Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# Informatica# Computer e società# Interazione uomo-macchina

Supportare i programmatori in difficoltà: un approccio di intervento precoce

Identifica e supporta gli studenti a rischio nei corsi di programmazione per risultati migliori.

― 8 leggere min


Supporto PrecoceSupporto Precocenell'Educazione allaProgrammazionedi successo.programmazione per migliorare i tassiAssistenza mirata per studenti di
Indice

Le abilità di programmazione sono importanti nel mondo digitale di oggi. Molti credono che imparare a programmare sia una competenza di base che tutti dovrebbero avere. Tuttavia, un numero significativo di studenti fallisce nei corsi introduttivi di programmazione. Questa difficoltà di solito inizia presto nel corso, rendendo fondamentale identificare questi studenti il prima possibile in modo che possano ricevere aiuto.

La Necessità di Supporto Precoce

Le ricerche dimostrano che molti studenti che iniziano a faticare nei corsi di programmazione tendono a continuare a farlo. Riconoscere questo problema è il primo passo per aiutare gli studenti a avere successo. Il nostro obiettivo è creare un sistema che identifichi gli studenti a rischio di fallimento presto nel corso. Con questo sistema, gli educatori possono fornire supporto mirato, come esercizi pratici focalizzati che aiutano gli studenti con concetti specifici di programmazione.

Sviluppare il Sistema di Allerta Precoce

Per creare il sistema di allerta precoce, dobbiamo misurare diverse abilità che sono importanti per l'apprendimento della programmazione. Abbiamo pianificato valutazioni regolari durante il corso. Gli studenti completano test che misurano varie abilità, inclusa la loro capacità di formare modelli mentali di Concetti di programmazione, le loro abilità linguistiche, i loro livelli di attenzione e le loro capacità cognitive.

Dopo aver raccolto questi dati, analizziamo quanto bene queste abilità possano prevedere il successo degli studenti nella programmazione. Inoltre, valuteremo l'efficacia di esercizi pratici specifici progettati per migliorare le abilità di programmazione.

Risultati e Intuizioni

La nostra ricerca ha mostrato che diverse abilità possono prevedere il successo degli studenti nell'apprendimento della programmazione. In particolare, gli studenti che riescono a creare una buona comprensione dei concetti di programmazione fin dall'inizio tendono a fare meglio. Anche le abilità linguistiche sono importanti. Sebbene l'intelligenza fluida (la capacità di risolvere problemi e pensare in modo logico) sia un fattore, la sua influenza è simile a quella di sviluppare un buon modello mentale della programmazione.

Inoltre, abbiamo scoperto che esercizi specifici di pratica della Sintassi - progettati per aiutare a imparare le regole di un linguaggio di programmazione - hanno in modo significativo aumentato il successo degli studenti. Questi esercizi migliorano la capacità degli studenti di scrivere codice corretto riducendo la loro confusione riguardo alla sintassi.

Implicazioni per gli Educatori

Sulla base dei nostri risultati, raccomandiamo di implementare un semplice sistema di allerta precoce utilizzando test semplici che possono essere facilmente integrati nei corsi di programmazione. Identificando gli studenti che potrebbero avere difficoltà all'inizio, gli educatori possono offrire supporto aggiuntivo fin da subito, come esercizi specializzati che si concentrano sulla linguistica e sulla sintassi di programmazione.

L'Importanza delle Abilità cognitive nell'Apprendimento della Programmazione

Nella società tecnologicamente avanzata di oggi, la programmazione sta diventando sempre più vitale. Nonostante ciò, i tassi di insuccesso nei corsi di programmazione rimangono elevati. La ricerca ha esplorato come le abilità cognitive siano correlate alle abilità di programmazione, con l'obiettivo di migliorare il modo in cui viene insegnata la programmazione.

Ad esempio, studi hanno evidenziato che l'intelligenza generale e la capacità di pensare spazialmente sono strettamente legate a una performance di successo nei corsi di programmazione. Inoltre, l'attenzione ai dettagli sembra migliorare le performance di alcuni studenti, mentre il ragionamento matematico sembra avere un'influenza minore.

