Programming is one of the core skills required by Computer Science undergraduates in tertiary institutions worldwide, whether for study itself, or to be used as a tool to explore other relevant areas. Unfortunately, programming can be incredibly difficult; this is for several reasons, including the youth, depth, and variety of the field, as well as the youth of the technology that frames it. It can be especially problematic for computing neophytes, with some students repeating programming courses not due to academic laziness, but due to an inability to grasp the core concepts. The research outlined by this thesis focuses on our proposed solution to this problem, a constraint-based intelligent tutoring system for teaching the Java programming language, named J-LATTE. J-LATTE (Java Language Acquisition Tile Tutoring Environment) is designed to solve this problem by providing a problem-solving environment for students to work through programming problems. This environment is unique in that it partitions interaction into a concept mode and a coding mode. Concept mode allows the student to form solutions using high-level Java concepts (in the form of tiles), and coding mode allows the student to enter Java code into these tiles to form a complete Java program. The student can, at any time, ask for feedback on a solution or partial solution that they have formed. A pilot study and two full evaluations were carried out to test the effectiveness of the system. The pilot study was run with an assignment given to a postgraduate Computer Science course, and because of the advanced knowledge level of the students, it was not designed to test teaching effectiveness, but instead was useful in determining usability issues and identifying any software errors. The full evaluations of the system were designed to give insight into the teaching effectiveness of J-LATTE, by comparing the results of using the system against a simulated classroom situation. Unfortunately, the participant base was small, for several reasons that are explained in the thesis. However, the results prove interesting otherwise and for the most part are positive towards the effectiveness of J-LATTE. The participants’ knowledge did improve while interacting with the system, and the subjective data collected shows that students like the interaction style and value the feedback obtained.

The thesis presents the Ruby language and deals with the idea of including this language in the teaching of computer science at the University of Economics in Prague (UEP). In the beginning of their studies, all students have to complete two compulsory science subjects related to programming, which is the first experience with programming for many of them. Currently, the primary programming language being taught is Java. This work aims to present Ruby language, as an alternative to currently taught Java or at least as a language which the students could continue with after studying Java. In the introduction of the thesis the reader gets familiar with the history of language with its philosophy, which stood at the birth of Ruby and the basic concepts on which it is based. Next there are presented the basic constructs and syntax which are necessary to understand the final part of the paper, which discusses the different programming techniques that can be used in Ruby. The final chapter highlights the features of Ruby, for which it would be appropriate to include Ruby in the languages taught at UEP. These include especially clear and concise syntax, possibility to use different programming paradigms and creating internal DSL. The practical outcome of the whole work is a web application that offers an interactive form of the work itself. It is possible to browse the whole work in the internet and all mentioned examples of program code can be immediately tested in practice. The application outlines possible direction which can teaching programming languages take.

Computing has become an integral part of modern America. The Bureau of Labor Statistics estimates that between 2008 and 2018, the United States will have 1.4 million job openings in computing fields [1]. Since the early 2000's (just after the "dot com bust"), the number of students enrolled in computing majors (Computer Science, Computer Engineering, etc.) dropped precipitously by over 50%, only starting to rise again in 2009 [2]. One way to rectify to this gap between demand and supply is to start training students in computational thinking during high school. While the Computer Science Advanced Placement AB test has been retired, a new AP test called "CS Principles" has been added to the suite of tests [3], highlighting the importance of computing to a modern education. Not only will we need more computing professionals, people in other professions will need to have computing skills. We propose in this thesis a comparison of two computing platforms. Scratch is a well-proven platform that teaches core programming concepts through a graphical programming interface. Arduino boards are open-source microcontrollers with an accompanying development environment and C-like language. We develop a parallel curriculum in Scratch and Arduino and compare the two. While we are unable to draw conclusive results from our quantitative study, from our qualitative research we see that Arduino is unsuitable for teaching core programming concepts to computing novices.

