Matthias Kramer

Academic Staff

Matthias Kramer

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n.V.
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https://www.ddi.wiwi.uni-due.de/team/matthias-kramer/
Address:
Universität Duisburg-Essen, Campus Essen
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
Didaktik der Informatik
Schützenbahn 70
45127 Essen

Bio:

PGP Key ID: 83C2A020

Curriculum Vitae:

  • since 03/20 Research Assistant in the ComeIn project
  • 10/19 - 02/20 Assistant lecturer for the seminar "Informatics and Society"
  • 04/13 - 06/19 Research Assistant at the University of Duisburg-Essen at the chair of Didaktik der Informatik supervised by Prof. Dr. Torsten Brinda
  • 04/12 - 07/12 2nd State Exam Thesis (2. Staatsexamensarbeit) in the Context of a Pedagogical Thesis supervised by Harald Ensslen (staatl. Studienseminar für Lehrerausbildung) and Falk Möckel (Karl-Theodor-Liebe-Gymnasium). Topic: Spielerische Einführung in die objektorientierte Programmierung mit Greenfoot im Wahlunterricht Informatik der Klassenstufe 10 (A Playful Introduction into Object-Oriented Programming with Greenfoot in an Elective CS-Course in 10th Grade).
  • 02/11 - 01/13 Assistant Teacher at Karl-Theodor-Liebe-Gymnasium in Gera
  • 10/10 - 01/11 Research Associate at the chair of Algebra and Number Theory supervised by Dr. Hartmut Menzer
  • 07/09 - 10/09 1st State Exam Thesis (1. Staatsexamensarbeit) in the Context of a Scientific Thesis supervised by Prof. Dr. Martin Mundhenk (Working Group Complexity and Logic). Topic: Model-Checking for Intuitionistic Logics. Parts of the results were used in: Mundhenk, Martin, and Felix Weiß. "The complexity of model checking for intuitionistic logics and their modal companions." International Workshop on Reachability Problems. Springer Berlin Heidelberg, 2010. https://doi.org/10.1007/978-3-642-15349-5_10
  • 10/05 - 05/10 Student of Teaching Computer Science and Mathematics at Secondary Schools at the Friedrich-Schiller-Universität in Jena
  • 10/04 - 06/05 Military Service at the 1./FmAufklAbschn 921 in Berlin/Gatow
  • 1996 - 2004 High SchoolTilesiusgymnasium in Mühlhausen/Thüringen
  • 1992 - 1996 Elementary SchoolMargareten in Mühlhausen/Thüringen

Fields of Research:

Competency modelling and measurement in the field of object-oriented programming

Publications:

Filter:
  • Kramer, M.; Schmitz, D.; Brinda, T.; Humbert, L.: Informatische Bildung für Lehrkräfte in allen Phasen - Ein Erfahrungsbericht zum moderierten Austausch auf der INFOS 2021. In: LOG IN, Vol 41 (2021) No 2, p. 10-10. Full textCitationDetails
  • Schmitz, D.; Kramer, M.; Brinda, T.; Humbert, L.: Informatische Elemente im Alltag von Lehrkräften - Entwicklung von Modulen zur informatischen Bildung aller Lehrkräfte. In: LOG IN, Vol 41 (2021) No 2, p. 9-10. Full textCitationDetails
  • Brinda, T.; Kramer, M.; Losch, D.; Schmitz, D.; Wagner, A.: Informatische Bildung für Lehrkräfte in allen Phasen - Moderierter Austausch im Rahmen der 19. GI-Fachtagung Informatik und Schule (INFOS). In: Humbert, L. (Ed.): 19. GI-Fachtagung Informatik und Schule (INFOS). Gesellschaft für Informatik, Bonn 2021, p. 349-349. doi:10.18420/infos2021_a277CitationDetails
  • Keil, L.; Batur, F.; Kramer, M.; Brinda, T.: Stereotypes of Secondary School Students Towards People in Computer Science. In: Brinda, T.; Passey, D.; Keane, T. (Ed.): Proceedings of the IFIP TC3 Open Conference on Computers in Education (OCCE 2020). Springer, Cham 2020, p. 46-55. doi:10.1007/978-3-030-59847-1_5CitationDetails
  • Kramer, M.; Barkmin, M.; Brinda, T.: Identifying Predictors for Code Highlighting Skills - A regressional analysis of knowledge, syntax abilities and highlighting skills. In: Kurkovsky, Stanislav; Paterson, Jim (Ed.): Proceedings of the 2019 ACM Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education (ITiCSE ’19). ACM, New York, NY, USA 2019, p. 367-373. doi:10.1145/3304221.3319745Full textCitationDetails
  • Brinda, T.; Kramer, M.: Competency models in computing education. In: Tatnall, A. (Ed.): Encyclopedia of Education and Information Technologies. Springer, Cham 2019, p. 330-333. doi:10.1007/978-3-319-60013-0_5-1CitationDetails
  • Brinda, T.; Kramer, M.: Programming Languages for Secondary Schools, Java. In: Tatnall, A. (Ed.): Encyclopedia of Education and Information Technologies. Springer, Cham 2019, p. 1367-1370. doi:10.1007/978-3-319-60013-0_12-1CitationDetails
  • Kelter, R.; Kramer, M.; Brinda, T.: Teachers' Perspectives on Learning and Programming Environments for Secondary Education. In: Ifip (Ed.): Proceedings of the IFIP TC3 Open Conference on Computers in Education (OCCE 2018). Springer, Cham 2019, p. 47-55. CitationDetails
  • Kelter, R.; Kramer, M.; Brinda, T.: Statistical Frequency-Analysis of Misconceptions In Object-Oriented Programming From Educator’s Perspective. In: Joy, M.; Ihantola, P. (Ed.): Proceedings of the 18th Koli Calling Conference on Computing Education Research. ACM Press, New York 2018, p. 1-10. doi:10.1145/3279720.3279727Full textCitationDetails

