Analyse, Konzeption und Visualisierung von Inhalten einer MINT-App. Wie kann das Interesse für MINT-Themen bei Schülerinnen gefördert werden?

Thèse de Master , 2019 , 87 Pages , Note: 1,7

Informatique - Internet, Nouvelles Technologies

Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung von Konzepten und Inhalten für die MINTcoach-App, die dazu beitragen, dass einerseits die Bindung zur App gestärkt und andererseits das Interesse für MINT-Themen insbesondere das von Schülerinnen gefördert wird. Die neuen Inhaltselemente sollen auf dem bestehenden Konzept der MINTcoach-App aufbauen und dieses ergänzen und erweitern. Mit einer Zielgruppenanalyse werden verschiedene Lebensbereiche von Schülerinnen untersucht, um Aufschluss über mediale und freizeitliche Interessen sowie über das soziale Umfeld zu erhalten. Außerdem sollen verschiedene Motivationsanreize in virtuellen Spielumgebungen ermittelt werden. Hierzu werden, in Anlehnung an den Gamification-Ansatz und Ansätze des digitalen Lernens, Spielmechaniken und Spieldynamiken ausfindig gemacht, die dazu geeignet sind, Schülerinnen an MINT-Themen heranführen zu können. Dazu sollen unter anderem die Charakteristika des Gamification-Ansatzes analysiert und im praktischen Teil dieser Arbeit angewendet werden.

Über die neuen Konzepte soll der Zugang zu weiter reichenden Lernerfahrungen erleichtert werden, indem mit Belohnungskonzepten der Spaß an der Anwendung geweckt und die Adhärenz gesteigert wird. Die Zielsetzung ist, einerseits eine positive Einstellung zum MINT-Bereich zu erzeugen und andererseits eine Zunahme der Nutzungsaktivitäten innerhalb der MINTcoach-App zu fördern. Mit einer anschließenden Evaluation sollen die bereits implementierten und testbaren Inhalte auf ihre Bedienfreundlichkeit geprüft werden. Die MINT-App richtet sich an Schulkinder der 6. und 7. Klasse. Dabei werden vorwiegend Schülerinnen berücksichtigt, um frühzeitig die Motivation für den MINT-Bereich zu wecken.

Obwohl der Frauenanteil in einigen MINT-Studienfächern und Berufen in den letzten Jahren gestiegen ist, bilden Frauen immer noch die Minderheit in naturwissenschaftlich-technischen Berufsfeldern. Das Akronym MINT steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik und wird als zusammenfassende Bezeichnung für diese Bereiche verwendet. Der Anteil von Berufsanfängerinnen im MINT-Bereich liegt in Deutschland bei 28 Prozent und damit unter dem Durchschnitt des OECD Ländervergleichs von 30 Prozent. Im Gegensatz dazu verzeichnen Länder wie Indien, das Vereinigte Königreich, Polen, Island und Portugal einen Frauenanteil von über 35 Prozent im MINT-Bereich.

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Gender Erklärung

1 Einleitung
1.1 Ziel der Arbeit
1.2 Struktur der Arbeit

2 Grundlagen
2.1 Schülerinnen in MINT-Fächern
2.2 Digitales Lernen
2.2.1 Avatare und Agenten
2.2.2 Marktanalyse für MINT-Apps
2.2.3 MINTcoach
2.3 Intrinsische und extrinsische Motivation
2.3.1 Flow-Prinzip
2.3.2 Spiel und Arbeit
2.4 Gamification
2.4.1 Definition
2.4.2 MDA-Rahmenmodell
2.4.3 Gamification und Serious Games
2.4.4 Kritik an Gamification

3 Analyse
3.1 Zielgruppenanalyse
3.2 Definition des Vorhabens
3.3 Anfoderungsanalyse
3.3.1 Design-Anforderungen
3.3.2 Funktionale Anforderungen
3.3.3 Nicht-funktionale Anforderungen

4 Konzeption und Visualisierung
4.1 Modifikationen
4.2 Konzepte zur Handlungserweiterung
4.2.1 Spielkonzeption
4.2.2 Einsatz von Animationen und Bildern
4.3 Layoutkonzeption
4.3.1 ‚Punkte‘-Seite
4.3.2 Shop-Seite
4.3.3 Anpassungen
4.4 Punkte
4.4.1 Punktekonzept
4.4.2 Punktesysteme
4.4.3 Anwendung auf den Shop
4.5 Level
4.5.1 Levelkonzept
4.5.2 Anwendungsbeispiel
4.6 Errungenschaften
4.7 Feedback

5 Implementierung und Evaluation
5.1 Usability-Tests
5.2 Testfälle

6 Schluss
6.1 Zusammenfassung
6.2 Ausblick

Anhang

Literatur

Abbildungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Nutzungszahlen der MINTcoach-App

Abbildung 2: MDA-Rahmenmodell

Abbildung 3: Änderungen an dem ursprünglichen Avatar Design

Abbildung 4: Überarbeitung des Campusplans

Abbildung 5: Visuelles Konzept für das Blätterund Raketenspiel

Abbildung 6: Layoutkonzept der ‚Punkte’-Seite

Abbildung 7: Shop-Hauptseite und Navigation zu den Unterseiten

Abbildung 8: Die drei visuellen Stadien der Freischaltung

Abbildung 9: Layoutkonzept der ‚Spiele‘-Seite

Abbildung 10: Visualisierungen der Trophäen

Abbildung 11: MINT-Outfits für weibliche Avatare

Abbildung 12: Auszug aus den Fragebogenergebnissen

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Auflistung der Design-Anforderungen

Tabelle 2: Auflistung der funktionalen Anforderungen

Tabelle 3: Auflistung der nicht-funktionalen Anforderungen

Tabelle 4: Neues Punktekonzept für den MINTcoach

Tabelle 5: Punkteverteilung

Tabelle 6: Abstufung für MINT-Trophäen

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Gender Erklärung

In dieser Arbeit wird eine Sprache gewählt, die Frauen, Männer und andere Geschlechteridentitäten gleichermaßen berücksichtigen soll. Hierzu werden beide Geschlechter genannt oder geschlechtsneutrale Formulierungen gewählt. Sobald im Kontext dieser Arbeit auf ein bestimmtes Geschlecht Bezug genommen werden muss, wird dieses konkret benannt.

1 Einleitung

Obwohl der Frauenanteil in einigen MINT-Studienfächern und Berufen in den letzten Jahren gestiegen ist, bilden Frauen immer noch die Minderheit in naturwissenschaftlichtechnischen Berufsfeldern. Das Akronym MINT steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik und wird als zusammenfassende Bezeichnung für diese Bereiche verwendet. Der Anteil von Berufsanfängerinnen im MINT-Bereich liegt in Deutschland bei 28 Prozent und damit unter dem Durchschnitt des OECD Ländervergleichs von 30 Prozent. Im Gegensatz dazu verzeichnen Länder wie Indien, das Vereinigte Königreich, Polen, Island und Portugal einen Frauenanteil von über 35 Prozent im MINT-Bereich.¹ Diese Ergebnisse verdeutlichen den Aufholbedarf für das deutsche Bildungssystem. Gegenwärtig bietet der MINT-Arbeitsmarkt sehr gute Arbeitsbedingungen gekennzeichnet durch überdurchschnittlich hohe Einkommen, gute Chancen für Bildungsaufstiege und sichere Arbeitsplätze.² Daneben sind die Wirtschaftszweige und Unternehmen in einer Volkswirtschaft von MINT-Fachkräften abhängig.