Made available in DSpace on 2016-04-29T13:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gisele de Lima Fernandes Ribeiro.pdf: 895839 bytes, checksum: b953eb0cce4caa6187e102d48f128a79 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / Skinner, in the book The Techonology of Teaching (1968), introduces guiding principles for a teaching program that leads to a behavior changing of the student towards the expected objectives. In order to analyze how the principles, established in the late sixties and still studied nowadays by behavior analysts, could contribute to distance education, a type of teaching that although it is not recent, has been developing a lot lately, this study, based on the investigation of a teaching method applied to an online subject of a regular undergraduate course, proposes a teaching method for distance education based on the principles of the teaching program proposed by Skinner. This study was developed in distinct phases. In the first one, based on the description of the teaching methodology of the subject taught through distance education, there was the detailing of its constituents elements, evaluation activities and the suggested path for their achievement. The comparison between the teaching proposal and the implementation of one of its teaching units was performed in the second phase of the study. In the following stage, the teaching proposal was analyzed according to the principles considered by Skinner as necessary for the planning of contingency which leads to the behavior changing of the student towards the expected objectives. In the fourth phase, the results were evaluated from the point of view of the students learning and in the fifth phase, the relation between these results and the specific characteristics of the unit program were analyzed. Finally, in the sixth phase, proposals for adjusting the contingencies in the teaching unit analyzed were made, covering the principles defended by Skinner for the teaching programming. Alternative proposals were made considering the institution possible limitations as well as any legislation impossibilities. Based on the results obtained, it is discussed that the application of the principles proposed by Skinner 50 years ago for distance education demonstrates the usefulness and the relevance of these principles for the teaching planning and that they can be effectively applied to this teaching type. It is also discussed that the technological resources, commonly used in this type of education, contribute to the application of what Skinner devised in the late sixties / Skinner, no livro Tecnologia do Ensino (1968), apresenta princípios norteadores para uma programação de ensino que leve à mudança do comportamento do estudante na direção dos objetivos propostos. Com o intuito de analisar como esses princípios, instituídos no final da década de 60, e estudados até hoje por analistas do comportamento, poderiam contribuir com a educação a distância, uma modalidade de ensino, que embora não seja recente, tem se desenvolvido muito nos últimos anos, o presente trabalho, a partir da investigação de um método de ensino utilizado em uma disciplina on-line de um curso de graduação presencial, propôs um método de ensino para a modalidade a distância pautada nas características da programação de ensino proposta por Skinner. O trabalho foi desenvolvido em fases distintas. A primeira, caracterizada pela descrição da metodologia de ensino da disciplina ministrada na modalidade a distância, se deu a partir do detalhamento de seus elementos constituintes, das atividades avaliativas e do percurso sugerido para sua realização. A comparação entre a proposta de ensino e como de fato se deu a implementação de uma de suas unidades de ensino foi realizada na segunda fase do trabalho. Na fase seguinte analisou-se a proposta da unidade de ensino de acordo com os princípios considerados por Skinner como necessários para o planejamento de contingências que levem à mudança do comportamento do estudante na direção dos objetivos estabelecidos. Na quarta fase, avaliaram-se, então, os resultados da unidade de ensino do ponto de vista da aprendizagem dos estudantes e na quinta fase, analisou-se a relação desses resultados com as características específicas da programação da unidade. Finalmente, na sexta fase, foram feitas propostas de adaptação das contingências dispostas na unidade de ensino analisada, contemplando-se os princípios defendidos por Skinner para a programação de ensino. Propostas alternativas foram feitas, considerando-se possíveis limites impostos pelas condições da instituição, bem como aqueles impostos pela legislação vigente. A partir dos resultados obtidos discute-se que a aplicação dos princípios propostos por Skinner, há cerca de meio século, na educação a distância, evidencia a utilidade e a atualidade destes princípios para o planejamento do ensino, e que estes podem ser empregados de maneira efetiva nesta modalidade de ensino. Discute-se, ainda, que os recursos tecnológicos, comumente utilizados nesta modalidade, contribuem para aplicação do que Skinner idealizou no final da década de 60

