Exemplos resolvidos no ensino das disciplinas iniciais de programação : implementação de um domínio de conhecimento baseado em pares exemplo-problema em um sistema tutor inteligente

Abstract

Resumo: Esta dissertação tem como objetivo investigar a utilização de pares exemplo-problema em um sistema tutor inteligente para o ensino das disciplinas iniciais de programação. O estado da arte foi identificado por meio de um mapeamento sistemático da literatura e revelou as ferramentas e áreas educacionais em que os pares exemplo-problema foram utilizados. A proposta foi fundamentada pela Teoria da Carga Cognitiva, pelos exemplos resolvidos, pares exemplo-problema, pela exibição de exemplos e problemas simultaneamente e pelo Sistema Tutor Inteligente. Considera-se o módulo do domínio, representado por uma relação entre o exemplo resolvido e um problema semelhante a ser resolvido. O módulo do domínio foi implementado na Farma-Alg, um Sistema Tutor Inteligente para a promoção da mediação do erro no ensino de programação de computadores, com o objetivo de utilizar a exibição de exemplos e problemas simultaneamente, como forma de auxiliar no aprendizado das disciplinas iniciais de programação. Faz-se uso de um métódo de compilação, execução e teste das respostas submetidas pelos estudantes, existentes na Farma-Alg, para verificar se as respostas submetidas estão corretas. Os indícios de aprendizado foram baseados pela avaliação dos exemplos e pela quantidade de tentativas realizadas pelo estudante até submeter a resposta correta. Experimentos realizados com oobjetivo de validar a proposta foram bemrecebidos e podemprovocarimpactospositivos durante o aprendizado dos estudantes. Por meio da avaliação dos exemplos, da quantidade de tentativas realizadas pelo estudante e de um questionário avaliativo, os resultados demonstraram que a estratégia é promissora, sendo que os exemplos foram avaliados positivamente na Farma-Alg. Tendo em vista os resultados obtidos, espera-se contribuir para o ensino das disciplinas iniciais de programação, utilizando um domínio de conhecimento baseado em pares exemplo-problema

Abstract: This dissertation aims to investigate the use of example-problem pairs in an intelligent tutoring system for teaching initial programming courses. The state-of-the-art was identified through a systematic literature review, revealing the tools and educational areas in which example problem pairs have been used. The proposal was based on Cognitive Load Theory, worked examples, example-problem pairs, the simultaneous display of examples and problems, and the Intelligent Tutoring System. The domain module is considered, represented by a relationship between the worked example and a similar problem to be solved. The domain module was implemented in Farma-Alg, an Intelligent Tutoring System for promoting error mediation in computer programming teaching. The objective is to use the simultaneous display of examples and problems to aid in the learning of initial programming courses. A method of compilation, execution, and testing of student responses, available in Farma-Alg, is used to verify their correctness. Learning outcomes were based on evaluation of the examples and the number of attempts students made before submitting the correct answer. Experiments conducted to validate the proposal were well received and may have a positive impact on student learning. Through evaluation of the examples, the numberofattemptsstudentsmade, andanevaluationquestionnaire, the results demonstrated that the strategy is promising, and the examples were positively evaluated by Farma-Alg. Given the results obtained, we hope to contribute to teaching introductory programming courses by utilizing a domain knowledge framework based on example-problem pairs