Orientador: Jose Armando Valente

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: Esta tese tem como tema principal o design de ferramentas computacionais que constituem um ambiente de programação Prolog e o estudo da interação do novato nesse ambiente. A proposta do conjunto de ferramentas é explicitar o paradigma de programação subjacente e enriquecer o feedback gerado...

Resumo: Esta tese tem como tema principal o design de ferramentas computacionais que constituem um ambiente de programação Prolog e o estudo da interação do novato nesse ambiente. A proposta do conjunto de ferramentas é explicitar o paradigma de programação subjacente e enriquecer o feedback gerado pelo ambiente Prolog, possibilitando ao novato acesso ao programa não apenas em seu significado operacional, mas também em seu significado lógico. As ferramentas, inseridas no ambiente de programação Prolog, constituem um Módulo Operacional e um Módulo Declarativo. No Módulo Operacional, a máquina virtual da linguagem é explicitada através de uma representação gráfica da ,árvore de busca de determinada meta em uma base de dados, que denominamos Arvore de Espaços de Busca. No Módulo Declarativo o formalismo clausal do programa é expresso de forma pictórica através de um modelo baseado em diagramas de redes semânticas, que denominamos Diagramas Semânticos. Foi feito um estudo experimental para análise da interação do novato no ambiente proposto, que envolveu dois tipos de novatos: (A) novatos em sua primeira experiência com linguagem de programação (e mesmo com computadores) e (B) novatos em Prolog, mas com bom conhecimento de linguagens procedurais. Nosso objetivo foi investigar os estágios iniciais do processo de aquisição da linguagem Prolog e os efeitos das ferramentas propostas, nesse processo. Os estudos realizados mostraram que ambos os tipos de novato têm modelos conceituais iniciais da máquina virtual, responsáveis pela sua interpretação a respeito do programa Prolog e do comportamento da máquina virtual da linguagem. As situações de erro podem ser interpretadas a partir desses modelos conceituais correntes, que evoluem ao longo do processo de interação com o ambiente. A atividade de programar mostrou-se como um processo incremental que envolve um ciclo realimentado por respostas forneci das pelo ambiente de programação. Dessa maneira, depuração é parte do processo de aquisição da linguagem e não uma fase a ser tratada isoladamente. O feedback gerado pelas ferramentas provocou uma mudança de perspectiva dos estudantes em relação ao conhecimento sendo representado (programa) e em relação ao interlocutor no processo de programação (máquina virtual), o que possibilitou a modificação nos seus modelos conceituais da linguagem

Abstract: This thesis concerns the design of computational tools which constitute a Prolog programming environment and the study of novices' interaction in this environment. The purpose of the tool package is to make explicit the underlying programming paradigm and to reinforce the feedback provided...

Abstract: This thesis concerns the design of computational tools which constitute a Prolog programming environment and the study of novices' interaction in this environment. The purpose of the tool package is to make explicit the underlying programming paradigm and to reinforce the feedback provided by the Prolog environment, opening to the novice access to the program, not only in its operational meaning but also in its logical meaning. The tools are integrated in the Prolog environment through an Operational Module and a Declarative Module. In the Operational Module, the language virtual machine is shown through a graphical representation of the search tree of a goal within a database, which I named Search-Spaces Tree. In the Declarative Module, the clausal form of the program is represented in a pictorial way, by means of a model based on network diagrams, which I named Semantic Diagrams. The study of the novice's interaction within the proposed environment was conducted experimentally with two types of novices: (A) novices in their first experience with a programming language (and even with computers) and (B) novices with good practice of procedural programming. Our aim was to investigate the early stages of Prolog programming and the effects of the proposed tools in this process. The observational studies undertaken showed that both types of novices had an initial conceptual model of the virtual machine. Such models guided their interpretation of the Prolog program and of the behavior of the machine. Their misunderstandings may be understood as resulting from their current models, which evolve as long as they interact in the environment. The programming activity can be interpreted, from the results, as an incremental process which envolves a cyclic process fed by responses of the programming environment. By this way, debugging is part of the language learning process and not an activity to be treated in isolation. The feedback created by the tools provided changes in the students' perspective related to the knowledge being represented (program) and the interlocutor in the process (virtual machine), which lead them to the understanding of the conceptual model of the language

Résumé: Cette these a comme theme principal le design des outils computationales constituent un ambiant de programmation Prolog et l'étude de l'interaction du novice en cet ambiant. La proposition de l'ensemble des outils est expliciter le paradigme sousjacent et enrichir le feedback formé par...

Résumé: Cette these a comme theme principal le design des outils computationales constituent un ambiant de programmation Prolog et l'étude de l'interaction du novice en cet ambiant. La proposition de l'ensemble des outils est expliciter le paradigme sousjacent et enrichir le feedback formé par l'ambiant Prolog facilitant au novice l'acces au programme pas seulement dans la signification operationale, mais aussi dans la signification logique. Les outils insérés dans l'ambiant de programmation Prolog constituent um Module Operationale et un Module Declaratif. Dans le Module Operationale, la machine virtuelle du langue est executé à travers d'une base des donnés que nous appelons Arbre du Espace de Cherche. Dans le Module DecIaratif le formalisme clausal du programme est exprimé d'une manihe picturale à travres d'un modele basé en diagrammes des reseaux sémantiques, que nous appelons Diagrammes Sémantiques. II a été fait une étude experimentale pour l'analyse de l'interaction du novice dans l'ambiant proposé, avec deux types de novices: (A) novices dans leur premiere experience avec une langue de programmation (et aussi avec les ordinateurs) et (B) novices en Prolog, mais avec un bon connaissance des langues de procedures. Notre objectif a été étuder les états initials du procés de acquisition de la langue Prolog et les effets des outils dans ce procés. Les études des observations faites on montré que les deux types de novice ont modéles conceptuelles initiales de Ia machine virtuelle, qui sont les responsables de leur interpretation du programme Prolog e de la conduite de la machine virtuelle de la langue. Les situations d erreur peuvent être interprétés a partir de ces modeles conceptuelles courant, qui evoluent dans le procés d'interaction avec l'ambiant. L'activité de programmer s'est montré comme un proces d'incrémentation que comprend une cyc1e realimenté par reponds donés par l'ambiant de programation. Ainsi, la dépuration est une partie du procés de acquisition de la langue et non une phase que doit être traité isolément. Le feedback formé par les outils a été l'origin d'une transformation de la perspective des éleves en relation a la conaissance etant représenté (programme) et en relation au interlocuteur dans le procés de programmation (machine virtuelle), lequel a rend possible la modification de leurs modéles conceptuelles de la langue