umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Object oriented quality in introductory programming education
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för datavetenskap.
2010 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Examples are important when we attempt to learn something new. To learn prob-lem solving and programming is an acknowledged difficulty. Teaching and learning introductory object oriented problem solving and programming has been discussed extensively since the late 1990’ies, when a major shift to object orientation as first programming paradigm took place. Initially, this switch was not considered to cause any major problems, because of the accumulated knowledge for how pro-gramming should be taught. This turned out to be naive. Knowledge gained for the imperative paradigm did not apply well to the object oriented paradigm.

Because of its importance for the field of computer science, introductory pro- gramming education has drawn a lot of attention. Most of the research done in connection to object oriented problem solving and programming has been focused on students learning and the difficulty to acquire skills in programming.

Less investigated is the foundation of the educational mission, the characteris- tics of object orientation and how this is best supported by the educator. There is no obvious agreement of what the basics of object orientation are, especially not from an educational point of view.

In this thesis, two major aspects concerning the teaching of object orientation have been investigated: the definition of object oriented quality, specifically in examples for novices, and educators’ views on aspects of object orientation. Based on research of how object orientation is characterised in literature and in software design principles, a set of concepts and principles are presented as a description of basic characteristics of object orientation. These are applied to the educational context, and a number of heuristics, called Eduristics, for the design of object oriented examples for novices are defined. The Eduristics are then used to discuss the flaws and shortcomings of common textbook examples, but also how the object oriented quality of examples can be improved.

To be able to evaluate the quality of examples, we initiated and participated in the development of an evaluation tool. This tool has been used to evaluate a number of examples from popular textbooks. The results show that the object oriented quality of examples is low.

To explore the ways educators view a number of aspects of object orientation and the teaching of it, ten interviews have been conducted. The results of this study show that the level of abstraction in the conceptual model of object orientation among educators is low, and that novices are not given any support for object oriented problem solving.

Abstract [sv]

Exempel är viktiga när man ska lära sig något nytt och det gäller även när man ska lära sig programmera. Att lära sig problemslösning och programmering är erkänt svårt och det har föranlett många förslag på vad som är ett bra sätt.

Under 1990-talet skedde en större omläggning i programmeringsundervisningen världen över. Från att ha introducerat programmering i det imperativa/procedurella paradigmet övergick man till att använda objektorientering som första paradigm. Inledningsvis trodde man inte att det skulle skilja sig på något avgörande sätt från tidigare erfarenheter om hur programmering skulle undervisas. Detta visade sig vara en naiv föreställning. Mycket av den kunskap som ackumulerats kring den imperativa programmeringsundervisningen visade sig svår att överföra till objekt orientering. Omställningen har varit mödosam och är fortfarande inte genomförd fullt ut.

Programmering är centralt i datavetenskap, eftersom olika aspekter av programvarukonstruktion genomsyrar det mesta av verksamheten kring datorer. Utbildningsmässigt är en inledande kurs i problemlösning och programmering förutsättningen för vidare studier i ämnet. Detta gör att en hel del uppmärksamhet har riktats mot problemlösning och programmering.

Det mesta av den forskning som finns gjord i anslutning till objekt orienterad problemlösning och programmering har varit fokuserad på nybörjares lärande och problem att komma in i programmerandet.

Mycket lite finns gjort när det gäller själva utgångspunkten för undervisningen om objektorientering, nämligen vad som är centralt i objektorientering och på vilket sätt det ska manifestera sig i undervisningen.

I det här arbetet har två huvudaspekter av objektorientering i undervisningssammanhang undersökts: definitionen av objektorienterad kvalité, specifikt i exempel för nybörjare, samt vilken syn lärare har på olika aspekter av objektorientering.

För att möjliggöra detta har vi undersökt hur objektorientering beskrivs i litteraturen och i vedertagna design-principer som används i programvaruutvecklingssammanhang. Baserat på resultatet av den undersökningen har vi använt en uppsättning koncept och designprinciper för att definiera vad som är karakteristiskt för objektorientering. Med detta som utgångspunkt har vi applicerat definitionen av objektorientering till undervisningssammanget och definierat ett antal heuristiker specifikt för konstruktion av objektorienterade exempel för nybörjare.

Parallellt med detta arbete deltog vi i utvecklingen av ett utvärderingsverktyg för att värdera objektorienterade exempel för nybörjare. Detta verktyg har använts för en större utvärdering av exempel hämtade från populära läroböcker. Resultaten från denna studie visar att exempel generellt sett håller låg objektori

enterad kvalitet. Vi har också visat att exempel som värderas högt, uppfyller våra heuristiker och att exempel som värderas lågt strider mot desamma.

