikation zur Lehre grundlegender Programmierkonzepte mithilfe eines Frameworks entwickelt. Zur Bewertung der Applikation wurde ein Mixed-Method-Design angewandt, bestehend aus einer Online-Umfrage, einer Testphase, einer quantitativen Befragung und halbstrukturierten Interviews. Die Analyse kommt zu dem Schluss, dass die Applikation eine ansprechende Lernerfahrung bietet, die das Verständnis der behandelten Themen verbessert. Computer programming is a fundamental subject in computer science curricula, since students need to understand the underlaying concepts to pass advanced topics in computer science. Nevertheless, the complex and abstract concepts of programming lead to failure rates that are significantly higher compared to other courses. Engagement and motivation have been identified as key indicators for improved learning experience and academic achievements, yet computer programming is often found difficult to teach and learn, resulting in disengagement of students. Consequently, a trend to integrate games and gamification in the learning process evolved, since this approach seems to be a promising way to increase learning effectiveness and engagement. In this thesis, different approaches for introducing game elements to programming courses are presented. Therefore, this thesis analysis the foundations and indications of game-based learning. In order to provide an overview, this thesis reviews and compares selected frameworks for designing and creating educational games. One finding of this analysis is that there is a general lack of independent assessment in presented frameworks. Even though the frameworks provide detailed research and well-integrated considerations, no educational game could be found that applied one or more of these frameworks and at the same time was not from the originators of the frameworks themselves. Further research and empirical assessments are strongly emphasized, to overcome this issue. Within this thesis a gamified application for teaching programming concepts was designed and implemented. To evaluate the effectiveness of the application a mixed method design was applied. It consisted of an online survey, a testing phase, a quantitative survey and semi-structured interviews. The evaluation revealed that the application provides an engaging learning experience which improves the understanding of covered topics. vorgelegt von: Leon Freudenthaler Wien, FH Campus Wien, Masterarb., 2020 |