The teaching and learning process of computer programming is a complex task which requires a lot of practice and creativity. Usually, there are numerous solutions to the same problem. Therefore, the student needs that his solutions are evaluated quickly for a faster and effective learning. To face these challenges, teachers and students can rely on resources from the evolution of Information and Communication Technology. Virtual learning environments and online judge systems are attractive alternatives used in this context. This work presents a unified approach to specify and check source code restrictions supported by a static analyzer. Although current tools are able to indicate if the program produced the expected output from a given input, not all are able to determine if the student used (or not) a given programming language construct, such as creating a function and using it in the program. Among those that are capable, there are problems that were solved in the approach proposed in this work, such as: ease of use, unified approach and degree of flexibility. In addition, this work presents an analysis of the database of The Huxley with the purpose of discovering the main restrictions of source code used by the teachers and attended by the students. This analysis was done based on data obtained from the use of the developed static analyzer and in conjunction with a survey applied to the teachers of introduction to programming with the purpose of knowing the main restrictions that would be used by them if they had a tool to specify and check restrictions. / O processo de ensino e aprendizagem da programação de computadores é uma tarefa complexa que requer bastante prática e criatividade. Geralmente há inúmeras soluções para um mesmo problema. Por isso, o aluno precisa que suas soluções sejam avaliadas rapidamente visando um aprendizado mais ágil e eficaz. Para enfrentar esses desafios, os professores e alunos podem contar com recursos provenientes da evolução da Tecnologia da Informação e Comunicação. Os ambientes de aprendizagem virtual e os sistemas de juiz on-line são alternativas atrativas utilizadas nesse contexto. Este trabalho apresenta uma abordagem unificada de especificação e checagem de restrições de código-fonte apoiada por um analisador estático. Apesar das ferramentas atuais serem capazes de indicar se o programa produziu a saída esperada a partir de uma entrada fornecida, nem todas são capazes de determinar se o aluno utilizou (ou não) determinada construção de linguagem de programação, como por exemplo criar uma função e utilizá-la no programa. Entre as que são capazes, existem problemas que foram sanados na abordagem proposta neste trabalho, como: facilidade de uso, abordagem unificada e grau de flexibilidade. Além disto, este trabalho conta com uma análise da base de dados do The Huxley com o objetivo de descobrir quais são as principais restrições de código-fonte utilizadas pelos professores e atendidas pelos alunos. Esta análise foi feita com os dados obtidos da aplicação do analisador estático de código-fonte desenvolvido e em conjunto com um survey aplicado aos professores de introdução à programação com o propósito de conhecer as principais restrições que seriam utilizadas por eles se possuíssem uma ferramenta de especificação e checagem de restrições. / São Cristóvão, SE

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6382.pdf: 5681895 bytes, checksum: 392cae29d834b75a278e647e0ce77447 (MD5) Previous issue date: 2014-10-17 / Financiadora de Estudos e Projetos / The individualized teaching program for elemental reading and writing skills Learning to Read and Write in Small Steps has been systematically developed and improved for the last 25 years. Anecdotal observations suggested a reduction on the engagement of children in the program, indicating need to study motivational‟ variables in this context. The purpose of the present study was to analyze learning and task engagement of children during the application of Module 1 of the Program: 1) in its standard version (Standard-Procedure) and 2) in a token version, where points were added to a counter in correct trials exchanged for video access as supplementary consequences (Token- Procedure). Two experiments were conducted in an elementary public school with 21 children without or with incipient reading repertoire. In the Experiment 1, participants were nine boys and four girls with 8-10 years of age of the 3rd and 4th grade. Some participants were exposed to Standard-Procedure and others to Token-Procedure. Learning measures provided by the program and systematic observational measures (ten seconds partial interval recording) assessed performance. On-Task and Off-Task behaviors (participants‟) and Task Assistance and On-Task Request behaviors (experimenter‟s) were recorded in five sessions per participant. Results showed that all participants