    The object-oriented programming (OOP) paradigm is quite prominent in German secondary schools. To challenge and overcome possible difficulties in the learning process it is vital for educators to have knowledge about possible (mis-)conceptions. Traditionally, these are gathered by investigating the mental models of students, e.g. towards object-orientation. While on the one side lots of misconceptions could not be reproduced in replication studies, on the other side most of ten students are asked, while teachers could provide an overview on one or several courses. To tackle both aspects at once, this paper describes the investigation of teachers views on occurring student misconceptions regarding OOP in their lessons. Therefore misconceptions were gathered from literature and were condensed into a survey. The answers of 79 teachers are analysed regarding the frequency with which teachers register misconceptions, which of those are possibly new and by fitting linear and quadratic regression models it is investigated, which external factors, such as teaching approach, work experience or educational degree, might influence the perceived frequency of registered misconceptions. All aspects show promising results for further investigations towards the research of misconceptions in OOP.

  • Brinda, T.; Kramer, M.; Beeck, Y.: Middle School Learners' Conceptions of Social Networks - Results of an Interview Study. In: Joy, M.; Ihantola, P. (Ed.): Proceedings of the 18th Koli Calling Conference on Computing Education Research. ACM Press, New York 2018, p. 1-8. doi:10.1145/3279720.3279723Full textCitationDetails

    Social networks are widely and increasingly used by youths. Thereby, they experience various computing-related phenomena (such as recommendations for new contacts or interesting content), which might require further explanation. From conception research in science education it is known that such everyday experiences can lead to the formation of individual explanations and conceptions, which do not necessarily have to be in line with underlying scientific concepts. Incomplete or wrong conceptions can lead to difficulties in future learning processes. Therefore, the description and analysis of such conceptions is relevant for computing education, because they can be used by teachers for the development of student-centered classroom activities. Since social network systems are complex computing systems, the investigation of student conceptions had to be limited to selected aspects to keep the study manageable. Therefore, in the study described in this paper, middle school learners' perspectives of personal data processing, data storage and algorithmic processes in social networks were investigated based on the model of educational reconstruction. A total of eight semi-structured interviews with 12 to 14 years-old learners from two grammar schools in North Rhine-Westphalia, West Germany, were conducted using an interview guide that focused on the abovementioned computing-related aspects of social networks. The interviews were transcribed and analyzed using the method of qualitative content analysis according to Mayring. As a result, a number of conceptions could be identified, which were anchored in the technical concepts, but of ten superficial and quite general.

  • Kramer, M.; Barkmin, M.; Brinda, T.; Tobinski, D.: Automatic Assessment of Source Code Highlighting Tasks - Investigation of different means of measurement. In: Joy, M.; Ihantola, P. (Ed.): Proceedings of the 18th Koli Calling Conference on Computing Education Research. ACM Press, New York 2018, p. 1-10. doi:10.1145/3279720.3279729Full textCitationDetails

    In order to define and create certain elements of object-oriented programming source code, a necessary prerequisite for prospective programmers is being able to identify these elements in a given piece of source code. A reasonable task is therefore, to hand out existing source code to students and to ask them to highlight all occurrences of a certain concept, e.g. class identifiers or method signatures. This usually results in wide range of highlights. To quantify the received results and therefore to make plausible inferences about possible abilities, it is vital to have a reliable and valid method of measurement. First, we investigate various means of measurement towards this concern, including measures from inter-rater reliability and agreement, Cohen's κ and Krippendorff's α, as well as measures from binary classification, such as F1. Those values are then applied on constructed examples. We found that Cohen's κ already represents a given response in an adequate manner.