För att utforska hur lärare ser på objektorientering och hur de resonerar kring strategier för att lära ut objektorientering, har vi gjort tio intervjuer med lärare i gymnasieskolan och på universitetsnivå. Resultaten visar att den konceptuella modellen för objektorientering är mycket enkel i förhållande till den komplexitet som ofta anses känneteckna paradigmet. Dessutom, ges i stort sett inget stöd för nybörjaren vad gäller att förstå och lära sig problemlösningsansatsen, som ofta upplevs som väsensskild från hur man i normala fall löser problem.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Umeå: Umeå universitet, Institutionen för datavetenskap , 2010. , s. 76
Serie
Report / UMINF, ISSN 0348-0542 ; 10.15
Nyckelord [en]
Object orientation, Programming, Novices, Teaching, Education
Nationell ämneskategori
Datavetenskap (datalogi)
Forskningsämne
datavetenskapernas didaktik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-38009ISBN: 978-91-7459-118-7 (tryckt)OAI: oai:DiVA.org:umu-38009DiVA, id: diva2:371709
Disputation
2010-12-16, MIT-huset, MA121, Umeå Universitet, Umeå, 10:15 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2010-11-25 Skapad: 2010-11-22 Senast uppdaterad: 2018-06-08Bibliografiskt granskad
Delarbeten
1. Transitioning to OOP/Java: A never ending story
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Transitioning to OOP/Java: A never ending story
Visa övriga...
2008 (Engelska)Ingår i: Reflections on the teaching of programming, Springer , 2008, s. 80-97Kapitel i bok, del av antologi (Övrigt vetenskapligt)
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Springer, 2008
Serie
Lecture Notes in Computer Science ; 4821
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-8483 (URN)10.1007/978-3-540-77934-6_8 (DOI)978-3-540-77933-9 (ISBN)
Tillgänglig från: 2008-09-22 Skapad: 2008-09-22 Senast uppdaterad: 2018-06-09Bibliografiskt granskad
2. Heuristics for designing object-oriented examples for novices
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Heuristics for designing object-oriented examples for novices
(Engelska)Manuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Research shows that examples play an important role for cognitive skill acquisition, and students as well as teachers rank examples as important resources for learning to program. Students use examples as templates for their work. Examples must therefore be consistent with the principles and rules of the topics we are teaching.

Despite many generally accepted object oriented principles, guidelines and rules, textbook examples are not always consistent with those characteristics. How can we convey the idea of object orientation, using examples showing "‘anti"’-object oriented properties?

Based on key concepts and design principles, we present a number of heuristics for the design of object oriented examples for novices. We argue that examples adhering to these heuristics are of higher object oriented quality than examples that contradict them.

Nyckelord
Principles, Guidelines, Examples, Example programs, object-orientation, design, quality
Nationell ämneskategori
Datavetenskap (datalogi)
Forskningsämne
datavetenskapernas didaktik
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-38004 (URN)
Tillgänglig från: 2010-11-22 Skapad: 2010-11-22 Senast uppdaterad: 2018-06-08Bibliografiskt granskad
3. Evaluating OO Example Programs for CS1
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Evaluating OO Example Programs for CS1
Visa övriga...
2008 (Engelska)Ingår i: Proceedings of the 13th annual conference on Innovation and technology in computer science education, 2008, s. 47-52Konferensbidrag, Publicerat paper (Refereegranskat)
Nyckelord
Computer Science Education
Nationell ämneskategori
Programvaruteknik
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-10238 (URN)doi:10.1145/1384271.1384286 (DOI)
Tillgänglig från: 2008-07-07 Skapad: 2008-07-07 Senast uppdaterad: 2018-06-09Bibliografiskt granskad
4. On the quality of examples in introductory Java textbooks
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>On the quality of examples in introductory Java textbooks
(Engelska)Ingår i: Transactions on Computing EducationArtikel i tidskrift (Refereegranskat) Accepted
Abstract [en]

Example programs play an important role in the teaching and learning of programming. Students as well as teachers rank examples as the most important resources for learning to program. Ex- ample programs work as role models and must therefore always be consistent with the principles and rules we are teaching.

However, it is difficult to find or develop examples that are fully faithful to all principles and guidelines of the object-oriented paradigm and also follow general pedagogical principles and practices. Unless students are able to engage with good examples, they will not be able to tell desirable from undesirable properties in their own and others’ programs.

