Fakultät 10 / Advanced Media Institute
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Digital competences are describing a set of skills, which are necessary to use digital devices and tools with an adequate degree of self-determination. With the ubiquitous digitization of our lives and our society it is important for every citizen to have digital competences. Therefor, it is necessary to educate those competences in schools. As one cannot assume teachers to have enough digital competences to well educate the children of todays classes, this master thesis tries to find out: How to shape the process of teaching digital competences to adolescents in German schools, focusing on including multiple parties from diverse backgrounds into the process? At first, the current situation of teaching digital competences in German schools is analyzed by means of a literature review. After the identification of the challenges within the German system, international best practices are examined. Therefor, four countries, which have reached high scores in the International Computer and Information Literacy Study are selected. Australia, the Czech Republic, Denmark and the Republic of Korea are compared and possible chances for Germany identified. As the next step, expert interviews with divers parties, which have direct or indirect relation to the German education system, are held. The goal of the interviews is to generate ideas on how to support the education system by external help. At the end of the thesis the recommended approach of Motivating External People is presented. Several measures, such as teaching or mentoring students in a guest lecturer model; providing IT support for the hard- and software of the schools or creating Open Educational Resources as education material for the teachers are presented and possible third parties are named. As it is not possible to support the education system from the outside without education system internal persons, it is presented, what needs to change within the system to get the approach working. Therefor, not a complex and system changing approach is presented, but a combined top-down and bottom-up process to motivate external people to support.
Speedrunning in general means to go fast in a video game. This simple concept has an immense impact on the ways players engage with games. The inherent aspect of optimization within this esports niche makes it a good application field of optimization methods. This work gives an overview of speedrunning as an esports discipline. Prior works on this subject are discussed and assessed and relevant nomenclature is introduced. Using this information, routing --- the procedure of planning a speedrun --- is picked up as a graph optimization problem.
Nintendo's iconic game The Legend of Zelda: Ocarina of Time from 1998 is used as a working example to assess previous works and to explore more of this mainly uncharted field of research.To do so, the process of speedrun modeling is conducted as exhaustive as possible within the limits of a work like this. All relevant steps to obtain a faithful model are lined out. This procedure yields a partial game graph with 6764 nodes and approx. 321,022 edges --- some uncertainty included. Current pathfinding techniques are discussed and assessed regarding their applicability to the presented speedrun routing problem. The resulting graph model and algorithmic approaches present a good reference to identify the most promising points of improvement. Challenges, flaws and possible solutions to still standing problems are discussed and assumptions from prior works are assessed. Finally, further tracks of scholarly and community work in this area are suggested and possible extensions to the approach are lined out.
It is shown that speedrun routing is not a trivial shortest path problem that can be solved with conventional methods. Furthermore, it is made clear that different games can have vastly differing routing circumstances. Assumptions of other works have been assessed using a working example and many interesting challenges and fields of further study and research in the field of speedrunning have been identified. Some probabilistic pathfinding methods and current works on AI agents for games pose interesting approaches which can be extended on by utilizing the findings of the presented work. Specialized modeling and optimization techniques have to be employed in order to have a positive effect on the speedrunning community.
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.
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.
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.
This bachelor thesis deals with framework-agnostic design systems in the environment of micro frontends. The properties of micro frontends and design systems are developed individually, to finally get combined. Important disciplines of this research are in particular cybernetics and system thinking, whereby further properties in the relationships between the stakeholders and the design system are highlighted and defined. In addition, based on the highlighted properties, a practically oriented evaluation is prepared, which demonstratively verifies how framework-agnostic design systems can be realized using Svelte and Tailwind CSS. The insights gained from this work can be used for further considerations in other works within the domain, or similar domains. In particular the cybernetic view of systematic design offers potential for further investigations.