  • Kramer, M.; Barkmin, M.; Brinda, T.: Evaluating Responses in Source Code Highlighting Tasks - Preliminary Considerations for Automatic Assessment. In: Mühling, A.; Cutts, Q.; Schwill, A. (Ed.): Proceedings of the 13th Workshop in Primary and Secondary Computing Education (WIPSCE 2018), Potsdam, Germany, 4.-6. Oktober 2018. ACM Press, New York 2018, p. 1-4. doi:10.1145/3265757.3265775Full textCitationDetails

    The reading and understanding of source code is a necessary prerequisite for prospective programmers to write their own code. Thus, a reasonable task is to determine certain concepts like class identifiers in a given source code. In order to automatically evaluate the responses, they must be quantified. Hence, it is vital to have reliable and valid methods of measurement. In this paper we apply different means of measurement on constructed examples and compare them. Cohen's κ seems to be an adequate measure.

  • Striewe, M.; Kramer, M.: Empirische Untersuchungen von Lückentext-Items zur Beherrschung der Syntax einer Programmiersprache. In: Bergner, N.; Röpke, R.; Schroeder, U.; Krömker, D. (Ed.): Hochschuldidaktik der Informatik - HDI 2018. Universitätsverlag Potsdam, Potsdam 2018, p. 101-115. Full textCitationDetails
  • Kramer, M.; Barkmin, M.; Tobinski, D.; Brinda, T.: Understanding the Differences Between Novice and Expert Programmers in Memorizing Source Code. In: Tatnall, A.; Webb, M. (Ed.): Tomorrow's Learning: Involving Everyone. Learning with and about Technologies and Computing 11th IFIP TC 3 World Conference on Computers in Education, WCCE 2017, Dublin, Ireland, July 3-6, 2017, Revised Selected Papers. Springer, Cham, Switzerland 2018, p. 630-639. doi:10.1007/978-3-319-74310-3_63Full textCitationDetails

    This study investigates the difference between novice and expert programmers in memorizing source code. The categorization was based on a questionnaire, which measured the self-estimated programming experience. An instrument for assessing the ability to memorize source code was developed. Also well-known cognitive tests for measuring working memory capacity and attention were used, based on the work of Kellog and Hayes. Thirty-eight participants transcribed items which were hidden initially but could be revealed by the participants at will. We recorded all keystrokes, counted the lookups and measured the lookup time. The results suggest that experts could memorize more source code at once, because they used fewer lookups and less lookup time. By investigating the items in more detail we found that it is possible that experts memorize short source codes in semantic entities, whereas novice programmers memorize them line by line. Because our experts were significantly better in the performed memory capacity tests, our findings must be viewed with caution. Therefore, there is a definite need to investigate the correlation between working memory and self-estimated programming experience.

  • Striewe, M.; Kramer, M.; Goedicke, M.: Ein Lückentext-Test zur Beherrschung einer Programmiersprache. In: Igel, C.; Ullrich, C.; Wessner, M. (Ed.): DeLFI 2017 - Die 15. E-Learning Fachtagung Informatik der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI). Köllen, Bonn 2017, p. 261-266. Full textCitationDetails
  • Barkmin, M.; Tobinski, D.; Kramer, M.; Brinda, T.: Code structure difficulty in OOP: an exploration study regarding basic cognitive processes. In: Proceedings of the 17th Koli Calling Conference on Computing Education Research . ACM Press, New York 2017, p. 185-186. doi:10.1145/3141880.3141913Full textCitationDetails
  • Barkmin, M.; Kramer, M.; Tobinski, D.; Brinda, T.: Unterschiede beim Memorieren von Quelltexten zwischen NovizInnen und ExpertInnen der objektorientierten Programmierung. In: Diethelm, I. (Ed.): Informatische Bildung zum Verstehen und Gestalten der digitalen Welt (GI-Fachtagung "Informatik und Schule - INFOS 2017", 13.-15.09.2017 in Oldenburg). Köllen, Bonn 2017, p. 407-408. Full textCitationDetails

    Dieser Artikel befasst sich mit den unterschiedlichen Vorgehensweisen von ExpertInnen und NovizInnen der Programmierung beim Memorieren und Interpretieren von Quelltexten. ExpertInnen haben die Quelltexte überwiegend auf einer semantischen Ebenen memoriert, NovizInnen hingegen zeilenweise.

