检查学生的表现和态度在分布式结对编程

文摘

结对编程(PP)已经成为流行的研究和软件行业作为研究数年的计算机科学课程,积极发现学生成绩和态度。优势PP在文献中报道的满意度、设计质量,代码效率,团队建设和沟通。最近,分布式结对编程(民进党),使两种远程工作的程序员,也吸引了研究人员和教师的利益。民进党和PP的区别是,前者允许地理上分布的团队协作和共享程序代码。这样的合作,因此,唯一可行的,如果一个底层基础设施支持所有必要的交互。民进党的集成开发环境(ide)应该覆盖远程软件开发的基本要求以及解决常见的页问题,如不平等的贡献从一对每个成员,在民进党会议反馈,沟通问题。提出了一个研究的发现对学生成绩和态度民进党在面向对象的编程(OOP)的课程。方面的因素对学生成绩,作业成绩,考试成绩和实现时间与学生的编程经验和信心,以及学生对民进党的态度,即。带来的积极因素,单独或与工作伙伴,伴侣的技术能力的感知。研究结果表明,学生的表现与他们的编程经验和信心在编程而不是民进党会话期间他们怎么舒适的感觉。学生积极评价民进党会话不管他们的信心在编程或其伴侣的技术能力的看法。 Students who consider themselves to have about the same programming competence as their partners tend to be more satisfied with DPP sessions. Overall, students prefer working with a partner regardless of their confidence on programming.

1。介绍

结对编程(PP)已经成为流行的研究和软件行业作为研究数年的计算机科学课程,积极发现学生成绩和态度(1- - - - - -6]。文献表明,结对编程的协作特性可以帮助学生增加自信和提高编程作业的成绩。其他的研究表明,PP导致更高的项目质量,持续的知识转移,和更多的学生享受7]。最近,分布式结对编程(民进党)使程序员开发软件合作伙伴从任何地方,在任何时候。作为替代结对编程,民进党的要求更高,因为每个成员对不托管的共同工作时依赖于功能的集成开发环境(IDE),以及基础设施必须由学生自己设置和配置。虽然民进党可以用一般的屏幕共享应用程序来实现,当谈到教育,民进党系统通常是用于支持学生。民进党的ide应该覆盖远程软件开发的基本要求,如共享编辑器,支持驱动程序的角色和导航器,和一个通信工具,以及应该解决常见的页问题,如不平等的贡献从每个成员的一对,在民进党会议反馈,沟通问题。民进党大多数ide构建Eclipse插件。

性能是其中最调查因素对PP的有效性,表明它有一个积极的影响学生的学习成绩(1,2]。实现时间也是一种常用的测量在页的研究来评估其有效性(8]。大多数的研究报道,学生工作页需要更少的时间来完成作业与学生独自编程。另一个研究因素是对兼容性(5]。研究表明,配对相似的编程技能水平或编程经验的学生积极的结果在动机和参与5,7]。同样,它已经表明,一对的性能与舒适的学生的感受PP会话期间,所谓的“让”因素创造了穆勒和Padberg在他们的研究(8]。最后,一个因素用来评估结对编程的满意是学生的自我报告的信心,然而,提出了好坏参半的结果(3,6,9,10]。

为了更安全的得出结论分布式结对编程,我们开发了一个教育民进党系统,称为SCEPPSys(“教育结对编程脚本协作系统”)。SCEPPSys [11)是一个Eclipse插件,有一些独特的特性Sangam等其他插件相比,涟漪,XPairtise,沙罗周期。具体来说,SCEPPSys保存和分析学生的互动,帮助教育者在组织和监控民进党类,和支持的编程作业组成的小和易于管理的任务与具体教学的目标(OOP概念)。SCEPPSys的建筑功能评估和评价提供数据形成进一步研究的基础,因为民进党仍然缺乏广泛的研究。例如,据统计通过为每个学生SCEPPSys(例如,总时间花在解决问题上,实现时间对于每一个学生,每个学生对项目的贡献)可用于研究以下12:学生的进步在编程;任何不受欢迎的行为(例如,剽窃);成员之间的合作和问题的一对。

