Razumevanje rekurzije v računalniškem programiranju pri učencih v tretjem triletju osnovne šoleCerar, Špela (Avtor) Rugelj, Jože (Mentor) DidaktikaOsnovnošolsko učenje in poučevanjeRačunalništvodidaktika računalništvapoučevanje programiranjarekurzijamiselni modeli rekurzijemotivacijaosnovnošolciRekurzija je v računalništvu ena izmed temeljnih metod za reševanje kompleksnih problemov. Končna rešitev problema je odvisna od rešitev manjših podproblemov, na katere razdelimo prvotni problem, pri čemer za reševanje delnih problemov uporabimo enak postopek kot za reševanje osnovnega problema. Delitev na manjše podprobleme se ponavlja toliko časa, dokler dobljeni podproblem ni trivialno rešljiv. Z rekurzijo se učenci prvič srečajo pri učenju programiranja, kjer programski jeziki omogočajo definicijo rekurzivnih funkcij, ki kličejo same sebe in praviloma pri vsakem nadaljnjem klicu zmanjšujejo svoje definicijsko območje, dokler le-to ni minimalno in je funkcija trivialno rešljiva. Raziskave kažejo, da imajo učenci težave z razumevanjem rekurzije, saj takega načina reševanja problemov v praksi pred tem ne srečajo. Za razumevanje tega koncepta si morajo učenci zgraditi ustrezen miselni model. Skozi zgodovino poučevanja računalništva so se številni avtorji ukvarjali prav z iskanjem najboljših rešitev za poučevanje rekurzije. Za poučevanje rekurzije so v preteklosti uporabili raznolike pristope: predstavitev rekurzije na osnovi njene implementacije, preko razumevanja matematične indukcije, s sledenjem izvedbi rekurzije, z uporabo vizualnih pripomočkov in fraktalov, z analizo predlog programske kode, s pomočjo rekurzivnih primerov iz realnega življenja in kot predstavitev načina za reševanje problemov. Ker rekurzija velja za težko razumljivo učno vsebino, so raziskovalci želeli najti tipične napake v razumevanju rekurzije, na podlagi česar so določili in kategorizirali različne miselne modele rekurzije, ki jih pridobijo učeči se. Miselni modeli rekurzije in tipične napake so predstavljeni v teoretičnem delu disertacije. V empiričnem delu je predstavljena raziskava, v kateri smo analizirali miselne modele rekurzije, ki si jih učenci zgradijo, zaznali neustrezne med njimi ter z uporabo primernega didaktičnega pristopa in zagotavljanjem potrebnih predznanj podprli gradnjo ustreznejših miselnih modelov. Izvedli smo akcijsko raziskavo z učenci zadnjega triletja osnovne šole. Na začetku akcijske raziskave smo preverili interes in motiviranost učencev za učenje programiranja. Z različnimi učnimi aktivnostmi so učenci najprej spoznali ali utrdili in dopolnili potrebno predznanje za razumevanje rekurzije, ki jim je sledilo preverjanje znanja konceptov spremenljivka, iteracija in podprogram. V nadaljevanju so učenci spoznavali rekurzijo. Miselne modele, ki so jih zgradili med spoznavanjem rekurzije, smo preverjali z opazovanjem učencev pri reševanju nalog iz rekurzije med učnimi urami in analizo rešitev nalog na pisnih preverjanjih znanja rekurzije. Na podlagi izsledkov smo načrtovali nadaljnje akcijske korake, s katerimi smo želeli podpreti preoblikovanje neustreznih miselnih modelov rekurzije, ki so si jih zgradili učenci, v ustrezen miselni model. Izsledki raziskave so pokazali, kakšne napake v razumevanju rekurzije smo zaznali pri učencih in katere miselne modele rekurzije so si zgradili učenci. Ugotovili smo, da imajo učenci manj težav pri sledenju izvajanja rekurzivnih podprogramov kot z generiranjem programske kode za rešitev podanega problema. Miselne modele, ki smo jih zaznali pri učencih pri sledenju izvedbe rekurzivnih podprogramov, smo kategorizirali po obstoječem modelu. Več težav smo imeli pri kategorizaciji generativnih miselnih modelov, zato smo na podlagi več obstoječih kategorizacij miselnih modelov sestavili svojo kategorizacijo miselnih modelov rekurzije in jo uporabili na našem vzorcu rešitev. Z novim modelom za kategorizacijo generativnih miselnih modelov rekurzije smo v ustrezne kategorije uvrstili večje število rešitev kot pri obstoječih kategorizacijah.Š. Cerar20252025-01-31 08:30:26Doktorsko delo/naloga166926sl