JURNAL 5

Learning  to program through interactive simulation

A. H.K. Yuen. ( 2006 ). Learning  to program through interactive simulation. Educational Media International. 43 (3): 251-268

Pengenalan

Selama dua dekad terakhir di mana pengaturcaraan komputer telah diajarkan secara meluas, beberapa pendidik dalam domain ini telah membayangkan bahawa belajar pengaturcaraan bukan hanya belajar suatu subjek akademik atau kemahiran kerja, tetapi juga penanaman pembangunan kognitif tahap yang lebih tinggi (van Merrienboer, 1990; Jonassen, 1996).

      i.        Pengaturcaraan Komputer dan pengetahuan pengaturcaraan

·         Menurut Brookshear ( 1988 ), pengaturcaraan komputer mengandungi reka bentuk yang mendasari algorithm dan mempersembahkan algorithm tersebut sebagai satu program. Manakala bagi Thomas dan Upah ( 1996), mereka menyatakan bahawa pengaturcaraan komputer kebanyakannya membezakan 3 aktiviti iaitu:

a.    masalah dalam identifikasi/pengenalpastian dan analisis.

b.    pengaturcaraan untuk menakal masalah.

c.    persembahan program dalam kod bahasa komputer.

·         Berhubung dengan pengetahuan dalam pengaturcaraan, Bayman dan Mayer (1988 )  mencadangkan 3 jenis pengetahuan pengaturcaraan yang berkaitan diperlukan untuk memahami proses kompleks yang mendasari keterlibatan dalam pengaturcaraan: sintaksis, konseptual  dan strategik. Sintetik pengetahuan merujuk pengetahuan tentang pengaturcaraan ciri-ciri bahasa dan Peraturan dalam penggunaannya. Pengetahuan konseptual adalah tentang pemahaman pengaturcaraan komputer pembinaan dan prinsip-prinsip dan melibatkan pembangunan model mental sistem dan makna dari tindakan yang dijalankan oleh program ini. Pengetahuan strategik adalah kemampuan untuk menggunakan sintaksis dan pengetahuan konseptual dalam cara yang paling tepat dan berkesan untuk menyelesaikan masalah novel pengaturcaraan.

    ii.        Pengajaran dan pembelajaran pengaturcaraan komputer

·         Masalah utama dalam mengajar dan belajar pengaturcaraan komputer yang baik dalam sebuah penekanan kepada kejayaan pengetahuan sintaksis dalam buku teks dan guru didominasi atau subjek berpusatkan kaedah yang diterima pakai oleh para guru (Linn, 1985; Mayer, 1988; Booth, 1992; Yuen, 2000). Fokusnya harus pada pelajar, dengan guru terutama memberikan kesempatan dan bimbingan untuk belajar untuk mengambil tempat.

·         Pengaturcaraan komputer adalah kegiatan pemecahan masalah (Mayer, 1992) dan penekanan belajar pengaturcaraan harus diletakkan pada masalah untuk dipecahkan dan langkah-langkah yang diperlukan untuk penyelesaian (Milbrandt, 1999). Dengan kata lain, harus melibatkan tumpuan pada konseptual dan strategik pengetahuan lebih dari pengetahuan sintaksis.

   iii.        Alatan dan metode untuk pembelajaran pengaturcaraan

·         Dengan kemajuan teknologi, berasaskan komputer alat seperti visualisasi program (Mayer, 1981; Jehng et al , 1999.; Ramadhan, 2000; Smith & Webb, 2000), animasi (kann et al , 1997.) Dan simulasi (Thomas & Upah, 1996) telah dibangunkan dan digunakan oleh para penyelidik. Mereka percaya bahawa
kegunaan dari model mental yang diberikan oleh semua alat berasaskan komputer boleh membantu pelajar untuk memvisualisasikan perubahan tersembunyi dan dalaman di beberapa bahagian konseptual yang mendasari  sistem komputer, yang pada gilirannya akan membolehkan mereka untuk mengamati bagaimana program kerja dan dengan demikian  meningkatkan pemahaman mereka tentang pengaturcaraan komputer.

