Tölvumál - 01.11.2011, Síða 36

3 6 | T Ö LV U M Á L
Sífellt fleiri sækja í nám á háskólastigi og á Íslandi hefur fjöldi nemenda
í háskólum farið úr 2.249 nemendum árið 1977 í 19.183 nemendur árið
2010. Fjöldi umsókna í nám í tölvunarfræði hefur fylgt þessari þróun að
nokkru leyti þó að sveiflur hafi verið á milli ára og líklegast var mestur
áhugi nemenda á faginu í kringum aldamótin. Aðsóknin í dag bendir þó til
að áhuginn hafi aukist og sé að nálgast það sem mest var fyrir um áratug.
Nám og kennsla í forritun er ein af undirstöðunum í námi í tölvunarfræði
og venjulega er forritun með fyrstu námskeiðum sem nýnemar taka. Það
skiptir því miklu máli að kennarar nái athygli nýnema og styrki áhuga
þeirra til að læra forritun með fjölbreyttum aðferðum. Í gegnum árin hafa
kennarar rætt hvernig best sé að kenna nýnemum forritun, t.d. hvað eigi að
kenna og hvernig, á hvaða forritunarmáli sé best að byrja, hvernig best sé
að styðja við nemendur og hafa hvetjandi áhrif á námsvenjur þeirra.
Brottfall
Brottfall nemenda á fyrsta ári í tölvunarfræði er vandamál í flestum
háskólum í Evrópu. Sem dæmi má nefna að í Bretlandi var brottfall hæst
í tölvunarfræði árið 2007 miðað við aðrar greinar. Á Írlandi var brottfallið
25% og í Finnlandi 30-59% á þessum tíma. Ástæður brottfalls eru ólíkar hjá
nemendum, t.d. gera nemendur sér oft ekki grein fyrir þeirri vinnu sem þeir
þurfa að leggja í námið, sumum finnst þeir ekki passa inn í nemendahópinn
og öðrum tekst ekki að afla sér þeirrar þekkingar sem þarf til að leysa
verkefni sem lögð eru fyrir. Í nýlegri rannsókn í University of Technology
(HUT) voru tvær helstu ástæðurnar fyrir brottfalli taldar vera skortur á tíma
og skortur á áhuga en margir þátttakendur gáfu upp fleiri en eina ástæðu
fyrir að hafa hætt námi. Svo virðist sem nemendum gangi illa að átta sig á
hvernig þeir eiga að byrja að leysa verkefni og þó þeir átti sig á hvernig eigi
að leysa vandann þá tekst þeim ekki að koma lausninni yfir í forritskóða.
Nám og kennsla í forritun
Í forritunarnámi er afar mikilvægt að læra hvernig forrit virka. Upptökur af
fyrirlestrum og leiðbeiningum kennara hafa reynst vel við að útskýra virkni
forrita enda geta þessar upptökur oft verið mun ítarlegri en hefðbundnir
fyrirlestrar í kennslustofu. Hægt er að sýna virknina skref fyrir skref og
nemandinn getur spilað upptökuna aftur og aftur um leið og hann reynir
að leysa verkefnin.
Myndræn framsetning hefur einnig gagnast vel og má hér nefna Alice,
3D forritunarumhverfi, sem hefur reynst vel til að aðstoða nemendur í
brottfallshættu. Vélmennið Karel hefur verið vinsælt þegar verið er að kynna
hlutbundna forritun þar sem það býður upp á einfalda grafíska framsetningu
sem getur hjálpað nemanum að skilja niðurstöður úr keyrslu forrits. Jeliot
er forritunarumhverfi sem nýtir myndræna framsetningu Java-kóða og lýsir
því vel sem gerist þegar forrit er túlkað.
Vandi nýnema í forritun
Ásrún Matthíasdóttir, lektor við
Háskólann í Reykjavík
Nám og kennsla í forritun er ein af
undirstöðunum í námi í tölvunarfræði
og venjulega er forritun með fyrstu
námskeiðum sem nýnemar taka.
Upptökur af fyrirlestrum og leiðbeiningum
kennara hafa reynst vel við að útskýra
virkni forrita enda geta þessar upptökur
oft verið mun ítarlegri en hefðbundnir
fyrirlestrar í kennslustofu.
Gagnvirk dæmi sem sýna grunnaðgerðir hafa verið nýtt við forritunarkennslu
og hafa nemendur tekið þeim vel. Sem dæmi má nefna að útskýra while-
lykkju með því að sýna nagla rekinn í spýtu. Hægt er að finna gagnvirk
dæmi á vefsíðu Codewitz verkefnisins (http://www.codewitz.com).
Mikilvægt að gera sér grein fyrir hvað það er sem nemendum finnst erfitt
í forritunarnáminu. Árið 2005 svöruðu nemendur í HR spurningum um það
hvernig þeim gengi að læra forritun og þar kom fram að nemendur nýttu
upptökur kennara og kennslubókina, álitu gagnvirk próf nýtast sér vel
og töldu Codewitz efnið vera gagnlegt. Árið 2010 voru nýnemar í forritun
spurðir um námsgengi þeirra á mun ítarlegri hátt og þar kom fram að 64%
töldu að þeim gengi vel og 77% töldu námsefnið áhugavert. Þegar spurt
var um notagildi var vinna við skilaverkefni talin vera gagnlegust sem og
upptökur af fyrirlestrum kennara en fast á eftir fylgdu venjulegir fyrirlestrar
kennara. Það sem nemendur töldu vera erfitt var að skipta virkni niður í
föll, klasa o.þ.h. og finna villur í eigin forritum. Að skilja uppbyggingu stakra
virknihluta forrits, læra málreglur forritunarmáls og skilja hvað ætti að gera
í verkefninu var einnig talið erfitt. Nemendur virðast skilja kennslubækur og
fyrirlestra kennara en eiga erfiðara með að skrifa eigin forrit og þurfa meiri
leiðsögn hvað það varðar.
Að lokum
Miklu máli skiptir að kennarar skoði hvernig þeir geti aðstoða nemendur,
hvatt og vakið áhuga þeirra með fjölbreyttum kennsluaðferðum þannig
að þeir sjái tengslin milli fyrirhafnar og árangurs. Verkefnin þurfa að vera
áhugaverð og reyna á nemendur án þess þó að vera of þung eða of létt.
Nemandinn þarf auðvitað að leggja sitt að mörkum, átta sig á markmiðunum
með verkefnunum og til hvers er ætlast af honum. Námsumhverfið þarf að
styðja nemendur þannig að þeir geti sótt sér fjölbreyttan stuðning en um
leið þurfa kennarar að vera opnir fyrir nýjungum og óhræddir við að prófa
nýjar leiðir og nýja framsetningu á efninu með hjálp fjölbreyttra aðferða og
tækja eins og Alice, Karel og Jeliot.
Byggt á greinunum
Ásrún Matthíasdóttir og Hrafn J. Geirsson (2011). The Novice Problem in
Computer Science. Ráðstefnurit International Conference on Computer
Systems and Technologies – CompSysTech’11
Ásrún Matthíasdóttir (2006). How to teach programming languages to
novice students? Lecturing or not? Ráðstefnurit International Conference
on Computer Systems and Technologies – CompSysTech’06.