  • Kramer, M.; Samimi, V.; Brinda, T.: Entwicklung eines Online-Tools zur Bestimmung objektorientierter Programmierkompetenzen. In: Diethelm, I. (Ed.): Informatische Bildung zum Verstehen und Gestalten der digitalen Welt (GI-Fachtagung "Informatik und Schule - INFOS 2017", 13.-15.09.2017 in Oldenburg). Köllen, Bonn 2017, p. 425-426. Full textCitationDetails

    Basierend auf einem theoretisch hergeleiteten Kompetenzmodell für objektorientierte Programmierung wird ein Prototyp eines Messwerkzeuges zur empirischen Bestimmung solcher Kompetenzen vorgestellt. Erste Tests existieren bereits, zukünftige Tests werden skizziert.

  • Kramer, M.; Tobinski, D.; Brinda, T.: Modelling Competency in the Field of OOP: From Investigating Computer Science Curricula to Developing Test Items. In: Processing, International Federation For Information (Ed.): Stakeholders and Information Technology in Education. Springer, Cham, Switzerland 2016, p. 37-46. CitationDetails
  • Kramer, M.; Tobinski, D.; Brinda, T.: On the Way to a Test Instrument for Object-Oriented Programming Competencies. In: Proceedings of the 16th Koli Calling International Conference on Computing Education Research. ACM Press, New York 2016, p. 145-149. doi:10.1145/2999541.2999544Full textCitationDetails
  • Kramer, M.; Hubwieser, P.; Brinda, T.: A Competency Structure Model of Object-Oriented Programming. In: 2016 International Conference on Learning and Teaching in Computing and Engineering (LaTICE). IEEE, Mumbai 2016, p. 1-8. Full textCitationDetails
  • Opel, S.; Kramer, M.; Trommen, M.; Pottbäcker, F.; Ilaghef, Y.: BugHunt – A Motivating Approach to Self-Directed Problem-solving in Operating Systems. In: Brinda, T.; Reynolds, N.; Romeike, R.; Schwill, A. (Ed.): Proceedings of the Conference "Key Competencies in Informatics and ICT" (KEYCIT 2014) . Universitätsverlag Potsdam, Potsdam 2015, p. 217-234. Full textCitationDetails
  • Brinda, T.; Hubwieser, P.; Kramer, M.; Ruf, A.: Towards a Competency Model for Object-Oriented Programming. In: Dagiene, V; Schulte, C.; Jevsikova, T. (Ed.): Innovation and Technology in Computer Science Education - ITiCSE - 2015. ACM New York, NY, USA, 2015, p. 345-345. doi:10.1145/2729094.2754848Full textCitationDetails
  • Kramer, M.: Simulation mechanischer Zuse-Schaltglieder. In: LOGIN, Vol 30 (2010) No 162, p. 73-74. CitationDetails

Talks:

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  • Brinda, Torsten; Humbert, Ludger; Kramer, Matthias; Schmitz, Denise: Educating All Teachers in Informatics: Necessities and Strategies - (accepted symposium), IFIP TC3 World Conference on Computers in Education (WCCE 2022), 21.08.2022, Hiroshima/online. Details
  • Bergner, Nadine; Brinda, Torsten; Diethelm, Ira; Franck, Holger; Honegger, Beat Döbeli; Humbert, Ludger; Kramer, Matthias; Losch, Daniel; Pampel, Barbara; Schmitz, Denise: Informatische Bildung für alle Lehrkräfte, Dritter Programmkongress der »Qualitätsoffensive Lehrerbildung«, 22.11.2021, Berlin/online. Details
  • Matthias Kramer, Denise Schmitz: Die CoP »Informatische Grundbildung/Digitalisierung als Lerngegenstand«, Arbeitskreis Lehrkräftebildung der Gesellschaft für Informatik, 11.11.2021, (online). Details
  • Losch, Daniel; Humbert, Ludger; Kramer, Matthias; Schmitz, Denise: Gestaltung von Informatikelementen in der Bildung von Lehrkräften - Konzepte, Lehrerfahrungen, Vernetzung, Digitalisierung in der Bildung von Lehrkräften, 04.11.2021, Bremen (online). Details
  • Brinda, Torsten; Kramer, Matthias: Educating All (Future) Teachers in Computer Science, IFIP Working Group 3.1 Annual Group Meeting, 15.10.2021, (online). Details
  • Brinda, T; Humbert, L.; Kramer, M.; Schmitz, D.: Informatische Bildung für Lehrkräfte in allen Phasen - Vorstellung des Modulkonzepts der CoP IGB/DaL, Landesdezernentenkonferenz Fortbildung, 06.10.2021, Düsseldorf/online. Details
  • Brinda, Torsten; Humbert, Ludger; Kramer, Matthias; Schmitz, Denise: Informatische Bildung für Lehrkräfte in allen Phasen, Verbundkonferenz des Vorhabens »COMeIN« (Communities of Practice für eine innovative Lehrkräftebildung), 28.09.2021, (online). Details
  • Brinda, Torsten; Humbert, Ludger; Kramer, Matthias; Wagner, Anselm: Die Community of Practice »Informatische Grundbildung/Digitalisierung als Lerngegenstand«, Tag der digitalen Lehrkräftebildung 2021, 26.02.2021, Essen (online). Details
  • Barkmin, M.; Kramer, M.: Automatische Auswertung von Leistungserhebungen zur unmittelbaren Diagnostik im (Informatik-)Unterricht, Kolloquium des Lehrstuhls Metheval, 15.01.2020, Jena. Details
  • Kramer, Matthias: Nachhaltige informatische Bildung für die Datengesellschaft - Eingeladener Teilnehmer der Podiumsdiskussion, 2. PIN-Lab Symposium 2018, 30.11.2018, Universität Paderborn. Details
  • Kramer, Matthias: Kompetenzmodellierung im Bereich der objektorientierten Programmierung, 65. Bremerhavener MNU-Tagung, 20.11.2018, Bremerhaven. Details
  • Barkmin, Mike; Kramer, Matthias: Automatische Auswertung von Leistungserhebungen zur unmittelbaren Diagnostik im (Informatik-)Unterricht, MINT-Kongress, 08.09.2018, Universität Duisburg-Essen. Details