Die geringe Anzahl an Frauen mache sich schon während der Schulfach-, Ausbildungsfachund Studienfachwahl bemerkbar: „Mädchen meiden den MINT-Bereich und das hat eine entsprechende horizontale Arbeitsmarktsegregation und eine Verschärfung des Arbeitskräftemangels in den entsprechenden Berufen zur Folge.“³ Welche Faktoren dazu führen, dass Frauen in MINT-Berufen unterrepräsentiert sind, werden unter anderem in dieser Arbeit ermittelt.

Um den Frauenanteil im MINT-Bereich langfristig zu erhöhen, werden beispielsweise vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in Deutschland innerhalb der Förderlinie "Erfolg mit MINT Neue Chancen für Frauen" unterschiedliche Projektideen gefördert. Diese Projekte richten sich an verschiedene Zielgruppen wie Schülerinnen, Studentinnen oder MINT-Berufstätige und umfassen Workshops, digitale Informationsplattformen oder mobile App-Anwendungen. Die MINTcoach-App ist eines dieser geförderten Projekte und wird im Schulkontext angewendet, um die Interessen und Fähigkeiten von Schülerinnen in den naturwissenschaftlich-technischen Anwendungsgebieten aufzubauen.

1.1 Ziel der Arbeit

Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung von Konzepten und Inhalten für die MINTcoach-App, die dazu beitragen, dass einerseits die Bindung zur App gestärkt und andererseits das Interesse für MINT-Themen insbesondere das von Schülerinnen gefördert wird. Die neuen Inhaltselemente sollen auf dem bestehenden Konzept der MINTcoachApp aufbauen und dieses ergänzen und erweitern.

Mit einer Zielgruppenanalyse werden verschiedene Lebensbereiche von Schülerinnen untersucht, um Aufschluss über mediale und freizeitliche Interessen sowie über das soziale Umfeld zu erhalten. Außerdem sollen verschiedene Motivationsanreize in virtuellen Spielumgebungen ermittelt werden. Hierzu werden, in Anlehnung an den Gamification-Ansatz und Ansätze des digitalen Lernens, Spielmechaniken und Spieldynamiken ausfindig gemacht, die dazu geeignet sind, Schülerinnen an MINT-Themen heranführen zu können. Dazu sollen unter anderem die Charakteristika des Gamification-Ansatzes analysiert und im praktischen Teil dieser Arbeit angewendet werden.

Über die neuen Konzepte soll der Zugang zu weiter reichenden Lernerfahrungen erleichtert werden, indem mit Belohnungskonzepten der Spaß an der Anwendung geweckt und die Adhärenz gesteigert wird. Die Zielsetzung ist einerseits eine positive Einstellung zum MINT-Bereich zu erzeugen und andererseits eine Zunahme der Nutzungsaktivitäten innerhalb der MINTcoach-App zu fördern. Mit einer anschließenden Evaluation sollen die bereits implementierten und testbaren Inhalte auf ihre Bedienfreundlichkeit geprüft werden.

1.2 Struktur der Arbeit

Zu Beginn sollen in Kapitel 2 die für diese Arbeit relevanten theoretischen Grundlagen erläutert werden. In diesem Rahmen wird zunächst die Situation der Schülerinnen in den MINT-Fächern aus psychologischer, sozialwissenschaftlicher und pädagogischer Sicht interdisziplinär analysiert. Darauf folgt die Darstellung von Ansätzen des digitalen Lernens und dem diesbezüglichen Einsatz von Avataren und Agenten. Innerhalb einer Marktanalyse für MINT-Apps sollen drei ausgewählte Anwendungen mit MINT-Bezug untersucht werden, um in einem nächsten Schritt den Vergleich zum MINTcoach zu ziehen und detaillierter vorzustellen. Das anschließende Kapitel befasst sich mit der intrinsischen und extrinsischen Motivation und darunter mit der Flow-Erfahrung sowie deren Rolle in Spiel und Arbeit. Daran anknüpfend werden in dem Kapitel zu Gamification verschiedene Definitionen von Gamification diskutiert und das MDARahmenmodell vorgestellt, welches verschiedene Elemente dieser Ansätze aufgreift. Neben einer Abgrenzung zu den verwandten Serious Games sollen Kernelemente herausgestellt, Kritikpunkte erkannt und abschließend Handlungsempfehlungen bezüglich des Einsatzes von Gamification gegeben werden.

Aufbauend auf den Grundlagen können in Kapitel 3 Anforderungen an die Inhalte der Anwendung identifiziert werden. Hierzu sollen zunächst eine Zielgruppenanalyse und eine Schilderung des Vorhabens erfolgen. Die Anforderungen sollen verschiedene Bereiche abdecken und werden in diesem Zusammenhang in drei Arten klassifiziert: Designanforderungen, funktionale und nicht funktionale Anforderungen.

Mit dem Abschluss des Analyse-Teils folgt Kapitel 4 mit Umsetzungsideen zur Konzeption und Visualisierung. Bezüglich verschiedener Elemente des bestehenden AppDesigns wurden Modifikationen durchgeführt, welche visuell dargestellt und erläutert werden sollen. Daraufhin erfolgt die Beschreibung von Elementen zur Handlungserweiterung der MINTcoach-App, welche unter anderem Spielkonzeptionen und den Einsatz von Animationen und Bildern umfassen. Das Unterkapitel zum Layout beinhaltet die Layout-Konzeptionen für den Shop, die ‚Punkte‘-Seite und den diesbezüglichen Layout-Anpassungen im MINTcoach. Im Anschluss daran werden Punkte, Level und Errungenschaften als Gamification-Konzepte auf den MINTcoach angewendet. Zuletzt werden verschiedene konzeptionelle Formen von Feedback betrachtet. Hier werden auch Vorschläge für den Abschluss der App angeführt.

In Kapitel 5 zur Implementierung und Evaluation sollen die Konzeptumsetzungen mithilfe von Nutzertests auf Basis der Benutzerfreundlichkeit und Funktionalität bewertet werden. Es erfolgt eine Beschreibung der wichtigsten Änderungsund Verbesserungsvorschläge, welche aus den Tests hervorgehen.

Das letzte Kapitel 6 fasst die im Laufe dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse zusammen. Darüber hinaus wird ein Ausblick mit möglichen offenen Punkten und weiteren sinnvollen Ideen für die Optimierung der App aufgezeigt.

2 Grundlagen

Innerhalb dieses Kapitels werden die Grundlagen zu den in dieser Arbeit relevanten Themenbereichen und Ansätzen näher betrachtet, welche für den weiteren Verlauf von Nutzen sein sollen. Hierzu zählen potenzielle Gründe für den geringen Anteil der Frauen im MINT-Bereich sowie Konzepte digitalen Lernens. In diesem Zusammenhang werden Grundlagen zur Motivation erarbeitet. Zudem wird der Gamification-Ansatz untersucht und seine typischen Elemente sowie Zielansätze herausgestellt.

