Anpassung der IDE von Lazarus unter dem

Fakultät Informatik
Institut für Software- und Multimediatechnik, AG Didaktik der Informatik
Anpassung der IDE von Lazarus unter dem
didaktischem Aspekt des Einsatzes in der
Sekundarstufe I
Großer Beleg
Vorgelegt von:
Michael Kuhardt
Matrikel-Nr.:
2936155
Hochschullehrer: Prof. Dr. paed. habil. Steffen Friedrich
Betreuer: Dr. rer. nat. Holger Rohland
Bearbeitungszeitraum: 01.12.2008-31.05.2009
Dresden, 26. Mai 2009
INHALTSVERZEICHNIS
II
Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
IV
Abbildungsverzeichnis
V
1 Einleitung
2
1.1
Einführung und Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1.2
Zielstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1.3
Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2 Usability
4
2.1
Begriffsbestimmung Usability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
2.2
DIN EN ISO 9241 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2.2.1
DIN EN ISO 9241-110 - Grundsätze der Dialoggestaltung . . . . . . . . .
9
Untersuchung integrierter Entwicklungsumgebungen . . . . . . . . . . . . . . . .
21
2.3.1
Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
2.3.2
Visual Studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
2.3.3
Dev-C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
2.3.4
XCode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
2.3.5
KDevelop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
2.3.6
Fazit der Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
2.3
3 Lazarus
50
3.1
Was ist Lazarus? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
50
3.2
Aufbau und Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
3.3
Start der Anwendung
53
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
INHALTSVERZEICHNIS
3.4
III
Die Benutzerschnittstelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
3.4.1
Hauptfenster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
3.4.2
Objektinspektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
3.4.3
Quelltexteditor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62
3.4.4
Nachrichtenfenster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
3.5
Dateitypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64
3.6
Funktionsumfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64
3.7
Individualisierbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
66
4 Anpassung der IDE
72
4.1
Informatikunterricht in Sachsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72
4.2
Einsatz Lazarus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
74
4.3
Die vorgenommenen Anpassungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
4.3.1
Die Komponentenpalette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
4.3.2
Der Objektinspektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
4.3.3
Weitere Anpassungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
81
Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
84
4.4
5 Fazit der Arbeit
91
A Anhang: Start der Anwendung
92
B Anhang: Änderungen
94
B.1 Neue Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
94
B.2 Modifizierte Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
99
Literaturverzeichnis
101
TABELLENVERZEICHNIS
IV
Tabellenverzeichnis
1
Bewertung Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
2
Bewertung Visual Studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
3
Bewertung Dev-C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
4
Bewertung XCode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
5
Bewertung KDevelop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
6
Dateitypen in Lazarus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64
7
Bewertung Lazarus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
70
8
Informatik im gesellschaftswissenschaftlichen Profil . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
9
Informatik im naturwissenschaftlichen Profil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
10
Verteilung der benötigten Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
V
Abbildungsverzeichnis
1
Java-Perspective von Eclipse
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
2
Visual Studio im Standard-Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
3
Die Oberfläche von Dev-C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
4
Das Standard-Layout von XCode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
5
Die Benutzeroberfläche von KDevelop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
6
Die Ergebnisse im Überblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
7
Visual Component Library nach Inprise Corporation, Inc. (1999) . . . . . .
51
8
Ordnerstruktur Lazarus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
9
Das Hauptfenster von Lazarus
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
10
Vererbung TMainIDEBar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
54
11
Das Paket MenuIntf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
55
12
Der Objektinspektor (reduzierte Darstellung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
13
Die Klasse ObjectInspector (reduzierte Darstellung) . . . . . . . . . . . . . . . . .