我们一直在进行研究在现实世界的情况下在过去的5年,研究民进党的不同方面对编程的学习的影响。在一项研究13)进行学年2013 - 14中,我们调查的角色如何影响学生的参与和知识构建在民进党的上下文中。两种不同的方法对性能的影响学生之间的活动和分布对检查。在第一种方法,对成员交换角色每个任务后,在第二,司机或导航器的角色分配取决于任务类型和学生的个人能力。研究结果表明这两种方法是同样有效。在另一项研究[14在学年2015 - 16],我们调查是否编程技能评估学生的水平,合作伙伴,和两人作为一个整体,以及对兼容性与学生成绩的OOP课程支持民进党作业。在这项研究中,学生选择自己的伴侣,而任务分配政策是旋转的角色,这意味着每个任务后每个成员交换角色。研究结果表明,学生的实际技能,合作伙伴,和对影响每个学生的成绩,而没有对兼容性和学生的自身性能之间的联系。

在目前的研究中,我们调查了学生表现和态度民进党在面向对象的编程(OOP)课程基于Java超过一个学期学年2016 - 17所示。性能研究的基础上,对作业的平均等级,每个学生的成绩在期末考试,和执行时间。学生对民进党的态度进行了研究报道带来的积极因素的基础上,单独或成对工作的偏好,伴侣的编程的学生的感知能力。学生的性能之间的相关性,对编程,编程经验,“让”因素,偏好在单独或成对工作检查。尽管所有这些因素方面研究了PP的有效性,他们没有检查在民进党的上下文中。民进党的大多数研究都集中在比较单独编程和民进党学生的团体或学习强调学生交互用户的贡献,协调,和通信(15- - - - - -17]。

本文的其余部分组织如下:部分2给相关研究PP和民进党;部分3描述了研究方法;和部分4提出和讨论的结果。最后一节5,得出了结论。

2。相关工作

Salleh [18)进行了系统的文献综述(SLR)的实证研究,调查因素和研究测量的有效性PP CS / SE的学生。结果表明,PP有效性的最重要因素是学生技能水平,而最常见的指标用来衡量页效果时间编程。此外,有整体提高学生满意度比单独工作时当使用PP。他们的荟萃分析表明,PP在作业有效地提高学生的学习成绩。最后,在研究质量作为衡量有效性、学业成绩和专家意见是主要应用质量措施。

单反的动机由da Silva Estacio和Prikladnicki19)缺乏研究的民进党在工业上的使用。他们报告说,大多数研究关注页,只有22个论文与民进党,其中大部分集中在工具建议,只有少数的描述对民进党的采用工业案例研究。他们收集的数据从一个野外研究有关变量(代码质量,团队的工作效率和沟通,差异之间的知识对),民进党方面(公司使用民进党指南,为民进党基础设施和方法,开发工具为民进党,主持人支持民进党,和经验对民进党之间),福利(执行时间和动机),使用民进党的挑战(合作和沟通的挑战),和意见(建议)。基于文献综述和该领域的研究中,他们得出结论,建议12个实践可以帮助专业人士在民进党的使用。

Umapathy和Ritzhaupt20.)进行了一项荟萃分析的影响PP的教育成果。结果表明,结对编程能有积极影响学生的编程作业成绩、考试成绩,还坚持在计算机编程的课程。然而,为了实现这些积极的结果,页必须由学生和教育者正确实现。具体地说,必须满足下列条件:关于学生,他们应该支持理解页练习;他们必须交替驱动程序的角色和导航器在工作时的编程活动在同一时间;平等的学习经验必须保证司机和导航器替代的角色在一个给定的时间(21]。关于教育工作者,他们不应该只是简单地对学生进行作业,但他们必须确保页适当实施。