2.1 Schülerinnen in MINT-Fächern

Obwohl es keine nachweislichen Begabungsunterschiede zwischen Mädchen und Jungen in naturwissenschaftlich-technischen Themengebieten gibt, verzeichnet der MINTBereich eine vergleichsweise geringe Anzahl von Frauen in den entsprechenden Studienfächern und Berufen.⁴ Dabei ist die Förderung qualifizierter Arbeitskräfte ein Grundanliegen der Wirtschaft:

„Die MINT-Kompetenzen werden nicht nur als entscheidend für die Entwicklung von Innovationen für künftige Generationen angesehen, der Arbeitsmarkt weist ebenfalls deutlich auf die Bedeutung naturwissenschaftsbezogener Kompetenzen hin, die über naturwissenschaftliche Tätigkeiten hinausgehen.“⁵

In diesem Kapitel sollen potenzielle Faktoren untersucht werden, die dazu beitragen, dass Frauen im MINT-Bereich unterrepräsentiert sind. Hierzu soll das Augenmerk besonders auf den Schulaspekt gerichtet werden. Dazu werden gesellschaftliche Stereotypen im schulischen und beruflichen Kontext, die Interessenslage von Schülerinnen und der Einfluss von Lehrpersonen im Rahmen von Studienergebnissen diskutiert. Abschließend werden die in Betracht zu ziehenden pädagogischen Maßnahmen dargestellt.

Für Schulkinder spielen unterschiedliche Einflüsse während der Entwicklung ihrer schulischen Laufbahn und bezüglich ihrer späteren Berufswahl eine Rolle. Laut dem Autor Bandura können Eltern, gleichaltrige Schulkinder (Peergroup) sowie Lehrer unterschiedliche Wirkungen im Hinblick auf die berufliche Orientierung erzielen.⁶ Die Vermittlung von stereotypisierten Fächern oder Berufsfeldern kann eine entscheidende Einflussnahme auf den Verlauf der Berufsentscheidung nehmen. Statistische Befunde unterstützen die Theorie einer gesellschaftlich verbreiteten stereotypischen Teilung in weibliche und männliche Fächer sowie Berufsfelder.⁷ Mädchen sollen demnach mehr Selbstvertrauen in weiblich typisierten Domänen wie Sprachen nachweisen als in männlich typisierten Domänen.⁸ Laut Ziegler et al. kann die selbstbezogene Kognition, welche die Repräsentation des eigenen Selbst beschreibt, diesbezüglich eine Rolle spielen: „Es wird davon ausgegangen, dass Mädchen in den MINT-Fächern ihre eigenen Fähigkeiten und Handlungsmöglichkeiten unterschätzen.“⁹ Dieses habe einen Effekt auf die als männlich klassifizierten Bereiche wie die Naturwissenschaft und Technik. Zwar verzeichnen nicht alle MINT-Bereiche einen Frauenmangel, doch lässt sich eine Tendenz beobachten. Laut einer Erhebung des statistischen Bundesamtes für das Wintersemester 2015/2016 in Deutschland liegt der Anteil der Studentinnen in Biologie bei 60 Prozent. Die Mathematik hat einen Frauenanteil von fast 50 Prozent und die Chemie von 40 Prozent. Die Fächer Physik und Informatik verzeichnen einen geringeren Frauenanteil mit 25 und 17 Prozent.¹⁰

Als weiteren Faktor für den geringen Frauenanteil in MINT-Berufen kann die unterschiedliche Interessenslage von Schülerinnen und Schülern benannt werden. Die Autoren Holstermann und Bögeholz untersuchen hierzu in ihrer Studie die Interessen von 15-jährigen Schulkindern im internationalen Vergleich in Bezug auf MINT-Themen. Jungen interessieren sich demnach mehr für Forschungsinhalte, gefährliche Anwendungen und naturwissenschaftliche Fächer wie Physik und Technik. Mädchen begeistern sich stärker als Jungen für kontextuelle, instrumentelle oder auch persönliche Aspekte innerhalb der MINT-Fächer. Beispielsweise interessierten sich Mädchen vorwiegend für humanbiologische Themen im MINT-Bereich. Dazu zählen laut Holstermann und Bögeholz: Krankheiten und Epidemien, Körperfunktionen und Fortpflanzung, Körperbewusstsein sowie Schädigung des Körpers. Aber auch Themen wie Naturereignisse oder das Weltall wurden in ihrer Studie positiv bewertet.¹¹ Dieses habe den Hintergrund, dass die Schülerinnen ein Interesse für Phänomene oder Mysterien hegen. Die Interessenslagen vieler Schülerinnen seien im naturwissenschaftlichen Unterricht jedoch nicht immer ausreichend vertreten, was darin begründet sei, dass die Aufgaben in den Fächern häufig wenig Bezug zu ihren Interessensbereichen haben. Die Neugier könne aber in diesen Bereichen durch Einbeziehung der für sie relevanten Themen geweckt werden. Daher seien keine kognitiven Faktoren, sondern fehlende Motivationsfaktoren für ein geringes Interessensaufkommen in den Fächern verantwortlich.¹²

Die Autoren Aeschlimann et al. befragten in einer Studie junge Frauen, die sich in einer dualen MINT-bezogenen Ausbildung befinden, wie sie retrospektiv ihren Unterricht in der Sekundarstufe I¹³ beurteilen. Ihre Untersuchung lässt darauf schließen, dass der mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht von den Frauen dann als effektiv und positiv für die Berufswahl empfunden wurde, wenn vermittlungskompetente Lehrpersonen eine individuelle Förderung ermöglichten. Außerdem wurde ein Unterricht mit Alltagsbezug und Phänomen-Charakter als hilfreich beurteilt. Der Phänomen-Charakter beschreibt praktische Probleme aus dem Alltag oder Naturphänomene. Daneben sollte eine Aufklärung über die verschiedenen MINT-Berufsfelder im Unterrichtskontext erfolgen.¹⁴ Für die Lehrpersonen werden die Attribute Sympathie und Vertrauenswürdigkeit besonders hervorgehoben, damit eine gute Beziehung zu der Lehrperson entstehen kann. Ein gutes Verhältnis zur Lehrperson soll für den Interessensaufbau förderlich sein.

In der Befragung wurde weitestgehend ausgeschlossen, dass das Geschlecht einer Lehrperson eine Auswirkung auf die Motivation und Leistung der Schülerinnen habe. Demnach brauche es nicht zwingend weibliche Vorbilder in naturwissenschaftlichtechnischen Fächern, um die Leistungsbereitschaft zu fördern, solange die Lehrperson kompetent die Unterrichtsinhalte vermitteln könne. Unter den weiteren Voraussetzungen, dass die Lehrperson die Schulkinder gleichbehandle und ein gutes Verhältnis zu ihnen habe, kann das Geschlecht als hintergründig betrachtet werden.¹⁵ Aeschliman et al. bilden auf Grundlage ihrer Ergebnisse vier Kriterien für den naturwissenschaftlichtechnischen Schulunterricht, die eine motivationsförderliche Wirkung auf die Schülerinnen haben sollten:

- Eine Orientierung über Berufsmöglichkeiten in naturwissenschaftlichtechnischen Fächern kann unterstützend dazu beitragen, dass es mehr Frauen in diesen Berufsfeldern gibt.
- Der Alltagsund Phänomenbezug des naturwissenschaftlich-technischen Unterrichts kann durch inhaltlich angepasste Aufgaben das Interesse der Schülerinnen wecken.
- Eine Verstehensorientierung des Unterrichts soll bewirken, dass die Lehrpersonen ausreichend Zeit für die Aufgaben und deren Besprechung einteilen und sich mit den Problemen der Schulkinder auseinandersetzen.
- Schließlich soll eine individuelle Förderung zur Verbesserung der Leistung und zur Steigerung der Motivation der Schulkinder dienlich sein.¹⁶

