Industrial Involvement in Information System Education: Lessons Learned from a Software Quality Course

As Information System (IS) development is closely related to industry and real-world applications, industrial involvement is a critical element in IS education. This paper studies one typical IS course - a Software Quality course, and reflects our experience with involving a mix of industrial experts in building a practical IS course that would increase students’ competences in critical thinking about the consequences of the design and quality engineering decisions that they are making during software development. In the course design, the industrial experts are involved in lecturing, hands-on-exercise seminars and final student evaluation. We find that students are showing active course participation with our designed industrial involvement. Furthermore, we summarize lessons learned from the industry involvement, as well as the reflections on the value perceived by the industrial experts involved in the IS education

Utilizing educational technology in computer science and programming courses : theory and practice

There is one thing the Computer Science Education researchers seem to agree: programming is a difficult skill to learn. Educational technology can potentially solve a number of difficulties associated with programming and computer science education by automating assessment, providing immediate feedback and by gamifying the learning process. Still, there are two very important issues to solve regarding the use of technology: what tools to use, and how to apply them? In this thesis, I present a model for successfully adapting educational technology to computer science and programming courses. The model is based on several years of studies conducted while developing and utilizing an exercise-based educational tool in various courses. The focus of the model is in improving student performance, measured by two easily quantifiable factors: the pass rate of the course and the average grade obtained from the course. The final model consists of five features that need to be considered in order to adapt technology effectively into a computer science course: active learning and continuous assessment, heterogeneous exercise types, electronic examination, tutorial-based learning, and continuous feedback cycle. Additionally, I recommend that student mentoring is provided and cognitive load of adapting the tools considered when applying the model. The features are classified as core components, supportive components or evaluation components based on their role in the complete model. Based on the results, it seems that adapting the complete model can increase the pass rate statistically significantly and provide higher grades when compared with a “traditional” programming course. The results also indicate that although adapting the model partially can create some improvements to the performance, all features are required for the full effect to take place. Naturally, there are some limits in the model. First, I do not consider it as the only possible model for adapting educational technology into programming or computer science courses. Second, there are various other factors in addition to students’ performance for creating a satisfying learning experience that need to be considered when refactoring courses. Still, the model presented can provide significantly better results, and as such, it works as a base for future improvements in computer science education.Ohjelmoinnin oppimisen vaikeus on yksi harvoja asioita, joista lähes kaikki tietojenkäsittelyn opetuksen tutkijat ovat jokseenkin yksimielisiä. Opetusteknologian avulla on mahdollista ratkaista useita ohjelmoinnin oppimiseen liittyviä ongelmia esimerkiksi hyödyntämällä automaattista arviointia, välitöntä palautetta ja pelillisyyttä. Teknologiaan liittyy kuitenkin kaksi olennaista kysymystä: mitä työkaluja käyttää ja miten ottaa ne kursseilla tehokkaasti käyttöön? Tässä väitöskirjassa esitellään malli opetusteknologian tehokkaaseen hyödyntämiseen tietojenkäsittelyn ja ohjelmoinnin kursseilla. Malli perustuu tehtäväpohjaisen oppimisjärjestelmän runsaan vuosikymmenen pituiseen kehitys- ja tutkimusprosessiin. Mallin painopiste on opiskelijoiden suoriutumisen parantamisessa. Tätä arvioidaan kahdella kvantitatiivisella mittarilla: kurssin läpäisyprosentilla ja arvosanojen keskiarvolla. Malli koostuu viidestä tekijästä, jotka on otettava huomioon tuotaessa opetusteknologiaa ohjelmoinnin kursseille. Näitä ovat aktiivinen oppiminen ja jatkuva arviointi, heterogeeniset tehtävätyypit, sähköinen tentti, tutoriaalipohjainen oppiminen sekä jatkuva palautesykli. Lisäksi opiskelijamentoroinnin järjestäminen kursseilla ja järjestelmän käyttöönottoon liittyvän kognitiivisen kuorman arviointi tukevat mallin käyttöä. Malliin liittyvät tekijät on tässä työssä lajiteltu kolmeen kategoriaan: ydinkomponentteihin, tukikomponentteihin ja arviontiin liittyviin komponentteihin. Tulosten perusteella vaikuttaa siltä, että mallin käyttöönotto parantaa kurssien läpäisyprosenttia tilastollisesti merkittävästi ja nostaa arvosanojen keskiarvoa ”perinteiseen” kurssimalliin verrattuna. Vaikka mallin yksittäistenkin ominaisuuksien käyttöönotto voi sinällään parantaa kurssin tuloksia, väitöskirjaan kuuluvien tutkimusten perusteella näyttää siltä, että parhaat tulokset saavutetaan ottamalla malli käyttöön kokonaisuudessaan. On selvää, että malli ei ratkaise kaikkia opetusteknologian käyttöönottoon liittyviä kysymyksiä. Ensinnäkään esitetyn mallin ei ole tarkoituskaan olla ainoa mahdollinen tapa hyödyntää opetusteknologiaa ohjelmoinnin ja tietojenkäsittelyn kursseilla. Toiseksi tyydyttävään oppimiskokemukseen liittyy opiskelijoiden suoriutumisen lisäksi paljon muitakin tekijöitä, jotka tulee huomioida kurssien uudelleensuunnittelussa. Esitetty malli mahdollistaa kuitenkin merkittävästi parempien tulosten saavuttamisen kursseilla ja tarjoaa sellaisena perustan entistä parempaan opetukseen

