Ensinando a Computação por meio de Programação com App Inventor

A partir da proximidade de alunos do Ensino Fundamental com smartphones, uma forma cativante de ensinar computação pode ser pela programação de aplicativos móveis. Assim, o objetivo do presente artigo é apresentar o design instrucional de uma oficina para ensinar a programação de aplicativos com a ferramenta App Inventor alinhada ao currículo de referência ACM/CSTA K-12. A unidade instrucional foi aplicada em duas turmas de uma escola pública em Florianópolis/SC e apresentou resultados significativos em termos da aprendizagem, facilidade e experiência de aprendizagem, promovendo um grande efeito instigador e despertando o interesse de alunos a aprender a programação

Suporte a unidade instrucional de desenvolvimento de aplicativos com técnicas de UX design para o ensino básico

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Sistemas de Informação.Com a crescente evolução tecnológica é evidente que para que o indivíduo se mantenha competitivo no mercado de trabalho novas competências são necessárias. Competências atreladas a tecnologia da informação, como pensamento computacional e design thinking são desejáveis e podem ser aplicadas nos mais variados campos de atuação. Essas competências podem ser introduzidas no contexto educacional no nível de educação básica (fundamental I e II) por meio de unidades instrucionais que ensinam programação de apps para dispositivos móveis utilizando a ferramenta App Inventor. Para tal é importante a utilização do guia de estilo Material Design para o design das interfaces gráficas dos apps criados, dado sua vasta utilização em apps modernos e seu alto grau de usabilidade além do seu alinhamento com a teoria das cores. Porém atualmente o App Inventor não oferece uma escolha fácil de cores compatíveis ao Material Design. Portanto o presente trabalho tem como objetivo desenvolver melhorias na ferramenta App Inventor, especificamente na paleta de cores, para que seja possível a criação de componentes visuais de aplicativos Android seguindo o Material Design. Foi feita uma análise do App Inventor e o design de cores levantando o estado da arte de ensino de design gráfico a nível de ensino básico, identificando requisitos funcionais referentes ao design de cores. Os requisitos então foram implementados e testados na ferramenta App Inventor, gerando uma versão customizada da ferramenta

Desenvolvimento de um Analisador de Design de Interface no Contexto do Ensino de Computação com o App Inventor

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Ciências da Computação.O uso cotidiano de tecnologias de informação e comunicação pela população tem se tornado um componente imprescindível, tanto na vida pessoal como na carreira profissional. Por isso, a inclusão do ensino dos princípios básicos da Ciência da Computação na Educação Básica acaba sendo conhecimento útil para o cidadão como um usuário de tecnologias de informação, mas também o torna capacitado para ser criador. De forma a incluir o ensino da computação na Educação Básica, há iniciativas que propõem a utilização de ambientes de programação visual baseado em blocos, como Scratch, Snap! e App Inventor. Para auxiliar estudantes a aprender competências básicas de computação incluindo o pensamento computacional por meio da programação, aprimorar a capacidade de raciocínio lógico para resolução de problemas, inovação e criatividade. Uma forma de ensinar computação é por meio de criação de aplicativos para dispositivos Android, com auxílio do App Inventor. Além da programação é essencial o design de interface, pois procura trazer aos usuários a melhor usabilidade. Isso torna importante ensinar não só a programação, mas também conceitos básicos de design de interface. Para proporcionar um processo de aprendizagem consistente é importante apresentar um feedback em forma de avaliação. Isso é uma tarefa complicada e trabalhosa para os professores. Visando facilitar a avaliação, existem ferramentas que analisam automaticamente os projetos de programação dos alunos e apresentam um feedback sobre a variedade e complexidade da programação realizada, como por exemplo Dr. Scratch e CodeMaster. Considerando projetos desenvolvidos pelo App Inventor, ainda não há ferramentas que avaliam o design de interfaces de apps desenvolvidos de forma automatizada. Assim, o objetivo deste trabalho é a aprimoração da ferramenta web CodeMaster, de forma a incluir a análise e avaliação automatizada de design de interface dos aplicativos desenvolvidos com App Inventor. Desta forma, o presente trabalho visa levantar o estado da arte, mapear as heurísticas de usabilidade a partir de um guia de design, elaborar uma rubrica, desenvolver o sistema e, por fim, realizar testes de corretude e validade. Assim, como resultado é apresentada uma rubrica que avalia o design de interface de aplicativos desenvolvidos no App Inventor. Também é apresentada a ferramenta CodeMaster, com a avaliação automatizada da rubrica. Com o objetivo de auxiliar professores da Educação Básica na avaliação de projetos e deste modo facilitar o ensino e popularização de computação e design de interfaces no Brasil

Uma abordagem para a avaliação do design visual de aplicativos móveis criados com linguagens de programação baseadas em blocos