Die Autoren weisen darauf hin, dass in den pädagogischen Maßnahmen im MINTBereich die Interessen der Mädchen zwar stärker vertreten sein müssen, gleichzeitig dürften die Interessen der Jungen nicht vernachlässigt werden. So könne die Motivation für den MINT-Bereich hergestellt und auf Engpässe in den MINT-Bereichen reagiert werden.¹⁷

2.2 Digitales Lernen

„Digitale Medien in der Bildung bieten die Möglichkeit der multimedialen, interaktiven, vernetzten und interdisziplinären Darstellung von Inhalten.“¹⁸

In der heutigen Informationsgesellschaft gibt es verschiedene Konzepte des digitalen Lernens, welche auf Grund ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten auch immer häufiger Einzug in Forschungsdiskussionen finden. Im Forschungskontext sind unter anderem die Auswirkungen von Lernanwendungen auf die jeweiligen Zielgruppen von Relevanz. Darüber hinaus werden die Potentiale für den Wissenserwerb untersucht, um die Stärken und Schwächen von Lernanwendungen einschätzen zu können. Auch im Schulkontext gewinnen Lernanwendungen immer mehr an Bedeutung, indem sie dort für die Wissensvermittlung eingesetzt werden.¹⁹

Eine Form digitalen Lernens stellt das E-Learning dar, welches den Einsatz digitaler Medien zur Wissensgenerierung beschreibt. Dabei sind die Inhalte von E-Learning Inhalten nicht immer motivierend gestaltet, sodass viele Lerneinheiten hohe Abbruchquoten mit sich ziehen.²⁰ Eine Kategorie, die sich dem E-Learning unterordnen lässt und mit motivierenden Anreizen aus der Spielbranche arbeitet, nennt sich Digital Gamebased Learning (DGBL). Mit der Einbeziehung von digitalen Spielelementen soll das DGBL dazu dienen, das Lernverhalten spielerisch zu fördern und ein lebenslanges Lernen zu unterstützen.

Prensky, der den Begriff mit seinem gleichnamigen Buch geprägt hat, definiert DGBL weiter als:

„ [Digital Game-Based Learning] is precisely about fun and engagement, and the coming together of and serious learning and interactive entertainment into a newly emerging and highly exciting medium — Digital Learning Games.”²¹

Prensky weist darauf hin, dass durch den digitalen Wandel eine Veränderung im Lernverhalten hervorgerufen wurde, das sich weiter fortziehen wird. Aus seiner Sicht ist es erforderlich, dass neue Lernmethoden entwickelt werden müssen, welche die Möglichkeiten des digitalen Fortschritts mit einbeziehen.²² Ob das digitale Lernen neben den Vorzügen wie der zeitlichen und örtlichen Flexibilität jedoch einen Lernvorteil gegenüber den traditionellen Medien wie Büchern bietet, ist bislang nicht nachgewiesen worden.²³

Der Einsatz digitaler Lernumgebungen zur Förderung von Bildungsprozessen wird in der Gesellschaft bisher ambivalent bewertet. Einerseits werde erhofft, dass digitale Spiele eine Revolution in der Bildung mit sich bringen, andererseits gebe es generelle Bedenken bezüglich des Suchtpotenzials von Spielen. Eine potenzielle Gefahr wird im übermäßigen Spielkonsum gesehen, sodass andere wichtigere Lebensbereiche vernachlässigt würden.²⁴ Nicht nur der gehäufte Einsatz von digitalen Anwendungen im Schulalltag, sondern auch der voranschreitende Wechsel von analogen zu digitalen Medienerfordern gewisse Vorkehrungen und Kompetenzen. In diesem Zusammenhang können Eltern und Lehrpersonen Schlüsselrollen in der Vermittlung von Medienkompetenz einnehmen. Dazu sollten sie ausreichend über den Medieneinsatz informiert und über mögliche negative Folgen ausreichend aufgeklärt sein.²⁵ Ähnlich sieht dies die Autorin Schön, die eine aufgeschlossene Haltung zu einem frühzeitigen und lernbasierten Medieneinsatz einnimmt:

„Lernen mit und durch digitale Möglichkeiten, das geht spielerisch und fast von selbst. Doch dazu bedarf es nicht nur der kindgerechten Hardund Software. Elementar sind die richtige Anwendung und der sinnund maßvolle Einsatz im Alltag. Dazu braucht es Kompetenzen derjenigen, die die Lernbegleiter der Kinder sind.“²⁶

Um verschiedene Elemente zur Gestaltung von digitalen Lernumgebungen herauszustellen, werden im Folgenden die grafischen Charakterdarstellungen der Avatare und Agenten vorgestellt und ihre Rolle hinsichtlich lernbasierter Umgebungen ermittelt. Außerdem wird eine Marktanalyse für Lernanwendungen im MINT-Bereich durchgeführt, um eine Übersicht über verschiedene Methoden zur Wissensvermittlung zu erhalten. Zuletzt sollen der Zweck und die Funktionen der MINTcoach-App ausführlicher dargestellt werden, um einen Bezug zu den Kapiteln des praktischen Teils herstellen zu können.

2.2.1 Avatare und Agenten

Sowohl Avatare als auch Agenten beschreiben grafische Darstellungen und virtuelle Präsentationen von Charakteren innerhalb einer virtuellen Umgebung und werden gerade auch im Kontext von Lernanwendungen eingesetzt. Trotz einiger Gemeinsamkeiten zwischen Avataren und Agenten sind die Charakterdarstellungen hinsichtlich ihrer Verwendung voneinander abzugrenzen.

Avatare werden dazu eingesetzt, um Personen, welche eine Anwendung nutzen, zu repräsentieren, sodass eine Identifikation mit der virtuellen Umgebung stattfinden kann. Die Identifikation ist in virtuellen Welten von Bedeutung, da so eine emotionale Verbundenheit und ein persönlicher Bezug zu dem Spiel erzeugt werden können. Überdies fördern die individuellen Gestaltungsmöglichkeiten dieser virtuellen Bezugscharaktere die Selbstwahrnehmung innerhalb des Spiels und der virtuellen Lernumgebung. Die Aufgaben und Probleme der Avatare treten durch die personalisierten Veränderungen näher an die Anwendenden heran. Laut Baylor können Avatare einen beachtlichen Einfluss auf das Verhalten in der virtuellen und der realen Welt haben.²⁷