                       

·         Global simulasi telah dijumpai untuk membantu dalam meningkatkan motivasi pelajar untuk tetapkan tugas dan membantu mereka untuk menyedari salah faham mereka dalam ilmu kurikulum (Ronen & Eliahu, 2000). Tentang Arahan pengaturcaraan, analisis tindakan mahasiswa dalam belajar konsep perulangan dalam simulasi mendedahkan kekurangan serius dalam strategi dasar belajar mereka, yang memberikan kesempatan bagi guru untuk mendiagnosis dan memenuhi keperluan pelajar dalam mempelajari pengaturcaraan (Thomas & Upah, 1996).

·         Penyelidikan ini bermula dengan menjelaskan perkembangan alat simulasi berasaskan komputer untuk belajar pengaturcaraan di mana alat simulasi bertujuan untuk mengatasi kesulitan belajar mahasiswa dalam pengetahuan pengaturcaraan konseptual dan strategik. Kemudian, sebuah kajian kes daripada empat pelajar menggunakan simulasi komputer yang berpusat dilaporkan, yang bertujuan untuk menyemak pengalaman belajar mereka
menggunakan simulasi. Dengan demikian, penkaji berharap dapat melihat ke dalam implikasi potensi menggunakan simulasi dalam pengajaran dan pembelajaran pengaturcaraan komputer.

Metodologi

      i.        Sebuah alat simulasi berdasarkan pengalaman

·         Alat simulasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah bernama Traffic Light Simulator System (TLSS). Dalam Untuk mengembangkan sistem 'membumi' dalam mengajar dan pengalaman belajar dari guru dan pelajar (Guimaraes & de Lucena, 1995) wawancara individual dengan guru dan pelajar dilakukan dalam rangka untuk mengenal pasti kesulitan-kesulitan yang terlibat dalam mengajar dan belajar pengaturcaraan di sekolah menengah dan bagi mengetahui keperluan, kemahiran dan minat pelajar dalam pembelajaran pengaturcaraan. Data dianalisis dengan menggunakan 'kaedah perbandingan malar' dari membumi teori (Strauss, 1987).

·         Pembangunan TLSS difokuskan pada pendekatan pembelajar-berpusat bagi alamat pembelajar pemahaman, pertumbuhan, kepelbagaian dan motivasi (Soloway
et al., 1994). Prinsip asaspendekatan yang berpusat pelajar boleh diringkaskan sebagai: masalah driven daripada analisis berstruktur isi kurikulum; menghadiri untuk, peserta didik kemahiran keperluan dan kepentingan; konstruktivis sebuah pendekatan pembelajaran (Norman & Spohrer, 1996). Diharapkan bahawa TLSS akan memudahkan aktif dan terletak pengalaman pendidikan yang akan mempromosikan penemuan belajar (Keegan,1995; Swaak & de Jong, 2001).

·         Pelajar yang menggunakan TLSS diharapkan untuk menyertai dalam beberapa kegiatan untuk membina pengalaman belajar mereka sendiri bermakna dan memudahkan pembangunan kemahiran penyelesaian masalah mereka

·Dengar

·Baca secara fonetik

· 

·Kamus - Lihat kamus terperinci

    ii.        Alat Simulasi

·         TLSS menyediakan model dinamik sistem lampu lalu lintas dengan simulasi jalan, lampu lalu lintas,kenderaan, pejalan kaki dan berbagai-bagai situasi lalu lintas, yang membolehkan penuntut untuk hadir dan menguji program mereka untuk mengendalikan sistem lalu lintas cahaya dalam animasi.

·         Sistem ini juga merupakan penyelesaian pelajar sebagai rangkaian Arahan untuk menguatkan belajar pengaturcaraan. Dua komponen utama, 'program' iaitu dan 'simulasi', yang tertanam dalam perisian perkakasan. Dalam pengguna komponen 'program' diminta untuk merancang beberapa siri arahan menggunakan ‘while', 'for' dan ‘if then’ laporan untuk mengawal lima set lampu lalu lintas di persimpangan.

