مصنف:
(1) جے واکر اور، الیکٹریکل انجینئرنگ اینڈ کمپیوٹر سائنس، جارج فاکس یونیورسٹی، نیوبرگ، یا، 97132، USA ([email protected])۔
لنکس کی میز
3.1 مسئلہ کی ساخت اور متحرک سہاروں
خلاصہ
یہ مطالعہ جوڑی پروگرامنگ کے ساتھ جوڑ کر کمپیوٹر سائنس کی تعلیم میں مسئلہ حل کرنے والے اسٹوڈیو کے موافقت کا جائزہ لیتا ہے۔ پیئر پروگرامنگ انڈسٹری میں ایک سافٹ ویئر انجینئرنگ پریکٹس ہے، لیکن کلاس روم میں اس کے ملے جلے نتائج دیکھے گئے ہیں۔ حالیہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ جوڑی پروگرامنگ میں ایک مؤثر تدریسی ٹول ہونے کا وعدہ اور صلاحیت موجود ہے، تاہم کلاس روم میں جوڑی پروگرامنگ کے لیے اچھے انسٹرکشنل ڈیزائن اور اس پر عمل درآمد کیا ہے، یہ واضح نہیں ہے۔ ہم نے مسئلہ حل کرنے والے اسٹوڈیو (PSS) کو ڈھال کر جوڑی پروگرامنگ کے لیے تدریسی ڈیزائن کے لیے ایک فریم ورک تیار کیا ہے، جو کہ اصل میں بائیو میڈیکل انجینئرنگ سے تعلق رکھنے والی درس گاہ ہے۔ PSS میں طلباء کی ٹیمیں شامل ہوتی ہیں جو انسٹرکٹر کی طرف سے دیے گئے ریئل ٹائم فیڈ بیک کے ساتھ کھلے عام مسائل کو حل کرتی ہیں۔ قابل ذکر بات یہ ہے کہ PSS تمام سطحوں کے طلباء کو قربت کی ترقی کے زون میں مصروف رکھنے اور کام کرنے کے لیے ایڈجسٹ ایبل مشکل کے مسائل کا استعمال کرتا ہے۔ کورس کے ڈھانچے کے تین مراحل ہوتے ہیں، پہلے مظاہرے سے شروع ہوتے ہیں، اس کے بعد پی ایس ایس سیشن، پھر ڈیبریف کے ساتھ ختم ہوتا ہے۔ ہم نے تین سالوں میں CS1 کلاس میں PSS اور جوڑی پروگرامنگ کے امتزاج کا مطالعہ کیا۔ طلباء کے سروے اعلی سطح کی مصروفیت، سیکھنے اور حوصلہ افزائی کی اطلاع دیتے ہیں۔
1 تعارف
پیئر پروگرامنگ ایک انتہائی پروگرامنگ (XP) طریقہ کار ہے (بیک، 2000) جس نے صنعت میں کچھ استعمال دیکھا ہے (Hannay et al.، 2009)۔ اس میں دو پروگرامرز ایک ساتھ کام کرتے ہیں اور کمپیوٹر کے ساتھ ایک پروگرامر "ڈرائیور" کا کردار ادا کرتا ہے اور دوسرا "نیویگیٹر" کا کردار ادا کرتا ہے۔ "ڈرائیور" کی بورڈ کو چلاتا ہے اور براہ راست کوڈ لکھتا ہے جب کہ "نیویگیٹر" کوڈ اور اس کے ڈیزائن پر تنقید اور نکتہ چینی کرتے ہوئے سوالات پوچھتا ہے۔ "نیویگیٹر" غیر فعال نہیں ہے، وہ کیڑے اور نقائص کو دیکھتے ہیں، متبادل ڈیزائن کے بارے میں سوچتے ہیں، اور متعلقہ دستاویزات اور وسائل تلاش کرتے ہیں۔ اگرچہ جوڑی پروگرامنگ کی تاثیر ملی جلی ہے (Hawlitschek et al., 2022; Hannay et al., 2009)، بعض صورتوں میں یہ سولو پروگرامنگ (Williams et al.، 2000) سے زیادہ تیزی سے اعلیٰ معیار کا کوڈ تیار کرتا دکھایا گیا ہے۔ ارادہ یہ ہے کہ جوڑی پروگرامنگ ایک ساتھ کام کرنے والے ڈویلپرز کو غلطیوں اور نقائص کو خود سے زیادہ تیزی سے پکڑنے میں مدد کرے گی۔