Bei der Gestaltung eines Avatars besteht die Möglichkeit sich an dem eigenen Selbstbild zu orientieren oder der Kreativität freien Lauf zu lassen. Dabei gibt es grundlegende Diskussionen darüber, ob Avatare, welche einem angestrebten Selbstbildnis ähneln, Vorteile gegenüber realitätsnahen Kreationen haben oder andersherum. Yee und Bailenson gehen dazu in ihrer Studie der Frage nach, inwiefern die Darstellung eines angestrebten Selbst zu einer Verhaltensänderung führen kann. Dazu erhielt eine Gruppe von Teilnehmern innerhalb einer virtuellen Umgebung einen als attraktiv bewerteten Avatar und eine andere Gruppe einen unattraktiven Avatar. Die Teilnehmer mit einem attraktiven Avatar zeigten in weniger als einer Minute, nachdem ihnen ihr zugeteilter Avatar präsentiert wurde, eine erhöhte Kontaktbereitschaft. Dieses zeichnete sich durch eine geringere körperliche Distanz zu anderen Avataren und einer Offenheit bezüglich der Weitergabe von privaten Informationen aus. Im Vergleich dazu verhielten sich die Teilnehmer mit unattraktiven Avataren sowohl im Hinblick auf die körperliche Distanz als auch bezüglich des Preisgebens von Informationen zurückhaltender. Daraus kann geschlussfolgert werden, dass Avatare eine wichtige Funktion im Zusammenhang mit dem subjektiv wahrgenommenen Selbstund Sicherheitsgefühl in virtuellen Welten einnehmen.²⁸

Im Gegensatz zu Avataren werden virtuelle Agenten, auch als Cyber-Mentoren betitelt, in virtuellen Lernumgebungen häufig als pädagogische Tutoren eingesetzt. Diese sollen spezifisches kontextbezogenes Wissen vermitteln. Nass et al. weisen darauf hin, dass virtuelle Agenten in einem Lernumfeld wie reale Menschenvorbilder agieren können. Ein Agent kann demgemäß das Verhalten nachhaltig beeinflussen und eine wichtige Rolle als Bezugsperson einnehmen. Seine ständige Erreichbarkeit hat zudem einen Vorteil gegenüber realen Tutoren, da für die flexible Interaktion meist lediglich ein elektronisches Endgerät nötig ist. ²⁹

Ein virtueller Agent sollte für jede Anwendung und dementsprechend für jede Zielgruppe individuell angepasst werden, damit er als Vorbild für die jeweilige Spielherausforderung auftritt und eine Identifikation mit ihm möglich ist. Die gewählte visuelle Gestaltung der Agenten spielt dabei eine Rolle bezüglich des Wirkungssprektrums: “Importantly, the visual presence and appearance of such agents can have a major impact on motivation and affect regardless of the underlying technical sophistication.”³⁰ Nass et al. machen darauf aufmerksam, dass Agenten nicht unbedingt fotorealistisch dargestellt werden müssen. Auch einfache grafische Realisierungen reichten aus, um kurzerhand Reaktionen bei der Nutzerschaft hervorzurufen.³¹ Alter, Status, Attraktivität und Glaubwürdigkeit seien Schlüsseleigenschaften, die ein virtueller Agent erfüllen müsse.³²

Die Interaktion mit dem virtuellen Tutor sollte sich zudem möglichst real anfühlen, sodass die Nutzerinnen und Nutzer das Gefühl haben, sie unterhielten sich mit einer anderen Person.³³ Dieses ist insofern förderlich, um eine Bindung zur virtuellen Welt zu erzeugen. In einer Studie von Baylor und Rosenberg-Kima wird ersichtlich, dass Agenten einen Beitrag zur Milderung von Online Frustration leisten können. Sie haben mithilfe von 30 Studierenden das Verhalten bei einer auftretenden Error-Nachricht untersucht, die nicht verschoben oder geschlossen werden konnte. Es wurden in Folge dieses frustrierenden Ereignisses Nachrichten in zwei verschiedenen Formen versendet. Zum einen wurde ein Agent eingesetzt, der die Studierenden über den Fehler benachrichtigt hat. Zum anderen wurden Nachrichten in einfacher Text-Box-Form an die Studierenden versendet, um zu testen, wie die Studierenden auf die beiden Nachrichtenformen reagieren. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Nachrichten, die von dem Agenten ausgegangen sind, signifikant effektiver die Teilnehmenden beruhigt haben als die Nachrichten der Text-Box.³⁴

In diesem Zusammenhang wird deutlich, dass sowohl Avatare als auch Agenten einen positiven Einfluss auf das Erleben von virtuellen Lernumgebungen haben können, sofern eine Identifikation erfolgen und damit ein Interesse an den Lerninhalten aufgebaut werden kann.

2.2.2 Marktanalyse für MINT-Apps

Der Google Playstore wurde systematisch nach Apps mit MINT Bezug durchsucht, welche zudem eine möglichst große Ähnlichkeit zur MINTcoach-App aufweisen sollten. Zentrale Suchkriterien bildeten die Vermittlung von MINT-Wissen, die Einbeziehung von Avataren und Agenten sowie die Einbindung von Belohnungssystemen. Insgesamt wurden drei Apps aus dem Google Playstore identifiziert, die den Suchkriterien entsprachen und auch hinsichtlich des praktischen Teils dieser Arbeit geeignet erschienen. Auf Basis dieser Zusammenstellung sollen einige sinnvolle und nützliche Eigenschaften in den Inhalten für die MINTcoach-App Verwendung finden. Nachfolgend werden die deutsche Anwendung Lingo-Mint-Mobil, die arabische Produktion Stem Buddies EN und die australische Produktion Stem Explorer vorgestellt. Das englische Akronym Stem steht für Science, Technology, Engineering und Mathematics und ist vergleichbar mit dem deutschen Akronym MINT.

Mit der Anwendung Lingo-Mint-Mobil ³⁵ soll neben der deutschen Sprache gleichzeitig die MINT-Kompetenz gefördert werden. In der App für Kinder im Alter von 10 bis 16 Jahren werden Fragen mit MINT-Bezug in unterschiedlichen Schwierigkeitsstufen gestellt. Ein kompetitiver Quiz-Modus ermöglicht es den Kindern, gegen bekannte oder unbekannte Gegner zu spielen. Es werden die gewonnen Spiele und die Anzahl der richtigen Fragen gezählt und in der eigenen Statistik sowie in einer Bestenliste aufgeführt. Zudem erhält jedes Kind einen Avatar und einen selbstgewählten Namen, um von den anderen Kindern unterschieden werden zu können. Der Avatar wird in der Bestenliste dargestellt und kann von den Kindern durch ein beliebiges Bild ersetzt werden. Die anderen teilnehmenden Kinder sehen den Avatar und den selbst gewählten Namen. Die einfache und übersichtliche Bedienung des Lingo-Mint-Mobils begünstigt das Spielerlebnis. Zur Repräsentation der Leistung werden in einer Übungssektion verschiedene Icons und Kommentare eingesetzt, die das Kind über seine Performance informieren. Dabei sind die Kommentare auch bei niedrigen Ergebnissen stets motivierend.

Die Anwendung Stem Buddies EN ³⁶ wurde für Kinder im Alter von vier bis neun Jahren entwickelt und behandelt ebenfalls verschiedene MINT-Themenbereiche. Hierbei hören die Kinder sich in jeder Lektion eine Geschichte an, die von vier fiktiven Charakteren der Anwendung und ihren Erlebnissen handelt, den „STEM Buddies“. Im Anschluss werden Fragen zu der Geschichte beantwortet. Dabei gibt es in zeitlichen Intervallen neue Geschichten, sodass die Kinder auf die nächste Geschichte erst warten müssen. In der Zwischenzeit kann die letzte Geschichte jedoch nachgehört und die Fragen erneut beantwortet werden. Für jede richtige Antwort wird das Kind mit einem Stern belohnt, der direkt nach der Beantwortung angezeigt wird. Am Ende jedes Kapitels gibt es personalisierte Zertifikate für die Kinder mit der Gesamtzahl der erspielten Sterne und einer namentlichen Auszeichnung, welche heruntergeladen werden können. Außerdem ist es möglich die Charaktere anzumalen und die Bilder anschließend zu speichern. Dadurch wird eine Bindung zu der Geschichte geschaffen, die den Kindern zusätzlich kreativen Spielraum bietet.