Tehostettu kisällioppiminen -Tehtäväpaketti tangentista lukion MAA7-kurssille tehostetun kisällioppimisen tueksi

Tarkoituksena on tutustua tehostettuun kisällioppimisen opetusmenetelmään ja tarkastella lukion sovellukseen varten luodun tehtäväpaketin toimivuutta tehostetun kisällioppimisen tukena. Yliopiston matematiikan opetuksessa tehostettua kisällioppimista on käytetty vuodesta 2011 lähtien ja lukiossa sitä ollaan sovellettu jo vuodesta 2012 lähtien. Tavoitteena on ollut luoda mahdollisimman hyvä ja toimiva tehtäväpaketti tehostetun kisällioppimisen lukio sovelluksen tueksi, sekä samalla ottaa selvää minkälaisia tehtäviä tehostettu kisällioppiminen oikeastaan tarvitsee ja mikä tarkoitus tehtävillä oikeastaan on opetuksessa. Tehtävät ovat tärkein tapa oppia tehostetussa kisällioppimisessa. Tehtävien avulla opitaan kurssin tavoitteet ja sisällöt, sekä kehitetään opiskelijan matemaattista tietoa ja matemaattista osaamista. Tehtäväpaketin soveltuvuutta tehostettuun kisällioppimiseen tutkitaan muokatun Bloomin taksonomian avulla, ​Lukion opetussuunnitelman perusteiden 2015 M​AA7-kurssin tavoitteiden ja keskeisten sisältöjen mukaan. Samalla käydään läpi, miten tehtäväpaketti soveltuu tehostettuun kisällioppimiseen matemaattisen tiedon, matemaattisen osaamisen, sekä oppimisen ja opettamisen näkökulmista. Tarkoituksena on pohtia, kuinka hyvin tehtäväpaketin tehtävät soveltuvat tehostetun kisällioppimisen periaatteisiin ja kuinka tehtäväpakettia voidaan käyttää tehostetun kisällioppimisen tukena

A Cognitive Apprenticeship Approach for Teaching Abstract and Complex Skills in an Online Learning Environment

Undergraduate courses such as mathematics, science, and computer programming require high levels of decision making, concentration, and cognitive demand. Researchers in the field of instructional design are interested in effective instructional strategies that can aid practitioners in teaching such abstract and complex skills. One example of an instructional strategy that has proven effective in teaching these skills is cognitive apprenticeship (CA). While CA has been applied to courses such as mathematics and computer programming in face-to-face and blended learning environments, there is little evidence of the advantages of applying CA in a fully online computer programming course. Specifically, the introductory programming course, CS1, is the first contact that undergraduate computer science students have with their chosen major. Historically, drop-out rates for CS1 have been high and thus strategies for effective teaching of this course have served as an important topic in the research literature. The goal was to design and validate internally an online CS1 course that incorporates CA strategies. A two-phase design and development research method was used to guide the construction and internal validation of a fully online CS1 course. Phase one resulted in the design and development of the course guide. An expert-review process using the Delphi technique was implemented in phase two to validate the design with regard to its effectiveness, efficiency, and appeal. Three rounds of review by the panel resulted in consensus. Results from the expert-review confirmed the application of CA as an effective, efficient, and appealing instructional strategy to use when designing an online CS1 course. Future research should focus on external validation of the design by implementing the course to evaluate its effectiveness, efficiency, and appeal among stakeholders. In addition, it is hoped that the course guide can be used to help practitioners design and implement a fully online CS1 course that uses CA strategies