Competências relacionadas à computação são necessárias para atuar na sociedade, o que tem motivado o ensino de computação na educação básica. A computação frequentemente é ensinada por meio de atividades abertas de programação de aplicativos móveis com linguagens visuais. Nesse contexto, avalia-se a aprendizagem com base no artefato de código criado pelo aluno, identificando se os conceitos abordados foram aplicados corretamente. Embora já existam diversas abordagens para a avaliação de código de linguagens visuais, não se encontraram abordagens incluindo a avaliação do design de interface do usuário (IU) de aplicativos móveis de forma detalhada. Assim, o objetivo deste trabalho é desenvolver uma abordagem para a avaliação de design visual de aplicativos móveis desenvolvidos com linguagens de programação baseadas em blocos. A abordagem é instanciada por uma rubrica para a avaliação do design de IU de aplicativos criados com o ambiente App Inventor e automatizada evoluindo a ferramenta web CodeMaster. A abordagem é avaliada estatisticamente em relação à sua confiabilidade e validade utilizando aplicativos desenvolvidos com o App Inventor. Os resultados da avaliação indicam que a abordagem é confiável e válida. Disponibilizando essa abordagem, espera-se facilitar a avaliação do design de IU de aplicativos móveis criados com App Inventor, fornecendo suporte ao ensino desses conceitos na educação básica

Yläkoulun ohjelmoinnin opetuksen kehittäminen oppimateriaalin keinoin

Vuoden 2016 opetussuunnitelmassa ohjelmointi tuotiin uutena alueena yläkouluihin osaksi matematiikan opetusta. Tämän tutkielman tarkoituksena on selvittää, millaisia erilaisia oppimateriaaleja tässä opetuksessa käytetään ja miten yläkoulun ohjelmoinnin opetusta voitaisiin kehittää oppimateriaalien avulla. Oppimateriaaliksi tässä tutkielmassa määritellään oppikirja (digitaalinen tai paperinen), oppi-/tehtäväkirja (digitaalinen tai paperinen), tehtäväkirja (digitaalinen tai paperinen), opettajan materiaali, verkkopohjaiset oppimisympäristöt (voidaan toteuttaa eri teknologioilla, kuten pilvipalveluna tai verkkoympäristössä), muut teknologiaympäristöt, kuten esimerkiksi opetuskäyttöön suunnitellut ohjelmoitavat robotit, elektroniikka-alustat, älypuhelinten ohjelmointi ja pelit. Erityisesti etäopiskelun yhteydessä käytetyt ja kehitetyt teknologiat vaikuttavat myös ohjelmoinnin opetuksessa käytettäviin oppimateriaaleihin. Elektroninen oppiminen, mobiilioppiminen ja ubiikki oppiminen muovaavat tulevaisuudessa myös ohjelmoinnin opetuksessa käytettäviä materiaaleja ja ympäristöjä. Tutkielman osana tehtiin tutkimustehtävä, jossa kysyttiin yläkoulun opettajilta heidän kokemuksiaan ohjelmoinnin opetuksesta sekä parannusehdotuksia erityisesti oppimateriaaleihin. Tutkimus sisälsi sekä monivalinta- että avoimia kysymyksiä ohjelmointikielistä ja -ympäristöistä, koulujen teknologiaympäristöistä ja oppimateriaaleista. Myös opettajien omia kokemuksia ohjelmoinnin opetuksesta kysyttiin. Tutkimuksen aineisto koostui 34 matematiikan opettajan vastauksista. Tämän tutkimuksen tuloksia voi hyödyntää ennen kaikkea suunniteltaessa oppimateriaalia ohjelmoinnin opetukseen yläkouluihin. Yhteenvetona ohjelmoinnin oppimateriaalin kehittämiselle ehdotetaan seuraavat asiat: 1. Käytössä tekstipohjainen ohjelmointikieli, mieluimmin Python. 2. Ohjelmointiympäristö, joka sisältää tuen tehtävien automaattiselle palautukselle ja tarkistamiselle. 3. Harjoitustehtäviä, jotka sisältävät muutakin kuin koodausta, esimerkiksi koodin lukemista, korjaamista, selittämistä ja parantamista. 4. Opetettavaan aiheeseen integroituja harjoitustehtäviä. 5. Eriyttämisen mahdollistavia harjoitustehtäviä. 6. Opettajan materiaalia, joka sisältää tunneilla läpikäytävän aineiston sekä tuntisuunnitelmat. 7. Mahdollisesti erillinen ohjelmoinnin oppimateriaali (oppikirja)

Desenvolvimento de uma ferramenta visual de classificação de imagens para o ensino de machine learning no ensino médio

