Stepwise source, a tool for progressive source code demonstration

Abstract

This thesis, conducted as part of a Master’s Degree in Informatics Engineering at the University of Minho in Braga, Portugal, introduces Stepwise Source, a web application to aid in bridging gaps in programming education, by tackling specific challenges faced by educators and learners. The primary goal of this project was to develop a system that enabled educators to create progressive demonstrations of source code construction in any programming language. Stepwise Source is the answer to this By presenting code incrementally, it would allow learners to move forward or backward as they follow along. Additionally, educators can set challenges where students complete specific portions of the code with real-time feedback on their answers. It is also possible to create branches in the presentation flow to show alternative code paths that achieve different outcomes or to demonstrate multiple equivalent implementations for a programming concept. By offering flexibility for both guided interaction and independent study, this tool enhances the learning experience in programming education, offering a meaningful resource to support the long and arduous journey of learning how to program.

Esta tese, realizada no âmbito de um Mestrado em Engenharia Informática na Universidade do Minho, em Braga, Portugal, investiga lacunas no ensino da programação e identifica desafios específicos enfrentados por educadores e alunos. Foi realizado um estudo preliminar destinado a analisar estes desafios e as áreas nas quais as atuais ferramentas educativas para a programação são insuficientes. O objetivo primário deste projeto foi desenvolver uma ferramenta que permita aos professores criar demonstrações progressivas de construção de código-fonte. O sistema apresenta o código sequencialmente, permitindo aos alunos avançar ou recuar à medida que o acompanham. Mais ainda, os professores podem estabelecer desafios onde os alunos completem partes específicas do código e possam ramificar a demonstração para mostrar caminhos diferentes para atingir resultados diferentes ou apresentar várias implementações alternativas para um mesmo resultado. Proporcionando flexibilidade tanto para a interação assistida como para o estudo independente, esta ferramenta melhora a experiência de aprendizagem no ensino da programação, oferecendo um recurso significativo tanto para alunos como para professores no domínio do pensamento computacional e das competências em escrita de código.