Improving the viability of mental models held by novice programmers

Recent research has found that many novice programmers often hold non-viable mental models of basic programming concepts such as assignment and object reference. This paper proposes a constructivist-based teaching model, integrating a cognitive conflict strategy with program visualization, with the aim of improving novice programmers’ mental models. The results of a preliminary empirical study suggest that, for the relatively straightforward concept of assignment, tight integration of program visualization with a cognitive conflict event that highlights a student’s inappropriate understanding can help improve students’ non-viable mental models. 14 out of 18 participants who held non-viable mental models of the assignment process successfully changed their model to be viable as a result of the proposed teaching model

The Role of Variable in Programming: Examples and Methodology

One of the hardest notions to define in programming is the variable and the related command of assignment. In our opinion, it is exactly these difficulties that are responsible for the reluctance towards programming. The reason for this, according to us and others [7], is the multifunctional nature of the variable: it can be used for various purposes. Its concept “in our heads” and in the programming languages is markedly different in this respect

Multiparadigma en la enseñanza de la programacion

La Programación Multiparadigma es una práctica que emerge como resultado de la co-existencia de los paradigmas orientado a objetos, procedural, declarativo y funcional buscando mejorar la producción en el desarrollo de proyectos. En años recientes, las instituciones académicas han ido implementando la programación orientada a objetos como el primer paradigma en la enseñanza de la programación en los planes de estudios de las carreras de grado de informática. Este trabajo apunta a presentar la necesidad de analizar los paradigmas con los que se encara la enseñanza de la programación y a la posibilidad de incorporar un lenguaje de programación multiparadigma en su lugar.Eje: Tecnología Informática Aplicada en EducaciónRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Multiparadigma en la enseñanza de la programacion

La Programación Multiparadigma es una práctica que emerge como resultado de la co-existencia de los paradigmas orientado a objetos, procedural, declarativo y funcional buscando mejorar la producción en el desarrollo de proyectos. En años recientes, las instituciones académicas han ido implementando la programación orientada a objetos como el primer paradigma en la enseñanza de la programación en los planes de estudios de las carreras de grado de informática. Este trabajo apunta a presentar la necesidad de analizar los paradigmas con los que se encara la enseñanza de la programación y a la posibilidad de incorporar un lenguaje de programación multiparadigma en su lugar.Eje: Tecnología Informática Aplicada en EducaciónRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Teaching Object-Oriented Software Engineering through Problem-Based Learning in the Context of Game Design

We performed resistance measurements on Fe1+δ-xCuxTe with xEDX ≤ 0.06 in the presence of in-plane applied magnetic fields, revealing a resistance anisotropy that can be induced at a temperature far below the structural and magnetic zero-field transition temperatures. The observed resistance anisotropy strongly depends on the field orientation with respect to the crystallographic axes, as well as on the field-cooling history. Our results imply a correlation between the observed features and the low-temperature magnetic order. Hysteresis in the angle-dependence indicates a strong pinning of the magnetic order within a temperature range that varies with the Cu content. The resistance anisotropy vanishes at different temperatures depending on whether an external magnetic field or a remnant field is present: the closing temperature is higher in the presence of an external field. For xEDX = 0.06 the resistance anisotropy closes above the structural transition, at the same temperature at which the zerofield short-range magnetic order disappears and the sample becomes paramagnetic. Thus we suggest that under an external magnetic field the resistance anisotropy mirrors the magnetic order parameter. We discuss similarities to nematic order observed in other iron pnictide materials

Hvad skal ph.d.- studerende på naturvidenskab vide om undervisning?