had meaningful gains in reading, spelling and equivalence performance, with teaching and recombination words, and the advancement in the procedure occurred within a number of sessions similarly to programmed teaching steps. An overall reduction trend of average latency to perform task along units was observed. The average latency in Token-Procedure was significantly lower than in Standard- Procedure. More promptness to perform task was interpreted as evidence of its greater evocative effectiveness, probably due its correlation with a more effective consequence. It suggests that the effects of standard consequences were supplemented by the introduction of points. All participants systematically engaged in the task during the teaching sessions and Off-Task behaviors occurred more variably and apparently without interfering in task performance, except in some cases. Off-task behaviors appeared to be mostly an artifact of the discrete-trial procedure, in which the task cannot occur continuously. The results of Experiment 1 led to Experiment 2, in which the parameters of point accumulation and of its exchange were adjusted (Token‟- Procedure). Participants were six boys and two girls, with 6-9 years, of 2nd or 3rd grade, with lower initial repertoire and were only partially exposed to Token‟- Procedure. Their performance differ significantly in relation to other participants, such as a higher number of repetitions of teaching steps and less gains of target repertoires, which impaired the observation of possible effects of Token‟-Procedure. Despite of the limitations of this study, its results indicate important directions for future studies on the determinants of task engagement of children in this Program. / O programa de ensino individualizado Aprendendo a Ler e a Escrever em Pequenos Passos vem sendo sistematicamente desenvolvido e aprimorado ao longo de 25 anos. Observações anedóticas sugeriram uma redução do engajamento de crianças, apontando-se a necessidade de se investigar aspectos motivacionais desse contexto. O presente estudo teve como objetivo analisar a aprendizagem e o engajamento de crianças durante a aplicação do Módulo 1 do Programa de Leitura: 1) em sua versão padrão (Procedimento-Padrão) e 2) em uma versão com a produção de pontos trocados por acesso a vídeos como consequência suplementar às consequências de acerto padrão (Procedimento-Ponto ou Ponto‟). Foram conduzidos dois experimentos em uma escola municipal de ensino fundamental com 21 crianças com repertório ausente ou incipientes em leitura. Participaram do Experimento 1 nove meninos e quatro meninas com 8 a 10 anos, do 3º ou 4 ano. Um conjunto de participantes foi exposto ao Procedimento-Padrão e outro conjunto ao Procedimento-Ponto. Analisou-se o desempenho com medidas de aprendizagem fornecidas pelo programa e medidas de observação sistemáticas (registro parcial a intervalos de dez segundos). Foram registrados comportamentos dos participantes de Executar Tarefa e Dispersar-se da Tarefa e comportamentos da Experimentadora de Auxiliar Tarefa e Solicitar Execução da Tarefa em cinco sessões de ensino por participante. Os resultados mostraram que todos os participantes obtiveram ganhos significativos em leitura, ditado e equivalência, com palavras de ensino e palavras novas e que o avanço no procedimento ocorreu em uma quantidade de sessões próxima ao número de passos de ensino programados. Observou-se uma tendência geral à redução da latência média para a execução da tarefa ao longo das unidades. A latência média apresentada no Procedimento-Ponto foi significativamente inferior àquela no Procedimento-Padrão. A maior prontidão na tarefa no Procedimento-Ponto foi interpretada como uma evidencia de sua maior efetividade evocativa, provavelmente decorrente de sua correlação com uma consequência mais eficaz. Isso sugere indícios de que o efeito de consequências padrão foi suplementado pela introdução de pontos. Todos os participantes engajaram-se sistematicamente na tarefa durante as sessões de ensino observadas e comportamentos chamados de dispersão ocorreram de maneira variável e, aparentemente, sem interferir no fluxo de execução da tarefa, exceto em alguns casos. Comportamentos de dispersão pareceram ser, em sua maioria, um artefato do procedimento por tentativas discretas, no qual a execução da tarefa não pode ocorrer continuamente. Os resultados do Experimento 1 levaram à condução do Experimento 2, no qual os parâmetros de acúmulo e troca de pontos foram ajustados (Procedimento- Ponto‟). Participaram seis meninos e duas meninas, com 6 a 9 anos, do 2º ou 3º ano, os quais apresentavam repertórios de entrada mais reduzidos do que os participantes do Experimento 1 e, além disso, foram expostos a apenas uma parte do procedimento. Isso gerou diferenças importantes entre seus desempenhos em relação aos demais participantes, como um número muito elevado de repetições de passos de ensino e a obtenção ganhos menos expressivos dos repertórios-alvo, o que interferiu na observação de possíveis efeitos do Procedimento-Ponto‟. Apesar das limitações do presente estudo, seus resultados sugerem diretivas importantes para a condução de novos estudos sobre os determinantes do engajamento de crianças no Programa de Leitura.