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Interactive Learning Environments for Mathematical Topics

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iconZusammenfassungen

Ruedi ArnoldIn the information society an efficient and effective use of computers and their capabilities play a central role. An understanding of important computer science concepts should therefore be part of general education today. But concepts of computer science are often abstract and thus inherently difficult to understand and teach. Fortunately, it is precisely the computer itself that, due to dynamic visualizations, interactive simulations, and immediate feedback, allows an easier access to abstract topics.
As part of this dissertation the system “InfoTraffic” was developed which contains three new interactive learning environments targeted at propositional logic, queuing theory, and dynamic systems. The three programs are embedded into the common scenario of “traffic control” and consistently use a virtual-enactive and everyday-life-based approach to introduce abstract topics in education. InfoTraffic thus contributes among other things to an increase of the significance of logic in general education.
InfoTraffic was developed according to engineering science methods including insights from teaching practice and educational science. The experience gained lead to pragmatic recommendations for the development of interactive learning environments. Along with teaching materials the system is freely available online and it is already in use in high schools, universities, and teacher education.
Von Ruedi Arnold in der Dissertation Interactive Learning Environments for Mathematical Topics (2007)
Ruedi ArnoldIn der Informationsgesellschaft kommt der effizienten und effektiven Nutzung des Computers und seiner Möglichkeiten eine zentrale Rolle zu. Ein Verständnis für wichtige informatische Konzepte gehört deshalb heute zur Allgemeinbildung. Informatische Konzepte sind allerdings oft abstrakt und daher inhärent schwierig zu verstehen und zu unterrichten. Es ist aber gerade der Computer selbst, der dank dynamischen Visualisierungen, interaktiven Simulationen und unmittelbaren Rückmeldungen einen leichteren Zugang zu abstrakten Themen ermöglicht.
Das im Rahmen dieser Dissertation entwickelte System “InfoTraffic” umfasst drei originäre interaktive Lernumgebungen zu Aussagenlogik, Warteschlangentheorie und dynamischen Systemen. Die drei Programme sind eingebettet in das gemeinsame Szenario “Verkehrssteuerung” und nutzen konsequent einen virtuell-enaktiven, das heisst handlungsorientierten, und alltagsbezogenen Ansatz zur Einführung abstrakter Themen im Unterricht. InfoTraffic leistet damit unter anderem einen Beitrag zur Erhöhung des Stellenwerts von Logik in der Allgemeinbildung.
InfoTraffic wurde nach ingenieurswissenschaftlichen Methoden unter Einbezug von Erkenntnissen aus der Schulpraxis und der Lehr- und Lernforschung entwickelt. Die gemachten Erfahrungen führen zu pragmatischen Empfehlungen zur Entwicklung von interaktiven Lernumgebungen. Das System ist samt Unterrichtsmaterialien online frei verfügbar und wird bereits an Gymnasien und Hochschulen sowie in der Lehrerausbildung eingesetzt.
Von Ruedi Arnold in der Dissertation Interactive Learning Environments for Mathematical Topics (2007)

iconKapitel  Unter den anklickbaren Kapiteln finden Sie Informationen über einzelne Teile des gewählten Werks.

  • 1. Introduction and Contributions
  • 2. Didactic Concepts for Interactive Learning Environments
  • 3. LogicTraffic: Safe Intersections and Propositional Logic
  • 4. QueueTraffic: Traffic Jam and Queuing Theory
  • 5. DynaTraffic: Markov Chains and Analysis of Dynamic Systems
  • 6. On the Development of Interactive Learning Environments
  • 7. Evaluation, Use and Experience
  • 8. Results and Outlook

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Personen
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Ruedi Arnold, B. S. Bloom, Astrid Blumstengel, Markus Brändle, Torsten Brinda, Jerome S. Bruner, Richard E. Clark, Peter Denning, DBRC Design-Based Research Collective, Erich Gamma, Werner Hartmann, Richard Helm, Ralph Johnson, Alan Kay, Birgitta Kopp, Brenda Laurel, Heinz Mandl, Friedemann Mattern, Richard E. Mayer, Michael Näf, Jürg Nievergelt, Jean Piaget, Raimond Reichert, Rolf Schulmeister, Vincent Tscherter, John Vlissides

