Buntes aus der Wissenschaft, Forschungsprojekte

Minden (hsbi). André Matutat öffnet seinen Rechner und schaut auf eine typische 2-D-Spieloberfläche. „Es muss ja nicht immer ein Verlies sein“, sagt er. „Wie wäre es mit einem Büro?“ Ein paar Klicks, und das dunkle, verwinkelte Kellergewölbe verwandelt sich: Hier erscheint ein Bücherregal, dort ein Schreibtisch, ein Computer, ein Telefon. „Oder lieber ein Patientenzimmer? Der Dungeon macht es möglich!“

Als wissenschaftlicher Mitarbeiter gehört André Matutat zum Team des Forschungsprojekts „Lehr-Escape-Rooms mit LowCode im Dungeon“ (L(ESC)rod), gefördert von der Stiftung Innovation in der Hochschullehre im Rahmen von „Freiraum 2025“. Zum Projekttreffen ist ein Teil der Gruppe ins Informatik-Labor am Campus Minden der Hochschule Bielefeld (HSBI) gekommen,Prof. Dr.-Ing. Carsten Gips, Professor für Programmiermethodik, hat sich per Zoom dazugeschaltet. „Wir wollen ein umfangreiches digitales Framework entwickeln, das es Lehrenden ermöglicht, auch ohne Programmierkenntnisse digitale Escape-Rooms als Lernspiel für ihre Studierenden zu definieren. Sie können mit verschiedenen spezifischen fachlichen Inhalten gefüllt und in allen Fachbereichen eingesetzt werden“, erklärt Carsten Gips das Ziel des Projekts.

Lernsoftware, die Spaß macht und seit fünf Jahren am Campus Minden immer weiterentwickelt wird

Dabei startet das Projekt nicht bei Null, sondern mit dem „Dungeon“. Vor gut fünf Jahren schon haben die Mindener HSBI-Informatiker ein Spiele-Tool entwickelt, um den Studierenden Programmierkenntnisse zu vermitteln. „Es war angelehnt an die sogenannten Rogue-like Dungeon Crawler, ein beliebtes Videospiel-Genre, bei dem es darum geht, in verschachtelten Gewölben Gegenstände aufzuspüren und Gefahren auszuweichen“, erzählt André Matutat. „Seitdem heißt unser Tool schlicht Dungeon.“ Und seitdem ist der HSBI-Dungeon beständig erweitert und komplexer geworden: Studierende haben das Tool nicht nur als Lernsoftware genutzt, sondern sich auch an seiner Entwicklung beteiligt und in Projekt- und Abschlussarbeiten beispielsweise weitere Level oder eigene Monster mit spezifischen Fähigkeiten programmiert. Zusammen mit den hauptamtlichen „Dungeonisten“ waren bis jetzt knapp 40 Personen an der Entwicklung beteiligt.

Entstanden ist dabei nicht nur ein Spiel, sondern vielmehr ein sogenanntes Framework, ein Programmiergerüst mit einer großen Basis an Programmiercodes, über die viele verschiedene Spiele mit den gewünschten Komponenten definiert werden können. „Das funktioniert wie eine Art Lern-Videospiel-Baukasten“, erklärt Carsten Gips. „Wir stellen den Rahmen zur Verfügung und die Bauteile: Es gibt beispielsweise diverse Gegenstände, Monster und Helden, einen Editor zur Definition eines Levels mit Räumen und Türen, es gibt eine KI-Steuerung für die Monster und auch den üblichen Spielablauf.“ Alle Komponenten lassen sich immer wieder neu zu individuellen Spielen zusammenstellen und an eigene Bedürfnisse anpassen. Das macht der Dungeon so flexibel einsetzbar und erweiterbar. „Zumal wir es unter die Open Source Lizenz gestellt haben“, sagt Birgit Christina George, Informatikerin und stellvertretende Projektleiterin. „Wer mag, kann den Code nutzen und weiterentwickeln.“

Fehlertoleranz sowie zeit- und raumunabhängiger Einsatz erhöhen den Lernerfolg

Dass die Wissensvermittlung durch Video-Lernspiele funktionieren kann, ist in der Fachliteratur gut belegt. André Matutat spricht aus eigener Erfahrung: „Durch das Spiel hat man einen roten Faden, die Aufgaben sind in eine Geschichte eingebettet und die Lösungen haben etwas zur Folge. Das steigert tatsächlich die Lernmotivation – man will ja ins nächste Level kommen.“ Carsten Gips nickt. „Die Studierenden erhalten sofort Feedback – nicht erst, wenn die Lehrenden die Aufgaben korrigiert haben.“ Und sie erhalten es anonym, wirft Birgit Christina George ein: „Das nimmt den Druck von Studierenden, die sich keine Fehler erlauben wollen.“ Ein weiterer großer Vorteil ist die Digitalität: „Sie erlaubt den zeit- und raumunabhängigen Einsatz und fördert damit das selbstgesteuerte Lernen: Die Studierenden entscheiden, wann und wo sie das Spiel spielen“, erklärt Birgit Christina George.