Abilità Cognitive e Successo nella Programmazione

Studi precedenti hanno dimostrato che gli studenti con forti abilità di lettura e spaziali si comportano meglio nei corsi di programmazione. Questi studi si sono concentrati principalmente su studenti delle scuole superiori, ma i principi probabilmente si applicano anche agli studenti universitari.

Alcuni ricercatori hanno esaminato come le diverse abilità di ragionamento si relazionano all'esperienza di programmazione. Hanno scoperto che gli studenti con esperienza di programmazione sono migliori in certi compiti di ragionamento rispetto a quelli senza alcun background di programmazione.

Inoltre, una valutazione completa di varie abilità cognitive ha rivelato che le abilità cognitive generali e l'attitudine linguistica giocano un ruolo cruciale nelle performance degli studenti nei corsi di programmazione.

Il Ruolo delle Valutazioni Precoce nella Programmazione

Ricerche precedenti hanno anche evidenziato l'importanza per gli studenti di sviluppare un modello mentale adeguato quando apprendono i concetti di programmazione per la prima volta. Se gli studenti non riescono a formare questo modello mentale fin dall'inizio, potrebbero faticare per tutto il corso. Questo rinforza la necessità di valutazioni precoci per identificare gli studenti che potrebbero avere difficoltà.

Il nostro approccio prevede la creazione di un sistema di allerta precoce che possa segnalare questi studenti. Mirando a interventi precoci, possiamo colmare le lacune prima che diventino ostacoli significativi all'apprendimento.

Creare un Sistema Efficace

Nel nostro studio, abbiamo creato un sistema di allerta precoce che combina varie valutazioni per prevedere la performance nella programmazione. Miriamo a integrare queste valutazioni all'inizio dei corsi di programmazione o addirittura prima che inizino. Questo approccio proattivo ha l'obiettivo di supportare gli studenti che potrebbero essere a rischio di fallimento, aiutandoli a avere successo fin dall’inizio.

Esercizi di Pratica e Drill sulla Sintassi

Una soluzione pratica che abbiamo esplorato è l'uso di esercizi di pratica e drill sulla sintassi. Molti nuovi programmatori faticano con la sintassi dei linguaggi di programmazione, il che può confonderli e frustarli. La nostra ricerca mostra che questi esercizi possono aiutare ad alleviare parte di quel peso.

Questi esercizi permettono agli studenti di esercitarsi a identificare e correggere errori di sintassi comuni. Facendo ciò, gli studenti diventano più familiari con le regole dei linguaggi di programmazione che stanno imparando, portando a miglioramenti nelle loro abilità di codifica.

Partecipazione degli Studenti e Raccolta Dati

Nel nostro studio, abbiamo intervistato studenti di un corso di programmazione che si è esteso su due semestri. Abbiamo raccolto dati attraverso vari test ed esercizi. I risultati indicano che la maggior parte degli studenti aveva qualche esperienza di programmazione precedente, il che probabilmente ha influenzato le loro performance nelle valutazioni.

Abbiamo progettato i test di allerta precoce per essere semplici e rapidi, consentendo una facile implementazione nei corsi. Questi test valutano le abilità cognitive senza richiedere conoscenze di programmazione, rendendoli utili per identificare in anticipo gli studenti in difficoltà.

Analizzando i Risultati dei Test

Una volta raccolti i dati dagli studenti, abbiamo confrontato le loro performance nelle valutazioni iniziali con i punteggi finali degli esami. Abbiamo scoperto che, sebbene le abilità cognitive abbiano una debole correlazione con il successo nella programmazione, alcune abilità - come le abilità linguistiche - mostrano una relazione più forte.

I risultati hanno rivelato che gli studenti che si sono comportati meglio nelle valutazioni iniziali tendevano a far meglio nei loro esami finali di programmazione.

Abilità di Attenzione e Programmazione

Abbiamo anche valutato come le abilità di attenzione si relazionano al successo nella programmazione. Interessantemente, i risultati suggerivano che le abilità di attenzione non correlavano fortemente con la performance nella programmazione. Questo solleva domande su come l'attenzione influenzi l'apprendimento nella programmazione, implicando che i compiti di attenzione potrebbero non essere indicatori sufficienti del potenziale di uno studente nella programmazione.

