Nonlinear Storytelling Approach to Developing Computational Thinking Skills

Current methods for developing computational thinking skills usually have a technical and programming-centric approach and are not suitable for all people. In this research, the use of nonlinear storytelling as an educational method was examined. The specific interest was to analyze its relationship with the concept of computational thinking and to investigate if nonlinear storytelling can be used as a low-threshold method for teaching fundamental computational thinking skills. This research situates itself in computer science education. It consists of four independent studies. Study I investigates how nonlinear storytelling can be integrated into an adult education course for developing basic information technology skills. Special attention was given to understanding the role of storytelling in the process. The result of this study was a method that integrates nonlinear storytelling into educational game development. Study II studied the relationship between nonlinear stories and computational thinking by examining how typical computer programs are implemented using stories. The study shows that nonlinear stories are best suited for implementing finite state machine programs and programs that include interaction. The natural character of applicability indicates that nonlinear storytelling can improve students’ readiness for learning programming skills. In study III, experiences and observations made at the end of the aforementioned adult education course are reported. The technical quality of the stories collected (N = 14) was investigated and common challenges in the storytelling process such as understanding hyperlinking and its purpose in gamification were identified. In this study, a practical classification for storytelling software and metrics for analyzing stories were developed. Finally, study IV focused on investigating whether the concept of computational thinking allows broader interpretations compared to how it is traditionally used. The concept of computational thinking was explored by using the Extended Mind thesis by Clark and Chalmers. Analysis showed that it is reasonable to expand the concept beyond the traditional computer programming-based interpretation.Nykyiset menetelmät algoritmisen ajattelun opetuksessa ovat usein teknisiä ja ohjelmointikeskeisiä eivätkä ne sovi kaikille kohderyhmille. Tässä työssä selvitettiin epälineaaristen tarinoiden käyttöä opetuksessa. Erityinen kiinnostuksen kohde oli se, mikä on epälineaaristen tarinoiden suhde algoritmiseen ajatteluun ja voiko epälineaarisia tarinoita käyttää matalan kynnyksen menetelmänä algoritmisen ajattelun harjoittamiseen. Tämä tutkimus sijoittuu tietotekniikan opetuksen alalle. Työ koostuu neljästä osatutkimuksesta. Osatutkimuksessa I tutkittiin, miten epälineaarinen tarinankerronta voidaan ottaa osaksi tietotekniikkavalmiuksia kehittävää aikuiskoulutusta. Tutkimuksen tuloksena syntyi menetelmä, joka yhdistää epälineaarisen tarinankerronnan pelinkehitykseen. Osatutkimuksessa II tutkittiin epälineaaristen tarinoiden suhdetta algoritmiseen ajatteluun selvittämällä tyypillisten tietokoneohjelmien toteutuksia. Toteutuksista kävi ilmi, että epälineaariset tarinat sopivat erityisesti äärellisillä automaateilla esitettävissä olevien ohjelmien sekä interaktiivisten ohjelmien toteuttamiseen. Tarinallisten toteutusten luontevuus osoitti, että tarinoiden avulla voidaan harjoittaa opiskelijoiden ohjelmointivalmiuksia. Osatutkimuksessa III raportoitiin edellä mainitun tietotekniikkavalmiuksia kehittävän aikuiskoulutuksen aikana tehtyjä havaintoja ja saatuja kokemuksia hankkeen loputtua. Erityisesti selvitettiin hankkeessa kerättyjen tarinoiden (N = 14) teknistä laatua sekä yleisimpiä ongelmia hyperlinkkien toiminnan sekä pelillisen merkityksen ymmärtäminen kanssa. Osatutkimuksessa IV selvitettiin, miten algoritmisen ajattelun käsitettä voidaan tulkita sen perinteistä tulkintaa laajemmin. Problematiikkaa lähestyttiin Clarkin ja Chalmersin laajennetun mielen hypoteesia käyttäen. Epälineaaristen tarinoiden yhteyttä algoritmiseen ajatteluun ei ole tutkittu aiemmin, joten aihe on uusi. Tämän tutkimuksen perusteella epälineaarista tarinankerrontaa voidaan soveltaa algoritmisen ajattelun harjoittamiseen. Uudenlainen lähestymistapa kuitenkin haastaa algoritmisen ajattelun käsitteen, joka on perinteisesti ymmärretty ohjelmoinnin kautta