Soziale Netzwerke decken ein breites Spektrum an Anwendungsfällen ab und bieten somit eine Vielzahl an Funktionen, bei denen die Teilnehmer mit ihrem sozialen Umfeld interagieren und mit anderen Informationen teilen können. Die dabei aufkommenden Informationen über die Teilnehmer müssen teilweise erfasst und gespeichert werden, um die Funktionalität und die Gebrauchstauglichkeit des sozialen Netzwerkes zu sichern und Missbrauch vorzubeugen. Dies jedoch hat den Nachteil, dass die entstandenen Daten und somit eine Reihe von Aktivitäten der Teilnehmer durch den Anbieter eines sozialen Netzwerkes beobachtet werden können. Um die Privatsphäre der Teilnehmer zu schützen oder auch um eine bessere Skalierbarkeit der sozialen Netzwerke zu erreichen, konzentrieren sich aktuelle Forschungsarbeiten auf die Dezentralisierung sozialer Netzwerke. Dies führt zu neuen Herausforderungen, da die Aufgaben der zentralen Organisationseinheit auf mehrere Komponenten ver-
teilt werden müssen. Eine dieser Aufgaben ist es, die Authentizität und Integrität der Daten für die Teilnehmer sicher zustellen. Die Vernachlässigung dieser beiden Schutzziele kann zu Missbrauch und verschiedenen Angriffen auf ein soziales Netzwerk und dessen Teilnehmer führen.
Um an diese Problemstellung heranzugehen, soll innerhalb dieser Arbeit geklärt werden, wann und welche Mechanismen für die Erfüllung der beiden Schutzziele in sozialen Netzwerken ohne zentrale Organisationseinheit geeignet sind. Hierfür werden die Angriffe zur Verletzung dieser beiden Schutzziele in soziale Netzwerken und der darunter liegenden Infrastruktur betrachtet. Des Weiteren wird geklärt, welchen Einfluss die Dezentralisierung auf die die Teilnehmerdaten hat und was die relevanten Kriterien für authentische Teilnehmerdaten sind.
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.
Aufgrund der voranschreitenden Digitalisierung sind neue Geschäftsmodelle entstanden, wozu unter anderem der Online-Handel (Electronic Commerce, E-Commerce) gehört. Dieser bietet Flexibilität beim Einkaufen, die verschiedenen Benutzergruppen zugutekommt. Dazu gehören auch Personen mit einer Sehbehinderung oder Erblindung. Allerdings existieren noch einige Hindernisse bzw. Barrieren im Online-Handel, die zu einer negativen Benutzerfreundlichkeit (User Experience, UX) und einer Benachteiligung der genannten Benutzergruppe führen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher die Untersuchung der digitalen Inklusion von sehbehinderten und blinden Personen im E-Commerce. Anhand einer ausführlichen Literaturrecherche und 16 halbstrukturierten Interviews mit der Zielgruppe wurden bestehende Barrieren im E-Commerce sowie Verbesserungsmöglichkeiten zur Schaffung eines barrierefreien Online-Handels gesammelt. Durch die Analyse eines Fallbeispiels wurden negative Implementierungen veranschaulicht und anhand der zuvor gesammelten Erkenntnisse beseitigt. Dadurch wurde aufgezeigt, wie ein barrierefreies User-Experience-Design für sehbehinderte und blinde Personen im E-Commerce geschaffen werden kann.
In der Arbeit stellte sich heraus, dass viele vorhandene Barrieren im E-Commerce erst durch die Interviews identifiziert werden konnten. Dadurch zeigt sich, dass eine Auseinandersetzung mit der Zielgruppe und eine Einbindung dieser in die Gestaltung und Evaluation von hoher Relevanz ist. Dies gewährleistet, dass Barrieren vermieden oder rechtzeitig entdeckt werden können und das System, Produkt oder die Dienstleistung den Anforderungen der Zielgruppe entspricht. Die Arbeit stellt somit ein erstes Konzept zur Schaffung eines barrierefreien UX-Designs im E-Commerce da. Um die Qualität der Ergebnisse je- doch überprüfen zu können, sind weitere Forschungen notwendig, die sich mit weiteren Benutzerbefragungen und Evaluationen der Verbesserungsmöglichkeiten beschäftigen.