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Sistemas de Informação.A inteligência artificial já está presente na vida de boa parte da população gerando um grande e crescente impacto tanto econômico quanto social. Assim, é muito importante que os cidadãos não sejam apenas consumidores de inteligência artificial, mas que tenham também o conhecimento mínimo para a utilizar de forma crítica e consciente. Uma forma de difundir e popularizar esse conhecimento pode ser o ensino de conceitos básicos de Machine Learning no ensino médio preparando os jovens para o futuro. Com esta motivação, o presente trabalho tem como objetivo geral desenvolver uma ferramenta visual de programação voltada para web (Jupyter) para o ensino de Machine Learning no ensino médio. A ferramenta aborda o processo completo desde a preparação de dados até a geração do modelo para exportação em ONNX. Com base na fundamentação teórica e levantamento do estado da arte foi desenvolvida uma interface visual em um Jupyter notebook rodando no Google Colab voltada a classificação de imagens. Resultados de uma primeira avaliação indicam que a solução criada pode ser útil, funcional, eficiente em desempenho e com boa usabilidade. Assim espera-se que os resultados do presente trabalho possam contribuir para facilitar o ensino de inteligência artificial e machine learning no ensino médio em escolas brasileiras

Exploring student perceptions about the use of visual programming environments, their relation to student learning styles and their impact on student motivation in undergraduate introductory programming modules

My research aims to explore how students perceive the usability and enjoyment of visual/block-based programming environments (VPEs), to what extent their learning styles relate to these perceptions and finally to what extent these tools facilitate student understanding of basic programming constructs and impact their motivation to learn programming

A mobile applications innovation ecosystem framework for Botswana

Text in EnglishThe role that locally relevant services and content can play in the development of societies cannot be underestimated. The proliferation of mobile phones in Africa’s developing countries is a significant enabler, which provides access to such locally relevant services and content. Mobile applications have the potential to support the development of the African continent through bolstering the main mechanisms of innovation, inclusion and efficiency. This has been demonstrated by instances of increased literacy, improved access to health care, banking, crowd sourcing and provision of farming and/or agricultural assistance. Successful cases of such mobile-based services include Kenya’s M-Pesa, which has allowed millions of rural people, who do not have access to traditional banking facilities, to send and receive money as well as pay utility bills and school fees. The development of similar innovative and locally relevant mobile-based solutions, which is currently considered to be in its infancy, is key to improving the lives of people in developing countries. This study identifies the essential components of an innovation ecosystem, for the development and presentation of a Mobile Applications Innovation Ecosystem Framework for Botswana. An innovation ecosystem enables effective interaction amongst entrepreneurs, companies, universities, research organisations, investors and government agencies towards maximising economic impact and potential. To gain a practical understanding of the context in which locally relevant mobile-based services can be developed, the study adopted a pragmatic research approach. Through combining the 4Cs Framework for ICT and the systems theory’s Triple Helix Model of Innovation, the study proceeded to develop the framework using a Design Science Research (DSR) methodology. DSR guided the identification of the components, which make up the mobile applications innovation ecosystem within government, industry and higher education sectors, as extracted from the literature review. This process facilitated initial framework designs, which were demonstrated to and evaluated by conveniently sampled stakeholders from relevant helices. Thereafter a synthesised framework was presented for evaluation by knowledgeable professionals from the mobile applications innovation ecosystem. The study contributes to the theoretical knowledgebase by presenting a theoretical framework for understanding ICT4D innovation frameworks and mobile applicationsSchool of ComputingPh. D. (Information Systems

Scaffolding Java Programming on a Mobile Phone for Novice Learners

The ubiquity of mobile phones provides an opportunity to use them for learning programming beyond the classroom. This would be particularly useful for novice learners of programming in resource-constrained environments. However, limitations of mobile phones, such as small screens and small keypads, impede their use as typical programming environments. This study proposed that mobile programming environments could include scaffolding techniques specifically designed for mobile phones, and designed based on learners’ needs. A six-level theoretic framework was used to design scaffolding techniques to support construction of Java programs on a mobile phone. The scaffolding techniques were implemented on an Android platform. Using the prototype, three experiments were conducted with 182 learners of programming from four universities in South Africa and Kenya. Evaluation was conducted to investigate: (i) which scaffolding techniques could support the construction of Java programs on a mobile phone; and (ii) the effect on learners of using these scaffolding techniques to construct Java programs on a mobile phone. Data was collected using computer logs, questionnaires, and image and video recordings. It was found that static scaffolding, such as a program overview and constructing a program one part at a time, supported the construction of programs on a mobile phone. It was also found that automatic scaffolding, such as error prompts and statement dialogs, and user-initiated scaffolding, such as viewing of the full program while creating parts of a program, supported learners to construct programs on the mobile phone. The study also found that the scaffolding techniques enabled learners to attempt and complete more tasks than a non-scaffolded environment. Further, the scaffolding techniques enabled learners to complete programs efficiently, and captured syntactical errors early during program creation. The results also indicated that after the initial familiarization with the scaffolded environment, the scaffolding techniques could enable faster completion of programs. Learners’ feedback indicated that they found the scaffolding techniques useful in supporting programming on a mobile phone and in meeting learners’ needs. This study provides empirical evidence that scaffolding techniques specifically designed for mobile phones and designed based on learners’ needs could support the construction of programs on a mobile phone