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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

iconDiese Doktorarbeit erwähnt ...


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) 11, 11, 15, 20, 14, 23, 12, 13, 16, 9, 12, 5334356165
1956  Taxonomy of educational objectives (B. S. Bloom) 12, 13, 9, 7, 13, 18, 7, 10, 10, 10, 12, 41072542819
1960 local The Process of Education (Jerome S. Bruner) 17, 12, 8, 12, 9, 17, 12, 17, 7, 1, 4, 6731662504
1991Computers as Theatre (Brenda Laurel) 2, 4, 5, 5, 2, 23, 3, 3, 7, 2, 2, 51855603
1995  local Design Patterns (Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides) 17, 17, 17, 31, 7, 19, 8, 9, 17, 9, 7, 6431364144
1996  local web Grundlagen hypermedialer Lernsysteme (Rolf Schulmeister) 29, 32, 27, 28, 21, 32, 24, 34, 28, 18, 22, 161282081615371
1998  local web Entwicklung hypermedialer Lernsysteme (Astrid Blumstengel) 18, 13, 23, 22, 15, 25, 13, 21, 12, 9, 18, 1020114105580
2001 local Multimedia Learning (Richard E. Mayer) 9, 15, 9, 9, 15, 24, 14, 11, 16, 1, 9, 450184919
2003  local web Theory of Computation as a Vehicle for Teaching Fundamental Concepts of Computer Science (Raimond Reichert) 14, 13, 11, 14, 11, 19, 10, 12, 6, 4, 11, 445641683
2003  Programmieren mit Kara (Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann) 26, 22, 5, 12, 11, 13, 9, 8, 9, 4, 6, 1177812933
2004 local web Didaktisches System für objektorientiertes Modellieren im Informatikunterricht der Sekundarstufe II (Torsten Brinda) 19, 22, 5, 13, 9, 16, 11, 4, 6, 3, 4, 1145711752
2004  local web Exorciser (Vincent Tscherter) 12, 13, 11, 15, 14, 23, 20, 12, 12, 12, 21, 624661504
2005  Unterrichtskonzepte für informatische Bildung (Steffen Friedrich) 40, 37, 34, 35, 21, 48, 31, 23, 41, 29, 24, 2567429255433
2006 local web GraphBench (Markus Brändle) 7, 8, 5, 8, 4, 10, 13, 8, 10, 2, 4, 61246846
2006  local Informatikunterricht planen und durchführen (Werner Hartmann, Michael Näf, Raimond Reichert) 46, 40, 28, 34, 25, 33, 32, 27, 35, 19, 21, 1435187142968
2007Die Informatisierung des Alltags (Friedemann Mattern) 5, 2, 3, 10, 4, 4, 4, 10, 6, 3, 4, 2372399
2007  INFOS 2007 - Didaktik der Informatik in Theorie und Praxis (Sigrid E. Schubert) 41, 16, 20, 23, 20, 26, 20, 22, 24, 20, 28, 1457296142579
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Texte
Jahr  Umschlag Titel Abrufe IBOBKBLB
1975 local Interactive Systems for Education (Jürg Nievergelt) 6, 5, 1, 8, 3, 19, 5, 3, 7, 2, 7, 392031073
1991 local Computers, Networks and Education (Alan Kay) 21, 3, 5, 6, 4, 14, 5, 9, 8, 4, 8, 8112581256
1994 local Media Will Never Influence Learning (Richard E. Clark) 5, 3, 2, 6, 6, 10, 3, 7, 6, 2, 3, 3291231550
2002 local web Taxonomie der Interaktivität von Multimedia (Rolf Schulmeister) 10, 9, 5, 17, 11, 17, 15, 14, 18, 10, 13, 182312182082
2003 local web Design-based research (DBRC Design-Based Research Collective) 3, 1, 2, 6, 8, 14, 9, 6, 11, 3, 2, 414104484
2003 local web Great principles of computing (Peter Denning) 18, 15, 17, 10, 12, 24, 11, 15, 14, 4, 3, 737257684
2004 local web On the Learning in E-Learning (Raimond Reichert, Werner Hartmann) 4, 4, 5, 8, 5, 19, 9, 10, 11, 3, 4, 43354988
2005 local Entdeckendes Lernen im Informatik-Unterricht (Ruedi Arnold, Raimond Reichert, Werner Hartmann) 13, 4, 7, 7, 4, 6, 13, 10, 13, 1, 2, 651461260
2006 local web Blended Learning: Forschungsfragen und Perspektiven (Heinz Mandl, Birgitta Kopp) 8, 11, 8, 12, 11, 13, 11, 18, 11, 8, 8, 43144664
2007 local LogicTraffic (Ruedi Arnold, Werner Hartmann) 24, 7, 3, 8, 3, 8, 14, 16, 8, 3, 5, 53295565
2007 local Pragmatische Empfehlungen zur Entwicklung von interaktiven Lernumgebungen (Ruedi Arnold, Werner Hartmann) 13, 5, 6, 11, 9, 30, 10, 9, 14, 2, 8, 27272627

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

LokalAuf dem WWW Interactive Learning Environments for Mathematical Topics: Gesamtes Buch als Volltext (lokal: PDF, 1777 kByte; WWW: Link OK 2020-11-28)

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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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