    In dem Workshop soll anhand eines webbasierten Tools, welches vom Lehrstuhl für Didaktik der Informatik entwickelt wurde, aufgezeigt werden, wie komplexere Aufgabentypen durch automatische Auswertung in den Unterricht zur unmittelbaren Diagnostik genutzt werden können. Die Teilnehmenden werden zunächst die verschiedenen Aufgabentypen kennenlernen und im späteren Verlauf die automatisch ausgewerteten Abgaben analysieren und zur Diagnose unter verschiedenen Gesichtspunkten einsetzen. Abschließend soll mit den Teilnehmenden diskutiert werden, inwiefern sich die vorhandenen Aufgabentypen und automatischen Analysen für den (Informatik-)Unterricht eignen und welche zusätzlichen Analysen und Aufgabentypen aus ihrer Sicht für eine gute Diagnose sinnvoll sind.

  • Barkmin, Mike; Kramer, Matthias: Entwicklung eines Online-Tools zur Bestimmung von Programmierkompetenzen - Aktueller Zwischenstand, Oberseminar "Didaktik der Informatik", 24.01.2018, Essen. Details
  • Barkmin, Mike; Kramer, Matthias: Towards Automatic Competency Assessment of Programming Skills - Preliminary results of a current development, IZfB "Scientist in Residence" Symposium: "Digitalisation and the Future of Higher Education and Work", 05.12.2017, Essen. Details

    Background

    Due to the results of international student assessment studies like PISA, the normative determination and empirical verification of competencies are topics in the focus of educational and psychological research during the last years. In the area of object-oriented programming the project COMMOOP focuses on the identification of such competencies. Currently, in the framework of this project a test instrument for comparative studies of larger cohorts as well as for individual diagnostics is under construction.

    Following a comparing analysis of various definitions of the term *competency*, we understand competencies in the area of object-oriented programming as domain specific cognitive and metacognitive abilities and skills that enable individuals to solve problems in the area of object-oriented programming. During an intensive literature research a four-dimensional competency model could be derived. First steps towards verification were done by interviewing experts and integrating competency formulations from national and international curricula. Furthermore 12 test items were derived and piloted in a first pen and paper test. This format has been shown resulted in a quite inefficient and time-consuming procedure due to the process of digitalization and evaluation as well as due to the reach-out for further test subjects. It was thus considered detrimental. Hence, it was reasonable to seek an alternative approach in a digital solution.

    Implementation & current status

    Considering the situation that teachers often do not have administrative rights and furthermore to avoid installation issues we decided to develop a web-based application, which could be run in any web browser on any device with internet access. The web application is independent from the field of computer science and could be used in other fields as well. So there are simple generic item formats, like multiple choice and questionnaire. But there are also special item formats, which were custom-built for accessing programming competencies. Because some item formats are more complex than others requiring more than one step to complete, it would not been enough to use the final submission for enhancing the items. So we implemented a generic way to record all actions the user has taken during the process. These recordings could be helpful to explore cognitive processes while solving the tasks. Given an inside into difficulties, the improvement of the item pool will be facilitated. To make it easy to create new items and tests, we have implemented a graphical user interface for this purpose.

    Potential and outlook

    The tool has the potential to let interested researchers assess and evaluate the competency level of students with regard to a competency model. Especially the recording of all actions could be very helpful to get an insight into how students deal with the item, to know where they struggle. In the future, when we have collected enough data, we will implement adaptive tests to assess the competency of our pupil with a far better accuracy.

