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Bachelorarbeit

Bereitstellung und Erweiterung einer visuellen Entwicklungsplattform für Apps
Betreuer Dr. rer. nat. Christoph Stach
Prüfer Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Mitschang
Ende2018/11/21
Beschreibung

Ausgangssituation

Die Entwicklung mobiler Anwendungen (kurz Apps) eignet sich sehr gut dazu, SchülerInnen für die Informatik zu begeistern. Insbesondere durch den Einsatz grafischer Entwicklungswerkzeuge können Einstiegshürden schnell abgebaut werden [1]. Mit Scratch [3] entstand im Jahr 2007 eine erziehungsorientierte visuelle Programmiersprache speziell für ProgrammieranfängerInnen. Die Bedienung erfolgt hochgradig intuitiv. Bausteine werden per Drag and Drop auf einer Leinwand zusammengesetzt. Die Gestaltung der Bauteile ist an Puzzleteile angelehnt, so dass klar ersichtlich ist, wie diese kombiniert werden können. Dadurch können Syntaxfehler nahezu ausgeschlossen werden. Die so entwickelten Anwendungen lassen sich allerdings ausschließlich im eigenen Scratch-Player ausführen.

Google griff diesen Ansatz auf und stellte im Jahr 2010 mit dem App Inventor eine Scratch-Variante zur Entwicklung von Android-Apps vor. Hierbei lassen sich mit dem Design Editor die grafischen Benutzeroberflächen einer App gestalten und mit dem Blocks Editor kann die Programmlogik festgelegt werden. Nachdem im Jahr 2011 seitens Google der Support für den App Inventor eingestellt wurde, veröffentlichte das MIT im Jahr 2013 mit dem MIT App Inventor 2 eine erweiterte Version [2]. Im Rahmen mehrerer Schülerworkshops der Universität Stuttgart [7], stellten sich in der Praxis allerdings einige Probleme heraus: (a) Da der App Inventor auf Servern des MITs läuft, haben Workshop-Verantwortliche keinen Einfluss auf Downtimes oder Wartungsarbeiten, wodurch die Nutzung der Software stark eingeschränkt werden kann. (b) Besonders junge SchülerInnen haben Probleme damit, dass es für den App Inventor keine Deutsche Oberfläche gibt. (c) Die vorhandenen Komponenten reichen nicht aus. So können beispielsweise keine Apps zur Steuerung eines mBots entwickelt werden.

Ziel und Aufgabenstellung

Im Rahmen dieser Arbeit soll daher untersucht werden, wie eine App Inventor Instanz lokal betrieben werden kann (siehe [4, 6]). Anschließend soll eine Instanz auf der Infrastruktur der Universität Stuttgart aufgesetzt werden. Diese lokale Instanz soll vollständig Deutsche Sprachunterstützung beinhalten. Darüber hinaus soll eine Erweiterung geschrieben werden, die die Einbindung eines Bluetooth-Geräts unterstützt und dessen Funktionen für Apps zur Verfügung stellt (siehe [5]). Zur Evaluation der Arbeit soll mit der aufgesetzten App Inventor Instanz eine App entwickelt werden, in der auch die neuentwickelte Komponente zum Einsatz kommt. Die App soll sich als Basis für einen Schülerworkshop eignen.

Zu bearbeitende Teilaufgaben

  • Anforderungsanalyse für die lokale Installation einer App Inventor Instanz
  • Bereitstellung einer App Inventor Instanz auf der Infrastruktur der Universität Stuttgart
  • Erweiterung des App Inventors um Deutsch Sprachunterstützung
  • Konzeption und Implementierung einer neuen App Inventor Komponente
  • Evaluation anhand einer selbstentwickelten App
  • Vorstellung der Ergebnisse in einem wissenschaftlichen Vortrag

Literatur

[1]           Honig, W. L. Teaching and Assessing Programming Fundamentals for Non Majors with Visual Programming. In ITiCSE ’13 (2013).

[2]           Massachusetts Institute of Technology. MIT App Inventor, 2018. http://­appinventor.mit.edu/­.

[3]           Massachusetts Institute of Technology. Scratch – Imagine, Programm, Share, 2018. https://­scratch.mit.edu/.

[4]           MIT Center for Mobile Learning. How to build App Inventor from the MIT sources, 2015. https://docs.google.com/document/d/1Xc9yt02x3BRoq5m1PJHBr81OOv69rEBy8LVG_84j9jc/pub.

[5]           MIT Center for Mobile Learning. App Inventor extensions, 2017. http://ai2.appinventor.mit.edu/reference/other/extensions.html.

[6]           MIT Center for Mobile Learning. Welcome to MIT App Inventor, 2018. https://github.com/mit-cml/appinventor-sources.

[7]           Steinert, M., Gerth, P., and Mick, S. LEGO Mindstorms – Spielend programmieren lernen. Projekt-INF, 2013.