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-05-12T19:25:53Z No. of bitstreams: 1 TeseACCC.pdf: 4747832 bytes, checksum: ed3a10dc96079c2721ac8f1679c11377 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-18T20:31:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseACCC.pdf: 4747832 bytes, checksum: ed3a10dc96079c2721ac8f1679c11377 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-18T20:31:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseACCC.pdf: 4747832 bytes, checksum: ed3a10dc96079c2721ac8f1679c11377 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T19:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseACCC.pdf: 4747832 bytes, checksum: ed3a10dc96079c2721ac8f1679c11377 (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / To Study is a class of behavior as complex as relevant in modern society, and such as, should be taught to children and teenagers in order to promote adequate repertoires for this process to occur effectively and autonomously. Studies developed with the objective of training educators to promote appropriate behavior studies indicate the importance of this kind of initiative; access opportunities of this kind, however, is limited to subjects participating in these studies. Based on the teaching programming as established procedure for the preparation of appropriate teaching conditions, and self-preparation as a comprehensively way provide adult education, this study aimed to develop a program to self-prepare of parents and teachers as promoting agents of appropriate behaviors of studies of children and examining the process of development of educational programs itself in terms of favoring and adverse conditions of using represented technology. The development of the program involved: preparation of an teaching program for teacher training (Step I), integration of teacher’s program with one for the preparation of parents, previously produced by other programmer (Step II) and the project writing of the unified program to training parents and teachers (Step III). In terms of the unified program, four terminals objectives were proposed, 22 intermediate objectives of more generic level described in the form of behavioral relations and 731 in more specific levels, corresponding to expressed behavioral relationships synthetically. These objectives were sequenced and arranged in order to compose a 14 modules program, structured in units developed from a regular standard structural and graphic with teaching conditions that promote active participation of learners in each unit, requirements are made in small steps or stages of learning, informative consequences on performance for each evaluation activity (immediate feedback), and considering potential characteristics of learners (whose initial repertoire was defined in the program preparation process). The produced material shall become accessible to the population that may need it through publication and available for review through systematic and controlled applications. With regard to the program preparation process, it was possible to identify conditions that interfered both positively and negatively in the process (programmer's repertoire, access to experts on the subject, self-correcting condition of the program among others) and highlight measures taken in relation to variables that negatively influenced the process, as well needs for further study, process improvement and subsidies for it uses, given its relevance as a tool to produce more effective and socially relevant teaching-learning processes. / Estudar é uma classe de comportamentos tão complexa quanto relevante na sociedade moderna, e como tal deve ser ensinada a crianças e jovens de modo a promover repertórios adequados para que este processo ocorra de modo eficaz e autônomo. Estudos desenvolvidos com o objetivo de capacitar agentes educativos ao promover comportamentos adequados de estudo indicam a relevância deste tipo de iniciativa; o acesso a oportunidades deste tipo, contudo, é limitado a indivíduos que participam destes estudos. Tendo por base a programação de ensino como procedimento consagrado para a elaboração de condições de ensino adequadas, e a autoinstrução como forma abrangente de proporcionar formação de adultos, este estudo teve como objetivos desenvolver um programa para autopreparo de pais e professores como agentes de promoção de comportamentos adequados de estudos de crianças e examinar o próprio processo de elaboração de programas de ensino em termos de condições favorecedoras e desfavorecedoras da utilização da tecnologia que ela representa. O desenvolvimento do programa implicou no preparo de um programa de ensino para capacitação de professores (Etapa I), integração deste programa com um destinado ao preparo de pais elaborado previamente por outra programadora (Etapa II) e a redação do material do programa unificado para capacitar pais e professores (Etapa III). Em termos do programa unificado, foram propostos quatro objetivos terminais, 22 objetivos intermediários de nível mais gerais descritos na forma de relações comportamentais e 731 em níveis mais específicos, correspondentes a relações comportamentais expressas de forma sintética. Estes objetivos foram sequenciados e organizados de modo a compor um programa constituído de 14 módulos, estruturados em unidades desenvolvidas a partir de um padrão estrutural e gráfico comum, com condições de ensino que promovem participação ativa dos aprendizes em cada unidade, exigências feitas em pequenos passos ou etapas da aprendizagem, consequências informativas sobre o desempenho para cada atividade avaliativa (feedback imediato), e levando em conta características potenciais dos aprendizes (cujo repertório de entrada foi definido no processo de elaboração do programa). O material produzido deverá se tornar acessível à população que dele possa necessitar por meio de publicação e disponível para avaliação por meio de aplicações sistematizadas e controladas. Em relação ao processo de elaboração do programa, foi possível identificar condições que interferiram tanto positiva quanto negativamente no processo (repertório do programador, acesso a especialistas sobre a temática, condição autocorretiva do programa, entre outras) e evidenciar providências tomadas em relação a variáveis que influenciaram negativamente o processo, bem como necessidades de estudo adicional e aprimoramento do processo e de subsídios para sua utilização, dada sua relevância como ferramenta para produzir processos de ensino-aprendizagem mais eficazes e socialmente relevantes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4999.pdf: 7453813 bytes, checksum: 82fb221a3da8707147a85284557db9e3 (MD5) Previous issue date: 2013-02-18 / Universidade Federal de Minas Gerais / STS field of study has been developed as a critic to the conditions of scientific and technological development. Within the propositions of this field there is STS education, which proposes another logic for teaching, through scientifictechnological literacy. Teaching programming technology offers adequate instruments for behavioral changing. STS education also proposes a different teaching logic. Grupo de Estudos em Programação de Ensino e Treinamento (Study Group of Teaching and Training Programming), originated at the collective of consumers ConsumoSol (São Carlos/SP/Brazil), elaborated the description of a problem-situation as part of elaborating a teaching programme of ethic, solidary and responsible consumption for children (aged four to six). This study´s objective was to identify relations between strategies, procedures and discussions of the group and the guidelines of STS education. Analysis elements were estabilished related to the aspects: principles of the STS field (e. g. "Non-linear relations between science, technology and society"), guidelines of scientific-technological literacy (e. g. "Promotion of democracy and participation in STS" and "Problematization of STS at various educative contexts"), challenges and difficulties of the STS education (e. g. "Capacitation of educators" and "Use of scientific language with lay public") and contributions of scientific-technological literacy (e. g. "Educating critic and responsible citizens"). Data were collected using documents, participation of the researcher in the group and audio records. They were systematized in a fluxogram, in which it was possible to identify elements of the four analysis aspects; part of them was related to specific events of the process of elaborating the problemsituation description (such as "Interdisciplinarity", "Promotion of critic to social reality", "Capacitation of educators" and "Use of apprentices´ context informations") and part was identified during the process (such as "Non-linear relations between science, technology and society", "Promotion of democracy and participation in STS", "Integration of interdisciplinary contents" and "Education of critic and responsible citizens"). Some elements were not identified (e. g. "Unveiling of miths of S&T" and "Diversity of theorical and methodological conceptions ). Most part of the elements were related to specific aspects of the process, indicating the potential of using teaching programming technology at group context as an instrument for STS education. Data analysis showed convergences between STS education and the process of describing a problem-situation. New studies may probe the comprehension of these relations and replicate the procedures for data description and analysis, which can be useful for studies at the STS education field. / O campo CTS vem se desenvolvendo como uma crítica às condições de desenvolvimento científico e tecnológico. Dentre as propostas desse campo, está a educação CTS, que propõe uma outra lógica de ensino, por meio da alfabetização