تعلیم کے لیے، جوڑا پروگرامنگ مجبور ہے کیونکہ یہ اپرنٹس شپ اور تقسیم شدہ سیکھنے کی تمثیل میں فٹ بیٹھتا ہے، یہ خیال کہ "علم عام طور پر سماجی طور پر تعمیر کیا جاتا ہے، مشترکہ مقاصد کے لیے مشترکہ کوششوں کے ذریعے یا افراد کے نقطہ نظر میں فرق کی وجہ سے پیدا ہونے والے مکالموں اور چیلنجوں کے ذریعے" ( سالومن، 1997)۔ مزید، یہ طالب علم کے اطمینان میں اضافہ، طالب علم کی مایوسی کو کم کرنے، طالب علم کے برقرار رہنے کے رجحان کو بہتر بنانے، اور طلباء کو خود افادیت کا احساس دلانے کے لیے دکھایا گیا ہے (ولیمز اینڈ اپچرچ، 2001)۔ ICAP فریم ورک طالب علم کی مصروفیت اور رویے کے چار طریقوں کو بیان کرتا ہے، جو انٹرایکٹو موڈ کو طالب علم کی علمی مصروفیت کی اعلیٰ ترین سطح کے طور پر شناخت کرتا ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ سیکھنے کے انٹرایکٹو طریقوں سے گہرا، قابل منتقلی علم پیدا ہوتا ہے (چی اور وائلی، 2014)۔ جوڑا پروگرامنگ ICAP کی انٹرایکٹو لرننگ کی تعریف میں فٹ بیٹھتا ہے اور اس لیے اس میں مضبوط، قابل منتقلی، تصوراتی سیکھنے کی صلاحیت ہے۔ حال ہی میں، Hawlitschek et al. (2022) نے ایک ادبی جائزہ arXiv:2311.01693v1 [cs.CY] 3 نومبر 2023 کو کیا اور تعلیم میں جوڑے کے پروگرامنگ کے میٹا اسٹڈی نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ جوڑی پروگرامنگ طلباء کے لیے اہم اور موثر ہے، خاص طور پر ابتدائیوں کے لیے، لیکن موثر تدریسی ڈیزائن غائب تھا۔ اس لیے جوڑے کے پروگرامنگ میں تدریسی طریقہ کار کے طور پر بہت زیادہ صلاحیتیں پائی جاتی ہیں لیکن کلاس روم میں اسے صحیح طریقے سے لاگو کرنے کے طریقہ کار کی تفصیلات ابھی تک دریافت نہیں کی گئیں۔
ہم تجویز کرتے ہیں کہ کلاس روم میں جوڑی پروگرامنگ کے لیے موثر تدریسی ڈیزائن کا حل مسئلہ حل کرنے والے اسٹوڈیو (PSS) کے سیکھنے کے ماحول (Le Doux and Waller, 2016) میں پایا گیا ہے۔ PSS کو بائیو میڈیکل انجینئرنگ کے طلبا کو طریقہ کار اور الگورتھم کی روٹ میمورائزیشن کا سہارا لیے بغیر پیچیدہ مسائل کو حل کرنے کے لیے سکھانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ طالب علم عوامی جگہ میں غیر متعین مسائل کو حل کرنے کے لیے دو کی ٹیموں میں کام کرتے ہیں، انسٹرکٹرز کو اس قابل بناتے ہیں کہ وہ ترقی کے ساتھ ساتھ ریئل ٹائم فیڈ بیک فراہم کر سکیں۔ PSS کی ایک اہم خصوصیت متحرک سہاروں ہے، طالب علموں کو چیلنج میں رکھنے کے لیے لیکن حوصلہ شکنی نہ کرنے کے لیے دشواری کی مشکل کی ٹارگٹڈ ایڈجسٹمنٹ۔ ریئل ٹائم میں فی ٹیم کی بنیاد پر مشکل کو بڑھا کر یا کم کر کے، زیادہ سے زیادہ طلباء کو قربت کی ترقی کے زون میں رکھا جا سکتا ہے۔ ایک لیکچر پر مبنی کورس میں طلباء کی مختلف سطحوں سے مماثل ہونا مشکل ہو گا کیونکہ ایک ہی لیکچر کا مواد اور ڈیلیوری تمام طلباء کو بتائی جاتی ہے۔ اس بات کا اچھا ثبوت ہے کہ PSS طلباء کی تصوراتی سمجھ کو بہتر بناتا ہے (Le Doux and Waller, 2016)۔
