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Entwicklung eines kollaborativen Lernspiels unter der Verwendung von externen Plastikkarten zur Gesteneingabe bei iPads

Educational  Technology
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Präsentation der Masterarbeit an der Technischen Universität Graz

Entwicklung eines kollaborativen Lernspiels unter der Verwendung von externen Plastikkarten zur Gesteneingabe bei iPads

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1
 www.tugraz.at März 2014
S C I E N C E 
P A S S I O N 
T E C H N O L O G Y
 www.tugraz.at März 2014
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
2
 www.tugraz.at März 2014
2
 www.tugraz.at
Fragestellungen
 Entwurf und Entwicklung eines kollaborativen
Lernspieles für das iPad
 Evaluierung von Plastikkarten als alternative
Eingabemöglichkeit
3
 www.tugraz.at März 2014
3
 www.tugraz.at
Spielkonzept
 bis zu 4 SpielerInnen
 Alter 8-9 Jahre
 Fragen aus Sachkunde
 Plastikkarten
 Erkennen SpielerInnen
 Auswahl Antwort
4
 www.tugraz.at März 2014
4
 www.tugraz.at
Guess Austria - Spielerregistrierung
 Ablauf:
 Name erfassen
 Spielfarbe mit ID-Karten
festlegen
 Bedingungen:
 Farbe darf nur einmalig
verwendet werden
5
 www.tugraz.at März 2014
5
 www.tugraz.at
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
6
 www.tugraz.at März 2014
6
 www.tugraz.at
 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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Entwicklung eines kollaborativen Lernspiels unter der Verwendung von externen Plastikkarten zur Gesteneingabe bei iPads

  • 1. 1  www.tugraz.at März 2014 S C I E N C E  P A S S I O N  T E C H N O L O G Y  www.tugraz.at März 2014 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
  • 2. 2  www.tugraz.at März 2014 2  www.tugraz.at Fragestellungen  Entwurf und Entwicklung eines kollaborativen Lernspieles für das iPad  Evaluierung von Plastikkarten als alternative Eingabemöglichkeit
  • 3. 3  www.tugraz.at März 2014 3  www.tugraz.at Spielkonzept  bis zu 4 SpielerInnen  Alter 8-9 Jahre  Fragen aus Sachkunde  Plastikkarten  Erkennen SpielerInnen  Auswahl Antwort
  • 4. 4  www.tugraz.at März 2014 4  www.tugraz.at Guess Austria - Spielerregistrierung  Ablauf:  Name erfassen  Spielfarbe mit ID-Karten festlegen  Bedingungen:  Farbe darf nur einmalig verwendet werden
  • 5. 5  www.tugraz.at März 2014 5  www.tugraz.at 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
  • 6. 6  www.tugraz.at März 2014 6  www.tugraz.at  Bei Spielerregistrierung  Wiedererkennen  Bei Auswahl der Antwort  Anzahl erkennen  Eingabe über hervorgehobenes Scanfeld  Auflegen eines Teils der Karte in das Scanfeld Guess Austria - Karteneinsatz
  • 7. 7  www.tugraz.at März 2014 7  www.tugraz.at  Monopoly „Zapped“ Edition  Leitfähige Farbe  Anordnung der Punkte als Unterscheidungsmerkmal  Punkt => Toucheerkennung Eingabekarten – Analyse
  • 8. 8  www.tugraz.at März 2014 8  www.tugraz.at Eingabekarten – Entwicklung  4 Kartensets  Antwortkarte  ID-Karte  Leitfähige Farbe  Kohlenstoffbasiert  Unbedenklich  Plastikkartenrohlinge
  • 9. 9  www.tugraz.at März 2014 9  www.tugraz.at Guess Austria – Kartenerkennung I  Anforderungen  Anzahl der Touchpunkte auf Karte erkennen  ID-Karte erkennen  ID-Kartentemplate festlegen
  • 10. 10  www.tugraz.at März 2014 10  www.tugraz.at Guess Austria – Kartenerkennung II GestureRecognizer  auf View gebunden  erkennt Geste  „Recognized“ => Actionaufruf
  • 11. 11  www.tugraz.at März 2014 11  www.tugraz.at  Diskreter GestureRecognizer  Maximale Erkennungszeitraum  Erkennung endet immer mit „Recognized“ Guess Austria – Kartenerkennung III CardScanTouchRecognizer
  • 12. 12  www.tugraz.at März 2014 12  www.tugraz.at 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
  • 13. 13  www.tugraz.at März 2014 13  www.tugraz.at 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
  • 14. 14  www.tugraz.at März 2014 14  www.tugraz.at 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
  • 15. 15  www.tugraz.at März 2014 15  www.tugraz.at Erkenntnisse II Verwendung der Plastikkarten  Fehlerhafte Verwendung der Plastikkarten möglich  Falsche Halten  Falsches Auflegen  Führt ebenfalls zu falschen Erkennungen  Kinder verstehen Verwendung rasch
  • 16. 16  www.tugraz.at März 2014 16  www.tugraz.at Erkenntnisse III Kollaborative Zusammenarbeit  Kinder arbeiten bei der Lösungsfindung zusammen  Collaborative & Cooperative  Tipps zur Verwendung und zur Lösung werden ausgetauscht  Spiel erzeugt keine Prüfungssituation
  • 17. 17  www.tugraz.at März 2014 17  www.tugraz.at Chancen  Dienst zur gezielten Erstellung von gezielten Frage-Sets für Lehrer  Erstellung von Spielkarten durch Kinder  Leitfähigkeit  Kapazitive Touchscreens  Gesten/Touch-Erkennung
  • 18. 18  www.tugraz.at März 2014 18  www.tugraz.at 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
  • 19. 19  www.tugraz.at März 2014 19  www.tugraz.at Danke für die Aufmerksamkeit

Hinweis der Redaktion

  1. 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
  2. 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.
  3. 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.
  4.  Die Kartenerkennung arbeitet hier auf Basis der eingegebenen Templates und vergleicht, ob die Farbe bereits verwendet wurde oder nicht.
  5. 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
  6.  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.
  7. 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.
  8. Aus den bislang bekannten Anforderungen und Verhaltensweisen von iOS sind die folgenden Anforderungen notwendig um den Spielablauf zu gewährleisten.
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. Ungenau, aber nur bei Erkennung der Anzahl der Touches wenn keine Überprüfung möglich ist. Bei Spielerregistrierung alles perfekt.
  13. 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.
  14. 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.