Development of a learning diary for a MOOC platform
Entwicklung eines kollaborativen Lernspiels unter der Verwendung von externen Plastikkarten zur Gesteneingabe bei iPads
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S C I E N C E
P A S S I O N
T E C H N O L O G Y
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Entwicklung eines kollaborativen Lernspiels
unter der Verwendung von externen
Plastikkarten zur Gesteneingabe bei iPads
Verfasser: Stefan Lexow
Betreuer: Univ.-Doz. Dipl.-Ing. Dr.techn. Martin Ebner
Institut für Informationssysteme und Computer Medien
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Fragestellungen
Entwurf und Entwicklung eines kollaborativen
Lernspieles für das iPad
Evaluierung von Plastikkarten als alternative
Eingabemöglichkeit
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Spielkonzept
bis zu 4 SpielerInnen
Alter 8-9 Jahre
Fragen aus Sachkunde
Plastikkarten
Erkennen SpielerInnen
Auswahl Antwort
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Guess Austria - Spielerregistrierung
Ablauf:
Name erfassen
Spielfarbe mit ID-Karten
festlegen
Bedingungen:
Farbe darf nur einmalig
verwendet werden
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Guess Austria – Frage-Antwort-Runden
Fragen aus SQLite-Datenbank
4 Antwortmöglichkeiten
1-4 Punkte auf Eingabekarten
Eingabe nacheinander
Anzahl der Punkte pro Runde =
Aktuelle Rundenzahl
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Bei Spielerregistrierung
Wiedererkennen
Bei Auswahl der Antwort
Anzahl erkennen
Eingabe über hervorgehobenes Scanfeld
Auflegen eines Teils der Karte in das Scanfeld
Guess Austria - Karteneinsatz
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Monopoly „Zapped“ Edition
Leitfähige Farbe
Anordnung der Punkte
als Unterscheidungsmerkmal
Punkt => Toucheerkennung
Eingabekarten – Analyse
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Guess Austria – Kartenerkennung I
Anforderungen
Anzahl der Touchpunkte auf Karte erkennen
ID-Karte erkennen
ID-Kartentemplate festlegen
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Guess Austria – Kartenerkennung II
GestureRecognizer
auf View gebunden
erkennt Geste
„Recognized“ => Actionaufruf
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Diskreter GestureRecognizer
Maximale Erkennungszeitraum
Erkennung endet immer mit „Recognized“
Guess Austria – Kartenerkennung III
CardScanTouchRecognizer
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Guess Austria – Kartenerkennung IV
ID-Karte festlegen - CardTemplate
Datenstruktur zur Speicherung von Koordinaten
Kann auf unterschiedliche Ausrichtungen reagieren
Koordinaten beziehen sich auf fixe View-Größe
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Guess Austria – Kartenerkennung V
ID-Karte erkennen
iOS: Zugriff auf CGPoints zu vermeiden
iOS: liegt UITouch innerhalb bestimmter View?
Liefert CGPoint
Strategie:
Templatekoordinaten iterieren
AccuracyThreshold berücksichtigen
Prüfen, ob CGPoint innerhalb Template liegt
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Erkenntnisse I
Qualität der Plastikkarten
Plastikkarten sind teils zu ungenau
Es kommt zu Fehlerkennungen
Mehr oder weniger Touches
werden erkannt
Anwendungsfall entscheidend!
Registrierung
Antwort geben
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Erkenntnisse II
Verwendung der Plastikkarten
Fehlerhafte Verwendung der Plastikkarten möglich
Falsche Halten
Falsches Auflegen
Führt ebenfalls zu
falschen Erkennungen
Kinder verstehen
Verwendung rasch
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Erkenntnisse III
Kollaborative Zusammenarbeit
Kinder arbeiten bei der Lösungsfindung zusammen
Collaborative & Cooperative
Tipps zur Verwendung und zur Lösung werden
ausgetauscht
Spiel erzeugt keine Prüfungssituation
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Chancen
Dienst zur gezielten Erstellung von
gezielten Frage-Sets für Lehrer
Erstellung von Spielkarten durch Kinder
Leitfähigkeit
Kapazitive Touchscreens
Gesten/Touch-Erkennung
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Antworten
Kollaboratives Lernen?
Kinder spielen gemeinsam
Kinder unterstützen einander
Kinder tauschen Wissen aus
Plastikkarten als Eingabemöglichkeit geeignet?
Steuerung für Kinder leicht verständlich
Einfach zu implementieren
Exakte Anwendung notwendig
Anwendungsszenario mit Vergleich notwendig
Begrüßung aller drei Prüfer beginnend mit Scerbakov, Slany und Ebner
Bedanken, dass sie sich Zeit genommen haben, deine Prüfer zu sein
Das Thema kurz Vorlesen und dann darauf hinweisen, dass du es sofort bildlich veranschaulichen wirst
Animiert das entworfene Spiel dazu, sich untereinander auszutauschen und zu helfen. Kann solch ein Erlebnis überhaupt in geeigneter Form in einer Gruppe erfahren werden?
Überprüfung wie sich eine solche Eingabemöglichkeit realisieren läßt: Analyse, Prototyp, Umsetzung im Spiel, Anwendung im Spiel und Evaluierung. Es folgt in späterer Folge eine genau technische Beleuchtung der Umsetzung.
