Fakultät 10 / Advanced Media Institute
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Bevor mit der Entwicklung eines interaktiven Systems begonnen werden kann, müssen mehrere Technologieentscheidungen getroffen werden. In der Web-Frontend-Entwicklung wird durch die steigende Diversität von standardisierten Technologien und Drittanbieter-Frameworks bzw. Libraries diese Entscheidung erschwert. Für den Kooperationspartner Junges Musical Leverkusen e. V. ist es besonders wichtig, langlebige Software zu entwickeln. Der ehrenamtlich-arbeitende Verein hat eine geringe Ressourcenverfügbarkeit, um Entwicklungsprojekte kontinuierlich zu pflegen. Für ein Ticketverkaufssystem soll nun eine langlebige Technologieentscheidung getroffen werden.
In dieser Arbeit wird der Web Components Standard vorgestellt und auf seine Langlebigkeit untersucht. Dazu werden Standards im Web im Allgemeinen vorgestellt. Unterschiedliche Entscheidungsorgane und Standardisierungsprozesse werden erläutert. Um eine Aussage über die Lebenszeit von Standards in Web Browsern zu treffen, wird ein Paper des Google-Chrome-Teams vorgestellt, aus dem geschlossen werden kann, dass keine allgemeingültige Vorhersage über den Zeitpunkt des Verfalls von Standards getroffen werden kann. Dennoch werden Web Standards in Abhängigkeit von ihrer Verwendung im Web, Sicherheitsproblemen und anderen Faktoren als veraltet markiert.
Der komponenten-getriebene Ansatz von Software-Entwicklung wird vorgestellt, um Web Components im Kontext der Softwareentwicklung zu verstehen. Die Spezifikationen der Webtechnologien für den Web Components Standard werden im Detail vorgestellt, um im weiteren Verlauf der Arbeit Grenzen des Standards zu erörtern. Des Weiteren wird eine Auswahl von Drittanbieter-Frameworks nach einer gekürzten Liste von Metriken verglichen. Konzepte und Prinzipien dieser Frameworks werden erläutert.
Es werden allgemeingültige Konzepte und Prinzipien vorgestellt, die das Thema der Langlebigkeit von Software adressieren. Hierzu zählen Test-Driven Development und Coding Style. Der Diskurs um diese Konzepte wird angerissen. Als Konzept für die Langlebigkeit von Web-Frontendprojekten wird die Bewegung Lean Web vorgestellt.
Es wird damit abgeschlossen, dass die Verwendung des Web Component Standard diskutiert wird. Die Konzepte aus den untersuchten Frameworks und die Prinzipien zur Erreichung einer Langlebigkeit von Software werden in die Diskussion eingebracht. Es wird überprüft, inwieweit eine Bewertung des Standards möglich ist und ob dem Kooperationspartner die Verwendung der Technologie zu empfehlen ist.
CAPTCHAs (Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart), auch HIPs (Human Interaction Proof) genannt, sind weit verbreitete Sicherheitsmaßnahmen im World Wide Web, die Online-Dienste vor dem Missbrauch durch automatisierte Programme schützen sollen. Dazu werden die Benutzer aufge-fordert, eine Aufgabe zu lösen, welche von Computern nicht gelöst werden kann, wie beispielsweise das Entziffern von verkrümmten Buchstaben. Durch die immer weiter verbesserten Fähigkeiten der Computerprogramme auf diesen Gebieten, wird es für die Entwickler der HIPs immer anspruchsvoller eine ausreichende Sicherheit zu garantieren. Daraus resultiert ein Zielkonflikt zwischen der Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit der HIPs. Da die Sicherheit garantiert werden muss, leidet die Gebrauchstauglichkeit und die Benutzer sind oftmals nicht in der Lage das HIP zu lösen. Dies führte bereits in der Vergangenheit zu einer Abneigung gegenüber diesen Systemen.