穆勒和Padberg8控制)进行了两次实验38页。他们首先研究了一对的积极因素和对之间的相关性的实现时间和编程经验。在第二个阶段,而不是看对,他们专注于个人的编程经验和积极因素。研究结果表明,一对的实现是不相关的两人的编程经验,但有一个显著的相关性与舒适的开发者的感受与PP在会话期间(“让”因素)。他们并没有发现任何显著相关个人的编程经验和两人之间的实现时间,还是一对的实现时间和个人的积极因素。他们发现的唯一统计显著的关系实现时间和成员之间的每一对与结对编程更不自在。在他们的研究中,编程经验是主观地计量使用的年数和编写的代码行数,这是学生前测问卷调查提供的数据。在他们的研究中,穆勒和Padberg8)实现使用时间,这反映了运行时间,一对才完成这项任务在规定的质量水平,为一对的性能的措施。

托马斯et al。10)检查自信是如何反映在学生的反应的PP技术开发软件。以前编程经验的学生大学进行的一项调查,把他们称为CodeWarrior Code-a-phobe规模。然后他们把学生“相反”和“相似”对PP锻炼,调查了他们的反应。证据表明,有相当大的自信的学生不喜欢PP和其他学生一样的经历和前他们最好的作品在对学生产生类似的自信水平。

威廉姆斯et al。5)进行了一项研究时履行PP从2002年到2005年来确定教师可以兼容的主动形式对基于下列因素:性格类型、学习风格、技能水平,编程的自尊,职业道德,或时间管理倾向。他们发现(a)学生喜欢和别人对他们认为类似的技术能力,(b)配对传感器和直觉的人一起收益率非常对,兼容和(c)配对学生强烈的职业道德更有可能会产生不兼容。

Canfora et al。22)进行了两个实验来研究的影响民进党关于两个效率指标:时间和代码质量。结果表明,每一对的成员倾向于独自工作。据报道,四个因素解释结果未能建立一个工作协议,对成员之间矛盾的想法,聊天软件的问题,这对成员之间和不同层次的体验。在第二个实验中,两个因素对于成功报道民进党是适当的对成员之间的通信和协作支持。

在他的论文中,汉克斯17]讨论了民进党的开发和实证评估工具的重要特征是第二个游标支持手势的存在。学生使用的工具的编程入门课程执行以及集中的学生在他们的编程作业和期末考试。这些学生也会花更少的时间工作。他们也觉得手势功能是有用的和经常使用它。

Zacharis [23)进行了一项研究调查虚拟结对编程的有效性(VPP)在Java入门课程的学生运动员的表现和满意度。两组由VPP学生和独奏的学生,和两个因素检查代码效率和软件质量。此外,比较之间的期中和期末考试成绩VPP和独奏的学生。最后,调查学生对VPP的看法是管理。结果表明,VPP是一种有效的教学工具,灵活的合作和一个可接受的替代个人/独奏编程经验,关于生产力、代码质量,学习成绩和学生的满意度。

3所示。研究的方法

3.1。课程大纲

的研究是在第三学期进行本科学年的OOP 2016 - 17所示。课程使用Java编程语言和运行在13周每周3小时实验室。八十八(88)学生选择他们的伴侣,形成44条。学生被分配五个Java项目的作业需要解决对使用民进党系统,SCEPPSys。每个民进党的年级学生的任务是相同的。学生期末考试在实验室,在那里,他们必须单独完成一个项目。

我们开发了一个教育民进党系统,称之为SCEPPSys [11),支持远程协作的基本要求。结对编程者可以实时编辑源代码使用共享编辑器支持司机和导航器的角色。司机编辑源代码,而导航监视更改源代码和注释。程序员可以使用嵌入式讨论和协调他们的行动基于文本的通信通道。远程代码高亮显示(基本手势功能)使navigator指出代码部分为了表明潜在的问题。剩下的功能,所谓的“指示”,旨在为结对编程者提供信息用户的地位和在工作区中执行的操作(如编辑和保存)。分布式结对编程的指导下合作的脚本,其中包含许多组件和机制(24]。SCEPPSys的管理环境,这些脚本已经适应满足民进党的要求。特别的脚本创作过程包括参与者的设置;对形成;编程任务;而且有着它独有的政策。编程任务的子任务是主要的编程任务。暗示支持学生完成的子任务相关。有着它独有的政策指定分布的驱动程序/程序员之间的导航器的角色。SCEPPSys的一个重要特性是其能力分配司机对成员和导航器的角色。 In previous works [12,14),替代SCEPPSys有着它独有的政策支持。在目前的研究中,选择任务分配政策是免费的协作。自由合作政策允许学生分配任务根据他们自己的决定。尽管这种类型的任务分配政策更可接受的学生,可能导致不平等的参与。因此,为了避免这种情况,在整个会话,SCEPPSys显示指标,如两人的总时间和个人参与率帮助学生平衡他们的参与。