60
14
Die Klasse PropEdits (reduzierte Darstellung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
15
Der Quelltexteditor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62
16
Das Paket SourceEditor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
17
MsgView.pp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64
18
Lazarus im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
19
Die reduzierte Komponentenpalette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
20
Der reduzierte Objektinspektor
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80
21
Das angepasste Menü Datei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
22
Die SpeedButtons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
23
24
25
26
27
28
29
Ich finde schnell die von mir benötigten Komponenten.“ (links Delphi, rechts
”
Lazarus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
Die Vielzahl an Komponenten hindert mich daran, die benötigte Komponente zu
”
finden.“ (links Delphi, rechts Lazarus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
86
Die Menge an Komponenten hindert mich, die Aufgabe zielgerichtet und schnell
”
zu erledigen.“ (links Delphi, rechts Lazarus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
86
Die Vielzahl an Komponenten weckt mein Interesse, verschiedene Komponenten
”
zu testen.“ (links Delphi, rechts Lazarus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
87
Die Menge an Eigenschaften hindert mich daran, meine Aufgaben zielgerichtet
”
und schnell zu erledigen.“ (Delphi), Die geringe Anzahl an Eigenschaften hilft
”
mir, meine Aufgaben zielgerichtet und schnell zu erledigen.“ (Lazarus) . . . . . .
88
Die Anzahl an Eigenschaften und Ereignissen weckt mein Interesse, diese auch
”
zu testen.“ (Delphi links, Lazarus rechts) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
88
”
Die Unterscheidung zwischen Projekten und Units führt zu Problemen.“ (Delphi),
Die Beschränkung nur auf Projekte finde ich gelungen.“ (Lazarus) . . . . . . . .
89
Es fällt mir leicht, meine Aufgaben mit der IDE zu erledigen.“ (Delphi links,
”
Lazarus rechts) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
90
”
30
VI
AUFLISTUNGEN
1
Auflistungen
1
Auszug StdCtrls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
2
Initialisieren des Hauptfenster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
3
Initialisieren des Menü Datei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
4
Auszug aus MainBase.pas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
5
Anlegen des SpeedButtons für eine neue Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
6
Anlegen der Komponentenpalette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
7
Anlegen der Registerkarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62
8
Auszug StdCtrls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
9
Auszug ExtCtrls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
10
Reduktion der Seiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
11
Auszug Helpmanager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
78
12
TMainIDE.OIOnFindDeclarationOfProperty(Sender: TObject) . . . . . . . . . .
79
13
procedure TMainIDE.SetupObjectInspector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
14
procedure TMainIDE.SaveEnvironment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
15
function TMainIDE.DoRemoveDanglingEvents(AnUnitInfo: TUnitInfo) . . . . .
79
16
Auszug Main . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
17
Auszug Main . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
18
Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
19
Einlesen der Kommandozeilenparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
92
20
Darstellung Splash-Screen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
92
21
Darstellung diverser Forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
92
22
Verkürzte Darstellung von TMainIDE nach Lazarus Project (d) . . . . . . .
92
23
Auszug EnvironmentOpts.pas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
94
24
Auszug EditorOptions.pas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
95
25
Auszug EditorOptions.pas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
96
26
Auszug TPropInfoList . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
99
1
EINLEITUNG
1
1.1
2
Einleitung
Einführung und Motivation
Als Teil der Informatikausbildung in der Sekundarstufe I sollen den Schülern Grundkenntnisse
der imperativen Programmierung vermittelt werden. Hierzu kommt häufig die Programmiersprache Pascal zum Einsatz. Diese gilt noch immer als eine der geeignetsten Sprachen zur Vermittlung dieser Grundkenntnisse in der Schule. Häufig kommen hier jedoch Entwicklungsumgebungen
zum Einsatz, die durch ihre Komplexität und einer Vielzahl an Funktionen von den wesentlichen
Aspekten der Programmierung ablenken.
1.2
Zielstellung
Das Ziel dieser Belegarbeit ist die prototypische Entwicklung einer Entwicklungsumgebung, welche aus didaktischer Sicht unnötige Funktionen ausblendet.
Dafür gilt es zu untersuchen, welche Möglichkeiten verbreitete Entwicklungsumgebungen dem
Nutzer bieten und inwieweit sie an die eigenen Bedürfnisse angepasst werden kann. Darüber
hinaus müssen diejenigen Funktionen erkannt werden, die die Schüler vor Probleme stellen. Im
Ergebnis der Untersuchung sollen Anforderungen identifiziert und umgesetzt werden.