In dieser Arbeit wurde überprüft ob diese Abneigung durch die Verwendung von Gamifizierung, also Spielelementen, in einem neu entwickelten HIP verringert werden kann. Zusätzlich sollte geprüft werden, ob anstelle der Tastatur die Sensoren mobiler Endgeräte als Eingabe-medium dienen können.
Dazu wurde durch eine Analyse von durchgeführten Angriffen auf bestehende HIPs sowie Studien zur Gebrauchs-tauglichkeit derselben ein Rahmenwerk erstellt. Dieses Rahmenwerk definiert Anforderungen, die ein sicheres und zugleich benutzerfreundliches HIP erfüllen muss. Anhand dieser Anforderungen wurde ein neues spielbasiertes HIP in Form eines Kugellabyrinths auf Basis von JavaScript und HTML5 implementiert. Der Benutzer muss durch die Neigung des Geräts eine Kugel steuern und diese innerhalb der vorge-gebenen Zeit in das Loch lenken. Die Gebrauchstauglichkeit dieses HIPs konnte durch eine Onlineumfrage bestätigt werden. Dies gilt jedoch nicht für die Sicherheit, welche durch den lesbaren Quellcode stark beeinträchtigt wird. Für diese Schwach-stelle konnte eine Lösung in Form einer Browsererweiterung durch eine Public-Key-Signatur konzipiert werden. Durch diese Erweiterung könnte auf den Einsatz von HIPs in vielen Bereichen verzichtet und andere Webanwendungen sicherer gestaltet werden.
Zentraler Punkt der Verkehrsproblematik ist die hohe Staubelastung, vor allem im Berufsverkehr. Diese Situation ließe sich durch eine Erhöhung des Besetzungsgrades pro PKW verbessern. Eine Vielzahl der Pendler fährt alleine, obwohl besonders in diesem Kontext viele Personen regelmäßig denselben oder einen ähnlichen Weg fahren und dadurch Fahrgemeinschaften möglich wären. Zur Lösung dieser Problematik wird ein persuasive System namens Route Match zur Unterstützung der Bildung von Fahrgemeinschaften geplant. Im Laufe des Dokumentes werden eine Literaturrecherche, eine Kontextanalyse, zwei empirische Erhebungen und eine Anforderungsspezifizierung für Route Match durchgeführt. Darauf aufbauend wird ein sutainability analysis Framework angewendet und erste Prototypen erstellt. Das Ergebnis sind 138 Requirements, Qualitätsanforderungen und einige Protoypen. Route Match ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit den Autoverkehr zu reduzieren und dadurch die Umwelt positiv zu beeinflussen. Die meisten anderen Ansätze beruhen auf der Entwicklung von neuen Transportmitteln oder dem Ausbau der öffentlichen Verkehrsnetze und des Straßennetzes.
In den letzten Jahren haben sich die öffentlichen Verwaltungen in Deutschland im Zuge von „Open Government” immer weiter gegenüber den Bürgern geöffnet. Durch die Digitalisierung bieten sich vielfältige Möglichkeiten, wie Kommunen ihr Handeln transparent gestalten und gleichzeitig Bürger dazu ermächtigen, sich an politischen Problemlösungsprozessen zu beteiligen. Die fortschreitende Vernetzung der Menschen und das größer werdende Angebot an Daten, mit denen die Verwaltung arbeitet, führt zu großen Herausforderungen und Fragen, zur zukünftigen Politik auf kommunaler Ebene. Aus diesem Grund untersucht diese Thesis die aktuellen Internetkonzepte ausgewählter Kommunen hinsichtlich der Frage, wie die Prinzipien von Open Government bisher umgesetzt wurden. Durch die allgemeine Forschung auf dem Gebiet des Crowdsourcings, der Analyse von Studien und der Durchführung von Interviews mit Experten werden zusätzliche Erkenntnisse gewonnen. Das Ergebnis zeigt, dass die Kommunen sich noch am Anfang der Nutzung digitaler Bürgerbeteiligung stehen. Sowohl die Initiierung von Kollaborationsmodellen findet bislang nur in geringem Maße statt, als auch der Umgang mit offenen Daten, die von der Verwaltung erhoben werden ist wenig erfolgsversprechend: Der eingeschränkte Zugang für eine breite Zielgruppe sowie die fehlende Nutzung der Daten zu Auswertungszwecken sind Beispiele dafür. Zur Adressierung dieser Herausforderungen wurde ein Framework entwickelt, das seinen Schwerpunkt auf die Interaktion zwischen Bürger und Kommune bei der Entwicklung von Lösungen zu öffentlichen Problemen legt. Dadurch soll einerseits alle möglichen Formen der Interaktion zwischen den beiden Akteuren gefördert und andererseits der Wert von offenen Daten als Kommunikationsgrundlage hervorgehoben werden.