·         Setelah kompilasi program ini, pelajar boleh meneruskan ke bahagian 'simulasi' dengan menekan butang untuk menjalankan simulasi reka bentuk mereka, bagi mencipta persekitaran yang animasi.

·         Ringkasnya, TLSS merangkumi dua ciri yang berbeza. Pertama, sistem ini memberikan pelajar dengan multimedia konteks yang akan memotivasi mereka untuk belajar dan menjelajah serta membolehkan maklum balas yang terus menerus dan cabaran sehingga mahasiswa dapat dirangsang ke uji cuba. Dengan cara ini pelajar tetap terlibat dalam kegiatan pembelajaran secara terus menerus (Schank &
Kass, 1996). Kedua, pelajar mungkin dapat lebih manfaat daripada pengaktifan dalam  membina program dari pasif dengan menonton program kerana mereka di dalam kelas mereka hanya belajar teori sahaja.

·         Sistem menyediakan simulasi divisualisasikan dan persekitaran animasi di mana pelajar secara aktif terlibat dalam mencipta, menjelajah, ujian dan pemahaman program mereka dilaksanakan. Ini kerana penyelesaian untuk setiap situasi benar-benar bergantung pada kejayaan pengaturcaraan, masalah pelajar penyelesaian, dan penglibatan dalam berfikir kritis untuk mencapai kejayaan dari TLSS ini.

   iii.        Tugasan pembelajaran

.

·         Tugas secara kasar dapat digolongkan menjadi tiga bahagian utama, masing-masing dengan satu konsep tertentu pengaturcaraan sebagai fokus. Bahagian pertama menumpukan pada Penggunaan ‘if then’ pernyataan untuk mengendalikan  arus lalu lintas.

 

·         Tujuan dari bahagian kedua adalah untuk membiasakan pelajar dengan ciri-ciri dan  fungsi 'for' dan laporan yang 'while'.

·         Akhirnya, bahagian ketiga menggabungkan semua tiga kenyataan.

·         Fokus dalam setiap bahagian tidak memiliki batas tetap yang menyekat pelajar dari belajar semua konsep-konsep pengaturcaraan fleksibel. Setiap pelajar terlibat dalam penyelesaian masalah ini. Pendekatan tidak untuk mencari masalah dan penyelesaian mereka sendiri, dengan beberapa bimbingan dari instruktur dalam kumpulan.

·         Mereka digalakkan untuk cuba pola sehingga dapat mensimulasikan 'debugging' proses persekitaran pengaturcaraan. Penekanan pada tugas-tugas ini, oleh kerana itu, tidak hanya pada berjaya dalam kompilasi, tetapi juga pada proses sebenarnya kompilasi, kerana sangat penting untuk menunjukkan bagaimana pelajar boleh merancang, debug dan menjalankan program komputer.

·         Empat jenis pengaturcaraan pengetahuan, iaitu sintaksis, semantik, skematik dan strategik

Perbincangan

      i.        Memberikan pengalaman belajar yang aktif dan dinamik

·         Tujuan kajian ini eksplorasi pada simulasi adalah untuk mendedahkan dan menggambarkan pembelajaran pengalaman pelajar apabila menggunakan simulasi untuk membantu mereka untuk belajar pengaturcaraan.

·         Simulasi operasi lampu lalu lintas dalam grafik animasi cermin masalah nyata kehidupan sehari-hari (Wu et al. , 1999) dalam persekitaran yang dinamik dan interaktif, di mana pelajar digalakkan untuk berfikir dan membina penyelesaian sendiri mungkin.

·         Dalam melakukannya, mereka terlibat dalam proses pembelajaran implisit ditakrifkan oleh Rieber (1991) sebagai 'tujuan-tujuan pembelajaran yang tidak langsung diajarkan tetapi hanya tersirat melalui isyarat kontekstual, yang dibekalkan dengan beberapa animasi visual memaparkan '.  

