Автор:
(1) Ј. Вокер Ор, Електротехника и компјутерски науки, Универзитетот Џорџ Фокс, Њуберг, ОР, 97132, САД ([email protected]).
Табела со врски
3.1 Структура на проблемот и динамичко скеле
3.2 Неформално оценување и повратни информации
3.3 Програмирање во пар Дијада
Апстракт
Оваа студија ја испитува адаптацијата на студиото за решавање проблеми на образованието за компјутерски науки со комбинирање со програмирање во парови. Програмирањето во пар е практика на софтверско инженерство во индустријата, но забележа мешани резултати во училницата. Неодамнешното истражување сугерира дека програмирањето во парови има ветување и потенцијал да биде ефективна педагошка алатка, но што претставува добар наставен дизајн и имплементација за програмирање во парови во училницата не е јасно. Развивме рамка за наставен дизајн за програмирање во парови со адаптирање на студиото за решавање проблеми (PSS), педагогија што потекнува од биомедицинско инженерство. PSS вклучува тимови од студенти кои решаваат отворени проблеми со повратни информации во реално време дадени од инструкторот. Имено, ПСС користи проблеми со прилагодлива тежина за да ги задржи студентите од сите нивоа ангажирани и да функционираат во зоната на проксимален развој. Структурата на курсот има три фази, прво започнува со демонстрација, проследено со PSS сесија, а потоа завршува со дебриф. Ја проучувавме комбинацијата на PSS и програмирање во пар во класа CS1 во текот на три години. Анкетите на студентите покажуваат високо ниво на ангажираност, учење и мотивација.
1 Вовед
Програмирањето во пар е методологија за екстремно програмирање (XP) (Beck, 2000) која доживеа одредена употреба во индустријата (Hannay et al., 2009). Тоа вклучува двајца програмери кои работат заедно на еден проблем и компјутер при што едниот програмер ја презема улогата на „возач“, а другиот во улогата на „навигатор“. „Возачот“ управува со тастатурата и директно го пишува кодот додека „навигаторот“ набљудува и поставува прашања, критикувајќи го и рафинирајќи го кодот и неговиот дизајн. „Навигаторот“ не е пасивен, тие внимаваат на грешки и дефекти, размислуваат за алтернативни дизајни и бараат соодветна документација и ресурси. Иако ефективноста на програмирањето во пар е измешана (Hawlitschek et al., 2022; Hannay et al., 2009), во некои случаи се покажа дека произведува код со повисок квалитет побрзо од соло програмирањето (Williams et al., 2000). Намерата е програмирањето во парови да им помогне на програмерите кои работат заедно да ги фатат грешките и дефектите многу побрзо отколку самостојно.
За образованието, програмирањето во парови е привлечно затоа што се вклопува во парадигмата на стажирање и дистрибуирано учење, идејата дека „Знаењето е вообичаено социјално конструирано, преку заеднички напори кон заеднички цели или преку дијалози и предизвици предизвикани од разликите во перспективите на луѓето“ ( Саломон, 1997). Понатаму, се покажа дека го зголемува задоволството на учениците, ја намалува фрустрацијата на учениците, ја подобрува тенденцијата на ученикот да опстојува и им дава на студентите чувство на самоефикасност (Вилијамс и Апчерч, 2001). Рамката ICAP опишува четири начини на студентско ангажирање и однесување, идентификувајќи го интерактивниот режим како произведувач на највисоко ниво на когнитивно ангажирање на учениците. Се верува дека интерактивните начини на учење произведуваат длабоко, преносливо знаење (Chi and Wylie, 2014). Програмирањето во пар се вклопува во дефиницијата на ICAP за интерактивно учење и оттука има потенцијал да произведе робусно, преносливо, концептуално учење. Неодамна, Hawlitschek et al. (2022) спроведе преглед на литература arXiv:2311.01693v1 [cs.CY] 3 ноември 2023 година и мета-студија за програмирање во парови во образованието заклучи дека програмирањето во парови е важно и ефективно за учениците, особено за почетниците, но недостасува ефективен дизајн на наставата. Оттука, програмирањето во парови се покажа дека има многу потенцијал како методологија на настава, но деталите за тоа како правилно да се имплементира во училницата допрва треба да се откријат.
Предлагаме решението за ефективен наставен дизајн за програмирање во парови во училницата да се најде во студиото за решавање проблеми (PSS) за учење (Le Doux and Waller, 2016). PSS беше дизајниран да ги научи студентите по биомедицински инженеринг да решаваат сложени проблеми без да се прибегнуваат кон напаметно меморирање на процедури и алгоритми. Студентите работат во тимови од двајца за да ги решат лошо дефинираните проблеми на јавен простор, овозможувајќи им на инструкторите да даваат повратни информации во реално време додека напредуваат. Клучна карактеристика на ПСС е динамичното скеле, насочено прилагодување на тешкотијата на проблемот за да ги задржи учениците предизвикани, но не и обесхрабрени. Со зголемување или намалување на тешкотијата на база на тим во реално време, што е можно повеќе студенти може да се задржат во зоната на проксимален развој. Курсот заснован на предавања ќе има тешко време да се совпадне со различните нивоа на кои се наоѓаат студентите бидејќи истата содржина и испораката на предавањата им се доставуваат на сите студенти. Постојат добри докази дека ПСС го подобрува концептуалното разбирање на учениците (Le Doux и Waller, 2016).
PSS и програмирањето во парови се природно вклопување и комбинацијата од двете се совпаѓа со целите и педагошките потреби на курсевите CS1. Поради оваа причина, оваа студија конкретно се однесува на адаптацијата на PSS во врска со програмирањето во парови за CS1 педагогијата. Две клучни цели на курсот CS1 се да ги научи вештините за алгоритамско решавање проблеми и специфичен програмски јазик. Еден од предизвиците за стручните инструктори е што и решавањето проблеми и јазичното знаење се толку длабоко вкоренети што е втора природа за инструкторите. Парадоксално, ова високо ниво на разбирање значи дека на инструкторите често им е тешко да го пренесат ова знаење бидејќи тоа се зема здраво за готово (Le Doux и Waller, 2016). Понатаму, способноста и позадината на студентот значително се разликуваат во курсевите CS1. Сепак, синтезата на PSS и програмирање во пар директно се справува со овие предизвици и цели, давајќи им на студентите практична можност да развијат вештини за решавање проблеми и програмски јазик. PSS со додавање на програмирање во пар, предава алгоритамско решавање на проблеми преку опкружување за когнитивно учење (Колинс и сор., 1987). Студентите учат едни од други, а исто така се водени од инструкторот или другите асистенти. Учењето од колеги е корисно бидејќи учениците кои се на слично ниво на способност имаат неодамнешно искуство со слични проблеми. Ова значи дека тие често се подобри во комуникацијата со тие решенија, бидејќи се сеќаваат на деталите и особеностите на она што им било предизвик и како ги надминале тие пречки. Способноста на програмирањето во пар да дава брзи повратни информации им помага на учениците да ја научат синтаксата и семантиката на програмскиот јазик. Понатаму, промовира соработка во парови и решавање проблеми. Се покажа дека програмирањето со парови помага да се забележат дека програмерите ги решаваат проблемите што не можат сами да ги решаваат (Hawlitschek et al., 2022). Комбинацијата на PSS и програмирање во пар создава и средина за чиракување и учење од врсници во која учениците развиваат и вештини за решавање проблеми и програмски јазик.
Овој труд е
