Studierendenprojekte

Connect N Charge – Ressourcen effizient nutzen

9. November 2023

Das Projekt Connect N Charge wurde während des ersten Studienjahrs im Informatikstudium für die Primeo AG entwickelt. Aufgrund der beeindruckenden Qualität des Produkts, welches mit der Note 6 bewertet wurde, wurden wir anschliessend eingeladen, dieses Spiel erneut für die FHNW-Nachwuchsförderung zu produzieren. Wir die Studierenden Marius Gebhard, Pascal Stich und Marvin Vogel haben die Chance ergriffen und über den Sommer 2023 das Produkt noch einmal erstellt.

Studierende Marius Gebhard, Pascal Stich und Marvin Vogel mit dem Exponat Connect N Charge.

Was ist Connect N Charge?

Ziel:
Kindern auf spielerische Weise beibringen, wie man Ressourcen effizient und kostengünstig nutzt. Dabei haben wir ein Feriendorf mit 29 Ferienhäusern gebaut, von denen 13 mit Ladestationen ausgestattet sind, die dann von den Kindern verbunden werden müssen.

Spielmechanik:
Die Kinder sehen 13 blau leuchtende Häuser. Um sie zu verbinden drücken sie auf weisse Bahnen, die grün leuchten. Jede Bahn hat eigene Kosten und die Herausforderung für sie besteht darin, dass kostengünstigste Verteilungsnetz (kürzester Weg) zu finden, um alle Häuser miteinander zu verbinden. Mit fünf Levels und einem Ranglistensystem, bei dem die Zeit gemessen wird, bietet das Spiel sowohl Spass als auch eine lehrreiche Erfahrung.

Probleme:
Zu Beginn des Projekts standen wir vor verschiedenen Herausforderungen. Eine unserer zentralen Fragen war, wie wir unsere ursprüngliche Idee konkret umsetzen und in welchem Umfang dies geschehen sollte. Das komplexeste Problem vor dem wir standen, war ein bekanntes mathematisches Problem, dass als Steinerbaumproblem bekannt ist. Dieses Problem hat in der Mathematik eine lange Historie und wurde bis heute nicht in einer Weise gelöst, die eine schnelle Berechnung erlaubt. Das stellte uns vor grosse Schwierigkeiten, da wir ohne eine effiziente Lösung nicht weiterkommen konnten. Wir haben verschiedene Lösungsansätze in Betracht gezogen, einschliesslich der Brute-Force-Methoden. Unser Glück war, dass zwei Wissenschaftler aus Japan einen fortschrittlichen Algorithmus für das Steinerbaumproblem entwickelt hatten. Dieser Algorithmus ermöglichte es uns, den effizientesten Weg in kurzer Zeit zu berechnen, wodurch wir unser Projekt erfolgreich fortsetzen konnten.

Lernergebnis:
Die Kinder entwickeln durch das Spiel ein tiefes Verständnis dafür, wie wichtig es ist den effizientesten Weg von Punkt A nach B zu finden. Dies vermittelt ihnen nicht nur mathematische Konzepte, sondern auch die Bedeutung von Ressourcenschonung. Unsere Usability-Tests zeigten, dass Kinder nach dem Spielen strategischer vorgingen und ein Verständnis für das zugrunde liegende Problem entwickelten. Es war ein grosser Erfolg für uns zu beobachten, wie sich die Gedankengänge der Kinder im Laufe der Spielzeit veränderten. Das direkte Feedback der Kinder, die das Spiel ausprobierten, war für uns enorm wertvoll. Ihre Rückmeldungen halfen uns, dass Spiel weiter zu verbessern und sicherzustellen, dass es sowohl lehrreich als auch unterhaltsam bleibt.

Optimierungen beim Nachwuchsförderungsprojekt:
Bei der zweiten Umsetzung des Projekts haben wir uns darauf konzentriert gezielte Verbesserungen vorzunehmen, um die Nutzererfahrung zu verfeinern. Eine der Hauptänderungen war die Einführung von verbesserten, leicht klickbaren Buttons. Aus unserer Erfahrung mit dem ersten Projekt hatten wir erkannt, dass die ursprünglichen Buttons nicht optimal funktionierten. Darüber hinaus haben wir neue Animationen implementiert, um das Spielerlebnis noch ansprechender zu gestalten. Schliesslich wurde das Ranglistensystem überarbeitet, um es effizienter und benutzerfreundlicher zu gestalten.

Was wurde angewendet, um das Ziel zu erreichen:
Agiles Projektmanagement · Teamwork · Raspberry Pi · LED-Lichtsysteme · Konstruktion · Projektplanung · Interfacedesign · User-Interface-Programmierung · JavaFX · Elektrotechnik · Nachhaltiges Bauen · Testing · Löten · Usability-Tests · Usability · Git · JIRA · Java

Schlagworte: Bachelor in Informatik FHNW, Einblick ins Studium, iCompetence, Informatik, Kooperation, Studiengang Informatik, Studierendenprojekt, Studierendenprojekt 1./2. Semester

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