Orientadores: Marcos Augusto Francisco Borges, Ivan Luiz Marques Ricarte

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia

Resumo: Um dos maiores desafios no ensino em cursos da área de Computação são disciplinas que abordam Programação Orientada a Objetos, especialmente para aquelas direcionadas à alunos iniciantes. Mesmo sendo um paradigma amplamente utilizado e abordado na formação profissional, o professor ainda...

Resumo: Um dos maiores desafios no ensino em cursos da área de Computação são disciplinas que abordam Programação Orientada a Objetos, especialmente para aquelas direcionadas à alunos iniciantes. Mesmo sendo um paradigma amplamente utilizado e abordado na formação profissional, o professor ainda encontra dificuldade em adotar estratégias e ferramentas que sejam efetivas para o aprendizado. Em disciplinas introdutórias, é importante estimular e amparar o exercício de abstração por parte dos alunos, abstração que é fundamental para a aprendizagem desse conteúdo. Novatos possuem dificuldades em conceitos fundamentais, como, por exemplo, a relação entre classe e objetos, muitas vezes devidas à uma abordagem didática que não consegue trazer tais conceitos para um ambiente que seja mais significativo ou que facilite sua compreensão. Esta tese propôs um método de ensino de Programação Orientada a Objetos que busca contribuir para o exercício de abstração dos alunos, da conceituação inicial até a aplicação e desenvolvimento de código-fonte, abordando os principais conceitos desse paradigma de programação. O método ComFAPOO (Computação Física para Aprendizagem de Programação Orientada a Objetos), baseado na teoria da Aprendizagem Significativa e nos artefatos da Computação Física, tem como estratégia a transição gradual, utilizando a técnica Concreteness Fading, que parte de modelos concretos, mais tangíveis e representativos, para modelos mais abstratos, como o código-fonte. Para a análise da eficácia do método, foram realizadas oficinas com 80 alunos de ensino técnico e superior, gerando resultados qualitativos e quantitativos. Foi possível identificar nesses resultados aspectos que comprovam as potencialidades do método no ensino de Programação Orientado a Objetos, assim como aspectos que podem ser melhorados e complementados em trabalhos futuros. O método ComFAPOO traz contribuições para área de pesquisa por propor uma solução que alinha a Aprendizagem Significativa e a Computação Física de maneira inédita, através de uma solução aplicável em sala de aula, a partir dos materiais didáticos desenvolvidos para este trabalho

Abstract: One of the biggest educational challenges in Computing courses is teaching subjects which address Object-Oriented Programming, especially for beginners. Even though this paradigm is widely used and taught in professional education, teachers still struggle to find and adopt effective...

Abstract: One of the biggest educational challenges in Computing courses is teaching subjects which address Object-Oriented Programming, especially for beginners. Even though this paradigm is widely used and taught in professional education, teachers still struggle to find and adopt effective learning strategies and tools. Considering that abstraction is crucial for learning this content, it is within reason to recognize how necessary it is for introductory subjects to stimulate and support the exercise of abstraction by students early on. Beginners present difficulties regarding fundamental concepts, such as, the relationship between classes and objects. Said difficulty is oftentimes the result of didactic approaches which fail to bring those concepts into a more meaningful environment that could facilitate their understanding. This thesis proposes an Object-Oriented Programming teaching method which seeks to contribute to the exercise of student abstraction, from initial conceptualization to the development and application of source codes and encompassing this programming paradigm's main concepts. The ComFAPOO Method (physical computing for Object-Oriented Programming learning) is based on David Ausubel's Theory of Meaningful Learning and on the artifacts of Physical Computing. Its strategy resides in a gradual transition through the usage of the Concreteness Fading technique, which departs from more concrete, tangible and representative models to more abstract ones, such as the source code. For the evaluation of the method's efficiency, workshops were held with 80 technical and higher education students, providing both quantitative and qualitative results for the analysis. The findings showed aspects that attest to the potentiality of the method in the teaching of Object-Oriented Programming, as well as aspects which may be improved and complemented in future works. The ComFAPOO Method brings contributions to the research field by proposing a solution which aligns Ausubel's Theory of Meaningful Learning and Physical Computing in an unprecedented way, through the means of creating a suitable solution for classrooms with the usage of the didactic materials developed for this work