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Teaching generic skills and programming skills in computer science lessons by using pair programming and generative AI-tools
a case study
Katrin Göltl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Informatik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Lehramt Sek (AB) Unterrichtsfach Geographie und wirtschaftliche Bildung Unterrichtsfach Informatik
Betreuer*in
Renate Motschnig
DOI
10.25365/thesis.77962
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27178.50017.880876-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Masterarbeit untersucht das Potenzial des entdeckenden Lernens in der Informatikausbildung durch die Konzeption, Umsetzung und Evaluierung einer Unterrichtssequenz, die darauf abzielt, sowohl die Programmierfähigkeiten als auch allgemeine Kompetenzen wie Kreativität, Zusammenarbeit und Kommunikation zu verbessern. Die Unterrichtssequenz umfasste sechs Doppelstunden à 100 Minuten. Dabei bearbeiten die Schüler:innen Programmieraufgaben sowohl alleine, als auch im Pair-Programming-Modus, wobei sie einerseits mit einem Kollegen/einer Kollegin und andererseits mit gene-rativen KI-Tools als Programmierpartner arbeiteten. Anhand einer Fallstudie wurde die Wirksamkeit dieses Ansatzes in einem realen Klassenzimmer untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass entdeckendes Lernen, obwohl es in der Informatikbildung eher weniger verbreitet ist, Potenzial hat, wenn es mit modernen didaktischen Ansätzen wie Pair-Programming und KI kombiniert wird. Die meisten Schüler:innen erwarben zumindest einige der vermittelten Programmier-kompetenzen. Allerdings sahen die Schüler:innen die Arbeit mit KI als Einschränkung ihrer Kreativität an und wiesen auf erhebliche Einschränkungen in Bezug auf Problemlösungsmöglichkeiten und originelles Denken hin. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Integration von KI in die Vermittlung von Pro-grammierkompetenzen zwar vorteilhaft sein kann, aber eine sorgfältige Bewertung ihrer Auswirkungen auf die kognitiven Prozesse und das Engagement der Schüler:innen erfordert. Diese Studie trägt zur laufenden Diskussion über innovative Lehrmethoden in der Informatik bei und legt den Grundstein für weitere Forschungen zur effektiven Integration von KI in die Programmierbildung.
Abstract
(Englisch)
This master's thesis investigates the potential of discovery-based learning in Computer Science educa-tion by designing, implementing, and evaluating a teaching sequence aimed at enhancing both pro-gramming skills and generic competencies such as creativity, collaboration, and communication. The teaching sequence included six double lessons (each lasting 100 minutes) and incorporated pair pro-gramming, with students alternating between human peers and generative AI tools as programming partners. A case study methodology was utilized to evaluate the effectiveness of this approach within a real-world classroom setting. The findings indicate that discovery-based learning, though underrepresented in Computer Science edu-cation, shows potential when combined with contemporary programming didactics such as pair pro-gramming and AI-supported collaboration. Most students acquired at least some of the programming skills taught. However, students viewed working with AI as a constraint on creativity, pointing out sig-nificant limitations regarding problem-solving opportunities and original thinking. These findings sug-gest that while integrating AI into programming education can be advantageous, careful evaluation of its effects on cognitive processes and student engagement is needed. This study adds to the ongoing discussion on innovative teaching methods in Computer Science and lays the groundwork for further research on the effective integration of AI into programming education.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
generative KI Pair Programming Informatikdidaktik Programmierdidaktik entdeckendes Lernen in der Informatik
Schlagwörter
(Englisch)
generative AI generic skills pair programming Computer Science Education Programming Education discovery-based learning in Computer Science
Autor*innen
Katrin Göltl 
Haupttitel (Englisch)
Teaching generic skills and programming skills in computer science lessons by using pair programming and generative AI-tools
Hauptuntertitel (Englisch)
a case study
Paralleltitel (Deutsch)
Vermittlung von überfachlichen Kompetenzen und Programmierkompetenzen im Informatikunterricht mit Pair Programming und generativen KI-Tools
Paralleluntertitel (Deutsch)
eine Fallstudie
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
91 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Renate Motschnig
Klassifikation
54 Informatik > 54.04 Ausbildung, Beruf, Organisationen
AC Nummer
AC17469124
Utheses ID
75127
Studienkennzahl
UA | 199 | 510 | 514 | 02