Ohjelmoinnin empiirinen tutkimus (3621524, 5 op)

Yleistä

Kurssilla tarkastellaan ohjelmointia ja ohjemistotuotantoa kognitiivisena toimintana. Kurssilla käsitellään kognitiivisen psykologian merkitystä ohjelmoinnin ja ohjelmistotuotannon kannalta sekä käydään läpi ohjelmoinnin psykologian alalla tehtyjä tutkimuksia. Kurssi antaa valmiudet suorittaa alan tutkimusta sekä arvioida ohjelmoinnin ja ohjelmistotuotannon menetelmiä ja apuvälineitä kognitiivisten teorioiden pohjalta.

Kurssi on suuntautunut vahvasti tutkimukseen ja käsiteltävät asiat sijoittuvat sekä tietojenkäsittelytieteen että kognitiivisen psykologian alueille. Kurssi on syventävien opintojen valinnainen kurssi ja kurssille osallistuvien oletetaan myös edenneen opinnoissaan tähän vaiheeseen. Kohtuullinen ohjelmointitaito ja vähintäänkin Ohjelmistoprojektityön laajuinen kokemus ohjelmistotyöstä on ehdoton edellytys kurssille osallistumiselle.

Kurssi järjestetään Joensuussa ja sekä luennot että harjoitustilaisuudet videoidaan Kuopioon.

Kurssi luennoidaan joka toinen vuosi — vuorovuosin kurssin Kognitiivisten ilmiöiden tutkimusmenetelmät kanssa.

Kurssiin liittyy harjoituksissa käsiteltäviä pakollisia tehtäviä, joiden tekemistä vaaditaan myös suoritettaessa kurssia loppukokeella. Osa harjoitustehtävistä tehdään ryhmissä.

Kurssin tavoitteet:

• oppia tuntemaan ohjelmointiin liittyviä mentaalisia representaatioita ja kognitiivisia prosesseja koskevia teorioita
• saada valmius tehdä tutkimustyötä ohjelmoinnin psykologian alalla
• oppia soveltamaan ohjelmoinnin psykologian tuloksia ohjelmistotyön apuvälineiden suunnittelussa
• saada valmius ohjelmistotutuotannon menetelmien ja apuvälineiden arvioimiseen kognitiivisen ergonomian kannalta

Kurssista on erikseen kognitiotieteen aineopintoihin kuuluva verkkoversio, jonka tiedot löytyvät muualta ja jonka teoreettisen osan voi tarvittaessa korvata alla esiteltävällä tietojenkäsittelytieteen 5 op:n laajuisella versiolla.

Kurssin sisältö

Kurssi sisältää:

• yleisiä asioita kognitiivisesta psykologiasta
• ohjelmoinnin tartkastelua kognitiivisena toimintana
• ohjelmoinnin ja ohjelmistotuotannon empiirisen tutkimuksen menetelmiä
• kognitiivisille teorioille perustuvia ohjelmistotyön apuvälineitä

Sisällysluettelo (ja tärkeimmät lähteet):

1. Johdanto (Shneiderman, 1986)
   • ohjelmoinnin psykologia ja ohjelmistotuotannon psykologia
   • tutkimusmenetelmistä
2. Kognitiivista psykologiaa (Anderson, 2000)
   • johdanto
   • havaitseminen ja tarkkaavaisuus
   • tiedon esitysmuodot ihmisen muistissa
   • muistin lajit
   • eksperttiys ja sen kehittyminen
3. Ohjelmointitieto (Davies, 1993b)
   • johdanto
   • ohjelmointikieleen liittyvä tieto (McKeithen & al., 1981)
   • ohjelmoinnin hyvät tavat (Soloway & Ehrlich, 1984)
   • tavoitteet ja menetelmät (Soloway & al., 1982; Spohrer & al., 1985)
   • muuttujiin liittyvä tieto (Sajaniemi & Navarro Prieto, 2005)
   • ohjelmatietämyksen lajit (Pennington, 1987)
   • proseduraaliset vs. olio-ohjelmat (Corritore & Wiedenbeck, 1999)
   • noviisien ja eksperttien olio-ohjelmatietämys (Davies & al., 1995)
   • mielikuvat (Petre & Blackwell, 1999)
4. Ohjelmien ymmärtäminen (Davies, 1993a)
   • johdanto
   • ohjelman lukemisjärjestys (Crosby &Stelovsky, 1989)
   • Brooksin malli (Brooks, 1977, 1983)
   • hypoteesien ohjaama ymmärtäminen (Letovsky, 1986)
   • ymmärtäminen faktojen käsittelynä (LaToza & al., 2007)
   • ymmärtämisen tiedontarpeet (Vans & al., 1999)
5. Ohjelmien tuottaminen (Davies, 1993a)
   • johdanto
   • menetelmien luominen (Rist, 1989)
   • hauras tieto (Perkins & Martin, 1986)
   • työmuistin rajoitukset (Green & al., 1987)
   • noviisien testausstrategiat (Murphy & al., 2008)
   • ohjelmien suunnitteleminen (Détienne, 1997)
6. Esimerkkejä ohjelmoinnin apuvälineistä
   • Tksee (Singer & Lethbridge, 1998)
   • Pollinator (Chu & Wong, 2006)
   • VinEd (Sajaniemi, 2000)
   • HyperSoft (Koskinen, 1999)
   • Rigi, SHriMP, SNiFF+ (Storey & al., 2000)
   • BUG-DOCTOR (Burnstein & Saner, 1999)
   • yhteenveto