4 Spieler im Alter von 8-9 Jahren. Lesen ist notwendig um Fragen und Antworten zu verstehen
Plastikkarten werden in vier verschiedenen Farben aufgelegt. Spieler registriert sich mit Namen und ID-Karte eines Farbsets. Zuordnung bleibt eindeutig erhalten, eine spätere Widererkennung ist möglich
Sachkunde umfasst sowohl topographisches als auch historisches Wissen der unmittelbaren Umgebung als auch Österreichweit. Auf diese regionale Unterscheidung sollte das Spiel vorbereitet sein.
Es gibt 4 mögliche Antworten, die jeweils mit der Anzahl an Punkten auf den Antwortkarten übereinstimmend gegeben werden kann. Nur eine Antwort pro Spieler pro Runde.
Die Kartenerkennung arbeitet hier auf Basis der eingegebenen Templates und vergleicht, ob die Farbe bereits verwendet wurde oder nicht.
Fragen können mit regionalem Bezug gespeichert werden
Das angewendete Timelimit lag bei 10 Sekunden
Spieler werden durchgemischt, damit eine faire Aufteilung geschieht und alle gleich lang Zeit haben eine Antwort zu finden und zu geben
Erhöhung der verfügbaren Punkte lässt bis zum Schluss eine Änderung zu. Es ist vorgesesehen Fragen mit steigenden Schwierigkeitsgrad einzupflegen
Zapped Edition der Firma Hasbor, arbeteit mit der Kartenerkennung der Firma Volumique
Farbe inkl. Großzügigen Bereich zur Auflage des Fingers
Die Punkte in unterschiedlichen gespiegelten Abständen aufgebracht um eine Unterscheidung von 4 Spielern zu ermöglichen
Die Punktgröße ist so gewählt, dass ein Touch durch den Touchscreen erkannt wird.
Wichtige namentliche Unterscheidung der vier Karten als reine Antwortkarten und Herausheben der ID-Karte mit zwei Touchpunkten zur Registrierung bzw. Wiedererkennung einer Spielerin bzw. eines Spielers
Aufbringung einer auf kohlenstoff basierenden leitfähigen Farbe der Firma Bareconductive aus UK. Lässt sich auf unterschiedlichsten Materialien verarbeiten. Ist umweltfreundliche und gesundheitlich völlig unbedenklich. Geradzu geeinget in Kinderhände gegeben zu werden.
Farbe ist wasserlöslich was zu verschmierungen führt. Gegensteuern mit einer dünnen Schicht Klarlack, welche die Ablösung etwas verhindert
Zum Einsatz kommen handelsübliche Visitenkartenrohlinge, deren Oberfläche zur Besseren haltbarkeit der Farbe leicht angeraut wurde.
Aus den bislang bekannten Anforderungen und Verhaltensweisen von iOS sind die folgenden Anforderungen notwendig um den Spielablauf zu gewährleisten.
Recognizer wird üblicherweise durch einen Controller auf eine View gebunden
Recognizer wird aktiv, wenn in dieser View Touchevents auftreten
Er arbeitet dabei mit abstrakten UITouch-Objekten und nicht mit primitiven CG-Points
UI-Touches ermöglichen die Abfrage ob sie innerhalb einer bestimmten View liegen bzw. welche Koordinaten der Touch in Bezug auf eine bestimmte View hat. Keine absoluten CG-Points für die gesamten Viewport möglich
Liefert unterschiedliche Status zurück: Bei Recognized wird die action-Methode aufgerufen
Diskret bedeutet nur Status Failed, Recognized bzw. Possible
Recognizer wird durch Controller einer bestimmten View zugeordnet
Wert wie lange Erkennung dauert ist festlegbar
Endet immer mit recognized oder failed
Kein direkter Zugriff auf CGPoints, man kann sich nur anzeigen lassen, wie die Korrdinaten innerhalb einer spezifsischen View lauten würden
Schnelle Funktion um zu überprüfen ob ein Touch innerhalb einer bestimmten View liegt
Kartentemplates geben Zentrum der Quadrate vor. Die Größe hängt von der Accurayab.
Die touches werden überprüft, ob sie innerhalb aller eines Templates angehörenden Subviews liegen. wenn ja, dann karte erkannt
Ungenau, aber nur bei Erkennung der Anzahl der Touches wenn keine Überprüfung möglich ist.
Bei Spielerregistrierung alles perfekt.
Karten werden offen hingelegt. Kinder sind mit Finden der Antwort beschäftigt so dass sich ein Schummeln gar nicht einschleicht.
Kinder beraten sich und geben Wissen freiwillig weiter. Absichtlich wurde hier keine Restriktion vorgenommen und der Dynamik freien Lauf gelassen
Kinder wirken nicht gestresst und haben viel Freude beim Rätseln. Vielmehr sprechen sie sich Mut zu, falls eine Antwort falsch gewesen ist oder es zu Problemen mit den Karten kommt.
Masseneingabe: Enstand als alle Kinder Karten gleichzeitig Scannen wollten. Überprüfen, ob dies mit der Maximal-Anzahl an gleichzeitig erkennbaren Touches möglich ist.
Ein Online-Service mit dem gezielt Fragen für den Unterricht zusammen gestellt werden können. Weiters eine Erweitrung der Fragen von Bild/Text auf Video.
Die Zusammenhänge können durch eine Selbsterfahrung näher gebracht werden
Plastikkarten wirken keinenfalls abschreckend und ihre grundlegende Handhabung ist leicht verständlich.