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https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11273| ???metadata.dc.type???: | Tese |
| Title: | CollabProg: Collaborative Web Platform to Support Instructors in the Adoption of Active Methodologies in Programming Education |
| ???metadata.dc.creator???: | Ribeiro, Maria Ivanilse Calderon ![]() |
| ???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Feitosa, Eduardo Feitosa |
| First advisor-co: | Silva, Williamson |
| ???metadata.dc.contributor.referee1???: | Feitosa, Eduardo Luzeiro |
| ???metadata.dc.contributor.referee2???: | Rocha, Ana Carolina Oran |
| ???metadata.dc.contributor.referee3???: | Harada, Elaine |
| ???metadata.dc.contributor.referee4???: | Valler, Pedro Henrique Dias |
| ???metadata.dc.contributor.referee5???: | Falcão, Taciana Pontual da Rocha |
| ???metadata.dc.description.resumo???: | Contexto: Ensinar programação é uma tarefa desafiadora, pois requer que os docentes orientem os estudantes no desenvolvimento de competências complexas, como abstração do mundo real, resolução de problemas e raciocínio lógico. No entanto, a abordagem tradicional de ensino costuma ser ineficaz para alcançar esses objectivos. Evidências indicam que as Metodologias Ativas de Aprendizagem (ALMs) podem proporcionar um ambiente mais favorável ao desenvolvimento de habilidades e competências. Apesar disso, a taxa de adoção das ALMs pelos docentes ainda é relativamente baixa devido a diversas barreiras e factores, especialmente no ensino de programação. Objetivo: O objetivo desta tese de doutoramento é apoiar docentes na adoção de estratégias de aprendizagem ativa no ensino de programação. Para atingir esse objetivo, a pesquisa foi orientada pela metodologia Design Science Research (DSR), que possibilitou a definição do problema de pesquisa, bem como o desenvolvimento, avaliação e evolução de um artefacto. Método: A abordagem DSR é um processo iterativo composto por três ciclos interconectados: o Ciclo de Relevância, o Ciclo de Design e o Ciclo de Rigor. Durante o Ciclo de Relevância, foi realizada uma análise da viabilidade do tema da pesquisa. Para isso, conduziu-se um Mapeamento Sistemático da Literatura a fim de compreender os principais desafios enfrentados pelos docentes na adoção de ALMs no ensino de programação, bem como identificar as metodologias ativas atualmente utilizadas pelos professores para apoiar essa disciplina. Além disso, foram realizados estudos experimentais exploratórios para aprofundar a compreensão das ALMs identificadas na literatura sob a perspectiva dos docentes. O Ciclo de Design possibilitou o desenvolvimento, a avaliação e a evolução de um artefacto, que neste caso é um repositório denominado CollabProg (CollabProg: um repositório colaborativo aberto para apoiar a adoção de metodologias ativas no ensino de programação). O CollabProg fornece orientações específicas para auxiliar os docentes na aplicação das ALMs, bem como os ajuda a identificar as metodologias mais adequadas ao seu contexto de ensino. Para avaliar e aperfeiçoar o CollabProg, foram conduzidos dois ciclos de design em diferentes instituições de ensino, a fim de analisar seu uso e aceitação. Os resultados demonstraram que o CollabProg apoiou de forma eficaz os docentes na adoção das ALMs no ensino de programação, contribuindo para superar algumas das barreiras enfrentadas e alcançando um nível de maturidade adequado para adoção por outros educadores. Por fim, o Ciclo de Rigor concentrou-se principalmente na geração e utilização do conhecimento. As principais bases envolvem o conhecimento sobre ensino de programação, as ALMs identificadas que apoiam esse processo, o Mapeamento Sistemático da Literatura, os estudos experimentais realizados, bem como as análises qualitativas e quantitativas conduzidas durante a pesquisa. Resultados: No que diz respeito à geração de conhecimento, a principal contribuição para a base teórica é o próprio CollabProg, um repositório aberto e inovador que auxilia os docentes na identificação das ALMs mais apropriadas para seus contextos específicos de ensino em programação. Além disso, destacam-se as seguintes contribuições: (i) o processo de utilização do CollabProg em contextos reais, que serve como referência para outros docentes; (ii) a pesquisa conduzida para o desenvolvimento do repositório; (iii) o conjunto de ALMs aplicáveis ao ensino de programação; (iv) as principais considerações para a implementação dessas estratégias; e (v) o conhecimento derivado da análise do impacto dessas metodologias no processo de ensino de programação. As evidências demonstram que o CollabProg apoia de forma eficaz os docentes na adoção das ALMs, ao mesmo tempo em que identifica limitações e oportunidades de melhoria. Verificou-se também que o repositório auxilia os docentes na seleção das ALMs mais adequadas ao seu contexto de ensino e às necessidades específicas da turma. As orientações fornecidas pelo CollabProg mostraram-se úteis e altamente práticas para o planeamento de aulas que envolvem essas metodologias. Implicações: A adoção do CollabProg evidencia a importância crítica de implementar estratégias eficazes de apoio aos docentes que ensinam programação, especialmente para aumentar o engajamento e a motivação dos estudantes. Dada a complexidade dos conceitos de programação, é essencial fornecer aos educadores ferramentas que facilitem a seleção e a aplicação de metodologias ativas de aprendizagem. Essa necessidade torna-se ainda mais relevante em ambientes de aprendizagem colaborativa, nos quais a interação social e o envolvimento entre pares desempenham um papel central no processo de aprendizagem. A adaptabilidade do CollabProg e o seu suporte abrangente a diversos contextos de ensino, incluindo cenários colaborativos, constituem um fator chave para promover práticas pedagógicas bem-sucedidas e melhorar os resultados de aprendizagem. |