Kirjallisuutta:

• Luennot perustuvat luentomonisteeseen sekä joukkkoon tieteellisiä artikkeleita. Luennoilla näitä materiaaleja syvennetään mm. esimerkkien avulla.
• Kirjallisuusluettelo

Opetus syksyllä 2010

Opetusajankohdat

• Luennot: 27.10.10 alkaen keskiviikkoisin ja torstaisin klo 10-12 saleissa TD106 (Joensuu) ja MT3 (Kuopio) (Jorma Sajaniemi)
  
• Harjoitusryhmä: perjantaisin klo 10-12 (paitsi 29.10.10 tilaisuus 2.11.10 klo 8-10 ja 10.12.10 tilaisuus klo 8-10) saleissa TD106 (Joensuu) ja MT3(Kuopio)
• Välikokeet: keskiviikkona 1.12.10 (muuttunut!!) ja torstaina 16.12.10 klo 10-12 saleissa TD106 (Joensuu) ja MT3 (Kuopio)

Suorittaminen välikokeilla

Kurssin suorittaminen välikokeilla edellyttää, että 1/3 normaaleista harjoitustehtävistä on tehty.

Kurssiin liittyy lisäksi pakollisia harjoitustehtäviä, jotka on suoritettava aikoopa suorittaa kurssin välikokeilla tai loppukokeella ja joista saa lisäpisteitä välikoepistemäärään seuraavasti: Kukin pakollinen harjoitustehtävä arvostellaan asteikolla 1–5 ja lisäksi kullakin on tehtäväpaperissa ilmoitettu painokerroin. Jos pakollisten tehtävien arvosanojen painotettu keskiarvo on alle 2.5, niin lisäpisteitä saa 10 % välikokeiden maksimista; jos painotettu keskiarvo on välillä 2.5–3.5, niin lisäpisteitä saa 25 % välikokeiden maksimista; muuten lisäpisteitä saa 35 % välikokeiden maksimista.

Harjoituspisteet löytyvät täältä.

Välikoetulokset löytyvät täältä.

Suorittaminen loppukokeella

Kurssin suorittaminen loppukokeella edellyttää pakollisten harjoitustehtävien suorittamista luentojen yhteydessä järjestettävissä harjoituksissa.

Loppukokeita järjestetään yleisinä kuulustelupäivinä sopimuksen mukaan.

Luentomateriaalit

Harjoitustehtävät

• 29.10.10 Huom: Harjoitustilaisuus tiistaina 2.11.2010 klo 8:30. Tehtävien palautus viimeistään 29.10.2010 klo 20.00.
• 5.11.10
• 12.11.10
• 19.11.10
• 26.11.10 (Huomaa ratkaisujen palautusajankohta!)
• 3.12.10 ja 17.12.10 (Ryhmät)
• 10.12.10 (Harjoitustilaisuus klo 8.30-10.00. Huomaa myös ratkaisujen palautusajankohta!)

Satunnaisia linkkejä maailmalle:

• Psychology of Programming Interest Group (PPIG)
• Psychology of Programming in Wikipedia
  
  
• Workshop of the Psychology of Programming Interest Group
• International Conference on Program Comprehension
• Symposium on Visual Languages and Human-Centric Computing

Päivitetty viimeksi: 9.12.2010