Welke invloed heeft de Online Leeromgeving Grande Omega op Programmeerprestaties en Computational Thinking Skills?

Abstract

De informaticaopleiding van Hogeschool Rotterdam zoekt naar innoverende manieren om groepen beginnende informatici te leren programmeren. Enkele docenten van de informatica-opleiding van Hogeschool Rotterdam hebben het online leerprogramma Grande Omega ontwikkeld, waarmee alle studenten vanaf het eerste jaar van hun opleiding leren hoe een programmeertaal wordt omgezet naar machinecode en welke syntax en semantiek ze nodig hebben om te programmeren (Robins, Rountree & Rountree, 2003). Het doel van Grande Omega is om studenten te stimuleren, te activeren en te ondersteunen bij hun theoretische en praktisch leerproces, de leercurve van hun programmeer-vaardigheden te verhogen en de docenten inzicht te bieden in hun leerproces. De informaticaopleiding probeert meer grip op het leerproces te verwerven door de activiteiten van studenten in Grande Omega te monitoren. Het is echter niet duidelijk of Grande Omega daadwerkelijk bijdraagt aan de gewenste ontwikkeling van programmeerkennis en -vaardigheden (Lathinen, Mutka & Jarvinen, 2005, Milne & Rowe, 2002, Qian & Lehman, 2017). Ook is niet duidelijk welke rol Grande Omega speelt bij het ontwikkelen van computational thinking skills (Brennan & Resnick, 2012, Lye & Koh, 2014, Zhong, Wang, Chen & Li, 2016), een set van probleemoplossende vaardigheden en -houdingen, ingebed in de 21ste eeuwse vaardigheden. Het doel van het kwantitatief onderzoek naar Grande Omega is om inzicht te verwerven in de relaties tussen inspanning, tijdsbesteding en tentamenresultaten van studenten in Grande Omega. Hierbij is de invloed van regelmatig oefenen en het maken van fouten meegenomen. Het doel van het kwalitatief onderzoek is om inzicht te verwerven in de ontwikkeling van het denken in computationele concepten en computationele methoden (Fisser & Strijker, 2016, Voogt, Brand-Gruwel & Van Strien, 2017) via uitspraken van geïnterviewde studenten. De onderzoeksgroep voor het kwantitatief, retrospectief onderzoek bestaat uit 132 eerstejaarsstudenten Informatica van Hogeschool Rotterdam. Het onderzoek is vormgegeven als een in situ quasi-experimenteel design. Hierbij zijn de leeractiviteiten en tentamenresultaten van een bestaande groep in een bestaande leersituatie gevolgd. De onderzoeksgroep voor het kwalitatief onderzoek bestaat uit een sample van negen studenten. Dit onderzoek behelst negen, één op één, open ended interviews over drie thema’s: Denken in stappen, Abstraheren en Algoritmisch denken. De hoofdvraag luidt: Welke invloed heeft de online leeromgeving Grande Omega op de programmeerprestaties en de ontwikkeling van Computational Thinking Skills van eerstejaars studenten informatica bij Hogeschool Rotterdam? Uit de resultaten van het kwantitatief onderzoek blijkt dat studenten hogere tentamenresultaten behalen als ze intensief en regelmatig oefenen in Grande Omega en voldoende tijd besteden aan de oefensessies. Het verband tussen het aantal gemaakte oefeningen in Grande Omega, de tijd die aan de oefeningen is besteed en de prestaties is significant. Hoog presterende studenten geven meer juiste antwoorden en maken tegelijk meer fouten in Grande Omega dan laag presterende studenten. Het lijkt erop dat de hoog presterende studenten van zowel de correcte als de incorrecte antwoorden leren (Grassinger, Scheunpflug, Zeinz & Dresel, 2018). Uit de resultaten van het kwalitatieve onderzoek blijkt dat de invloed van Grande Omega zich het meest laat gelden bij het thema Algoritmisch denken, gevolgd door het thema Abstraheren. De meeste beginners melden dat ze nog onvoldoende vaardigheden hebben om werkende code te kunnen schrijven. Bij het thema Denken in stappen is de invloed het kleinst. Het denken in stappen lijkt vooral voorbehouden aan het oplossen van programmeerproblemen. In relatie tot het onderzoek van Voogt et al. (2017) lijkt Grande Omega positieve invloed te hebben op de ontwikkeling van computationele concepten en computationele methoden, maar niet op generieke kennis en -vaardigheden, zoals probleemoplossend vermogen buiten een programmeeromgeving. Toekomstig onderzoek kan zich richten op het verband tussen het type opdrachten en de leeropbrengsten van studenten, in welke mate deze groep baat heeft bij informeel leren versus formeel leren en hoe het specifiek trainen van CT bij andere cursussen een bijdrage kan leveren aan het hbo-programmeeronderwijs.

Date of Award	5 May 2020
Original language	Dutch
Supervisor	Marcus Specht (Supervisor)