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Webbasierte konstruktivistische Lernumgebung für PHP und Datenbanken

 
Diplomarbeit
Till Königshofen

Hintergrund

 
Der bisherige Einsatz von eLearning im Unterricht an Schulen beschränkt sich in der Regel auf die Benutzung von Lernmanagementsystemen und auf die Bereitstellung unterrichtsbegleitender Materialien wie Texte, Bilder und Videos. Auch Tests sind möglich in Form von Multiple-Choice-Fragen, Zuordnungsaufgaben und Ausfüllen von Lückentexten. Interaktivität beschränkt sich meist auf das Zuordnen von Textbausteinen und Bildern. Der durch eLearning unterstützte Teil des Lernprozesses ist meist passiver Natur. Um bleibende Lernerfolge zu erreichen, muss der Lerner sich jedoch aktiv mit dem Lerngegenstand beschäftigen. Auch wird dem Lernen in Gruppen bzw. der Kommunikation der Lernenden untereinander große Bedeutung beigemessen.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll eine Web-Anwendung für den Informatikunterricht entwickelt werden, die ein angeleitetes und freies Experimentieren mit PHP und Datenbanken ermöglichen soll, ohne den Schüler mit der Komplexität der eigentlichen Implementierung zu konfrontieren. Sie folgt einem explorativen Ansatz im Zusammenspiel mit Anweisungen der Lehrkraft. Auch soll sie den Austausch von Wissen zwischen den Schülern fördern. Die Lernumgebung fördert die aktive Beschäftigung der Schüler mit dem Thema und auch die kombinierte Beschäftigung mit den Themen PHP und Datenbanken.

Aufgabenstellung

 
Eine Umgebung soll bereitgestellt werden, in der PHP-Code ausgeführt und die Ausgabe angezeigt werden kann. Weiterhin lässt sich mittels PHP-Code auch auf eine SQL-Datenbank zugreifen. Der Datenbankinhalt und Ergebnisse von Abfragen sollen präsentiert werden und die Darstellung derer sich entsprechend anpassen, je nachdem welche PHP-Operationen erfolgen.
Es soll möglich sein, vorbereitete Code-Fragmente zu laden, die bei Bedarf ergänzt und angepasst werden können. Diese Code-Fragmente können auf einzelne Aspekte der PHP- und Datenbankprogrammierung eingehen. Dazu können entsprechend Aufgaben durch die Lehrperson gestellt werden.
Das Hauptaugenmerk soll darauf liegen, die entsprechenden Tätigkeiten zu visualisieren. Änderungen im PHP-Code, die Auswirkungen auf die entsprechende Datenbank haben, schlagen sich sofort in der Darstellung der Datenbank nieder. Dies soll direktes Feedback ermöglichen, damit die Schüler korrigierend tätig werden können, bzw. bei richtigem Ergebnis eine Bestätigung ihrer Handlungen erfahren. Auch sollen als Hilfestellung Variablenwerte angezeigt werden. Weiterhin bekommt der Schüler im Sinne des formativen Feedbacks sofortige Rückmeldung über mögliche Syntaxfehler durch Syntax-Hervorhebung. Die Interpretermeldungen lassen sich ausgeben, zusätzlich gibt es die Möglichkeit, das auszuführende Programm auf ein korrektes Ergebnis zu überprüfen.
Das Sandbox-Prinzip lässt nur sichere Befehle zu; die Möglichkeit, Schäden anzurichten, wird minimiert. Dies soll die Hemmschwelle beim Ausprobieren senken.
Den Schülern soll ermöglicht werden, ihren Programmcode anderen Schülern zur Verfügung zu stellen. Der formulierte Code kann in einer Datenbank gespeichert werden, aus der andere Schüler diesen abrufen und mit ihrer eigenen Arbeit vergleichen können.
Die Web-Anwendung soll leicht erweiterbar sein durch eigene Inhalte (PHP-Skripte, Datenbanken), so dass der Schüler aus verschiedenen Skript-Gerüsten und -Vorlagen auswählen und unvollständigen Code ergänzen kann. Dazu wird dem Lehrer eine Web-Oberfläche bereitgestellt, in der er den Programmcode und die Inhalte der Datenbanken eintragen kann.
Der Lehrer soll den Lernprozess unterstützende Materialien in Form von Links bereitstellen können. Auch wäre eine automatische Bereitstellung möglich, je nachdem, welche Befehle im Textfeld vorhanden sind. Die Web-Anwendung könnte den eingegebenen Code auf Schlüsselwörter hin untersuchen, und entsprechende Verweise auf die PHP-Dokumentation dynamisch bereitstellen. Dies kann ein rein statisches Glossar ersetzen, das Lernende gegenüber dynamischen Funktionen seltener in Anspruch nehmen.
Offene Technologien kommen zum Einsatz wie HTML5, CSS3, Javascript bzw. Ajax. Damit werden augenblickliche Rückmeldungen möglich, ohne bei jeder Aktion die Seite neu anfordern bzw. laden zu müssen.

Zusammenfassung/Abstract

 
Die Diplomarbeit stellt eine konstruktivistische Lernumgebung vor, die den Einsatz von SQL-Datenbanken in der Praxis veranschaulicht, indem sie das Konzept „HTML-Seite, Server-Programmiersprache und Datenbank“ visualisiert und es Schülern ermöglicht, kollaborativ solche Anwendungen zu erstellen und direkt in der Lernumgebung auszuführen.

Auch haben Lehrkräfte viele Freiheiten, eigenes Material in die Lernumgebung einzubringen und den Fokus auf einzelne Bestandteile der Lernumgebung zu legen.
Für die Realisierung wird auf aktuelle Webtechnologien wie HTML5, CSS3, JavaScript und XForms zurückgegriffen.

Download

 

Betreuer

 


Created by Daniel Herding. Last Modification: Thursday, 19. May 2011 14:01:48 by Daniel Herding.