1.3
Aufbau der Arbeit
Die vorliegende Arbeit untergliedert sich in drei Schwerpunkte. Im Kapitel Usability erfolgt
zunächst eine Begriffsbestimmung und eine Einführung in die Grundlagen dieses Gebiets. Desweiteren erfolgt hier eine Untersuchung am Markt verbreiteter Entwicklungsumgebungen. Als
Basis der Untersuchung dient dabei der internationale Standard DIN EN ISO 9241.
In einem weiteren Kapitel wird die Entwicklungsumgebung Lazarus detailliert analysiert. Hierzu werden zunächst Aufbau und Struktur von Lazarus beschrieben. Im Fokus der Untersuchung
stehen dabei insbesondere die Stellen, welche das Aussehen und die Funktion der Benutzerschnittstelle beeinflussen. Weiterhin erfolgt eine Untersuchung der Individualisierbarkeit mit
dem Ziel, bereits vorhandene Möglichkeiten der Anpassung zu identifizieren.
1
EINLEITUNG
3
Abschließend werden, auf Basis des Lehrplan des Informatikunterrichts an sächsischen Gymnasien, Anforderungen für einen möglichen Einsatz einer reduzierten Lazarus-Version identifiziert.
Diese Anforderungen werden prototypisch implementiert und gemeinsam mit der Zielgruppe
evaluiert. Die Arbeit endet mit einem Fazit sowie einem Ausblick auf eventuelle Möglichkeiten
zur Fortsetzung der Arbeit.
5
5
FAZIT DER ARBEIT
91
Fazit der Arbeit
Ziel der vorliegenden Arbeit war die prototypische Anpassung der Entwicklungsumgebung Lazarus um vorrangig Schülern mit Problemen bei der Programmierung einen besseren Einstieg
zu ermöglichen. Dazu wurden zunächst Grundlagen der Gebrauchstauglichkeit von interaktiven
Systemen analysiert und aufgezeigt. Ebenso wurde ihre funktionale Umsetzung durch verschiedene am Markt übliche Entwicklungsumgebungen untersucht. Im Fokus dieser Untersuchung
standen dabei die Möglichkeiten zur Individualisierbarkeit nach DIN EN ISO 9241. Im Ergebnis
der Untersuchungen traten hierbei besonders Eclipse sowie Visual Studio positiv hervor. In einem weiteren Schritt wurde Lazarus analysiert und hinsichtlich bestehender Möglichkeiten der
Anpassung an schulische Anforderungen untersucht. Im Rahmen einer Analyse am ChristianWeise-Gymnasiums in Zittau konnten Anforderungen formuliert und in einer prototypischen
Version von Lazarus realisiert werden. Diese Version wurde im Anschluss mit Schülern der Sekundarstufe I sowie II in Zittau evaluiert. In deren Ergebnis zeichnete sich ab, dass es mit
der prototypischen Version von Lazarus gelang, insbesondere den Schülern mit Problemen eine
spürbare Hilfe beim Einstieg in die Programmierung an die Hand zu geben. Ferner sank durch
die vorgenommenen Einschränkungen das Interesse der Schüler signifikant, diverse Funktionen
auszuprobieren. Programmierinteressierte Schüler fühlten sich in ihrem Erforschungsdrang“ ein”
geengt.
Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problematik besteht darin, verschiedene Konfigurationen
der Entwicklungsumgebung anzubieten. Auf Grund der statischen Struktur von Lazarus ist das
innerhalb einer Anwendung jedoch nicht möglich. Vielmehr bedarf es hierzu derzeit jeweils separater Versionen. Eventuelle weitere Konfigurationen konnten im Rahmen dieser Arbeit nicht
weiter verfolgt werden. Ein möglicher Ansatzpunkt für fortführende Arbeiten könnte somit eine
Untersuchung mit dem Ziel sein zu ermitteln, welche Anwendergruppen welche Funktionen benötigen und welche Funktionen über den Bedarf der sächsischen gymnasialen Informatikausbildung
tatsächlich hinausgehen.
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