In this paper we report on a study in which experienced educators evaluated the quality of object-oriented example programs for novices from popular Java textbooks. The evaluation was accomplished using an on-line checklist that elicited responses on the technical, object-oriented, and didactic quality of examples.

In total 25 reviewers contributed 215 reviews to our data set, based on 38 example programs from 13 common introductory programming textbooks. Results show that the evaluation instru- ment is reliable in terms of inter-rater agreement. Overall, example quality was not as good as one might expect from common textbooks, in particular regarding certain object-oriented properties.

We conclude that educators should be careful when taking examples straight out of a textbook.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
ACM
Nyckelord
Principles, Guidelines, Examples, Example programs, check list, courseware, textbooks, assessment
Nationell ämneskategori
Datavetenskap (datalogi)
Forskningsämne
datavetenskapernas didaktik
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-38005 (URN)
Tillgänglig från: 2010-11-22 Skapad: 2010-11-22 Senast uppdaterad: 2018-06-08Bibliografiskt granskad
5. Educators' views on object orientation
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Educators' views on object orientation
2011 (Engelska)Ingår i: ACM inroads, ISSN 2153-2184, E-ISSN 2153-2192, Vol. 2, nr 4, s. 50-58Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Much of the research on the teaching of object orientation has been focused on the students and their learning. Less is known of how the educators themselves think about different issues of the paradigm. The personal view of the educator is an important aspect that will affect how object orientation is taught. To investigate this, a qualitative study on educators’ views on object orientation has been conducted and categories of views concerning object orientation, objects, and examples for object orientation defined. In all, ten educators have been interviewed, six teaching in upper secondary school and four teaching at university-level. The results indicate that educators have a simple conceptual model of object orientation, which is likely to affect the presentation of the paradigm.

Nyckelord
Object orientation, Programming, Educators, Novices
Nationell ämneskategori
Datavetenskap (datalogi)
Forskningsämne
datavetenskapernas didaktik
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-38002 (URN)10.1145/2038876.2038892 (DOI)
Tillgänglig från: 2010-11-22 Skapad: 2010-11-22 Senast uppdaterad: 2018-06-08Bibliografiskt granskad
6. Educators' strategies for object oriented analysis and design
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Educators' strategies for object oriented analysis and design
(Engelska)Manuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Almost all research on the teaching of object orientation has been focused on the stu- dents and their learning. One important aspects that will affect how object orientation is taught, is the educators personal views on different issues of the paradigm. In this paper we present some results of a qualitative study on educators views on the teaching of object orientation. We specifically focus on how teachers address object oriented design and analysis. Data was collected through interviews with ten educators.

Nyckelord
Object orientation, Teaching, Programming, Novices, Education
Nationell ämneskategori
Datavetenskap (datalogi)
Forskningsämne
datavetenskapernas didaktik
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-38003 (URN)
Tillgänglig från: 2010-11-22 Skapad: 2010-11-22 Senast uppdaterad: 2018-06-08Bibliografiskt granskad
7. Improving OO example programs
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Improving OO example programs
(Engelska)Manuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

When teaching object oriented programming, ed- ucators rely heavily on textbook examples. However, research shows that such examples are often of insufficient quality regard- ing their object-oriented characteristics. In this paper, we present a number of guidelines for designing or improving object oriented example programs for novices. Using actual textbook examples, we show how the guidelines can help in assessing and improving the quality of object oriented example programs.

Nyckelord
Object orientation, Programming, Examples, Heuristics, Object oriented quality
Nationell ämneskategori
Datavetenskap (datalogi)
Forskningsämne
datavetenskapernas didaktik
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-38000 (URN)
Tillgänglig från: 2010-11-22 Skapad: 2010-11-22 Senast uppdaterad: 2018-06-08Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

FULLTEXT01(3534 kB)947 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT02.pdfFilstorlek 3534 kBChecksumma SHA-512
87bcbba6d415e28466ec689850be5040e9f68cf6425655792d2101bdc13f9759db85f006f387c6839157be2775d6f672cb12767a65dbdd77dd67bc731c943f52
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Personposter BETA

Nordström, Marie

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Nordström, Marie
Av organisationen
Institutionen för datavetenskap
Datavetenskap (datalogi)

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 947 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

isbn
urn-nbn

Altmetricpoäng

isbn
urn-nbn
Totalt: 1708 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf