Learning to program through interactive simulation

Abstract

Extensive studies have been conducted on programming knowledge, instructional environments and effective pedagogies in order to improve the teaching and learning of computer programming. However, there have been few studies on the usefulness and effectiveness of using simulation. The aim of this paper is two-fold: to describe the design and development of a computer-based simulation tool for learning computer programming and to report a case study of four students' learning experiences using the simulation tool, which provides a learning environment in the context of daily life. In solving the problem posed by the simulation tool, students are encouraged to think and construct their own solutions. Three categories with respect to students' learning processes were observed in the study, namely dynamic learning experience, fostering cognitive approaches and stimulating attitude change. Implications of the simulation for learning programming are also discussed. It is hoped that the simulation tool will inspire students to look beyond a specific simulation and transfer insights gained from the simulation to the learning of computer programming. Apprendre à programmer grâce à la simulation interactiveDes études importantes ont été menées sur la connaissance de la programmation, les environnements d'étude et les pédagogies effectives visant à améliorer l'enseignement et l'apprentissage de la programmation informatique. On compte cependant peu d'études sur l'utilité et l'efficacité de l'emploi des simulations. Le but de la présente étude est double : d'une part décrire la conception et le développement d'un outil de simulation sur ordinateur pour apprendre la programmation informatique et d'autre part présenter une étude de cas portant sur les expériences d'apprentissage de quatre étudiants ayant utilisé cet outil de simulation qui fournit un environnement d'apprentissage dans le contexte de la vie quotidienne. Trouver la solution du problème posé par l'outil de simulation encourage les étudiants à penser et à construire leurs propres solutions. Au cours de l'étude on a observé trois catégories en ce qui concerne les processus d'apprentissage des étudiants. Ce sont : une expéri-ence d'apprentissage dynamique, l'encouragement des approches cognitives et la stimulation pour un changement d'attitude. On examine aussi les conséquences de la simulation sur l'apprentissage de la programmation. On espère que cet outil de simulation donnera aux étudiants l'idée de regarder plus loin que telle ou telle simulation et de transférer la compréhension acquise grâce à la simulation à l'apprentissage de la programmation informatique proprement dite. Programmieren lernen durch interaktive SimulationUmfangreiche Studien sind auf Programmierwissen, Unterrichtsumgebungen und wirksame Pädagogiken durchgeführt worden, um die Lehre und das Erlernen von Computerprogrammierung zu verbessern. Jedoch gibt es nur wenige Studien, die auf der Nützlichkeit und Wirksamkeit zielen, Simulationen zu verwenden. Dieser Beitrag hat ein doppeltes Ziel: den E...

The Experimental Experience of Motion Kinematics in Biology Class Using PhET Virtual Simulation and Its Impact on Learning Outcomes

“…In teaching physics in the classroom, for example to understand the concept of projectile motion, PhET is a virtual simulation which is considered the most effective technology to produce the best conceptual understanding in students, even when compared to phenomenon-based learning (Chinaka, 2021). This claim is in line with the results of a study that has long been stated by Yuen (2006), that computerbased virtual simulations are a learning necessity to encourage a more dynamic learning experience, and are able to construct students' thinking that is more solution. Finally, this is also in line with the results of our current study, that PhET virtual simulation has an impact on better student learning outcomes.…”

Plataforma didáctica para la enseñanza de la robótica industrial basada en simulaciones 3D y LEGO Mindstorms

“…Jasti, N., et al, (2020) consideran que el desempeño de los estudiantes correspondiente a la aplicación, análisis y síntesis mejora significativamente a través de su uso. Yuen, A. H., (2006) propone que la simulación permite un aprendizaje dinámico, fomenta enfoques cognitivos y aumenta la motivación. Dey, U., y Cheruvu S, K. (2020) consideran que el uso de simulaciones da un resultado de aprendizaje por parte del estudiante en forma equivalente al obtenido con los laboratorios físicos.…”

Jahrbuch der berufs- und wirtschaftspädagogischen Forschung 2022

“…Chien & Chang 2012;DeBoer et al 2014;Fang & Guo 2016;Höffler 2010;Hoyer & Girwidz 2020;Lavy 2007;Li et al 2009;Lowe 2004;Oliver et al 2019;Rey & Diehl 2010;Yuen 2006 …”