·         Ringkasnya, pembelajaran merupakan hasil dari aplikasi tertentu pengetahuan. Penyelidikan ini bertujuan untuk mengetahui hasil pelaksanaan pengaturcaraan dalam simulasi animasi. Keputusan yang dilaporkan dalam kajian ini menunjukkan tiga pemerhatian utama yang berasal dari pengalaman belajar siswa dengan menggunakan simulasi dalam belajar pengaturcaraan.

    ii.        Pembinaan pelbagai pendekatan kognitif

·         Para pensyarah dalam universiti teknikal berfikir bahawa sokongan utama yang disediakan oleh komputer dalam mengajar mereka pengalaman adalah praktikal dan kemungkinan belajar dengan cara trial dan error, terutama ketika membawa keluar simulasi eksperimen.

·         Hal ini juga mencerminkan fakta bahawa dalam pembelajaran dengan pelajar TLSS aktif terlibat dalam eksplorasi, penyelesaian masalah dan pembinaan, bukan pasif belajar formula model yang ditunjukkan dalam persembahan guru-diarahkan.

·         Dalam jenis pembelajaran penemuan pengguna lebih cenderung untuk menguasai pengetahuan sintaksis dan semantik pengaturcaraan kerana mereka disokong oleh algoritma dan Pseudocode seperti bahasa yang dibina di sekitar sejumlah konsep kecil, daripada harus mengatasi dengan sintaks terperinci padat dari bahasa pengaturcaraan.

·         Walaupun tidak semua pelajar menggunakan TLSS akan dapat mengembangkan jenis seperti pengetahuan, kes yang khas yang dilaporkan dalam kajian ini memberikan bukti untuk ini sebagai mahasiswa secara berperingkat mampu menghasilkan kesimpulan tentang pengendalian dalam perisian dan mendapatkan lebih kefahaman terhadap ciri-ciri dan fungsi dari perintah yang berbeza.

·         Hal ini ini perancah yang dihasilkan dari trial and error yang merupakan salah satu manfaat utama dari simulasi, dalam khususnya dalam kes TLSS.

·         Berkenaan dengan aspek kognitif pembelajaran, tanggapan dari wawancara menunjukkan bahawa pelajar semua sepakat bahawa tugas-tugas yang terlibat dalam TLSS mencabar kecerdasan mereka dan logik berfikir.

·         Hal ini menunjukkan bahawa simulasi membantu mereka untuk mendapatkan pemahaman yang kasar karya pengetahuan bagaimana algoritma. Pengaturcaraan secara abstrak yang mendasari, yang dapat membuka interaksi lebih santai antara komponen dalam sebuah program yang dinamik dan membantu pelajar mendapatkan perwakilan mental lebih bermanfaat dalam pengaturcaraan (Mayer, 1981; Soloway, 1986; Baillie & Percoco, 2000; Dean & Webster, 2000; Ramadhan, 2000; Smith & Webb, 2000).

·         Pelajar pada tahap ini hanya boleh mencari hubungan yang cetek antara perisian dan pengaturcaraan, seperti arahan dan susun atur dari laporan.

   iii.        Merangsang kepada perubahan sikap pelajar

·         Oleh kerana itu, maklumat grafik amat bermakna yang digunakan dalam TLSS tidak hanya dipromosikan sikap afirmatif untuk menggunakan simulasi untuk belajar pengaturcaraan, tetapi juga meringankan beban mahasiswa intelektual tinggi kognitif peringkat operasi dan pemprosesan di-kedalaman pengetahuan, kerana paparan visual maklumat membolehkan pelajar untuk merasakan pelaksanaan prosedur kompleks akan (Jehng et al , 1999).

·         Animasi grafik dan antara muka yang menarik tidak hanya meringankan sikap mereka tetapi juga diberikan langsung visual umpan balik pada penyelesaian yang dicadangkan mereka, yang memberikan kenikmatan dan kepuasan pelajar.

·         Contoh authentic dalam simulasi ini adalah memotivasi intrinsik kerana mereka
berpotensi aplikasi dalam kehidupan nyata.