3.2。研究目标

结对编程研究的文献综述,大多数调查的因素是多方面的,学生的性能方面取得了成绩,实现时间任务,代码的质量,和因素对兼容性(人格类型和编程能力)。相比之下,研究分布式结对编程主要关注相关的工具的特点,学生的表现,他们的代码的质量。

在这项研究中,我们调查了学生之间的相关性的性能和相关因素在编程,编程技能和信心以及学生的相关因素对民进党的态度,如积极因素,单独或与工作伙伴,学生的感知对方的技术能力。应该提到,我们所知,带来的积极因素和学生的感知他们的合作伙伴的技术能力研究了只有在结对编程的背景下。

以下是意义和措施的因素在我们的研究中。

学生成绩是衡量以下:(一)期末考试的成绩实现OOP课程(考试成绩)(b)5作业成绩的平均值(平均分配年级)(c)实现时间,总时间的每个成员完成所有提交的作业

关于学生的成绩,必须指出的是,我们决定分开检查两项措施相结合,而不是他们,是在此基础上,他们代表了两个截然不同的阶段在学生的发展过程中:民进党任务的协作解决方案覆盖特定教学大纲的一部分,最终结果为每个学生根据他们的个人考试覆盖整个教学大纲。我们也认为是实现时间作为衡量一个学生的表现在民进党会话。文献表明,这是用来衡量学生成绩的研究以多种方式看到指示性(8,22]。

编程经验衡量学生的成绩的平均值在两个介绍性课程“过程编程(C编程语言)”和“C”算法之前的学年。

信心在编程之前是由学生们自己测量的OOP的开始。我们要求学生把自己放在一个范围从1到9的能力计划的根据他们的自信,和研究的启发,托马斯et al。10),我们分类成三组:勇士:7 - 9;中间:4 - 6;和恐怖:1 - 3。

让人产生幸福感的因素显示出舒适的每个成员的一对觉得在民进党会话。介绍和研究了穆勒和Padberg8]在页的背景下,我们要求学生评价他们的经验的民进党五分制(1:非常糟糕,2:不好,3:中性,4:好,5:非常好)。

对合作伙伴的编程能力是知觉的每个成员对伴侣的技术能力对于自己的能力在三分范围内(大致相同,更好的和弱)。

进行了以下研究问题:

研究问题检查学生成绩

表现了与其他因素在大多数研究PP和民进党是一个至关重要的因素,在某种程度上,与学生的学习成果。因此,在RQ1.1 RQ1.5,我们看一个学生之间是否有相关性的表现和他们的编程技能(编程经验)在编程和态度(信心在编程)前OOP课程基于民进党作业。RQ1.1:一个学生的作业成绩意味着或考试成绩与他们的信心在编程吗?RQ1.2:学生的编程实现时间与他们的信心?RQ1.3:一个学生的作业成绩意味着或考试成绩与他们的编程经验吗?RQ1.4:学生的实现时间与他们的编程经验吗?RQ1.5:一个学生的作业成绩意味着或考试成绩与实施时间?

研究问题检查学生对民进党的态度

RQ2.1 RQ2.4旨在检查如果民进党的积极因素与其他因素相关编程经验和态度等编程,以及相关因素更多的联系/民进党,如学生成绩在当前课程OOP(作业成绩、考试成绩和实现时间)。RQ2.1:学生的积极因素与他们的信心在编程吗?RQ2.2:学生的积极因素与他们的编程经验吗?RQ2.3:学生的积极因素关联意味着分配年级或考试成绩吗?RQ2.4:学生的积极因素与实施时间?