científico-tecnológica (ACT). A tecnologia de programação de ensino oferece instrumental adequado para a modificação de comportamentos com base em objetivos de ensino, sendo a primeira etapa para tanto a descrição da situação-problema a ser solucionada por meio do ensinoaprendizagem. O Grupo de Estudos em Programação de Ensino e Treinamento (GEPETo), originado no coletivo de consumidores ConsumoSol (São Carlos/SP), elaborou a descrição de uma situação-problema para a elaboração de um programa de ensino de consumo ético, solidário e responsável para crianças (quatro a seis anos). O objetivo deste trabalho foi identificar relações entre as estratégias, procedimentos e discussões realizadas pelo grupo e os pressupostos e diretrizes da educação CTS. Foram estabelecidos elementos de análise relacionados aos aspectos: princípios do campo CTS (p. ex. Relação entre ciência, tecnologia e sociedade como não linear ), diretrizes da ACT ampliada (p. ex. Promoção da democracia e participação em C&T e Problematização da CTS nos diferentes contextos educativos ), desafios e dificuldades da educação CTS (p. ex. Formação de educadores e Uso de linguagem científica com público leigo ) e contribuições da ACT ampliada para a educação (p. ex. Formação de cidadãos críticos e responsáveis ). Os dados foram coletados por meio de documentos, da participação da pesquisadora no grupo e de registros em áudio. Depois foram sistematizados em um fluxograma, no qual foi possível identificar elementos dos quatro aspectos de análise, parte deles relacionada a eventos específicos no processo de elaboração da descrição da situação-problema (como Interdisciplinaridade , Promoção de crítica à realidade , Formação de educadores e Utilização de informações contextuais do aprendiz ) e outra parte no decorrer do processo (como Relação entre ciência, tecnologia e sociedade como não linear , Promoção da democracia e participação em C&T , Integração de conteúdos interdisciplinares e Formação de cidadãos críticos e responsáveis ). Alguns elementos não foram identificados ( Desvelamento de mitos da C&T , Diversidade de concepções teórico-metodológicas , entre outros). A maior parte foi identificada em aspectos específicos do processo, indicando a potencialidade do uso da tecnologia de programação de ensino no contexto grupal como ferramenta para a educação CTS. A análise apresentou convergências entre a educação CTS e o processo de descrição da situaçãoproblema. Sugere-se novos estudos para aprofundar a compreensão dessas relações e replicar os procedimentos de descrição e análise dos dados, que poderão ser úteis em estudos no campo da educação CTS e da análise do comportamento.

Submitted by Jadson Francisco de Jesus SILVA (jadson@uefs.br) on 2018-07-31T22:19:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_LuisGustavoAraujo.pdf: 8660411 bytes, checksum: cba36d7b6e819bd2743bd4343cccbccf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-31T22:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_LuisGustavoAraujo.pdf: 8660411 bytes, checksum: cba36d7b6e819bd2743bd4343cccbccf (MD5) Previous issue date: 2018-04-06 / Teaching programming is a great challenge in every educational stage and in several institutions of the world, being a general problem in the area of computing education. In the Brazilian Informatics vocational high school programs, historical issues of the Professional Education System in Brazil make this problem even harder. With these issues in mind, we proposed and evaluated a teaching approach based on spiral learning associated with programming environments for novices and contexts relevant to students, aiming to improve motivation and learning in programming courses. Three case studies were carried out: one in Midlle School, and two in vocational high school programs in Informatics in Feira de Santana, Bahia, Brazil. The case studies were split into three contextualized blocks, where programming content was learned through a context, using appropriate tools. Contexts such as games, geometric figures and images were used, as well as Scratch, JES and PPlay tools. Given the qualitative and quantitative nature of this research, we used sur- veys, interviews, observations, evaluations and logbooks to obtain the data. Results on motivation are described in terms of the ARCS model (Attention, Relevance, Confidence and Satisfaction), and the results on learning are described from student exams and qualitative data. Results point to high levels of motivation during the whole approach and to the influence in student motivation of either maintaining or changing context and tools used in each block. Regarding learning, results demonstrate that the approach has enhanced learning of some concepts. One noti- ces that Scratch helped in understanding Functions, Select and Repeart Structures, and that the use of the Python language led to better understanding of Variables and Relational Operators. About object-oriented programming concepts, students showed ease with