Itä-Suomen yliopisto
Tietojenkäsittelytieteen laitos, Joensuun kampus
Kognitiotiede

Mentaaliset representaatiot tietotekniikan opetuksessa (KOGA322, 4+5 op)

Tämä sivu kuvaa Mentaaliset representaatiot tietotekniikan opetuksessa -kurssin Connet-verkostossa järjestettävän version. Itä-Suomen yliopiston tietojenkäsittelytieteen tutkintovaatimuksiin kuuluvan samannimisen kurssin kotisivu löytyy puolestaan täältä.

Kurssi tarkastelee mentaalisten representaatioiden luonnetta, sisältöä ja merkitystä oppimiselle. Kurssilla perehdytään eksperttien ja noviisien mentaalisten representaatioiden selvittämiseen, annetaan esimerkkejä sekä tietotekniikkaan liittyvistä mentaalisista representaatioista että mentaalisten representaatioiden käytöstä tietotekniikan opetuksessa.

Vaadittavat esitiedot

Kurssilla käsiteltävät asiat sijoittuvat sekä tietojenkäsittelytieteen että kognitiivisen psykologian alueille ja osallistujilla tulee olla vahvat perustiedot molemmista. Esitietoina edellytetään tietojenkäsittelytieteen osalta aineopintoja vastaavat tiedot ja kognitiivisen psykologian osalta ihmisen tiedonkäsittelyn perusteista havaintopohjaisen ja merkityspohjaisen tietämyksen esittäminen sekä asiantuntijuuden kehittyminen ja näiden tutkimisessa käytettävät menetelmät. Kognitiiviseen psykologiaan liittyvät esitiedot löytyvät esimerkiksi J. R. Andersonin kirjasta Cognitive Psychology and Its Implications (W.H.Freeman and Co, 1985). Pedagogisista opinnoista on hyötyä, joskaan niitä ei vaadita esitietoina.

Tavoitteet ja sisältö

oppia tuntemaan tietotekniikkaan liittyviä mentaalisia representaatioita
saada valmius tehdä tutkimustyötä ihmisen mentaalisten representaatioiden selvittämiseksi
oppia soveltamaan kognitiivisen psykologian tuloksia tietotekniikan opetuksen suunnittelussa

Kurssin alustava sisältö tärkeimpine lähteineen:

Johdanto
- Ontologia ja tietämyksen esittäminen
  - J. F. Sowa (2000) Knowledge Representation, Logical, Philosophical, and Computational Foundations
    - Chapter 2 Ontology: 2.1 Ontological Categories (p. 51-55)
    - Chapter 3 Knowledge Representation: 3.1 Knowledge Engineering (p. 132-143)
    - Chapter 6 Knowledge Soup: 6.1 Vagueness, Uncertainty, Randomness, and Ignorance (p. 348-356)
- Tietämyksen selvittäminen (Knowledge elicitation)
  - N. J. Cooke (1994) Varieties of knowledge elicitation techniques, International Journal of Human-Computer Studies, 41(6): 801--849.
- Tietämyksen selvittämisvälineiden luokittelu (Knowledge elicitation tool classification)
  - J. E. Burge: Knowledge Elicitation Tool Classification
Mentaalisten representaatioiden hyödyntäminen ohjelmoinnin opetuksessa
- ohjelmoinnin oppiminen
  - J. J. Canas, M. T. Bajo and P. Gonzalvo (1994) Mental models and computer programming. International Journal of Human-Computer Studies, 40: 795--811.
- muuttujat
  - J. Sajaniemi and R. Navarro Prieto (2005) An investigation into professional programmers' mental representations of variables. Proceedings of the 13th International Workshop on Program Comprehension, IWPC 2005, 55--64.
  - J. Sajaniemi and M. Kuittinen (2005) An Experiment on Using Roles of Variables in Teaching Introductory Programming, Computer Science Education, 15(1): 59--82.
- ohjelmien ymmärtäminen
  - V. Ramalingam and S. Wiedenbeck (1997) An empirical study of novice program comprehension in the imperative and object-oriented styles. Papers presented at the seventh workshop on Empirical studies of programmers, Alexandria, Virginia, United States, 124--139.
  - J. Sajaniemi, M. Kuittinen and T. Tikansalo (2007) A study of the development of students' visualizations of program state during an elementary object-oriented programming course. Proceedings of the third international workshop on Computing education research, ICER'07, Atlanta, Georgia, USA, 1--15.
- ohjeita opettamiseen
  - A. K. Lui, R. Kwan, M. Poon and Y. H. Y. Cheung (2004) Saving weak programming students: applying constructivism in a first programming course, ACM SIGCSE Bulletin, 36(2): 72--76.
Mentaalisten representaatioiden hyödyntäminen muussa tietotekniikan opetuksessa
- web
  - Y. Zhang (2008) Undergraduate Students' Mental Models of the Web as an Information Retrieval System, Journal of the American Society for Information Science and Technology, 59(13):2078--2098.
  - J. Lee (2007) The effects of visual metaphor and cognitive style for mental modeling in a hypermedia-based environment, Interacting with Computers, 19(5-6): 614--629.
- HCI
  - M. J. Davidson, L. Dove, J. Weltz (1999) Mental Models and Usability
  - P. Kotze, K. Renaud and J. van Biljon (2008) Don't do this - Pitfalls in using anti-patterns in teaching human-computer interaction principles, Computers & Education, 50(3): 979--1008.
- rekursio
  - T. Götschi, I. Sanders and V. Galpin (2003) Mental models of recursion, ACM SIGCSE Bulletin, 35(1): 346--350.
  - I. Sanders, V. Galpin and T. Götschi (2006) Mental models of recursion revisited, ACM SIGCSE Bulletin, 38(3): 138--142.
  - T. Scholtz and I. Sanders (2010) Mental models of recursion: investigating students' understanding of recursion, Proceedings of the fifteenth annual conference on Innovation and technology in computer science education, ITiCSE'10, Bilkent, Ankara, Turkey, 103--107.
- tietokonearkkitehtuuri
  - C. Yehezkel, M. Ben-Ari and T. Dreyfus (2007) The contribution of visualization to learning computer architecture, Computer Science Education, 17(2): 117--127.

Opetus keväällä 2013

Kurssille on ilmoittauduttava 14.3.2013 mennessä osoitteella marja.kuittinen @ uef.fi. Ilmoittautuneille postitetaan kurssin tarkka aikataulu ilmoittautumisajan päätyttyä.

Teoreettinen osa (4 op)

Teoreettinen osa suoritetaan perehtymällä kurssimateriaaliin, joka koostuu pääasiassa tieteellisistä artikkeleista ja

kirjoittamalla kolme 4-5 sivun mittaista yhteenvetoa kurssimateriaalista ja
osallistumalla kuulusteluun, joka järjestetään toukokuussa 2013 (uusintakuulustelu syyskuussa 2013)

Kuulustelijana toimii Marja Kuittinen.

Käytännöllinen osa (5 op)

Tentin hyväksytysti suorittaneille ilmoitetaan käytännöllisen osan tarkemmasta ohjelmasta sähköpostitse.

Marja Kuittinen, marja.kuittinen @ uef.fi