بررسی تأثیر برنامهنویسی بلوکی اسکرچ بر تفکر محاسباتی و مهارت حلمسئله هندسی دانشآموزان پایۀ هفتم
نویسندگان
1 1 گروه آموزش ریاضی، دانشکده ریاضی و کامپیوتر، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران 2 پژوهشکده ریاضی ماهانی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 1 گروه آموزش ریاضی، دانشکده ریاضی و کامپیوتر، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران 2 پژوهشکده ریاضی ماهانی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
doi
10.22061/tej.2026.12019.3221چکیده
پیشینه و اهداف: برنامهنویسی بهعنوان فعالیتی میانرشتهای، پیوندی فعال میان ریاضیات و علوم کامپیوتر ایجاد میکند که میتواند در خدمت حل مسئله، یادگیری مفاهیم انتزاعی و توسعۀ تفکر محاسباتی قرار گیرد. در سالهای اخیر، استفاده از محیطهای بصری مانند اسکرچ در آموزش ریاضیات توجه ویژه قرار گرفته است. با وجود این، شواهد اندکی دربارۀ تأثیر برنامهنویسی بلوکی بر مهارتهای هندسی و تفکر محاسباتی در دورۀ متوسطۀ اول وجود دارد. هدف پژوهش حاضر، بررسی تأثیر برنامهنویسی بلوکی در محیط اسکرچ بر تفکر محاسباتی و مهارت حل مسئلۀ هندسی دانشآموزان پایۀ هفتم بود.روشها: پژوهش حاضر از نظر هدف کاربردی و این مطالعه با رویکرد آمیخته (کمّی–کیفی) و در دو گروه آزمایش و گواه انجام شد. جامعۀ آماری، دانشآموزان پسر پایۀ هفتم شهر ماهان، در سال تحصیلی 1404-1403 و شیوۀ نمونهگیری، به صورت تصادفی بود. نمونه شامل ۶۰ دانشآموز است که بهطور تصادفی، به هریک از گروههای آزمایش و گواه، ۳۰ دانشآموز اختصاص یافت. مداخلۀ آموزشی بهمدت ۸ هفته و با تمرکز بر آموزش مفاهیم فصل «هندسه و استدلال» از کتاب درسی ریاضی پایۀ هفتم صورت گرفت. ابزار گردآوری دادهها در بخش کمی، آزمون استاندارد تفکر محاسباتی رومانو گونزالس و همکاران بود که بهصورت پیشآزمون و پسآزمون اجرا شد. پایایی آن با آلفای کرونباخ 79/0 گزارش شده است. همچنین دادههای کمّی با نرمافزار SPSS تحلیل شد و دادههای پیشآزمون و پسآزمون تفکر محاسباتی در هر دو گروه آزمایش و گواه از توزیع نرمال پیروی کردند که امکان استفاده از آزمونهای پارامتریک (t زوجی و t مستقل) را فراهم ساخت. در بخش کیفی، با بهرهگیری از تحلیل محتوای پروژههای برنامهنویسیشده دانشآموزان در برنامۀ دکتر اسکرچ و مصاحبههای نیمهساختاریافته، فرایند یادگیری و ادراک مفاهیم هندسی کتاب درسی ریاضی پایۀ هفتم بررسی شد.یافتهها: در گروه آزمایش، میانگین نمرات تفکر محاسباتی از 73/10 (انحراف معیار 727/4) در پیشآزمون به 57/14 (انحراف معیار 739/4) در پسآزمون افزایش یافت که با آزمون t زوجی تفاوت معناداری را (0001/0p<) تأیید میکند. در مقابل، گروه گواه با تغییر اندک از 60/10 به 90/10 اختلاف معنادار نشان نداد (405/0p=). محاسبه اندازهی اثر کوهن d برای گروه آزمایش نشانگر اثری قوی بود، که تأییدی بر اثربخشی مداخلۀ اسکرچ است. در برنامۀ دکتر اسکرچ، چهار ویژگی اصلی تفکر محاسباتی در مصنوعات دیجیتال دانشآموزان مطرح شد که در زمینۀ سؤالات هندسۀ پایۀ هفتم کاربرد دارد. این ویژگیها شامل تبدیل مفاهیم انتزاعی به اشیای ملموس، توسعۀ الگوریتمهای تعمیمپذیر، بازنمایی چندوجهی مسائل و تکرارپذیری راهحلهای شناسایی است.نتیجهگیری: یافتههای آماری حاصل از تحلیل t زوجی نشان داد که برنامهنویسی در محیط اسکرچ موجب افزایش معنادار نمرات تفکر محاسباتی در گروه آزمایش شده است. دادههای کیفی شامل پروژههای برنامهنویسیشدۀ دانشآموزان، مصاحبههای نیمهساختاریافته و تحلیل تصاویر و ویدئوهای آموزشی نیز نشان دادند که دانشآموزان توانایی بازنمایی مفاهیم هندسی مانند تقارن و دوران را به شیوهای ملموستر و چندوجهی در پروژههای خود در اسکرچ دارند. از این منظر، این پژوهش با تلفیق دو قلمرو تفکر محاسباتی و آموزش هندسه، بستر نوآورانهای برای طراحی تجربیات آموزشی و تلفیق فناوری و یادگیری مفاهیم ریاضی فراهم آورد. این مقاله تأکید میکند که برنامهنویسی بلوکی باید نهصرفاً بهعنوان ابزار فناوری، بلکه بهعنوان یک واسطۀ شناخت در آموزش ریاضی در نظر گرفته شود. این رویکرد میتواند زمینهساز تحول در شیوههای یاددهی-یادگیری مفاهیم پیچیدۀ هندسی و ابزاری کارساز برای معلمان ریاضی برای آموزش مفاهیم انتزاعی به دانشآموزان باشد.
