Computer Science Teacher Professional Development: Towards a Research Agenda on Teacher Thinking and Learning

---

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: 
https://www.researchgate.net/publication/320885144
Computer Science Teacher Professional Development: Towards a Research
Agenda on Teacher Thinking and Learning
Conference Paper
· November 2017
DOI: 10.1145/3137065.3137066
CITATIONS
8
READS
303
1 author:
Aman Yadav
Michigan State University
139
PUBLICATIONS
5,169
CITATIONS
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by 
Aman Yadav
 on 04 January 2022.
The user has requested enhancement of the downloaded file.

---

Computer Science Teacher Professional Development: Towards
a Research Agenda on Teacher Thinking and Learning
Extended Abstract
Aman Yadav
Michigan State University
East Lansing, Michigan, USA
[e-mail]
ABSTRACT
The growing demand for qualified computer science teachers re-
quires us to develop scalable professional development and teacher
training opportunities that don’t require extensive human, financial,
and time resources. In this talk, I will discuss how teachers from
varied teaching background and computing experiences engage
with online professional development materials. I will discuss the
findings in the context of prior teacher education literature and
how that can inform the design of professional development for
training beginning computer science teachers.
CCS CONCEPTS
• Social and professional topics → K-12 education; • Applied
computing
→ Education; Distance learning;
KEYWORDS
Professional Development, Teachers, Self-efficacy
ACM Reference Format:
Aman Yadav. 2017. Computer Science Teacher Professional Development:
Towards a Research Agenda on Teacher Thinking and Learning: Extended
Abstract. In Proceedings of WiPSCE ’17. ACM, New York, NY, USA, 2 pages.
https://doi.org/10.1145/3137065.3137066
1
INTRODUCTION
Teaching is a complex and ill-structured domain that involves ’not
one well-defined issue but many ill-defined issues, intertwined like
the fibers of a thick rope’ [6] and requires teachers to draw upon
many different kinds of knowledge and belief systems. As such
teachers need to ’become adaptive experts who are prepared for
effective lifelong learning that allows them to continuously add to
their knowledge’ [2]. Adaptive expertise requires ability to think
effectively and use knowledge flexibly in new and challenging
situations, which makes teaching an ideal domain that requires
helping teachers develop as lifelong learners with deep and flexible
knowledge [2]. This is even more true for a field like computer
science where the young discipline is continually developing and
Permission to make digital or hard copies of all or part of this work for personal or
classroom use is granted without fee provided that copies are not made or distributed
for profit or commercial advantage and that copies bear this notice and the full citation
on the first page. Copyrights for components of this work owned by others than ACM
must be honored. Abstracting with credit is permitted. To copy otherwise, or republish,
to post on servers or to redistribute to lists, requires prior specific permission and/or a
fee. Request permissions from [e-mail].
WiPSCE ’17, November 8–10, 2017, Nijmegen, Netherlands
© 2017 Association for Computing Machinery.
ACM ISBN 978-1-4503-5428-8/17/11...$15.00
https://doi.org/10.1145/3137065.3137066
changing at a fast pace [5]. Hence, computer science teachers need
to be adaptive experts with a deep understanding and knowledge
of computer science as well as the ability to effectively deliver that
knowledge to students.
The growing demand for computer science in primary and sec-
ondary education means that we need to train thousands of new
teachers to teach computer science. However, training teachers
through traditional teacher preparation programs is challenging
(at least in the United States) as highlighted the report Bugs in the
System [3]. As such training existing teachers from other subject
areas to teach computer science through intensive professional
development has become the primary mechanism to prepare teach-
ers to teach computing in schools. However, these teachers face a
number of challenges that are unique to teaching computer science,
including limited CS pedagogical content knowledge, feeling of
isolation, and lack of just-in-time professional development needed
for a rapidly changing field [7].
These challenges raise many questions for computer science
education researchers, including how to support teachers from
other subjects to teach CS and how to deliver relevant content to
teachers in a timely manner that goes beyond one-and-done pro-
fessional development workshops, which often lack any follow-up
activities. Just-in-time professional development for in-service com-
puter science teachers could play an important role in improving
teaching practices. Historically, professional development has taken
many forms, including in-service workshops and in-class coaching.
However, given the need for extensive human, financial, and time
resources, traditional professional development approaches are not
directly scalable to meet the growing demand for computer science
teachers. In addition, we know that ’one and done’ professional
development workshops without structured ongoing engagement
have limited success [7].
2
LESSONS FROM ONLINE PROFESSIONAL
DEVELOPMENT
Advances in technology have brought sophisticated methods for de-
livering professional development for teacher’s instructional strate-
gies. They reduce the constraints of finances, time, and staffing.
One of the ways to deliver professional development is using online
tools to advance teacher’s learning. Increasingly, teachers are using
online tools to support their instructional needs and as a vehicle for
additional training [1]. Researchers have advocated online profes-
sional development because of its potential to increase pedagogical

---

WiPSCE ’17, November 8–10, 2017, Nijmegen, Netherlands
A. Yadav
content knowledge, sustainability, and scalability. In addition, on-
line delivery fits within teacher’s schedules and increases their
ability to network with other teachers [4].
We developed an online just-in-time professional development
approach (PD4CS) to enhance traditional face-to-face professional
development experience. In this talk, I will present an investigation
of how teachers with different teaching and computing backgrounds
teaching computer science for the first time used PD4CS materials.
Not surprisingly, we found that experienced CS teachers used online
PD materials on a limited basis; however, novice-CS teachers used
PD materials that focused on developing their pedagogical content
knowledge and teachers with no CS background primarily used
CS content knowledge PD materials. I will present the findings
in the context of prior teacher education literature and how that
can inform the design of professional development for training
beginning computer science teachers. I will discuss implications
and recommendations for supporting teacher learning in computer
science.
3
ACKNOWLEDGMENT
This work is supported by the National Science Foundation under
grant number 1502462. Any opinions, findings, and conclusions
or recommendations expressed in this material are those of the
author(s) and do not necessarily reflect the views of the National
Science Foundation.
REFERENCES
[1] Elaine Allen and Jeff Seaman. 2010. Learning on Demand: Online Education in the
United States, 2009
. Technical Report. The Sloan Consortium.
[2] John Bransford, Linda Darling-Hammond, and Pamela LePage. 2007. Introduction.
In Preparing Teachers for a Changing World: What Teachers Should Learn and Be
Able to Do
, John Bransford and Linda Darling-Hammond (Eds.). Jossey-Bass, San
Francisco, CA, Chapter 1, 1–39.
[3] CSTA. 2013. Bugs in the System: Computer science teacher certification in the U.S.
Technical Report. Computer Science Teachers Association, New York, NY.
[4] Chris Dede, Ketelhut Diane, Pamela Whitehouse, Lisa Breit, and Erin McCloskey.
2009. A research agenda for online teacher professional development. Journal of
Teacher Education
60, 1 (2009), 8–19.
[5] Judith Gal-ezer and David Harel. 1998. What (else) should CS educators know?
Commun. ACM
41, 9 (1998), 77–84.
[6] Kleinfeld Judith. 1988. Teaching cases in cross cultural education. University of
Alaska Fairbanks.
[7] Aman Yadav, Sarah Gretter, Susanne Hambrusch, and Phil Sands. 2017. Expanding
computer science education in schools : Understanding teacher experiences and
challenges. Computer Science Education (2017). https://doi.org/10.1080/08993408.
2016.1257418
View publication stats

---

Document Outline

• Abstract
• 1 Introduction
• 2 Lessons from Online Professional Development
• 3 Acknowledgment
• References