پی ایس ایس اور پیئر پروگرامنگ ایک فطری فٹ ہیں اور ان دونوں کا امتزاج CS1 کورسز کے مقاصد اور تدریسی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔ اس وجہ سے، یہ مطالعہ خاص طور پر CS1 تدریس کے لیے جوڑی پروگرامنگ کے ساتھ مل کر PSS کے موافقت کو حل کرتا ہے۔ CS1 کورس کے دو اہم مقاصد الگورتھمک مسئلہ حل کرنے کی مہارت اور ایک مخصوص پروگرامنگ زبان سکھانا ہیں۔ ماہر انسٹرکٹرز کے لیے ایک چیلنج یہ ہے کہ مسئلہ حل کرنے اور زبان کا علم دونوں اس قدر گہرے ہیں کہ یہ انسٹرکٹرز کے لیے دوسری نوعیت کا ہے۔ متضاد طور پر، اس اعلیٰ سطح کی تفہیم کا مطلب ہے کہ اساتذہ کو اکثر اس علم کو پہنچانے میں دشواری کا سامنا کرنا پڑتا ہے کیونکہ اسے قدر کی نگاہ سے دیکھا جاتا ہے (Le Doux and Waller, 2016)۔ مزید، CS1 کورسز میں طالب علم کی قابلیت اور پس منظر نمایاں طور پر مختلف ہوتا ہے۔ تاہم، PSS اور جوڑی پروگرامنگ کی ترکیب ان چیلنجوں اور مقاصد کو براہ راست حل کرتی ہے، طلباء کو مسائل کو حل کرنے اور پروگرامنگ کی زبان کی مہارتوں کو فروغ دینے کا موقع فراہم کر کے۔ پی ایس ایس پیئر پروگرامنگ کے اضافے کے ساتھ، علمی اپرنٹس شپ ماحول کے ذریعے الگورتھمک مسئلے کو حل کرنا سکھاتا ہے (Collins et al.، 1987)۔ طلباء ایک دوسرے سے سیکھتے ہیں اور ان کی رہنمائی انسٹرکٹر یا دیگر تدریسی معاونین سے بھی ہوتی ہے۔ ہم مرتبہ سیکھنے میں مدد ملتی ہے کیونکہ ایسے طلبا جو قابلیت کی ایک جیسی سطح پر ہوتے ہیں ان کو اسی طرح کے مسائل کا حالیہ تجربہ ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ وہ ان حلوں کے بارے میں بات کرنے میں اکثر بہتر ہوتے ہیں کیونکہ وہ ان دونوں چیزوں کی تفصیلات اور خصوصیات کو یاد رکھتے ہیں جو انہیں چیلنجنگ لگے اور انہوں نے ان رکاوٹوں پر کیسے قابو پایا۔ جوڑی پروگرامنگ کی تیز رفتار رائے دینے کی صلاحیت طلباء کو پروگرامنگ زبان کی نحو اور اصطلاحات سیکھنے میں مدد کرتی ہے۔ مزید یہ جوڑی کے تعاون اور مسائل کے حل کو فروغ دیتا ہے۔ جوڑی پروگرامنگ کو نوٹس پروگرامرز کو ان مسائل کو حل کرنے میں مدد کرنے کے لئے دکھایا گیا ہے جو خود ہینڈل نہیں کرسکتے ہیں (Hawlitschek et al., 2022)۔ PSS اور پیئر پروگرامنگ کا امتزاج ایک اپرنٹس شپ اور ہم مرتبہ سیکھنے کا ماحول پیدا کرتا ہے جس میں طلباء مسائل کو حل کرنے اور پروگرامنگ کی زبان کی مہارتیں دونوں تیار کرتے ہیں۔
یہ کاغذ ہے۔