Die Stem Explorer ³⁷ Anwendung richtet sich an Kinder im Alter von fünf bis neun Jahren und wird im schulischen Kontext angewendet. Mittels kleiner Spiele sollen den Kindern die MINT-Themen nähergebracht werden. Dabei wird im gesamten Spiel ein größeres Ziel verfolgt: Die abgestürzte Rakete eines Aliens zu reparieren, damit er den Planeten wieder verlassen kann. Die Teile für die Rakete befinden sich in einem Shop, welche von den Kindern mit erspielten Goldtalern erstanden werden können. In den Spielen können die Kinder die Goldtaler sammeln. Die Leitfiguren der Anwendung stellen ein Mädchen, ein Junge und ein Alien dar, die während des Lernprozesses immer wieder auftauchen. Dabei sollen sowohl Mädchen als auch Jungen gleichermaßen mit der Anwendung angesprochen werden. Die virtuelle Umgebung ist abwechslungsreich gestaltet, indem unterschiedliche Hintergründe wie Dschungel, Tankstellen oder Dörfer eingesetzt werden. Die bunten Farben in den Minispielen sind zudem altersgerecht angepasst. Jedes Kind kann seinen eigenen Avatar erstellen, dieser wird allerdings nur bis zum Hals dargestellt und ist nur für die Kinder selbst sichtbar. Die Augen und Haare des Avatars sind individualisierbar, weitere Veränderungen können in dem Shop gegen die Goldtaler eingetauscht werden. Außerdem kann der Hintergrund des persönlichen Profils verändert werden. Das Feedback des Programms und die Schwierigkeit der Aufgaben werden mithilfe eines Machine Learning Algorithmus auf die Kinder individualisiert angepasst. Die Ergebnisse und das Verhalten der Kinder werden ebenfalls mithilfe des Algorithmus analysiert. Diese sind sowohl für die Eltern als auch für die Lehrer einsehbar.

2.2.3 MINTcoach

Der MINTcoach ist ein Verbundprojekt der Hochschule Trier, Umwelt Campus Birkenfeld sowie der Hochschule Niederrhein und steht für ‚Individuelle Intervention bei Schülerinnen zur Erkennung und Förderung von MINT-Begabungen‘ (MINTcoach). Das Projekt richtet sich vorwiegend an Schülerinnen im Alter von 11 bis 13 Jahren. Die App hat zum Ziel, die Fähigkeiten und das Interesse der Schülerinnen für den MINT-Bereich mit verschiedenen Motivationsanreizen frühzeitig zu fördern, um einen Anstieg des Frauenanteils in diesem Bereich zu begünstigen und Berufs-Stereotypen entgegenzuwirken. Zu diesem Zweck sollen Avatare, Aufgaben, Rätsel, Wettbewerbe und weitere spielerische Elemente dienlich sein. Gleichzeitig werden Ansätze mit Spielbezug und kooperative Arbeitsmethoden verfolgt und Workshops sowie Exkursionen durchgeführt.³⁸ Das Vorhaben wird wie folgt geschildert:

„Wir wollen das Interesse der Schülerinnen für MINT-Themen zu einem frühen Zeitpunkt fördern, indem wir in einem spielerischen Kontext über einen langen Zeitraum mathematische, naturwissenschaftliche und informationstechnische Aufgaben und Informationen anbieten. Durch Aufgaben im Rahmen einer spannenden Geschichte sollen Freude und Erfolg an MINT für Mädchen erlebbar werden.“³⁹

Die Übermittlung von Wissen erfolgt wie bei den Apps STEM Buddies EN und STEM Explorer im Kontext des Handlungsverlaufs. In dem gewählten Szenario geht es darum, dass die Schulkinder Teil eines Forschung Teams auf einem fiktiven Campus sind und von dort aus dabei helfen sollen, eine Weltraummission erfolgreich zu beenden. Die Geschichte ist in verschiedene Handlungsepisoden unterteilt. Diese umfassen Themen wie Nationalpark, Robotik, Epidemien, Wasser, erneuerbare Energien, Naturkatastrophen und den Rückkehrprozess der Weltraummission. Die Probleme auf dem Weg bis zur Rückkehr sollen sie mit der Expertise von virtuellen Agenten bewältigen. Die virtuellen Agenten stellen Frau Dr. Kühn in der Rolle als Forschungsleiterin, Melanie als Tutorin und Z.O.R.A als künstliche Intelligenz dar. Diese sind gleichzeitig die Bezugspersonen für die Schulkinder. Die implementierten Funktionen der MINTcoach-App belaufen sich auf einen Chat, einen Blog mit aktuellen Zusammenfassungen des Geschichtsfortschritts, einem Avatar-Editor, einer Bibliothek mit MINT-Themen, einer Campusdarstellung und den Einstellungen. In dem Avatar-Editor kann ein Avatar von einem Schulkind erstellt und verändert werden. Außerdem kann ein Schulkind sein Hintergrundbild personalisieren. In der Bibliothek befinden sich Bücher, die neben Denkaufgaben, interessanten Informationen zu verschiedenen Themenbereichen, auch die Möglichkeit bieten, über externe Links weitere Informationen zu erhalten.

Die Kommunikation zwischen Agenten und einem Schulkind, welches von seinem Avatar repräsentiert wird, erfolgt über den Chat. In diesem werden Informationen vermittelt und Fragen mit Antwortmöglichkeiten gestellt. Zusätzlich erlaubt der Chat den vorübergehenden Zugriff auf die Minispiele, welche von kurzweiliger Dauer sind. Der Chat bietet allerdings keine Möglichkeit mit anderen App-Nutzenden zu kommunizieren, da hierzu die Ressourcen für eine sichere Chatkommunikation wie einer Moderation unzureichend sind. Wenn die Fragen beantwortet oder ein Spiel abgeschlossen wurde, erhält das Schulkind ein Feedback von den Agenten, welches an das Feedback des Lingo-Mint-Mobils erinnert und meist positiv und motivierend gehalten ist. In manchen Fällen gibt es eine Wiederholungsmöglichkeit, damit die Schulkinder ihre Antworten überdenken oder ein Minispiel wiederholen können.

Die interne Statistik über die Entwicklung der Nutzungszahlen zeigt, dass die Aktivitäten innerhalb der App in den letzten Monaten rückläufig sind. Um ein Voranschreiten der sinkenden Nutzungszahlen zu verhindern, kann der Einsatz von Belohnungssystemen zielführend sein.