RQ3.1, RQ3.2 RQ4.1, RQ4.2检查组学生之间可能存在的任何模式,与特定的态度。的带来的积极因素组基于学生的民进党会话,估计是很坏,坏的中性,和良好的/很好。的信心在编程组根据学生自己的评级,勇士,中间,和恐怖。此外,还有的学生愿意独自工作或那些喜欢与伙伴合作,最后,合作伙伴的能力在编程组,这是更好,差不多,或弱。这些四rq的调查给我们机会记录学生的分布对组织关于民进党的态度不同:RQ3.1:有关系学生的积极因素组和他们的信心在编程组吗?RQ3.2:有学生的偏好之间的关系在工作单独或与一群伙伴和他们的信心在编程吗?RQ4.1:有学生的信心在编程组之间的关系和他们的伴侣的技术能力的看法?RQ4.2:有学生的积极因素组之间的关系和他们的伴侣的技术能力的看法?

3.3。仪器和数据分析

本文数据分析聚集从以下:(一)取得的成绩在期末考试和平均成绩从OOP的作业。(b)每个任务的执行时间和每个成员对SCEPPSys民进党系统记录的。(c)presemester问卷分发给学生作为谷歌的形式记录入门课程的成绩获得“过程式编程(C语言)”和“C”算法,以及他们的信心在他们项目的能力。因为这些课程都是介绍性的,他们的教学大纲和作业是相当典型的大学在世界各地。学生被要求回答下列问题之前OOP课程:Q1。把自己放在一个与下面的端点1到9的规模:1 =我不喜欢编程,我认为我不擅长它。我可以编写简单的程序,但是很难编写新的程序解决新的问题。9 =我没有问题迄今为止完成编程任务,事实上他们不是足够有挑战性。我喜欢在本课程计划和预测没有困难。

在他们研究结对编程,托马斯et al。10(页364)和威廉姆斯et al。5)(417页)提出Q1为了测量学生的自信能力计划。因此,尽管人们可能会认为,Q1问具有挑战性的作业是如何,多少学生喜欢编程,需要注意的是,考虑到特定的背景下,这个问题主要是与学生的信心他们项目的能力。(d)一份调查问卷分发给学生作为谷歌的形式完成民进党在期末作业。Τo调查学生对民进党的态度,下面的问题都包含在问卷:Q2。你将如何评价分布式、协作解决作业作为一个整体的经验(1 =非常糟糕,2 =坏,3 =中立,4 =好,5 =非常好)?第三季。基于你的经验在民进党你愿意独自工作还是与合作伙伴在编程作业吗?第四季度。评估你的伴侣的技术能力相对于自己更好,差不多,弱。

调查问卷是改编自相似研究的上下文中进行了穆勒和Padberg[页。8Q2)用来衡量舒适的学生觉得在结对编程会话。正如前面提到的,他们称这个指标开发人员的个人“让”因素。威廉姆斯et al。5)要求学生通过问题第四季度评估他们的合作伙伴的技术能力。

88名学生,78年统计分析是编译这些学生回答问卷。

统计分析是由使用IBM SPSS统计(19.0.0版)。皮尔逊积差相关系数(r)计算评估定量变量之间的关系。此外,卡方检验的独立是用于RQ3 RQ4。

4所示。结果与讨论

在本节中,这项研究的结果进行了分析和讨论。

结果RQ1.1 RQ1.5有表1。

RQ2,变化的结果(表2)表明,积极因素并没有与下列因素:信心编程,编程经验,意味着作业成绩,考试成绩,或实现的时间。

在尝试点之间的任何模式,可能形成组学生(RQ3)与特定的态度,我们结合学生的反应和Q1、Q2和Q3 Q1。

独立卡方检验进行调查是否存在的积极因素和信心的群体之间的关系编程。研究结果表明,两组之间没有关系(X²df = 4 = 3.300, )。

从表中的数据3,可以看出,76%的学生在研究发现分布式结对编程一样好/很好。

卡方检验的独立进行调查是否存在学生的偏好之间的关系在工作单独或与一个合作伙伴,他们的信心在编程组。两者之间的显著关系观察(X²= 6.500,df = 2, )。