  • Kramer, Matthias: Entwicklung eines Kompetenzstrukturmodells für objektorientierte Programmierung in der Sekundarstufe II - Schwierigkeiten bei der Konstruktion von Items und die Notwendigkeit einer automatisierten Testumgebung, Doktorandenkolloquium Informatik 2017, 16.03.2017, München. Details
  • Kramer, Matthias: Entwicklung eines Kompetenzstrukturmodells für objektorientierte Programmierung in der Sekundarstufe II - Entwurf einer Kompetenzstruktur und Präsentation darauf basierender Items, Doktorandenkolloquium Informatik 2016, 29.02.2016, Koblenz. Details
  • Kramer, Matthias: Entwicklung eines Kompetenzstrukturmodells für objektorientierte Programmierung in der Sekundarstufe II, Fachleitertagung Informatik 2015, 20.10.2015, Essen. Details
  • Kramer, Matthias: Entwicklung eines Kompetenzstrukturmodells für objektorientierte Programmierung in der Sekundarstufe II - Ergebnisse qualitativer Untersuchung von Schulbuchaufgaben und weitere Schritte, Doktorandenkolloquium Informatik 2015, 25.03.2015, Aachen. Details
  • Kramer, Matthias: Entwicklung eines theoretisch fundierten und empirisch abgesicherten Kompetenzmodells zur objektorientierten Programmierung - Erste Ansäzte mittels qualitativer Auswertung von Lehrbuchaufgaben, Doktorandenkolloquium Informatik 2014, 02.10.2014, Paderborn. Details
  • Kramer, M.: Spieleentwicklung im Informatikunterricht - Eingeladener Workshop, 13. Informatiktag NRW, 31.03.2014, Essen. Details

Tutored Theses:

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  • Konzeption und Pilotierung eines Interviewleitfadens zur Ermittlung von Vorstellungen Lehramtsstudierender zu Algorithmen (Bachelor Thesis Computer Science, 2021) Details

    In the context of this thesis, an interview guideline on the topic of »student teachers' ideas about algorithms« is developed and piloted. For this purpose, following the introduction, various definitions of algorithms from the literature are first considered in order to derive a working definition. This working definition contains the most frequently occurring properties from the definitions in the literature.
    Subsequently, it is shown why the topic »algorithms« is of relevance for student teachers. For this purpose, various documents are considered that make specifications for education in schools and, in particular, for the media competence of learners and teachers.
    In addition, the current state of research is given. Which results from a German and a European study on the population's conception and use of algorithms. Furthermore, a additional study is considered which deals with the application of algorithms by people without any previous education in computer science.
    In the third chapter, a first version of the interview guide is developed. For this purpose, the research question is formulated and it is explained why interviews are a useful measurement tool in this case.
    Then, the concrete conceptualization of the interview is started. The interview is divided into three parts. The first part deals with general ideas about algorithms, their features and their structure. The second part deals with the application areas of algorithms. And in the third part the subjects are supposed to plan and execute an algorithmic sequence on their own.
    After the guideline have been created, the fourth chapter deals with the implementation of the pilot interviews. Reasons for these pilot interviews are given and aspects to be considered for conducting them are discussed.
    After the pilot interviews were conducted, they were transcribed. With the results and experiences from the interviews, the interview guide is critically reviewed and adjusted.
    Finally, the pilot interviews were evaluated. Even though the evaluation does not have much significance due to the small number, it was shown that the three interviewed student teachers do not have too much knowledge about algorithms, although all are familiar with the term »algorithm«.
    Also, the respondents were only aware of a few application examples of algorithms. However, the knowledge about the application areas is very different. Despite a rather low level of knowledge about the field, they are, to varying degrees,  able to apply algorithms in practice.


    Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Interviewleitfaden zum Thema »Vorstellungen Lehramtsstudierender zu Algorithmen« erarbeitet und pilotiert. Dazu werden im Anschluss an die Einleitung zunächst verschiedene Definitionen zu Algorithmen aus der Literatur betrachtet, um daraus eine Arbeitsdefinition abzuleiten. Diese Arbeitsdefinition enthält die am häufigsten vorkommenden Eigenschaften aus den Definitionen der Literatur.
    Im Anschluss daran wird aufgezeigt, warum das Thema »Algorithmen« eine Relevanz für Lehramtsstudierende hat. Dazu werden verschiedene Dokumente betrachtet, die Vorgaben an die Bildung an Schulen und insbesondere an die Medienkompetenz von Lernenden und Lehrenden machen. Außerdem wird der aktuelle Stand der Forschung wiedergegeben, der sich zum einen aus einer deutschen und einer europäischen Studie zur Vorstellung von Algorithmen in der Bevölkerung ergibt. Zum anderen wird eine Studie betrachtet, die sich mit der Anwendung von Algorithmen durch Personen ohne informatische Vorbildung beschäftigt.
    Im dritten Kapitel wird eine erste Version des Interviewleitfaden erarbeitet. Dazu wird die Forschungsfrage formuliert und erläutert, warum Interviews in diesem Fall ein sinnvolles Messinstrument sind. Dann geht es an die konkrete Konzeption des Interview-Leitfadens. Das Interview wird dabei in drei inhaltliche Teile aufgeteilt. Im ersten werden die allgemeinen Vorstellungen zu Algorithmen, deren Eigenschaften und deren Aufbau behandelt, im zweiten Teil wird sich mit den Anwendungsgebieten von Algorithmen beschäftigt und im dritten Teil planen die Probandinnen und Probanden selbstständig eine algorithmische Sequenz und führen diese durch.
    Nachdem der Leitfaden erstellt worden ist, wird im vierten Kapitel die Durchführung der Pilot-Interviews behandelt. Hierbei werden Gründe für diese Pilot-Interviews gegeben und zu beachtende Aspekte zur Durchführung erörtert.
    Nach der Durchführung der Pilot-Interviews wurden diese transkribiert. Mit den Ergebnissen und Erfahrungen aus den Interviews wird der Interviewleitfaden kritisch begutachtet und angepasst.
    Abschließend wurden die Pilot-Interviews ausgewertet. Auch wenn die Auswertung aufgrund der geringen Zahl keine große Aussagekraft hat, hat sich gezeigt, dass die befragten Lehramtsstudierende kein allzu großes Wissen über Algorithmen haben,  ihnen allen aber der Begriff »Algorithmus« geläufig ist. Auch  waren den Befragten nur wenige Anwendungsbeispiele für Algorithmen bekannt. Die Kenntnis über die Anwendungsgebiete ist allerdings sehr unterschiedlich.
    Im dritten Teil des Interviews hat sich gezeigt, dass die Probandinnen und Probanden – trotz der eher geringen Kenntnis über den Bereich – in unterschiedlich großem Maße in der Lange sind, Algorithmen praktisch anzuwenden.

  • Aufgabentypen in E-Assessments zur Programmierung – ein Review (Bachelor Thesis Computer Science, 2018)
  • Was verbinden Schülerinnen und Schüler mit der digitalen vernetzten Welt? – Eine Untersuchung zum begrifflichen Spektrum (Bachelor Thesis Computer Science, 2018)
  • Konstruktion und Erprobung eines Bausteins zur Kompetenzmessung im Bereich der objektorientierten Programmierung in den Dimensionen Syntax und Semantik (Master Thesis Computer Science, 2017)
  • Argumentationsmuster im Zusammenhang der Diskussion um ein Pflichtfach Informatik (Bachelor Thesis Computer Science, 2017) Details

    Seit vielen Jahren bemühen sich verschiedene Akteure um die Einbeziehung der Informatik in den Pflichtfachkanon in Schulen - mit bisweilen mäßigem Erfolg.

    Aufgabe

    Im Rahmen der Arbeit sollen geeignete Quellen recherchiert und typische Argumentationsmuster für und gegen die Einbeziehung der Informatik in den Pflichtfachkanon mittels Qualitativer Inhaltsanalyse erhoben und geeignet strukturiert werden.

  • Students conceptions of smartphones (State Exam Thesis Computer Science, 2016)
  • Thematische Strukturierung der objektorientierten Programmierung in den Lehrplänen der verschiedenen Bundesländer (Bachelor Thesis Computer Science, 2016) Details

    Beschreibung

    Eines der zentralen Themen der Fachdidaktiken ist die Modellierung von Kompetenzen, also den psychologischen Strukturen bzw. Fähigkeiten, die es einer Person ermöglichen, auf eine gegebene Problemstellung in einer bestimmten Situation angemessen zu reagieren.

    Aufgabe:

    Im Rahmen der Arbeit soll durch eine theoriegeleitete Literaturanalyse erfasst werden, in welcher Art und Weise in den verschiedenen Curricula der deutschen Bundesländer als auch in hausinternen Lehrplänen das Thema "objektorientierte Programmierung" aufgebaut ist. Ziel ist die Anfertigung eines Kategoriensystems. Daher bietet sich zur methodischen Vorgehensweise die Qualitative Inhaltsanalyse nach Mayring an. 

    Hinweis:

    Da das Thema eine reine Literaturanalyse zum Inhalt hat, eignet es sich nur zur Anfertigung einer Bachelorarbeit.

