Understanding the Relation Between Study Behaviors and Educational Design: Research in Computing Education

Abstract

Important learning happens outside organized lectures and labs; however, much of the interaction between these educational design constructs and how students study is unknown. This thesis aims to understand how knowledge about computing students’ study behavior can help us design first-year undergraduate computing programs. Previous research has looked at individual courses and specific tools, but the holistic perspective across courses and classes is somewhat missing. Furthermore, the inconsistent use of study behavior terminology and lacking tools to describe educational design makes it challenging to compare findings. This PhD research took a closer look at the first year of two computing programs, examining the student experience and the relation to all levels of the educational design - from admission systems to course assignments. Through a mixed-method approach in three phases, this research used questionnaires, interviews, and document analysis to further our understanding of how educational design parameters affect how students study. The results include a mapping of Norwegian computing education programs and a systematic literature review of study behaviors in computing education, producing a framework of educational design elements and a taxonomy of study behaviors. Together, these contribute to an improved understanding of the relationship between study behavior and educational design parameters in computing education and identifying the room for action for educators. Furthermore, a comprehensive investigation of the whole first year found that schedules, assignments, and campus layout facilitates how, when and where students study. A central result was the definition and characterization of the student-driven learning environment, which is based on the individual students’ perspective and describes how they navigate the educational design constructs across courses within a program. Lastly, the findings from this thesis encourage educators, policymakers, and students to consider shifting the focus slightly from the quantity to the quality of learning by better understanding how students study. Re-examining why we do things based on updated research and theories is an important first step. Every parameter and variable should be questioned, looking for the room for action. In addition to increasing the understanding of computing students, this work also contributes to the knowledge about how to understand computing students.

Sammendrag Det foregår mye læring mellom forelesninger og i diverse kroker på campus, men mye av denne interaksjonen mellom utdanningens utforming og studentenes atferd vet vi lite om. Denne doktorgradsavhandlingen tar sikte på å forstå hvordan kunnskap om studenters studieatferd kan hjelpe oss med å utforme førsteårs IT-studieprogram. Tidligere forskning har fokusert på mange spesifikke tema og verktøy, men det helhetlige perspektivet på tvers av emner og kontekster er mindre utforsket. Det er også en utfordring at forskningen så langt bruker inkonsekvent terminologi for studieatferd og konteksten den gjøres i er mangelfullt beskrevet. Forskningen presentert i denne avhandlingen ser nærmere på IT-studieprogrammer ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU). Fokuset har vært på studentenes reise gjennom det første året og hvordan de interagerer med ulike elementer i utdanningens utforming, fra opptakssystem til oppgaveløsning. Gjennom kombinerte metoder i tre faser har dette prosjektet gjennomført spørreundersøkelser, intervjuer og dokumentanalyser for å kunne videreutvikle vår forståelse av hvordan utdanningens utforming påvirker studentenes studieatferd. Resultatene fra denne forskningen inkluderer en kartlegging av IT-programmer i Norge og en systematisk gjennomgang av forskning på studieatferd i IT-utdanning. Ut ifra disse ble det utviklet et rammeverk for å beskrive utdanningens utforming og en klassifikasjon av studieatferd. Sammen utgjør disse nyttige verktøy for å beskrive og forstå sammenhengen mellom hvordan studentene studerer og utdanningens utforming. Videre fant en omfattende undersøkelse av studentenes erfaringer gjennom hele det første året at timeplaner, frister og oppsettet på campus fasiliteter når, hvor og hvordan studentene studerer. Denne relasjonen defineres av det studentdrevne læringsmiljøet, som baserer seg på den individuelle studentens perspektiv og beskriver hvordan de navigerer gjennom forskjellige elementer i utdanningens utforming på tvers av emner og program. Funnene fra denne avhandlingen oppfordrer lærere, beslutningstakere og studenter til å flytte fokuset fra hva som blir lært til hvordan det blir lært gjennom å forstå studentenes studieatferd bedre. Aller først må vi revurdere hvorfor vi gjør som vi gjør basert på oppdatert forskning og teori. For å identifisere handlingsrommet bør det settes spørsmålstegn ved alle elementer i utdanningens utforming. I tillegg til å øke forståelsen av IT-studenters atferd så bidrar dette arbeidet også til å øke kunnskapen om hvordan vi skal forstå studentene. Norsk-Engelsk ordliste for sentrale begreper: Studieatferd - Study behavior | Utdanningens utforming - Educational design IT-studieprogram - Computing program | Kombinerte metoder - Mixed-method