表4清楚地表明,只有一小部分的战士喜欢独自工作和其他首选和合作伙伴一起工作。

为了进一步调查学生对民进党的态度,我们认为学生应对第四季度(合作伙伴的评估)与Q1(信心)。卡方检验的独立表明没有关系X²df = 4 = 8.769,p= 0.067)。

尽管统计结果并不重要,表中给出的数据5给我们有用的信息的合成对。从表5,可以看出学生研究的总百分比最高(71.8%)表示,他们认为他们的伴侣一样拥有相同的技术能力。这适用于所有三个类别的恐怖,中间,和勇士62.5%,71.0%,和74.4%,分别。没有惧怕评估他们的伴侣比自己弱,而只有5.1%的战士表示,他们认为对方比自己。

为了进一步研究学生对民进党的态度,我们认为他们的反应第四季度(合作伙伴的评估)与Q2(带来的积极因素组)。卡方检验的独立显示,没有学生的积极因素之间的关系(X²df = 4 = 6.261, )和他们的伴侣的技术能力的看法。

中提供的数据表6显示,81%的学生认为,他们有相同的编程能力作为他们的合作伙伴发现民进党会话是好/很好,而只有5%的人说他们坏/很糟糕。

5。结论

本研究的目的是调查的有效性民进党在面向对象的编程(OOP)在学年2016 - 17所示。方面的因素对学生成绩,作业成绩,考试成绩和实现时间与学生的编程经验和信心,以及学生对民进党的态度,即。带来的积极因素,单独或与工作伙伴,伴侣的技术能力的感知。

结果表明,学生的表现与他们的经验和信心在编程而不是民进党会话期间舒适的感觉。尽管一些上面的结果似乎相当明显;尽管如此,仍有严重缺乏实证数据在民进党的上下文中。穆勒和Padberg8页)在他们的研究发现,个人绩效不相关的编程经验,带来的积极因素,对成员感到不舒服结对编程与性能。穆勒的发现和Padberg不能与我们相比,尽管他们检查相同的因素:性能、编程经验,和带来的积极因素,我们所做的。原因是他们使用不同的度量性能和编程经验在相关工作部分,所述,他们检查了rq略有不同。

绝大多数的学生有一个积极的态度,无论带来的积极因素或其伴侣的技术能力的看法。研究结果清楚地表明,绝大多数的学生更喜欢工作与合作伙伴而不是独自一人。托马斯et al。10)报告了类似的结果关于勇士和他们对结对编程的偏好。然而,汉克斯(9]报道一定程度上相互矛盾的结果,虽然高度自信的学生最喜欢配对和那些信心不足至少喜欢它。似乎可信的,我们发现,大多数学生的信心水平(恐怖,中间,和勇士)首选配对可以因此SCEPPSys结构化结对编程脚本的工具,并不是出现在汉克斯的工作。背后的一个主要假设的决定将结构化的民进党在SCEPPSys脚本的能力是,它将在解决问题提供指导,进一步支持较弱的学生25]。

大部分学生在我们的研究中对编程组认为伴侣的技术能力是一样的。研究结果表明,至于学生的积极因素,这些学生认为伴侣相同的编程能力是他们倾向于更满意民进党会话,记住,对学生自己选择自己的伴侣。这个发现支持雅各布森和奇科夫26)在他们的研究在PP指出,允许学生自由形式对自己会导致较高的满意度。

看来我们的发现有关学生态度分布式结对编程是按照最相似的研究结果的结对编程。这是一个令人鼓舞的结果民进党要求比页。在这项研究中,SCEPPSys教育系统为典型的本科OOP开发课程促进学生合作和平衡参与民进党。显然,这项研究的结果,使用SCEPPSys和一组特定的作业不能所有民进党广义教育设置。尽管限制,本研究增加了身体以来研究分布式结对编程的因素,如带来的积极因素,信心在编程,合作伙伴和感知的编程能力,没有检查在民进党的上下文中。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

引用

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