Classes, Constructors, Objects and Variables. This study also reveals the mutual influence between student motivation and learning. The results, materials, research design and the courses presented in this work may contribute to the design of other vocational courses and to the research on teaching and learning programming. / O ensino de programa??o ? um grande desafio em todas as modalidades de ensino e em v?rias institui??es de diversos pa?ses, configurando-se como um problema geral na ?rea de Computa??o. Nos cursos t?cnicos em inform?tica brasileiros, somam-se os problemas hist?ricos da Educa??o Profissional no Brasil. Diante destes problemas, buscou-se a motiva??o e o aprendizado em disciplinas de programa??o, atrav?s de uma abordagem se ensino em espiral e contextualizada. Foram realizados tr?s estudos de caso: um, no ensino Fundamental, e dois, em cursos t?cnicos de Inform?tica, no munic?pio de Feira de Santana, Bahia. Os estudos de caso foram divididos em tr?s blocos contextualizados, onde estudavam-se conte?dos de programa??o atrav?s de um contexto, usando ferramentas apropriadas. Foram utilizados contextos como Jogos, Figuras geom?tricas e Imagens, assim como as ferramentas Scratch, JES e PPlay. Tendo em vista o car?ter qualitativo e quantitativo da pesquisa, utilizamos question?rios, entrevistas, observa??es, avalia??es e di?rios de bordo para obten??o dos dados. Os resultados sobre motiva??o s?o descritos em termos do modelo ARCS (Aten??o, Relev?ncia, Confian?a e Satisfa??o), enquanto que os resultados sobre aprendizagem s?o descritos a partir das avalia??es e dos dados qualitativos. Os resultados apontam para altos ?ndices de motiva??o, durante toda a abordagem e para a influ?ncia direta da manuten??o ou mudan?a do contexto e das ferramentas, utilizadas nos blocos, na motiva??o dos estudantes. Quanto `a aprendizagem, os resultados demonstram que a abordagem potencializou a aprendizagem de alguns conceitos. Percebe-se que o Scratch auxiliou na compreens?o de Fun??o, Estruturas de Repeti??o e Sele??o e que o uso da linguagem Python possibilitou uma maior compreens?o sobre Vari?veis e sobre Operadores Relacionais. Quanto ? orienta??o a objetos, os estudantes apresentaram facilidades em Classes, Construtores e Objetos. Este estudo revela ainda, rela??es de influ?ncia entre a motiva??o dos estudantes e a aprendizagem. Espera-se que os resultados, os materiais e o design da pesquisa e das disciplinas, aqui apresentados, possam contribuir para a concep??o de disciplinas de programa??o em outros cursos t?cnicos e para a investiga??o sobre o ensino-aprendizagem de programa??o.

This thesis describes a research project aimed at improving the tracing skills of first-year programming students enrolled for an introductory C++ course at an open distance learning institution by means of a tutorial in the form of a program visualization tool to teach the students to draw variable diagrams. The research was based on the findings from the BRACElet project (Clear, Whalley, Robbins, Philpott, Eckerdal, Laakso & Lister, 2011). A design-based research methodology was followed. To guide the process of developing the tutorial, a framework of 26 guidelines for developing and using visualization tools to teach programming was synthesized from the literature on computing education research CER, educational psychology and computer graphics. Guidelines were supplemented with reasons or explanations for their recommendation and considerations to be taken into account when using a guideline. The framework was enhanced by lessons learnt during the development and testing of the tutorial. The tutorial was tested and refined during two implementation cycles. Both cycles included quantitative and qualitative investigations. All students registered for the introductory module received the tool with their study material. For the quantitative investigations, students completed a questionnaire after using the tutorial. Through the questionnaire biographical data was acquired, the manner in which students used the tutorial and how they experienced using it. The responses to the questionnaires were statistically analysed in combination with respondents’ final marks. The statistical modelling indicated that the students’ biographical properties (a combination of level of programming experience, marks obtained for Mathematics and English in matric and first-time registration for COS1511 or not), had the biggest impact on their final marks by far. During the qualitative investigations students were eye tracked in a Human-Computer Interaction laboratory. The gaze replays in both cycles revealed that students’ reading skills impacted largely on their success, connecting with the findings from the quantitative investigations. Reflections on why the tutorial did not achieve its purpose; and why poor reading skills may have such a strong effect on learning to program, contribute some theoretical understanding as to how novices learn to program. / Computer Science / D. Phil. (Computer Science)