Monatliche Nutzungszahl Wöchentliche Nutzungszahl Tägliche Nutzungszahl

Abbildung 1: Nutzungszahlen der MINTcoach-App

Quelle: Internes MINTcoach-Dokument zur Erfassung der Nutzungszahlen

In den bereits vorgestellten MINT-Apps aus der Marktanalyse werden ebenfalls Belohnungssysteme eingesetzt, um Motivationsanreize für den Wissenserwerb im MINT-Bereich zu schaffen. Welche Formen von Belohnungen existieren, soll in dem Kapitel 2.4 zum Thema Gamification herausgearbeitet werden. Die an dieses Kapitel anknüpfenden Grundlagen zur Motivation sollen die Funktion von Belohnungen verdeutlichen und als Leitprinzipien für die Konzeptionsphase dienen.

2.3 Intrinsische und extrinsische Motivation

Das psychologische Konstrukt der Motivation beschreibt die Beweggründe für eine Person, einer bestimmten Tätigkeit nachzugehen. Die Autoren Ryan und Deci beschreiben Motivation wie folgt:

“To be motivated means to be moved to do something. A person who feels no impetus or inspiration to act is thus characterized as unmotivated, whereas someone who is energized or activated toward an end is considered motivated.”⁴⁰

Dabei gibt es verschiedene Arten und vielfältige Ausprägungen von Motivation, da Personen auf unterschiedliche Weisen motiviert werden können. Motivationsanreize können in diesem Zusammenhang förderlich sein, um bestimmte Verhaltensweisen auszuzeichnen. In der Arbeitswelt gibt es beispielsweise den Anreiz des Gehalts oder des sozialen Status und im Schulkontext sind es Notensysteme für die Leistungen der Schüler. Im Gegensatz dazu bedürfen Freizeitbeschäftigungen in der Regel keinen dieser besonderen Belohnungsanreize. Ryan und Deci heben hier den Begriff der Orientierung hervor, welcher die Einstellungen und Ziele von Personen zusammenfasst.⁴¹ Mit der Orientierung kann der Grund einer Aktion beschrieben werden. Dieses soll anhand eines Beispiels erläutert werden: Eine Person nimmt an einem Schwimmkurs teil, um ihre Schwimmfähigkeiten zu verbessern und weil sie daran Spaß hat. Eine andere Person arbeitet hingegen auf eine Schwimmwettkampftrophäe und ein höheres Ansehen im Schwimmteam hin.

Das Beispiel soll die Grundsätze von extrinsischer und intrinsischer Motivation verdeutlichen. Die extrinsische Motivation definiert den Anreiz durch externe Motivationsfaktoren wie Belohnungen in Form von Trophäen, Geld oder sozialen Status. Aber auch die Vermeidung von Bestrafungen fällt in die Kategorie der externen Motivation. In diesem Kontext steht das Ergebnis im Mittelpunkt und die Tätigkeit dient als Mittel zum Zweck.⁴² Die intrinsische Motivation hingegen beschreibt Reize von innen heraus, die beispielsweise bei einem Spiel oder einem Rätsel aktiviert werden können. Sobald eine Person Spaß oder eine Herausforderung empfindet kann die intrinsische Motivation geweckt werden. Das Ergebnis ist stark mit der Tätigkeit verknüpft.⁴³ Ryan und Deci sehen die Qualitäten intrinsischer Motivation auch in Bezug auf den schulischen Kontext: “Because intrinsic motivation results in high-quality learning and creativity, it is especially important to detail the factors and forces that engender versus undermine it.”⁴⁴

Allerdings sei es nicht immer einfach und möglich die intrinsische Motivation zu wecken, deshalb müsse im Schulund Arbeitskontext häufig auf extrinsische Motivationsfaktoren zurückgegriffen werden. Im frühen Kindesalter hingegen soll die intrinsische Motivation noch stärker vertreten sein als im voranschreitenden Erwachsenenalter. Die Gründe für die abnehmende intrinsische Motivation seien soziale Regelungen und gesellschaftliche Erwartungen, die erfüllt werden müssten. Im Schulalter nehme die intrinsische Motivation weiter ab, während die extrinsische Motivation zunähme, da eine wachsende Anzahl an Aufgaben übernommen würde, die nicht nur von intrinsischer Motivation zeugten.⁴⁵

Edelmann weist darauf hin, dass trotz Schwierigkeiten bei der Erzeugung von intrinsischer Motivation im Schulkontext, diese weiter gefördert werden müsse. Denn die externen Motivationsanreize, auch als positive und negative Verstärkungen bezeichnet, wirkten nur so lange, wie eine Belohnung oder eine Strafe vorgenommen würde. Dagegen könne die intrinsische Motivation weiterwirken, ohne von äußeren Einflüssen gestört zu werden. Daneben könne sie einen größeren und langwierigeren Effekt hervorrufen.⁴⁶

Eine ähnliche Haltung bezüglich externer Motivationsanreize nimmt der Autor Kohn in seinem Buch ‚Punished by Rewards‘ ein:

“The answer is that reinforcements do not generally alter the attitudes and emotional commintments that underlie our behaviors. They do not make deep, lasting changes because they are aimed at affecting only what we do.”⁴⁷

In den folgenden Unterkapiteln wird das Flow-Prinzip als eine Form motivierender Erfahrung definiert und der Spielbegriff in Abgrenzung des Arbeitsbegriffs erklärt und auf Lernanwendungen bezogen. Die Herausforderungen bei der Entwicklung eines geeigneten Gamification-Ansatzes unter Einbeziehung der in diesem Kapitel diskutierten Punkte werden in Kapitel 4.5 herausgearbeitet.

2.3.1 Flow-Prinzip

„Perhaps the clearest sign of flow is the experience of merging action and awareness.”⁴⁸

Wenn eine Person sich vollkommen auf ein Erlebnis einlässt, kann eine sogenannte Flow Erfahrung eintreten. Das Flow-Prinzip wurde in den siebziger Jahren von dem Psychologen Csíkszentmihályi vordergründig für Sportund Spielaktivitäten entwickelt. Csíkszentmihályi behauptet, dass es eine Umgebung geben soll, in welcher relativ leicht der ‚Flow‘ erfahren und in das eigene Leben integriert werden kann. Das Flow-Prinzip wird von ihm weiter definiert als:

“[A] unified flowing from one moment to the next, in which we feel in control of our actions, and in which there is little distinction between self and environment; between stimulus and response; or between past, present, and future.”⁴⁹

Aus dieser Definition lässt sich ableiten, dass jede Aktivität, die ein hohes Maß an Konzentration fordert und den Menschen dadurch von der realen Umgebung distanziert, mit dem Flow-Prinzip in Verbindung gebracht werden kann. Der Flow-Moment könne allerdings durch Reize von außen gestört werden, sodass dadurch das Bewusstsein der realen Welt wieder in den Vordergrund trete.⁵⁰ Kurz zusammengefasst beschreibt Flow einen vorübergehenden Wahrnehmungsverlust von Raum und Zeit bei hoher Konzentration während einer Aktivität. Csíkszentmihályi weist darauf hin, dass Flow auch seine gefährlichen Seiten haben könne, wenn Spiele beispielsweise exzessiv genutzt werden und sich um nichts anderes mehr gesorgt werde.⁵¹

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¹ Vgl. OECD (2017): Bildung auf einen Blick, S. 339.

² Vgl. Ebd., S. 78.

³ Quaiser-Pohl, Claudia; Endepohls-Ulpe, Martina (2010): Bildungsprozesse im MINT- Bereich: Partizipation, Leistung und geschlechtsspezifische Unterschiede eine Einführung, S. 7.

