Gestaltung von Lernprogrammen zu Algorithmen für aktives Lernen mit virtuellen Brettspielen Nils Faltin Computer Graphics & Software-Ergonomie C. v. Ossietzky Universität Oldenburg
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen... 2 Vom Lehrbuch zum Lernprogramm ?
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen... 3 Strukturierung des Lernprogramms in Sektionen Warum in Sektionen aufteilen? Typische Sektionen: Problem Vergleich von Algorithmen Datenstruktur (Zeiger, Bedingungen) Funktionen Implementierung
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen... 4 Strukturierung am Beispiel Heapsort Das Sortierproblem Heapsort und andere Sortieralgorithmen Vollständige Binärbaum Heapeigenschaft Funktionen des Heapsort Speichern des Heaps und der Liste
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen... 5 Funktionen des Heapsort heapify-locally heapsortmove-maxheapify * build-heap * sort *
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen... 6 Eine Algorithmus-Funktion erlernen 1Problemstellung –Zweck der neuen Funktion –verfügbare Funktionen –Pseudocode selbst herausfinden 2Probierphase –Abfolge finden: Funktionen auf Datenobjekte anwenden –experimentieren mit virtuellem Brettspiel 3Standardverfahren –mit Pseudocode erklären –Lerner übt die Schritte (virtuelles Brettspiel)
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen... 7 Das virtuelle Brettspiel Datenstrukturen sind grafisch dargestellt Funktionen werden durch Mausklicks gestartet Raum für Experimente und Fehler grafische und textuelle Rückmeldung Name: virtuelles Brettspiel
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen... 8 Verwendung der Heapify-Funktion Vorbedingung: Kindbäume sind heapgeordnet Nachbedingung heapify
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen... 9 Virtuelles Brettspiel für Build-Heap heapify heapify-locally swap Done Wrong! child trees must be heap Redundant! OK! Heapified You succeeded!
Nils FaltinGestaltung von Lernprogramen zu Algorithmen Ein realisiertes Lernprogramm Entwicklung von Lernprogr. –in Diplomarbeiten –Web-basiert Lernprg. Binomial Heap –weiterentw. der Heapstruktur –eng nach SALA entwickelt –formell evaluiert