  • Schülervorstellungen von relationalen Datenbanken: Eine empirische Untersuchung (Master Thesis Computer Science, 2016)
  • Web 2.0-Technologien in der informatischen Bildung (State Exam Thesis Computer Science, 2015) Details

    Web 2.0-Technologien, Technologien, die Interaktion und Kollaboration im WWW ermöglichen, haben in den letzten Jahren große Verbreitung auch im Bildungsbereich gefunden. 

    Aufgabe:

    Im Rahmen der Arbeit soll eine systematische Literaturstudie zu didaktischen Konzeptionen und Umsetzungen im Bereich der informatischen Bildung an Schulen und Hochschulen erfolgen. Eine weitere Aufgabe besteht in der kriterienorientierten Analyse von verfügbaren Web2.0-Angeboten im Hinblick auf deren Eigung für den Informatikunterricht.

    Hinweis:

    Das Thema kann mit unterschiedlichen Schwerpunktsetzungen sowohl als Bachelor-, Master- oder Staatsexamensarbeit bearbeitet werden. Im Rahmen einer Master- oder Staatsexamensarbeit würde eine entsprechend breitere und tiefergehende Analyse erwartet.

  • Methoden im Informatikunterricht (State Exam Thesis Computer Science, 2014) Details

    Die Didaktik der Informatik hat sich Unterrichtsmethoden bislang nur in Einzelbeiträgen gewidmet. Andere Fachdidaktiken, wie die der Mathematik, stellen Lehrenden Methodensammlungen zur Verfügung, in denen die Methoden einerseits dargestellt, andererseits auf ihre für den Fachunterricht spezifischen Anforderungen und Lernprozesse geprüft werden. Die vorliegende Arbeit stellt mithilfe einer Literaturanalyse Methoden für den Informatikunterricht zusammen und begutachtet sie anhand von entwickelten Kriterien. Die Ergebnisse der Arbeit werden qualitativ an einem Experteninterview gespiegelt. Auf diese Weise kann sie Hilfestellung zur Auswahl einer oder mehrerer geeigneter Methoden leisten bzw. zur Reflexion des eigenen Methodenrepertoires anregen.

  • Unterrichtsmethodische Zugänge am Beispiel des Themas Objektorientiertes Modellieren und Programmieren (State Exam Thesis Computer Science, 2014) Details

    Unterrichtsmethoden zur Motivierung, zum Einstieg, zur Erarbeitung und zum Abschluss spielen in allen Unterrichtsfächern eine große Rolle. Um diesem Bedarf zu entsprechen, existieren eine Reihe von Methodensammlungen in Print- und Webpublikationen. Diese Sammlungen sind breit angelegt, um den Bedürfnissen vieler Unterrichtsfächer zu entsprechen – nicht alle dieser Methoden sind jedoch gleichermaßen gut oder überhaupt für jedes Unterrichtsfach geeignet. Weiterhin stammen Umsetzungsbeispiele aus vielfältigen Fächern – Informatikbeispiele sind hier noch selten.

    Im Rahmen der Arbeit sollen folgende Aufgaben bearbeitet werden: Unterrichtsmethoden in Methodensammlungen sollen anhand theoretisch zu begründender Auswahlkriterien für ihre Eignung im Informatikunterricht beurteilt werden. Der Einsatz geeigneter Methoden soll dann begründet anhand des Schwerpunkts Objektorientiertes Modellieren und Programmieren im Gymnasiallehrplan des Bundeslandes NRW skizziert werden. Hier können und sollen die Ergebnisse von Literaturrecherchen und eigene Ideen berücksichtigt werden. Ein Praxisfeedback zur Methodenauswahl und den Beispielen ist in Form eines Interviews mit mindestens einer Informatiklehrkraft einzuholen, zu dokumentieren und im Hinblick auf die Arbeitsergebnisse auszuwerten.

  • Eignet sich das Inverted Classroom Model für den Einsatz im Informatikunterricht, speziell bei der Einführung in die objektorientierte Modellierung? (Bachelor Thesis Computer Science, 2014) Details

Memberships:

International Federation for Information Processing (IFIP)

URL: http://www.ifip.or.at/

  • Working Group 3.1 "Informatics and Digital Technologies in School Education" (since 2014) respectively (until 2013) "Informatics and ICT in Secondary Education" (IFIP WG 3.1)
    • Corresponding member since 2014

German Informatics Society (GI)

URL: http://www.gi.de/

  • GI Special Interest Group "Informatik und Ausbildung, Didaktik der Informatik" (GI FB IAD)
  • GI working group "Didaktik der Informatik" (GI FG DDI)
    URL: http://fg-ddi.gi.de/
  • GI working group "Informatische Bildung in Sachsen und Thüringen" (GI FG IBiSaTh)
  • GI working group "Informatische Bildung in NRW" (GI FG IBN)