Online programming classes provide affordable, convenient, and time-saving ways of learning to program. However, learners in online classes often suffer from low engagement from the course content. In the thesis, I tried to resolve this problem by designing and building two systems that support learners in online programming classes with interactive course materials and a social presence. First, I built Pythonpad, a JavaScript library that allows educators to easily embed web-based programming tools in their course websites at low cost. The evaluation study with 12 educators showed that they can easily use Pythonpad to build a website that serves interactive programming exercises, and Pythonpad supports essential features of Python to teach a CS1 course to the learners. Based on Pythonpad, I also built Cocode, a web application that allows learners to share their programming environments with their co-learners so that learners feel a social presence from each other in the online classes. The evaluation studies showed that the learners using Cocode participate in more course materials for on-demand online classes, and they also feel a more social presence in Cocode-based online classes when compared to the online CS1 class in KAIST with conventional web-based programming tools and live video-chat lectures.
온라인 프로그래밍 교육은 저렴하고, 편리하며, 시간 효율적인 방법으로 프로그래밍을 학습할 수 있도록 해주지만, 다른 온라인 교육과 마찬가지로 학습자가 학습을 위한 동기부여에 어려움을 겪게 되는 경우가 많다. 본 논문에서는, 두 가지 새로운 시스템을 설계 및 제작하여 온라인 프로그래밍 교육 환경에서 대화형 교육 자료와 동료 학습자의 사회적 존재감을 제공함으로써 이러한 어려움을 해결하고자 하였다. 논문에서 제작한 첫 번째 시스템인 파이썬패드는 자바스크립트 라이브러리로, 교육자가 이를 이용하면 교육용 웹 사이트에서 파이썬 프로그래밍 예제를 비교적 간단하게 낮은 비용으로 제공할 수 있게 된다. 12명의 교육자와 함께 진행한 평가 실험에 따르면 파이썬 패드를 사용한 교육자들은 프로그래밍 예제가 포함된 교육용 웹 사이트를 짧은 시간 안에 제작할 수 있었으며, 파이썬패드는 파이썬 언어 기반의 기초 프로그래밍 교육을 제공하기에 충분한 파이썬 기능을 지원하는 것으로 나타났다. 그리고 파이썬패드 기반으로 코코드를 제작하였는데, 이는 학습자가 프로그래밍 환경을 동료 학습자와 공유함으로써 서로의 사회적 존재감을 느낄 수 있도록 해주는 웹 애플리케이션이다. 평가 실험에 따르면, 상시 개설 온라인 프로그래밍 수업에서 코코드를 사용한 학습자는 그렇지 않은 학습자보다 더 많은 교육 자료를 학습하였으며, 코코드를 사용하는 경우 학습자가 느끼는 동료 학생의 사회적 존재감이 일반적인 웹 기반 프로그래밍 도구를 사용하고 실시간 비디오 강의가 제공되는 카이스트의 온라인 기초 프로그래밍 수업에 비해 더 큰 것으로 나타났다.
