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Algoria - Skizzenerkennung mit Tablet-PCs

Kurzbeschreibung

Entwicklung von Unterrichts-Software zur Skizzenerkennung von algorithmischen Datenstrukturen im Informatikunterricht.

Keywords

.Net(C#), WPF, Tablet-PC, Magic-Ink, Magic-Paper

Ziel

Der Ersatz der heutigen Laptops in den Schulzimmern und Vorlesungssälen durch Tablet-PCs steht als Ziel im Vordergrund. Tablet-PCs erlauben eine natürlichere Art der Interaktion und verbessern die Kommunikation zwischen Studierenden und Lehrenden. Durch Vorlesungsmitschrift oder Annotierung der abgegebenen Unterlagen können mithilfe des Tablet-PCs aus Sicht der Studierenden saubere und aktuelle Skripte erstellt werden. Für die Lehrenden bietet sich der Tablet-PC als virtuelles Whiteboard an.

Ausgangslage

Die Verwendung von Computerrn und Laptops im Unterricht ist heute für Dozierende wie auch für Studierende eine Selbstverständlichkeit. Dennoch wird nur ein Bruchteil der Möglichkeiten eines PCs. bzw. Laptops genutzt. Dies soll sich mit der Verwendung von Tablet-PCs ändern. U.a. werden Unterrichtsnotizen nicht mehr auf Papier, sondern direkt auf dem Touch-Screen niedergeschrieben. Derselbe Touch-Screen kann auch als virtuelles Whiteboard benutzt werden.

Projektbeschreibung, Methodik und Vorgehen

Um den Einsatz eines Tablet-PC zu demonstrieren sind entsprechende Applikationen nötig. Als Anwendungsbereich wurde das Gebiet der Algorithmen und der Datenstrukturen ausgewählt.

Es soll möglich sein, auf dem Tablet-PC typische Datenstrukturen aus der Informatik zu skizzieren (z.B. Arrays, Listen, Bäume, Graphen, etc). Der Computer erkennt diese und bildet sie im Speicher nach. Mit einfachen Gesten können dann verschiedene Operationen auf diesen Strukturen ausgeführt werden (z.B. Einfügen, Löschen, Suchen, Sortieren, Rotationen, etc.).

Das SDK des Tablet-PCs kann bereits einfache Figuren wie z.B. Kreise erkennen. Mit Hilfe einer geometrischen Metasprache wird weiter definiert, wie die geometrischen Objekte aussehen sollen, die der Computer erkennen soll. Die auf dem Bildschirm erkannten Strukturen werden einem geometrischen Objekt zugeordnet. Das Erkennen von Strukturen wie auch das Zuteilen zu geometrischen Objekten sind vor allem Optimierungsprobleme.

Der Algorithmus kann in einer Lernphase auf den individuellen Nutzer konditioniert werden. Die Applikation wird zudem den Dozierenden als Whiteboard-Applikation zur Verfügung stehen, die aber auch von Studierenden innerhalb von Word als embedded object (OLE) verwendet werden kann.

Projektphasen

Das Projekt läuft von Februar 2009 bis Februar 2012. Es ist in drei Projektphasen eingeteilt. Die Resultate der Teilprojekte werden jeweils in einer Feldstudie evaluiert. Für dieses Projekt werden die neuesten Tablet-PCs mit Multitouch-Unterstützung eingesetzt.

Algoria im Einsatz