Vi præsenterer en teoretisk analyse af rammesætningen af et kursus i undervisning for ph.d.-studerende ved Det Naturvidenskabelige Fakultet på Aarhus Universitet (NAT-AU).Analysen anvendes som referenceramme for en præsentationaf det udviklede kursus og de studerendes evaluering af første gennemløb. Fremover er et lettere revideret kursus obligatoriskfor alle ph.d.-studerende ved NAT-AU, bl.a. begrundet i de positive erfaringer fra det beskrevne kursus.Med afsæt i den teoretiske analyse og evalueringsresultaterne diskuteres, hvordan man kan indarbejde en progressionstankegang i udvikling af universitetsunderviseres undervisningsfaglighed, der omfatter dette grundkursus og adjunktpædagogikum

C++ exam methodology

The C++ programming language supports multiparadigm programming. We can write programs in procedural, object-oriented, generic way at the same time. However, it is difficult to figure out exercises for the terminal examinations since not easy to separate the algorithmic cogitation from the knowledge of the programming language. There are some basic elements that programmer students have to know: constructors, parameter passing, objects, inheritance, standard library, handling constants, copying objects, functions and member functions, etc. Exercises must be multiparadigm according to the C++ language. Using only one paradigm in C++ is not enough. This results in that we have to distinguish the different linguistic constructs on the basis of its complexity. Many questions are arisen in connection with the exercises of terminal examinations. How can we gauge the procedural, the object-oriented, and the generic paradigms at the same time? How can we gauge students’ C++ knowledge when we do not lay stress on the algorithmic cogitation? What kind of exercises may be interesting by the Standard Template Library? Which C++ constructs are reckoned to be more difficult and which ones considered to be easier? What are the most important ones? In this paper we give answers to the previous questions, we describe our methodology to assessment of students’ C++ knowledge in a semi-automatic grading way. We also present exercise examples that worked out according to our methodology. We take stock of students’ results in the paper

Un juego de rol para la enseñanza de la profesión informática

La transformación de las enseñanzas universitarias para hacer hincapié en las competencias profesionales (más allá de los puros conocimientos) lleva a los docentes a plantearse qué métodos de enseñanza pueden facilitar que el alumno adquiera tales competencias (a menudo calificadas como transversales). Muchas están relacionadas con el comportamiento en situaciones concretas, ya sea como efecto (reacciones) o causa (toma de decisiones). Suelen exigir el manejo de patrones de interacción personal que tienen consecuencias futuras. Reflexionando sobre la profesión, cabe recordar también que el público en general tiene una imagen difusa de la ingeniería en informática y no siempre le asocia las competencias mencionadas. Los juegos de rol pueden ser un elemento útil, aún poco explotado, en el entrenamiento de los alumnos para el ejercicio de esas competencias profesionales y en la difusión de la profesión informática entre el público en general

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

El uso de estrategias colaborativas mediadas por tecnología : La enseñanza de la programación en el primer año de la Licenciatura en Sistemas de la UNRN

Esta investigación presenta, el diseño, la implementación y los resultados alcanzados al aplicar una estrategia de enseñanza y aprendizaje basada en el trabajo colaborativo y su aplicación mediada por recursos TIC en el desarrollo de las actividades de laboratorio de un curso introductorio de programación de nivel superior. De esta forma, se introduce en el aula, una estrategia de trabajo colaborativo, que es supervisada y evaluada en cada una de sus instancias y cuyos resultados se presentan como conclusiones de la investigación. La tesis esta organizada de la siguiente forma: el capítulo I donde se presenta el problema de investigación, el Capítulo II, donde se presenta una revisión teórica respecto a las estrategias y herramientas utilizadas en la enseñanza y aprendizaje de la programación. A continuación en el Capítulo III, se reflexiona sobre las implicancias del uso de estrategias de trabajo colaborativo mediadas por TIC en la enseñanza y aprendizaje de la programación, en el ámbito educativo de nivel universitario. En el capítulo IV se plantea el marco metodológico que se utilizo para llevar adelante la investigación. A continuación en el capítulo V, se presenta el diseño de la propuesta de enseñanza y aprendizaje para un curso de Programación del primer año de la Lic. en Sistemas de la UNRN, Sede Atlántica, basada en actividades prácticas entregables (APE) cuya resolución se propone que se realice combinando el trabajo colaborativo y las herramientas TIC compatibles con el entorno virtual de enseñanza y aprendizaje, que utiliza en la Lic. en Sistemas, como soporte a las clases presenciales. En el capítulo VI se presentan los resultados de la implementación de la propuesta. En el capítulo VII, se exponen las conclusiones y las nuevas inquietudes que surgen del mismo. Finalmente se incluye la bibliografía consultada y los anexos del trabajo.Es revisado por: http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/43927Facultad de Informátic