Cooperative Parsons problems to promote learning and socialization in higher education

Abstract

Frafall og strykprosent har vært et problem i introduksjonsfag for programmering. Studier antyder at noen faktorer som bidrar til frafall er mangel på motivasjon og sosialt nettverk. Studier hevder også at programmering er vanskelig å lære. Dessuten er ensomhet et utbredt problem blant studenter i høyere utdanning, noe som kan ha implikasjoner for akademisk studie og studentenes velvære. Studier har antydet at samarbeidslæring kan være nyttig for å øke prestasjoner og sosiale relasjoner. Studier har også antydet at spillifisering kan fremme motivasjon og læring. Videre så har en kodefullføringsoppgave kalt Parsons problems blitt anbefalt ettersom den er hevdet til å være mer tidsbesparende og like effektiv som tradisjonelle programmeringsoppgaver. Parsons problems har hovedsakelig vært en individuell aktivitet så langt. Forskningsmålet, for dette studiet, er å undersøke om samarbeids Parsons problems kan kombinere de pedagogiske fordelene av Parsons problems med de sosiale fordelene av samarbeid; for å gi studenter en effektiv, morsom og sosial måte å lære programmering.

Vi undersøkte eksisterende Parsons problems programvareløsninger, men fant ingen samarbeidsløsninger. Dermed bestemte vi oss for å utvikle et digitalt samarbeids Parsons problems spill. Utviklingen fulgte en iterativ prosess hvor vi gjennomførte brukertester for å samle tilbakemeldinger på prototypen vår og dens mulige fordeler. Våre resultater antyder at studentene oppfattet samarbeids Parsons problems som en lærerik, morsom og sosial aktivitet. Implikasjonene av denne studien er begrenset, ettersom den ikke tester faktisk læringsutbytte. Fremtidig arbeid bør gjøres for å teste læringsutbyttet av et samarbeids Parsons problems spill, for studenter som er nybegynnere i programmering; ved å bruke vår prototype eller lignende løsninger.

Dropout and failure rates have been an issue for introductory programming courses. Studies on course dropout rates suggest that some of the factors that contribute to dropout are lack of motivation and social networks. Studies also claim that programming is a difficult subject to learn. Additionally, loneliness is a prevalent issue among students in higher education, which can have implications for academic study and students' overall well-being. Cooperative learning has been shown to increase achievement, as well as social relatedness. Additionally, studies suggest that gamification can promote motivation and learning. Furthermore, a code completion exercise called Parsons problems has been recommended as it is claimed to be more efficient and just as effective as traditional programming exercises. However, Parsons problems have mostly been an individual activity thus far. The research objective for this study is to investigate whether cooperative Parsons problems could combine the pedagogical advantages of Parsons problems with the social benefits of cooperation; to provide students with an effective, fun, and social activity to learn programming.

We reviewed existing Parsons problems software solutions. However, we could not find any cooperative solutions. Therefore, we decided to develop a digital cooperative Parsons problems game. The development followed an iterative process where we performed user tests to gather feedback on our prototype and how students perceived its possible benefits. Our results suggest that the students perceived cooperative Parsons problems as an educational, fun, and social activity. A limitation of this study is that we did not test the actual learning outcome. Further work should be done to test the learning outcome of a cooperative Parsons problems game for novice programming students; by using our prototype or similar solutions.