⁴ Vgl. Ziegler, Albert; Schirner, Sigrun; Schimke, Diana; Stoeger, Heidrun (2010): Systemische Mädchenförderung in MINT: Das Beispiel CyberMentor, S. IX-X.

⁵ OECD (2017): Bildung auf einen Blick, S. 78.

⁶ Vgl. Bandura, Albert (1999): Social cognitive theory: An agentic perspective, S. 16.

⁷ Vgl. Ertl, Bernhard; Luttenberger, Silke; Paechter, Manuela (2014): Stereotype als Einflussfaktoren auf die Motivation und die Einschätzung der eigenen Fähigkeiten bei Studentinnen in MINT-Fächern, S. 425.

⁸ Vgl. Eccles, Jacquelynne S.; Wigfield, Allan; Flanagan, Constance A.; Miller, Christy; Reuman, David A.; Yee, Doris (1989): Self-Concepts, Domain Values, and Self-Esteem: Relations and Changes at Early Adolescence, S. 290.

⁹ Ziegler et al. (2010): Systemische Mädchenförderung in MINT, S. IX-X.

¹⁰ Vgl. Statistisches Bundesamt (2016): Bildung und Kultur. Studierende an Hochschulen, S. 38.

¹¹ Vgl. Holstermann, Nina; Bögeholz, Susanne (2007): Interesse von Jungen und Mädchen an naturwissenschaftlichen Themen am Ende der Sekundarstufe I, S. 75.

¹² Vgl. Herzog, Walter (1996): Motivation und naturwissenschaftliche Bildung. Kriterien eines „mädchengerechten“ koedukativen Unterrichts, S. 85.

¹³ Die Sekundarstufe I umfasst in Deutschland die Schulstufen von der 5. bis zur 10. Klasse.

¹⁴ Vgl. Aeschlimann, Belinda; Herzog, Walter; Makarova, Elena (2015): Frauen in MINTBerufen: Retrospektive Wahrnehmung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts auf der Sekundarstufe I, S. 43f.

¹⁵ Vgl. Ebd., S. 46.

¹⁶ Vgl. Ebd., S. 40 f.

¹⁷ Vgl. Ebd., S. 39.

¹⁸ Wittpahl, Volker (2017): Digitalisierung, S. 67.

¹⁹ Vgl. Ebd.

²⁰ Vgl. Meier, Christoph; Seufert, Sabine (2003): Game-based Learning, Erfahrungen mit und Perspektiven für digitale Lernspiele in der betrieblichen Bildung, S. 2f.

²¹ Prensky, Marc (2001): Digital Game-Based Learning, S. 5.

²² Vgl. S. 7.

²³ Vgl. Ebd.

²⁴ Vgl. Schell, Jesse (2008): The Art of Game Design: A Book of Lenses, S. 442.

²⁵ Vgl. Scheich, Henning; Braun, Katharina (2008): Risiken und Nebenwirkungen: Der Einfluss visueller Medien auf die Entwicklung von Gehirn und Verhalten, S. 21.

²⁶ Schön, Nadine (2018): Lebenslanges LernenDigitale Bildung bedeutet gesellschaftliche Teilhabe, S. 421.

²⁷ Vgl. Baylor, Amy L. (2009): Promoting motivation with virtual agents and avatars: role of visual presence and appearance, S. 3564.

²⁸ Vgl. Yee, Nick; Bailenson, Jeremy N. (2009): The Proteus Effect. Implications of Transformed Digital Self-Representation on Online and Offline Behavior, S. 281.

²⁹ Vgl. Nass, Clifford; Steuer, Jonathan; Tauber, Ellen R. (1994): Computers are Social Actors, S. 77.

³⁰ Baylor (2009): Promoting motivation, S. 3559.

³¹ Vgl. Nass et al. (1994): Computers are Social Actors, S. 77.

³² Vgl. Baylor (2009): Promoting motivation, S. 3559.

³³ Vgl. Fox, Jesse; Ahn, Sun J. G.; Janssen, Joris H.; Yeykelis, Leo; Segovia, Kathryn Y.; Bailenson, Jeremy N. (2015): Avatars Versus Agents: A Meta-Analysis Quantifying the Effect of Agency on Social Infuence, S. 421.

³⁴ Vgl. Baylor, Amy L.; Rosenberg-Kima, Rinat B. (2006): Interface agents to alleviate online frustration, S. 35.

³⁵ Eduversum GmbH (2017): Lingo MINTmobil, Version 1.0.5, (Zugriff: 25.03.2019).

³⁶ Sindyan Educational Media (2018): STEM Buddies EN, Version 1.2.1, (Zugriff: 25.03.2019).

³⁷ Apptedude (2016): STEM Explorer, Version 2.1.24, (Zugriff: 25.03.2019).

³⁸ Vgl. Mintcoach.net: Projekthintergrund und-ziele, o.S.

³⁹ Oerke, Britta; Eigenstetter, Monika (2018): MINTcoach, Individuelle Intervention bei Schülerinnen zur Erkennung von MINT-Begabungen, Mädchen für MINT interessieren, S. 11.

⁴⁰ Ryan, Richard M.; Deci, Edward L. (2000): Intrinsic and Extrinsic Motivations: Classic Definitions and New Directions, S. 54.

⁴¹ Vgl. Ebd.

⁴² Vgl. Matallaoui, Amir; Hanner, Nicolai; Zarnekow, Rüdiger (2017): Introduction to Gamification: Foundation and Underlying Theories, S. 12.

⁴³ Vgl. Ebd.

⁴⁴ Ryan; Deci (2000): Intrinsic and Extrinsic Motivations, S. 55.

⁴⁵ Vgl. Ebd., S. 60.

⁴⁶ Vgl. Edelmann, Walter (2003): Intrinsische und extrinsische Motivation, S. 32.

⁴⁷ Kohn, Alfie (1999): Punished by Rewards, The Trouble with Gold Stars, Incentive Plans, A’s, Praise, and Other Bribes, S. 41.

⁴⁸ Csíkszentmihályi, Mihaly (1975): Play and intrinsic rewards, S. 44.

⁴⁹ Ebd., S. 43.

⁵⁰ Vgl. Ebd., S. 45.

⁵¹ Vgl. Csíkszentmihályi, Mihaly (2010): Flow der Weg zum Glück. Der Entdecker des FlowPrinzips erklärt seine Lebensphilosophie, S. 92.

• Université: University of Applied Sciences Trier; Environment - Campus
• Note: 1,7
• Auteur: Ramona Samson (Auteur)
• Année de publication: 2019
• Pages: 87
• N° de catalogue: V539234
• ISBN (ebook): 9783346139238
• ISBN (Livre): 9783346139245
• Langue: allemand
• mots-clé: MINT, Naturwissenschaften, Förderung, Gamification, Game Design, Badges, Level, App, MINT-App, Schülerinnen, Schülerinnen Förderung, Gleichberechtigung, App-Inhalte, Flow-Prinzip, Digitales Lernen, E-Learning, Serious Games, Avatare, Agenten, Intrinsische Motivation, Extrinsische Motivation, MDA-Rahmenmodell, Punktekonzept, Levelkonzept, Usability-Tests, MINTcoach, MINTcoach-App, Digitale Lehre, 6. und 7. Klasse, Schulkinder, Errungenschaften, Game Mechanics, Game Dynamics, Game Aesthetics, Gamification und Serious Games