Begriffe
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Allgemeinbildunggeneral education, Computercomputer, Entdeckendes Lerneninquiry learning, Informationsgesellschaftinformation society, Lernumgebung, Logiklogic, Simulation, Unterrichtsmaterial, virtuell-enaktiv, Visualisierungvisualization, Wissenschaftscience
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Bücher
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1936  Das Erwachen der Intelligenz beim Kinde (Jean Piaget) 5, 4, 8, 9, 6, 10, 11, 5, 4, 7, 3, 9334395983
1956  Taxonomy of educational objectives (B. S. Bloom) 6, 3, 8, 6, 4, 11, 9, 7, 5, 4, 2, 81022582681
1960 local secure The Process of Education (Jerome S. Bruner) 10, 4, 9, 7, 5, 7, 10, 5, 7, 5, 5, 117016112358
1991Computers as Theatre (Brenda Laurel) 6, 1, 6, 2, 1, 3, 5, 3, 3, 1, 1, 31753533
1995  local secure Design Patterns (Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) 9, 6, 10, 5, 6, 9, 10, 4, 2, 7, 3, 9421393965
1996  local secure web Grundlagen hypermedialer Lernsysteme (Rolf Schulmeister) 18, 103, 17, 16, 16, 20, 29, 18, 15, 22, 22, 301212063015006
1998  local secure web Entwicklung hypermedialer Lernsysteme (Astrid Blumstengel) 4, 5, 12, 7, 12, 13, 11, 10, 10, 10, 8, 1620114165350
2001 local secure Multimedia Learning (Richard E. Mayer) 5, 2, 8, 2, 4, 5, 5, 4, 1, 3, 2, 549185772
2003  local secure web Theory of Computation as a Vehicle for Teaching Fundamental Concepts of Computer Science (Raimond Reichert) 4, 2, 9, 6, 5, 6, 11, 7, 8, 6, 4, 945691534
2003  Programmieren mit Kara (Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) 5, 4, 9, 6, 5, 8, 8, 3, 7, 5, 1, 7177872778
2004 local secure web Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II (Torsten Brinda) 5, 6, 8, 3, 6, 6, 11, 5, 9, 6, 5, 111357111616
2004  local secure web Exorciser (Vincent Tscherter) 7, 3, 7, 9, 6, 10, 10, 3, 8, 6, 5, 13246131312
2005  Unterrichtskonzepte für informatische Bildung (Steffen Friedrich) 25, 21, 22, 24, 24, 22, 28, 31, 20, 23, 18, 2761416274982
2006 local secure web GraphBench (Markus Brändle) 2, 1, 3, 1, 6, 1, 3, 5, 1, 1, 1, 61246757
2006  local secure Informatikunterricht planen und durchführen (Werner Hartmann, Michael Näf, Raimond Reichert) 10, 11, 13, 18, 12, 17, 18, 17, 14, 12, 18, 2934187292549
2007Die Informatisierung des Alltags (Friedemann Mattern) 1, 1, 1, 4, 6, 2, 1, 4, 3, 2, 1, 5375334
2007  INFOS 2007 - Didaktik der Informatik in Theorie und Praxis (Sigrid E. Schubert) 18, 7, 13, 9, 13, 16, 17, 16, 16, 12, 17, 2454293242263
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Texte
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1975 local secure Interactive Systems for Education (Jürg Nievergelt) 1, 1, 5, 6, 2, 3, 6, 1, 2, 1, 1, 49204996
1991 local secure Computers, Networks and Education (Alan Kay) 4, 1, 5, 3, 2, 1, 8, 3, 1, 5, 2, 6112561150
1994 local secure Media Will Never Influence Learning (Richard E. Clark) 2, 1, 3, 4, 3, 1, 3, 4, 1, 2, 1, 7261271488
2002 local secure web Taxonomie der Interaktivität von Multimedia (Rolf Schulmeister) 9, 4, 10, 11, 7, 11, 18, 11, 10, 7, 15, 162312161899
2003 local secure web Design-based research (DBRC Design-Based Research Collective) 4, 5, 4, 4, 1, 2, 3, 1, 3, 5, 9, 714107413
2003 local secure web Great principles of computing (Peter Denning) 6, 2, 13, 8, 7, 2, 10, 2, 5, 9, 12, 16362516511
2004 local secure web On the Learning in E-Learning (Raimond Reichert, Werner Hartmann) 4, 1, 7, 3, 1, 7, 11, 2, 4, 2, 3, 63356890
2005 local secure Entdeckendes Lernen im Informatik-Unterricht (Ruedi Arnold, Raimond Reichert, Werner Hartmann) 2, 4, 7, 3, 2, 4, 11, 1, 6, 1, 3, 651461168
2006 local secure web Blended Learning: Forschungsfragen und Perspektiven (Heinz Mandl, Birgitta Kopp) 7, 2, 3, 5, 3, 5, 10, 9, 5, 9, 8, 1131411522
2007 local secure LogicTraffic (Ruedi Arnold, Werner Hartmann) 2, 1, 5, 7, 5, 1, 3, 8, 3, 1, 1, 1032910438
2007 local secure Pragmatische Empfehlungen zur Entwicklung von interaktiven Lernumgebungen (Ruedi Arnold, Werner Hartmann) 2, 4, 4, 3, 2, 1, 8, 3, 3, 4, 3, 77277499

iconDiese Doktorarbeit  erwähnt nicht ... Eine statistisch erstelle Liste von nicht erwähnten (oder zumindest nicht erfassten) Begriffen, die aufgrund der erwähnten Begriffe eine hohe Wahrscheinlichkeit aufweisen, erwähnt zu werden.

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LokalAuf dem WWW Interactive Learning Environments for Mathematical Topics: Gesamtes Buch als Volltext (lokal: PDF, 1777 kByte; WWW: Link OK 2019-11-28)

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iconBeat und Diese Doktorarbeit

Beat hat Diese Doktorarbeit während seiner Zeit am Institut für Medien und Schule (IMS) ins Biblionetz aufgenommen. Beat besitzt kein physisches, aber ein digitales Exemplar. Eine digitale Version ist auf dem Internet verfügbar (s.o.). Es gibt bisher nur wenige Objekte im Biblionetz, die dieses Werk zitieren.

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