·         Penggunaan simulasi dalam menyelesaikan masalah boleh berkaitan dengan pengetahuan awal pelajar dan pengalaman sebagai simulasi permainan menjadi lebih popular dengan diri pelajar. Dengan cara ini, minat dalam belajar perlu dirangsang ketika kesiapan motivasi dalam diri pelajar dipenuhi untuk mewujudkan minat belajar pengaturcaraan.

Kesimpulan

Model Pengetahuan tradisional yang dipindahkan tidak membahaskan ketidakterpisahan dari kognitif,  domain perilaku dan afektif (Ruben, 1999), khususnya 'tugas penyelesaian masalah dan  Program pembangunan merupakan proses yang saling bergantung '(Deek & McHugh, 1998). Sebaliknya untuk model pemindahan pengetahuan, reka bentuk TLSS didasarkan pada prinsip berpusat, dan tidak seperti Arahan pengaturcaraan konvensional, kategori pengamatan jelas tercermin dalam penggunaan TLSS dalam kajian kes yang dilakukan.

Analisis, Penilaian & Sintesis ulasan jurnal/buku

HPM	Kriteria	Pembuktian penulisan ulasan
HP1	Menguasai pengetahuan dan kefahaman lanjutan dalam bidang Pendidikan Komputer; menggunakannya; mengembangkannya dalam konteks penyelidikan: Menggunakan kemahiran berfikir secara kreatif iaitu menjana idea yang dibaca dengan: -          Mengemukakan idea -          Mencadangkan sebab -          Menyumbangkan pendapat -          Menyatakan kemungkinan -          Menghasilkan idea -          Mencetus idea -          Melahirkan idea	Dijelaskan dalam pengenalan mengenai tujuan sebenar kajian ini dilakukan. Dan mengemukakan idea pengkaji serta membincangkan kebaikan kajian.
HP2	Menggunakan pengetahuan dan kemahiran penyelidikan bagi menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan Pendidikan Komputer dalam konteks multidisiplin dan menggabungkan bahan-bahan yang dibaca. Menggunakan kemahiran berfikir secara kreatif iaitu mensintesiskan maklumat yang dibaca dengan: -          menggabungkan idea, -          menggubal semula idea, -          menyatukan idea-idea -          menyepadukan idea-idea	Menjelaskan dengan terperinci mengenai:       i.        Pengaturcaraan Komputer dan pengetahuan pengaturcaraan      ii.        Pengajaran dan pembelajaran pengaturcaraan komputer     iii.        Alatan dan metode untuk pembelajaran pengaturcaraan
HP3	Boleh mengurus maklumat, menjana ilmu dan berinovasi dalam bidang Pendidikan Komputer dalam situasi baru dan konteks multidisiplin. Kebolehan dalam menyelesaikan masalah; -          Mengenal pasti masalah -          Menjelaskan masalah -          Mencari alternatif penyelesaian masalah -          Melakukan operasi -          Menilai penyelesaian	Dijelaskan dalam metodologi mengenai       i.        Sebuah alat simulasi berdasarkan pengalaman      ii.        Alat Simulasi     iii.        Tugasan pembelajaran
HP4	Kebolehan menilai mengikut kemahiran berfikir secara kritis merangkumi aspek penilaian menilai: -          Menaksir maklumat dalam jurnal -          Mempertimbangkan pendapat dan pandangan pengkaji -          Menyatakan rasional belajar pengaturcaraan -          Memberi alasan untuk menerima atau menolak -          Mempertimbangkan kesan dan akibat Kebolehan membuat kesimpulan berasaskan kemahiran berfikir kritis: -          Merumuskan isu -          Menyatakan hasil selepas analisis -          Menyusun alasan -          Membuat persetujuan	Diceritakan dalam perbincangan dan kesimpulan Perbincangan mengenai:       i.        Memberikan pengalaman belajar yang aktif dan dinamik      ii.        Pembinaan pelbagai pendekatan kognitif     iii.        Merangsang kepada perubahan sikap pelajar
HP5	Sumber; jurnal dari  Educational Media International, Vol. 43, No. 3, September 2006, pp. 251-268
HP6
HP7