Bislang wurde der Dungeon vor allem im Informatikstudium eingesetzt. „Jetzt wollen wir es auch explizit anderen Fachbereichen zugänglich machen, um die positiven Effekte des digitalen Game-based Learning in der Lehre an der HSBI breiter nutzen zu können“, sagt Carsten Gips. Dabei helfen soll die Integration von Escape-Room-Spielen. „Die stärken neben der Vermittlung fachlicher Inhalte zusätzlich Fähigkeiten, die in Zukunft immer wichtiger werden, wie logisches Denken, Kreativität, Problemlösungskompetenz und vor allem Teamfähigkeit: Mehrere Spieler müssen gemeinsam ein Problem lösen, sie müssen miteinander kommunizieren, die Aufgaben verteilen und ihre unterschiedlichen Fähigkeiten aufeinander abstimmen.“ Kompetenzen also, die in vielen Berufsfeldern auch außerhalb der Informatik gefragt sind. Um herauszufinden, welche Spiel-Elemente in Escape-Rooms besonders gut funktionieren, sprich: bei den Spielenden gut ankommen, hat das „L(ESC)rod“-Team den Selbstversuch gestartet und analoge Escape-Rooms getestet – und von Studierenden testen lassen. „Die positiv bewerteten Elemente übertragen wir nun ins Digitale, wie beispielsweise ein Hilfesystem, mit dem man beliebige Objekte „anfassen“ und untersuchen kann, oder die Automatisierung des Game-Masters in analogen Spielen oder die Übertragung von Rätselmechaniken wie Schlösser knacken, Schalter bedienen, Dinge sortieren“, beschreibt André Matutat das Vorgehen.

Arbeiten am Multi-Player-Modus haben begonnen

Technisch herausfordernder ist die Integration des Multi-Player-Modus‘, der das Spielen im Team ermöglicht. „Bislang war die Plattform ausgelegt auf Single-Player, auf eine zentrale Spielfigur, die gesteuert werden kann“, sagt Carsten Gips. „Nun muss das gesamte Modell entsprechend angepasst werden.“ Keine einfache Aufgabe, die Niklas Schumann übernommen hat: „Jedes neue Element in unserem Baukasten muss mit den anderen kompatibel sein“, sagt der wissenschaftliche Mitarbeiter und nennt ein Beispiel für typische Fallstricke: „Wenn man beispielsweise in einer Komponente die Feuerkraft entfernt, damit sich die Teammitglieder nicht aus Versehen gegenseitig beschießen, kann es passieren, dass dadurch in einem anderen Bauteil auch das Monster nicht mehr schießen kann. Sollte es aber!“

Damit der Dungeon auch von programmierunerfahrenen Lehrenden eingesetzt werden kann, entwickelt das Team zudem eine einfach zu bedienende Schnittstelle (LowCode), auch Interface oder Benutzeroberfläche genannt. Über sie können mit einigen Klicks digitale Escape-Rooms definiert und mit fachspezifischen Inhalten gefüllt werden. „Die Lehrenden müssen sich nur passende Storys ausdenken, die sogenannten Narrative, und die entsprechenden Texturen aussuchen oder selbst malen“, erläutert Carsten Gips. Texturen – damit ist die visuelle Ebene gemeint, die bildliche Darstellung. „Wie beispielsweise die Einrichtungsgegenstände hier im Büro“, sagt André Matutat und zeigt am Laptop mit dem Cursor auf den Aktenschrank auf seiner Spieloberfläche. „Und Texturen lassen sich einfach austauschen, sodass aus dem Verlies eben ein Büro wird.“

Forschende des Fachbereichs Gesundheit der HSBI wollen den Dungeon adaptieren

Oder ein Patientenzimmer. Genau das interessiert aktuell Forschende aus dem Fachbereich Gesundheit. „Mit ihnen konzipieren wir bereits konkrete Anwendungsszenarien, also erste didaktische Escape Rooms für die Lehre“, erzählt André Matutat. Er freut sich über die fachbereichsübergreifende Zusammenarbeit und den Input: „Das hilft uns, über die Informatik hinauszudenken und den technischen Rahmen für die Umsetzung fachdidaktischer Konzepte zu schaffen.“

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Weitere Informationen:
https://www.hsbi.de/presse/pressemitteilungen/hsbi-informatiker-entwickeln-ein-tool-mit-dem-die-erstellung-von-escape-rooms-fuer-die-lehre-auch-ohne-programmier-kenntnisse-gelingt Pressemitteilung auf www.hsbi.de