Analiza rezultatov tekmovanja Pišek skozi razumevanje programskih konceptov, oblik nalog in otežitev programskega okoljaJelenec, Ines (Avtor) Nančovska Šerbec, Irena (Mentor) tekmovanje PišekNamen magistrskega dela je analiza značilnosti nalog, ki vplivajo na učenčevo uspešnost pri reševanju nalog v okolju Pišek. Za ta namen smo z uporabo metode strojnega učenja analizirali dosežke učencev iz tretjega poskusnega ACM šolskega tekmovanja Pišek. V teoretičnem delu magistrske naloge smo predstavili razvoj računalniškega mišljenja učencev ob programiranju z delčki. Opisali smo prednosti učenja programiranja in navedli računalniške, psihološke in pedagoške veščine, ki jih učenci med učenjem programiranja razvijajo. Predstavili smo značilnosti okolij za programiranje z delčki in jih primerjali z značilnostmi tekstovnih programskih okolij. Navedli in opisali smo programske koncepte. S povezovanjem programskih konceptov na različne načine ustvarjamo programe, zato so programski koncepti osnovni gradniki programov. S programskimi koncepti, ki nastopajo v pričakovanih rešitvah tekmovalnih nalog, smo opisali naloge iz tretjega poskusnega tekmovanja Pišek. Predhodno smo za ta namen na osnovi nabora programskih konceptov, ki ga je oblikoval svet tekmovanja Pišek, zasnovali nabor konceptov ustrezen za opisovanje nalog iz tretjega poskusnega tekmovanja Pišek. V nadaljevanju smo na programsko kodo pogledali z vidika programskih vzorcev, ki predstavljajo programske rešitve za ponavljajoče algoritmične probleme. Poiskali smo osnovne primere programskih vzorcev za koncept ponavljanja in izbire. S ciljem, da bi opisali dejansko stanje na področju poučevanja uvodnega programiranja v Sloveniji, smo naredili pregled vključenosti vsebin programiranja v slovenskih učnih načrtih in v okvirju K-12 CS, ki je osnova najbolje uveljavljenih in sprejetih učnih načrtov za računalništvo. Ukvarjali smo se s pomenom tekmovanj in opisali tekmovanja iz programiranja, ki se trenutno izvajajo v Sloveniji. Podrobneje smo opisali tekmovanje v programiranju z delčki Pišek, ki je namenjeno spodbujanju zanimanja učencev za programiranje in razvoju programerskih spretnosti ter premostitvi razlik v številu udeležencev med tekmovanjem Bober iz računalniškega mišljenja in tekmovanjem RTK iz informatike in računalništva. Na konkretnih primerih tekmovalnih nalog smo opisali osnovne značilnosti nalog, in sicer programske koncepte, predstavitvene oblike nalog, otežitve programskega okolja in zahtevane pristope za reševanje programerskih problemov. V empiričnem delu smo preverili vpliv prvih treh značilnosti na dosežek učenca na tekmovanju. V empiričnem delu smo z izračunom indeksa težavnosti in indeksa diskriminativnosti za vsako tekmovalno skupino ocenili, katere naloge so učenci najbolje in katere najslabše rešili ter katere naloge najbolje ločijo med dosežki učencev. V nadaljevanju smo za vsako tekmovalno skupino izgradili modele strojnega učenja, naključni gozdovi. Za ciljno spremenljivko v napovednih modelih smo uporabili dosežek učenca in za neodvisne napovedne spremenljivke dosežek učenca pri nalogah, ki se ujemajo v programskih konceptih v rešitvah nalog, v predstavitvenih oblikah nalog (naloge na mreži, želvja grafika, vhodno-izhodne naloge) ali v otežitvah programskega okolja (omejeno število delčkov, razširjen nabor delčkov, testi). Z oceno pomembnosti napovednih spremenljivk v napovednih modelih smo odkrili, da imajo oblike nalog in otežitve programskega okolja podoben vpliv na dosežke učencev na tretjem poskusnem tekmovanju Pišek. Z analizo težavnosti programskih konceptov smo ugotovili, da sta lahko dve nalogi, katerih rešitvi vsebujeta enake koncepte, različno zahtevni za reševanje, ker so koncepti med seboj različno povezani in tvorijo različne t.i. programske vzorce. V prihodnje bomo še natančneje raziskali vpliv pričakovanih programskih vzorcev v rešitvah nalog na napoved uspeha učenca na tekmovanju Pišek.20222022-05-31 07:34:26Magistrsko delo/naloga137034sl