Intelligenza Fluida e Programmazione

L'intelligenza fluida, che riflette la capacità di un individuo di pensare in modo logico e di risolvere problemi, mostrava una connessione con le abilità di programmazione. Tuttavia, come le abilità di attenzione, il suo potere predittivo non era così forte come ci si aspettava. Questo potrebbe indicare che il ruolo dell'intelligenza fluida diminuisce man mano che gli studenti acquisiscono esperienza nella programmazione.

Raccomandazioni per Ricerche Future

Sebbene i nostri dati attuali forniscano intuizioni preziose, ci sono limitazioni, inclusa una dimensione del campione ridotta e la variabilità nelle performance degli studenti nelle valutazioni. Per migliorare l'affidabilità delle previsioni riguardanti il successo nella programmazione, studi futuri dovrebbero concentrarsi sulla raccolta di dati più ampi da popolazioni studentesche diverse.

Raccomandiamo anche di esplorare l'uso di valutazioni più complesse che possano meglio differenziare tra studenti con vari livelli di abilità cognitive. Questo potrebbe aiutare nella creazione di un sistema di allerta precoce più robusto.

Conclusione

In conclusione, la nostra ricerca evidenzia l'importanza delle valutazioni precoci nei corsi di programmazione. Identificando gli studenti che potrebbero avere difficoltà fin da subito, gli educatori possono fornire supporto mirato per aiutarli ad avere successo. Abbiamo dimostrato che le abilità cognitive, in particolare la capacità di sviluppare modelli mentali e le abilità linguistiche, possono prevedere il successo nella programmazione.

Inoltre, esercizi di pratica e drill sulla sintassi possono aiutare gli studenti a migliorare le loro abilità di programmazione, rendendoli uno strumento prezioso per gli educatori. Il nostro sistema di allerta precoce mira a fornire un approccio proattivo per supportare gli studenti in difficoltà, migliorando infine le loro possibilità di successo nei corsi di programmazione.

Man mano che continuiamo a perfezionare il nostro sistema e a raccogliere più dati, speriamo di contribuire a una migliore comprensione di come insegnare efficacemente le abilità di programmazione e supportare gli studenti nei loro percorsi di apprendimento. Rilevando precocemente le difficoltà e fornendo assistenza mirata, possiamo assicurare che più studenti abbiano successo nell'acquisire preziose abilità di programmazione in un mondo sempre più digitale.

Fonte originale

Titolo: Toward Finding and Supporting Struggling Students in a Programming Course with an Early Warning System

Estratto: Background: Programming skills are advantageous to navigate today's society, so it is important to teach them to students. However, failure rates for programming courses are high, and especially students who fall behind early in introductory programming courses tend to stay behind. Objective: To catch these students as early as possible, we aim to develop an early warning system, so we can offer the students support, for example, in the form of syntax drill-and-practice exercises. Method: To develop the early warning system, we assess different cognitive skills of students of an introductory programming course. On several points in time over the course, students complete tests that measure their ability to develop a mental model of programming, language skills, attention, and fluid intelligence. Then, we evaluated to what extent these skills predict whether students acquire programming skills. Additionally, we assess how syntax drill-and-practice exercises improve how students acquire programming skill. Findings: Most of the cognitive skills can predict whether students acquire programming skills to a certain degree. Especially the ability to develop an early mental model of programming and language skills appear to be relevant. Fluid intelligence also shows predictive power, but appears to be comparable with the ability to develop a mental model. Furthermore, we found a significant positive effect of the syntax drill-and-practice exercises on the success of a course. Implications: Our first suggestion of an early warning system consists of few, easy-to-apply tests that can be integrated in programming courses or applied even before a course starts. Thus, with the start of a programming course, students who are at high risk of failing can be identified and offered support, for example, in the form of syntax drill-and-practice exercises to help students to develop programming skills.

Autori: Belinda Schantong, Dominik Gorgosch, Janet Siegmund

Ultimo aggiornamento: 2024-01-25 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2402.01709

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.01709

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Altro dagli autori

Articoli simili