Um einen zuverlässigen kontext-sensitiven Sicherheitsdienst bereitzustellen, ist die Vollständigkeit des zur Bewertung genutzten Sicherheitskontextes von wesentlicher Bedeutung. Der Anwendungskontext leistet dazu einen fundamentalen Beitrag. Aufgrund der fehlenden Interpretationslogik ist allerdings der Anwendungskontext von aussen nicht ermittelbar. Die Integration einer den Sicherheitsdienst unterstützenden Komponente in die Anwendung schafft hierzu auf zweierlei Weise Abhilfe. Sie stellt Anwendungskontextinformationen zur Verfügung und gewährleistet effektiv eine kontext-sensitive Sicherheitsadaption.
Ein Problem unserer heutigen Informationsgesellschaft ist, dass Ärzte neuen technischen Systemen immer mit großem Argwohn begegnen und dies nicht zu unrecht. Denn immer wieder wird unser Vertrauen in Systeme durch große Missbrauchsskandale erschüttert. Doch sind technische Systeme wie medizinische Semantic Web Anwendungen ein nächster Schritt zu einer verbesserten medizinischen Versorgung.
Deshalb ist das Ziel dieser Arbeit für medizinische Semantic Web Anwendungen Ansätze für Normen und Architekturen zur Schaffung von Vertrauen zu finden. Hierzu wird erst das Vertrauen aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet und danach medizinische Semantic Web Anwendungen als sozio-technisches System. Dazu wird der der soziale Kontext des deutschen Gesundheitswesens betrachtet. Zusätzlich wird untersucht wie ein technisches System diesen Kontext verändern könnte.
Aus diesen drei Kategorien werden Normen definiert. Auf diesen Normen aufbauend werden Ansätze für Architekturen formuliert, welche das Vertrauen steigern sollen. Dazu werden schon vorhandene medizinische Ontologien beleuchtet, um den Ansätzen eine Basis zu geben.
Diese Ansätze für Architekturen werden als einzelne Bausteine zu einem größeren Ansatz zusammengefügt. Zuerst wird dieser größere Zusammenhang vorgestellt und danach werden einige Bausteine im Folgenden weiter beschrieben. Unter diese Bausteine fallen Kontrollinstanzen und deren Services sowie Zertifizierungsstellen mit unterschiedlichen Arten von Zertifikaten. Die meisten dieser Bausteine
sind jedoch Agenten mit den verschiedensten Aufgaben, auf welche genauer eingegangen wird. Die Qualität der Ontologien sollen diese einerseits als wichtigen Aspekt des Vertrauens verbessern und überwachen. Andererseits dienen weitere Agenten wiederum der Kommunikation untereinander oder der üblichen Akquisition von Informationen.
DesWeiteren bauen diese Agenten ein Vertrauensnetzwerk untereinander auf. Das Vertrauen zu anderen Agenten wird dabei mit unterschiedlichen Attributen dargestellt und liegt dezentral bei jedem Agenten oder kann ebenfalls von zentralen Services erfragt werden. Ein Austausch der Informationen unter den Agenten ist ebenso möglich. Diese Architektur mit einer Vielzahl von Agenten und das daraus
resultierende Vertrauensnetzwerk soll schließlich ein grundlegendes Vertrauen schaffen, auf welchem medizinische Semantic Web Anwendungen aufbauen können.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit besteht in der Konzeption und Umsetzung eines CSS-Frameworks auf der Basis von Disneys zwölf Prinzipien der Animation. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Welche Relevanz haben Disneys zwölf Prinzipien der Animation im Kontext von UI-Animationen und wie lassen sie sich auf Elemente im Bereich Web umsetzen? Um diese Forschungsfrage zu beantworten, wurden die Prinzipien analysiert und in einem UI/UX-Kontext betrachtet. Dabei wurden potenzielle Einsatzmöglichkeiten für die Verwendung der Prinzipien und deren mögliche Auswirkungen auf die User Experience beschrieben. Um zu demonstrieren, wie eine Umsetzung der Prinzipien für gängigeElemente im Web aussehen könnte, wurde die Konzeption und Implementierung eines CSS-Frameworks durchgeführt. Dabei konnte festgestellt werden, welche Prinzipien für UI-Animationen geeignet oder ungeeignet sind und wie diese mithilfe von CSS und JavaScript implementiert werden köonnen. Schlagwörter: Animation, User Experience, Design, Web Development
Immer mehr Mobile Augmented Reality Spiele werden entwickelt und gewinnen zunehmend an Beliebtheit. Zugleich können Smartphones überall und zu jeder Zeit für Mobiles Lernen genutzt werden. Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit einem auf Mobile Augmented Reality basierenden Serious Game.
Serious Games werden eingesetzt, um Fähigkeiten zu trainieren, Wissen anzueignen oder Einstellungen des Spielers zu ändern. Dabei lernen die Spieler in der Spielwelt Inhalte, die sie in die Realität übertragen und anwenden können. Es wird folgende Forschungsfrage beantwortet: Wie wird der Wissenserwerb eines Serious Game durch den Einsatz von Mobile Augmented Reality beeinflusst. Zum einen werden Theorien über das Lernen durch Serious Games und zum anderen Theorien über Lernen mit Augmented Reality anhand einer Literaturarbeit untersucht und kritisch eingeordnet. Der Vergleich dieser Theorien dient der Identifizierung von wichtigen Elementen für Augmented Reality Serious Games. Dazu wird das Potenzial von Mobile Augmented Reality anhand ihrer Vor- und Nachteile aufgezeigt. Die Ergebnisse dienen einem weiteren Modell, welches die Auswirkungen der Serious Game Elemente und Augmented Reality Elemente auf den Spieler verknüpft. Ebenso werden spezifische Merkmale über den Spieler und dem Kontext des Spiels identifiziert.
Im Anschluss an die Darstellung der einzelnen Serious Games und Mobile Augmented Reality Elemente wird ein Spiel über den Ausbruch des Virus COVID-19 entwickelt. Es werden Informationen über die Pandemie und die gesetzlich vorgeschriebenen Schutzmaßnahmen integriert.
Es wird deutlich, dass sich die Elemente auf den Spieler und sein Spielerlebnis auswirken, als auch einen Einfluss auf den Lerneffekt haben. Dennoch kann nicht einzeln begründet werden, für welchen Zweck bestimmte Elemente eingesetzt werden müssen. Es werden die Bedingungen zusammengefasst, die sich individuell auf das Spielerlebnis und den Lerneffekt auswirken.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Gestaltung eines digitalen Assistenzsystemes zur Nutzung von Innovationsräumen. Digitale Assistenten werden bereits schon
seit längerer Zeit eingesetzt, beispielsweise in der Industrie 4.0 (vgl. Perevalova (2022). Innovation stellt derweilen eine Grundlage für wirtschaftlichen und unternehmerischen Erfolg dar (vgl. Schumpeter (1939) und wird durch Innovationsräume (vgl. Klooker u. a. (2019) und Innovationsprozesse wie dem Design Thinking unterstützt. Diese Prozesse werden dabei häufig von Innovation Coaches unterstützt. Der Ansatz des Innovationscoachings wurde von Albers u. a. (2016) beschrieben. Darauf aufbauend identifizierten Niever u. a. (2019) bereits zwölf Kernkompetenzen, die für einen Innovation Coach in Zukunft wichtig sein werden. Ein Problem, was sich dabei darstellt ist, dass diese Coaches häufig durch externe Moderatoren gestellt werden, welche ein Team nicht dauerhaft begleiten. Ohne die Coaches fehlt den Laien auf diesem Gebiet die nötige Methodenkompetenz, um eigenständig und methodisch Innovationen und Kreativität zu fördern. Diese Arbeit versucht daher, das Innovationscoaching mit einem digitalen Assistenten zu verbinden, um die eigenständige Nutzung von Innovationsräumen zu erleichtern und die Effizienz von Innovationsprozessen zu steigern. Dafür konnten zunächst durch die Auswertung von fünf Experteninterviews 63 Aufgaben eines Coaches und Aspekte des Systems identifiziert werden, die bei der Entwicklung eines Assistenzsystems bearbeitet werden sollten. Außerdem konnten 22 technische Kriterien formuliert werden, die bei der Auswahl einer geeigneten Technologie helfen können. Darüber hinaus wurden Lösungsmöglichkeiten für die wichtigsten Aufgaben eines Assistenzsystems aufgezeigt. Diese unterstreichen beispielweise die Relevanz der Forschungsfelder Indoor-Lokalisierung und künstliche Intelligenz. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen dazu beitragen, das Potenzial von digitalen Assistenzsystemen im Kontext von Innovationsprozessen zu verdeutlichen. Dies kann Unternehmen dabei unterstützen, Innovationsprozesse effizienter zu gestalten, unabhängig von Ressourcen oder Fachkräftemangel. In weiteren Forschungen könnte die konkrete Entwicklung des Assistenzsystems fortgeführt werden. Dabei könnte der Fokus auf die Aspekte eines hybriden Meetings gelegt werden oder darauf, wie ein mobiles Assistenzsystem gestaltet werden kann, das in verschiedene Räume mitgenommen werden kann.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu beantworten, wie Lehrmethoden durch die Anwendung von Gamification und Nudging verbessert werden können, um so die Motivation der Lernenden und die Anwendbarkeit der Lehrmethoden zu verbessern.
Dazu wird der Einfluss von Gamification auf die menschliche Motivation anhand von etablierten Literaturquellen analysiert.
Weiterführend erfolgt die Betrachtung der menschlichen Fehlbarkeiten und dem damit verbundenen Einsatz von Nudging zur Etablierung eines intendierten normativen Verhaltens.
Aufbauend auf dem Behavior Modell von B. J. Fogg wird im Anschluss daran ein einheitliches Vorgehen in Form eines Canvas entwickelt und beschrieben. Dieses bezieht sowohl den Kontext einer Lehrmethode als auch das aktuelle sowie das intendierte Verhalten einer fest definierten Zielgruppe ein. Ausgehend von dieser Grundlage können mögliche Ansätze für Befähigungen und Motivationen identifiziert und daraus resultierend geeignete Nudging- und Gamification-Ideen im Brainstorming-Verfahren generiert werden.
Die Nutzbarkeit des Canvas wird abschließend anhand von vier exemplarisch ausgewählten Lehrmethoden dargestellt, untersucht und die Ergebnisse reflektiert.
Dabei kann eine schnelle Identifizierung von Nudging- und Gamification-Ideen bezogen auf die betrachteten Lehrmethoden beobachtet werden.
Die Qualität der Ergebnisse gilt es jedoch noch in einer darauf aufbauenden Evaluation zu ermitteln.