Repenning, A., & Basawapatna, A. (2024). RULER: Prebugging with Proxy-Based Programming. Paper presented at the IEEE Symposium on Visual Languages and Human-Centric Computing, Liverpool, UK.
Der Artikel präsentiert RULER.game, eine innovative Programmierlernumgebung, die durch das Konzept des «Proxy-Based Programming» (PBP) und «Prebugging» Anfängern hilft, nicht nur syntaktische, sondern auch semantische, logische und pragmatische Programmierfehler zu vermeiden. Eine Pilotstudie mit Grundschülern zeigt, dass diese neue Methode die Fehlerrate im Vergleich zu herkömmlicher blockbasierter Programmierung um den Faktor 10 reduziert und statistisch signifikante Verbesserungen bei Orientierungs- und Zählfehlern aufweist.
Repenning, A., & Grabowski, S. (2024). Scaffolding Creative Programming Projects. Paper presented at the The 19th WiPSCE Conference on Primary and Secondary Computing Education Research 2024, Munich, Germany.
Der Artikel stellt das «Process Artifact Creativity Landscape» (PACL) Framework vor, ein zweidimensionales Modell mit vier verschiedenen Ansätzen (Executing, Modding, Re-Coding und Architecting), das Lehrkräften hilft, kreative Programmierprojekte systematisch zu unterstützen und zu strukturieren. Eine Umfrage unter 66 angehenden Grundschullehrkräften zeigt, dass die meisten Lehrpersonen das PACL-Framework nutzen können, um einzelne Aktivitäten und vollständige Unterrichtspläne zu entwickeln, wobei sie überwiegend eine Progression von Executing über Modding und Re-Coding bis hin zu Architecting bevorzugen, um verschiedene Abstufungen zwischen Unterstützung und Kreativität zu ermöglichen.
Repenning, A. (2024). Escaping the Turing Tar-Pit with AI Programming Blocks. Paper presented at the The 19th WiPSCE Conference on Primary and Secondary Computing Education Research, Munich, Germany.
Der Artikel beschreibt, wie durch die Integration eines KI-Programmierblocks in der RULER.game-Lernumgebung bereits Grundschüler der Klassen 1-4 in der Lage waren, ein funktionierendes Pac-Man-Spiel mit intelligenter Geisterbewegung zu programmieren. Durch die Verwendung von hochentwickelten Abstraktionen und KI-gestützter Wegfindung («Collaborative Diffusion») konnten die Schüler die typischen Programmierhürden des «Turing Tar-Pit» überwinden, bei dem zwar theoretisch alles möglich ist, aber nichts Interessantes einfach zu programmieren ist, und stattdessen ein spannendes Spielerlebnis schaffen.
Ben-Yaacov, A., & Hershkovitz, A. (2023). Types of Errors in Block Programming: Driven by Learner, Learning Environment. Journal of Educational Computing Research, 61(1), 178-207.
Die Studie analysiert Programmierfehler von 123 Schülern in einer blockbasierten Programmierumgebung (Kodetu) und identifiziert sieben verschiedene Fehlertypen, die sich in zwei Hauptkategorien einteilen lassen: lernerbezogene Fehler (wie Zerlegung, Wiederholung und bedingte Anweisungen) und umgebungsbezogene Fehler (wie Zählen und Orientierung). Während die Fehlertypen nicht mit Geschlecht oder Programmiererfahrung korrelierten, zeigte sich ein Zusammenhang mit der Aufgabenkomplexität nach der SOLO-Taxonomie, wobei Zählfehler mit zunehmender Komplexität abnahmen, während vorzeitige und redundante Fehler zunahmen – was darauf hindeutet, dass Schüler bei komplexeren Aufgaben ihre Problemlösungsstrategien anpassen.
Repenning, A. (2025). Digitale Kreativität im Unterricht. Schulblatt Solothurn und Basel(1/25), 49.
RULER.game, entwickelt von der PH FHNW, ist eine webbasierte Lernplattform, die es Schülerinnen und Schülern ab der ersten Klasse ermöglicht, durch visuelle Programmierung und KI-Unterstützung eigene Spiele zu erstellen und damit die Herausforderung vieler Lehrpersonen addressiert, den digitalen Unterricht über die reine Office-Anwendung hinaus zu gestalten. Die Plattform setzt auf «Prebugging» zur proaktiven Fehlervermeidung und bietet fächerübergreifende Integration, ermöglicht kollaboratives Lernen und kreative Entwicklung durch Funktionen wie das Einscannen handgezeichneter Elemente, ist auf allen browserfähigen Geräten nutzbar und unterstützt damit die Anforderungen des Lehrplan 21 im Bereich Informatik.
Eine komplette Liste der Forschung von Prof. Dr. Alexander Repenning: https://www.researchgate.net/profile/Alexander-Repenning/research