| Abstract: | Background: Teaching programming is a challenging task, as it requires instructors to guide students in developing complex skills such as real-world abstraction, problem-solving, and logical reasoning. However, the traditional teaching approach is often ineffective in achieving these objectives. Evidence suggests that Active Learning Methodologies (ALMs) can provide a more conducive environment for skill and competency development. Nonetheless, instructors’ adoption rate of ALMs remains relatively low due to various barriers and factors, particularly in programming education. Goal: The objective of this doctoral thesis is to support instructors in adopting active learning strategies in programming education. To achieve this goal, the research was guided by the Design Science Research (DSR) methodology, which enabled the definition of the research problem as well as the development, evaluation, and evolution of an artifact. Method: The DSR approach is an iterative process composed of three interconnected cycles: the Relevance Cycle, the Design Cycle, and the Rigor Cycle. During the Relevance Cycle, an analysis of the feasibility of the research topic was conducted. To this end, a Systematic Literature Mapping was carried out to understand the main challenges faced by instructors in adopting ALMs in programming education, as well as to identify the ALMs currently used by teachers to support this discipline. Furthermore, exploratory experimental studies were conducted to deepen the understanding of the ALMs identified in the literature from the instructors’ perspective. The Design Cycle enabled the development, evaluation, and evolution of an artifact, which in this case is a repository called CollabProg (CollabProg: An Open Collaborative Repository to Support the Adoption of Active Methodologies in Programming Education). CollabProg provides specific guidelines to assist instructors in applying ALMs, as well as helping them identify the ALMs best suited to their teaching context. To evaluate and improve CollabProg, two design cycles were conducted in different educational institutions to assess its use and acceptance. The results showed that CollabProg effectively supported instructors in adopting ALMs in programming education, contributing to overcoming some of the barriers they face and reaching a maturity level suitable for adoption by other educators. Finally, the Rigor Cycle focused primarily on the generation and use of knowledge. The main foundations involve knowledge about programming education, the identified ALMs that support this process, the Systematic Literature Mapping, the experimental studies conducted, as well as the qualitative and quantitative analyses carried out during the research. Findings: Regarding knowledge generation, the main contribution to the knowledge base is CollabProg itself an innovative open repository that assists instructors in identifying the most appropriate ALMs for their specific teaching contexts in programming education. Additionally, the following contributions are noteworthy: (i) the process of using CollabProg in real-world settings, which serves as a reference for other instructors; (ii) the research conducted for the repository’s development; (iii) the set of ALMs applicable to programming education; (iv) key considerations for implementing these strategies; and (v) the knowledge derived from analyzing the impact of these methodologies on the programming teaching process. Evidence demonstrates that CollabProg effectively supports instructors in adopting ALMs while identifying limitations and opportunities for improvement. It was also found that the repository helps instructors select the most suitable ALMs tailored to their teaching context and specific classroom needs. The guidelines provided by CollabProg proved to be useful and highly practical for lesson planning involving these methodologies. Implications: The adoption of CollabProg highlights the critical importance of implementing effective support strategies for instructors teaching programming, especially to enhance student engagement and motivation. Given the complexity of programming concepts, providing educators with tools that facilitate the selection and application of active learning methodologies is essential. This need becomes even more pronounced in collaborative learning environments where social interaction and peer engagement play a pivotal role in the learning process. CollabProg’s adaptability and comprehensive support for diverse teaching contexts, including collaborative settings, constitute a key factor in promoting successful instructional practices and improving learning outcomes. |
| ???metadata.dc.subject.cnpq???: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: CIENCIA DA COMPUTACAO |
| ???metadata.dc.subject.user???: | Teaching programming Active learning methodologies Computer programming Educational Tool CollabProg |
| Language: | por |
| ???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal do Amazonas |
| ???metadata.dc.publisher.initials???: | UFAM |
| ???metadata.dc.publisher.department???: | Instituto de Computação |
| ???metadata.dc.publisher.program???: | Programa de Pós-graduação em Informática |
| Citation: | RIBEIRO, Maria Ivanilse Calderon. CollabProg: Collaborative Web Platform to Support Instructors in the Adoption of Active Methodologies in Programming Education. 2025. 205 p. Ph.D. Thesis (or Doctoral Thesis) in Computer Science - Federal University of Amazonas, Manaus (AM), 2025 |
| ???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
| ???metadata.dc.rights.uri???: | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11273 |
| Issue Date: | 12-Sep-2025 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Informática |
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