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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) 1, 11, 11, 1, 6, 1, 4, 5, 5, 7, 6, 2 394326420
1956   Taxonomy of educational objectives (B. S. Bloom) 74, 8, 8, 1, 4, 1, 5, 5, 3, 7, 21, 2 1422523156
1960 local  The Process of Education (Jerome S. Bruner) 2, 2, 9, 2, 5, 2, 5, 8, 3, 9, 16, 2 861622748
1991 Computers as Theatre (Brenda Laurel) 1, 4, 7, 1, 3, 4, 8, 3, 5, 6, 3, 3 1953783
1995  local  Design Patterns (Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) 2, 4, 5, 1, 4, 1, 5, 9, 4, 9, 5, 3 451334405
1996  local web  Grundlagen hypermedialer Lernsysteme (Rolf Schulmeister) 6, 7, 19, 8, 5, 1, 7, 8, 7, 9, 25, 5 164228515942
1998  local web  Entwicklung hypermedialer Lernsysteme (Astrid Blumstengel) 3, 11, 1, 7, 12, 5, 4, 9, 6, 7, 11, 1 2111515873
2001 local  Multimedia Learning (Richard E. Mayer) 1, 4, 9, 1, 6, 2, 7, 2, 4, 11, 17, 3 731931157
2003  local web  Theory of Computation as a Vehicle for Teaching Fundamental Concepts of Computer Science (Raimond Reichert) 13, 1, 8, 12, 1, 2, 6, 1, 3, 7, 3, 2 45621913
2003  local  Programmieren mit Kara (Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) 5, 15, 1, 9, 7, 7, 10, 2, 5, 9, 14, 4 177943193
2004 local web  Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II (Torsten Brinda) 1, 5, 11, 2, 2, 1, 3, 7, 6, 7, 13, 4 155742010
2004  local web  Exorciser (Vincent Tscherter) 1, 5, 8, 1, 3, 2, 4, 3, 5, 7, 9, 2 34621755
2005   Unterrichtskonzepte für informatische Bildung (Steffen Friedrich) 16, 3, 4, 13, 1, 5, 6, 4, 6, 14, 22, 6 7142466036
2006 local web  GraphBench (Markus Brändle) 11, 1, 3, 7, 1, 2, 5, 5, 3, 4, 18, 2 12421053
2006  local  Informatikunterricht planen und durchführen (Werner Hartmann, Michael Näf, Raimond Reichert) 5, 10, 12, 5, 5, 8, 8, 2, 18, 13, 24, 4 4919543505
2007 Die Informatisierung des Alltags (Friedemann Mattern) 9, 1, 2, 9, 1, 3, 9, 2, 2, 9, 11, 1 471571
2007   INFOS 2007 - Didaktik der Informatik in Theorie und Praxis (Sigrid E. Schubert) 12, 1, 3, 4, 2, 2, 6, 6, 5, 11, 19, 4 7130142991
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Texte
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1975 local  Interactive Systems for Education (Jürg Nievergelt) 1, 5, 12, 2, 2, 4, 6, 3, 4, 6, 14, 5 92051306
1991 local  Computers, Networks and Education (Alan Kay) 1, 5, 7, 2, 5, 3, 6, 3, 6, 6, 17, 1 122511527
1994 local  Media Will Never Influence Learning (Richard E. Clark) 1, 2, 12, 1, 3, 1, 4, 7, 6, 6, 7, 4 321241785
2002 local web  Taxonomie der Interaktivität von Multimedia (Rolf Schulmeister) 3, 13, 1, 1, 6, 5, 6, 6, 4, 7, 8, 1 241212393
2003 local web  Design-based research (DBRC Design-Based Research Collective) 15, 2, 3, 8, 4, 5, 7, 5, 2, 8, 5, 1 14101707
2003 local web  Great principles of computing (Peter Denning) 2, 4, 4, 4, 8, 1, 11, 7, 8, 10, 10, 6 442561004
2004 local web  On the Learning in E-Learning (Raimond Reichert, Werner Hartmann) 3, 13, 1, 2, 15, 2, 4, 5, 5, 3, 7, 11 33571219
2005 local  Entdeckendes Lernen im Informatik-Unterricht (Ruedi Arnold, Raimond Reichert, Werner Hartmann) 10, 1, 3, 7, 4, 1, 5, 2, 5, 8, 13, 2 51421468
2006 local web  Blended Learning: Forschungsfragen und Perspektiven (Heinz Mandl, Birgitta Kopp) 2, 6, 4, 3, 2, 3, 5, 5, 3, 5, 11, 1 4151894
2007 local  LogicTraffic (Ruedi Arnold, Werner Hartmann) 7, 1, 3, 5, 2, 2, 7, 5, 2, 7, 11, 2 3292795
2007 local  Pragmatische Empfehlungen zur Entwicklung von interaktiven Lernumgebungen (Ruedi Arnold, Werner Hartmann) 1, 4, 8, 1, 3, 1, 8, 5, 4, 5, 14, 2 8272858

iconDiese Doktorarbeit erwähnt vermutlich 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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iconErwähnungen  Dies ist eine nach Erscheinungsjahr geordnete Liste aller im Biblionetz vorhandenen Werke, die das ausgewählte Thema behandeln.

iconVolltext dieses Dokuments

Auf dem WWW Interactive Learning Environments for Mathematical Topics: Gesamtes Buch als Volltext (lokal: PDF, 1777 kByte; WWW: Link OK 2021-03-21)

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iconBeat und diese Dissertation

Beat hat diese Dissertation 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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