Forschungsprojekt zur Lernmotivation durch Computerspiele im Informatikunterricht

Eine Gruppe von Studierenden der Technischen Universität München besuchte unter der Leitung von Professor Dr. Matthias Utesch das Gymnasium Weilheim, um zu untersuchen, ob und wie sich die Lernmotivation von Schülerinnen und Schülern steigern lässt, wenn Lerninhalte spielerisch – im Rahmen eines Computerspiels – vermittelt werden. Dazu nahmen die Schülerinnen und Schüler der Klasse 10e und ein Teil der Q12 an der Untersuchung teil.

Zu diesem Zweck entwickelten die Studierenden ein eigenes 3D-Computerspiel, das sowohl fachliche Inhalte vermittelt als auch konkrete Aufgaben enthält, die gelöst werden müssen, um im Spiel voranzukommen. Während des Spielens erlernen die Schülerinnen und Schüler, die bereits über zwei beziehungsweise vier Jahre Programmiererfahrung in Java verfügen, die Grundlagen der ihnen bislang unbekannten Programmiersprache Python.

Neben der grafischen Gestaltung trägt auch die in das Spiel eingebettete Handlung wesentlich zur Motivation bei: Die Spieler schlüpfen in die Rolle des mutmaßlich einzigen Überlebenden eines im Weltall gestrandeten Raumschiffs. Unterstützt vom Roboter C.O.D.E. besteht ihre Aufgabe darin, den Weg zurück zur Erde zu finden. Der Bordcomputer des Schiffs ist jedoch durch den langen Aufenthalt im All beschädigt – und muss durch das Lösen von Programmieraufgaben repariert oder neu programmiert werden. Dabei lernen die Spieler Schritt für Schritt, wie sie bereits bekannte Konzepte wie Schleifen und bedingte Anweisungen in Python umsetzen können.

Darüber hinaus werden wichtige und praxisrelevante Python-Bibliotheken wie NumPy und Matplotlib eingeführt – Werkzeuge, die auch in der Künstlichen Intelligenz häufig Anwendung finden.

Vor und nach dem Spiel wurden von den Schülerinnen und Schülern Fragebögen ausgefüllt, die neben dem geschafften Spielfortschritt die Grundlage der Forschung bilden.

Die Schülerinnen und Schüler zeigten sich durchweg motiviert, engagiert und haben das Gymnasium Weilheim hervorragend vertreten. Ein besonderer Dank gilt außerdem den Studierenden der TUM sowie Herrn Professor Dr. Utesch für die Möglichkeit, an diesem spannenden und zukunftsweisenden Forschungsprojekt teilnehmen zu dürfen.

Benedikt Lindemann