Inside the Router ist ein VR-Lernspiel zur Veranschaulichung von Routing-Prozessen (Forwarding, NAT) in einem Heimnetzwerk. Lernende übernehmen die Rolle eines Routers, indem sie Datenpakete korrekt weiterleiten. Der zugrunde liegende informatische Inhalt bezieht sich auf die Weiterleitung (Forwarding) von Datenpaketen in einem typischen Heimnetzwerk, in dem ein Router lokale Endgeräte mit dem Internet Service Provider (ISP) verbindet. Der Router leitet Datenpakete anhand ihrer Ziel-IP-Adresse weiter, welche jeden Netzwerkknoten eindeutig identifiziert.
Zur Visualisierung des abstrakten Lerninhalts wurde ein Rohrpostsystem als Metapher gewählt. Hierbei stellen verschiedene Rohre die Verbindungen zu den Clients dar, während Kapseln die Datenpakete repräsentieren. Nicht notwendige technische Details (z. B. Paketinhalt oder alternative Portnutzung) werden ausgeblendet, um den Fokus auf das Routing bzw. Forwarding zu lenken. Die NAT-Tabelle wird, wie eine Informationstafel, in dem Szenario eingebettet.
Einbettung in den Unterricht
ITR ist in erster Linie für die Übungs- und Vertiefungsphase gedacht und ersetzt keinen fachlichen Input durch die Lehrkraft. Die Lernanwendung ermöglicht es, abstrakte Netzwerkkonzepte praktisch zu erleben und zu wiederholen, eignet sich jedoch nicht als alleinige Einführung in das Thema. Der Einsatz ist flexibel gestaltbar: Einzelne Schülerinnen und Schüler können selbstständig arbeiten, während andere parallel Arbeitsblätter oder Simulationen bearbeiten. Je nach räumlicher Situation ist die Nutzung sowohl stationär im Klassenraum als auch in einem räumlich flexiblen Setting mit mehr Bewegungsfreiheit möglich. In Zukunft wird Inside the Router um kollaborative Elemente erweitert. Ergänzend zur Routerfunktion auf Netzwerkebene kommt eine Tabletanwendung hinzu, die Aspekte der Transportschicht des OSI Modells thematisiert. Lernende übernehmen dabei unterschiedliche Rollen, arbeiten gemeinsam in einer simulierten Netzwerksituation und erleben die Unterschiede zwischen TCP und UDP.
Spielablauf
Das Spiel ist so konzipiert, dass die Lernenden wiederholt die Zuordnung von Datenpaketen trainieren und dadurch ihre Kompetenzen im Routing und in der Network Address Translation (NAT) festigen.
Zu Spielbeginn werden automatisch Aufgaben in Form von Datenpaketen generiert. Diese müssen von den Lernenden der Reihe nach korrekt zugeordnet werden. Für die Bearbeitung jeder Aufgabe durchlaufen die Lernenden drei aufeinanderfolgende Aktionen:
- Fangen: Das Datenpaket (Kapsel) aus einer Netzwerk-Röhre (Netzwerkverbindung) erhaltenen.
- Entscheiden: Weiterleitungsstrategie (klassisch per Ziel-IP oder NAT) wählen.
- Zuordnen: Paket durch Wurf in die richtige Zielröhre leiten; Fehlwürfe können wiederholt werden.
Veröffentlichungen
- 📄 Baberowski, D., Leonhardt, T., Lilienthal, L., & Bergner, N. (2024). Beyond Realism: Rethinking Presence in Virtual Environments for Abstract Concept Learning. <https://doi.org/10.18420/DELFI2024_09>
- 📄 Baberowski, D., Leonhardt, T., & Bergner, N. (2024). Inside the System—Designing VR Serious Games for Computer Science Education. In P. Dondio, M. Rocha, A. Brennan, A. Schönbohm, F. De Rosa, A. Koskinen, & F. Bellotti (Hrsg.), Games and Learning Alliance (Bd. 14475, S. 311–320). Springer Nature Switzerland. <https://doi.org/10.1007/978-3-031-49065-1_30>
- 📄 Leonhardt, T., Baberowski, D., & Bergner, N. (2022). Inside the Router: An interactive VR learning application to practice routing and network address translation. Gesellschaft für Informatik e.V. <https://doi.org/10.18420/delfi2022-018>
Sourcecode
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