تاثیر ادغام برنامه نویسی بلاک محور (مانند Scratch) در آموزش مفاهیم الگوریتمی ریاضی بر تفکر محاسباتی دانش آموزان متوسطه اول

در دنیای معاصر که فناوری های دیجیتال به سرعت در حال تحول هستند، تفکر محاسباتی به عنوان یکی از مهارت های بنیادین و ضروری قرن بیست ویکم شناخته شده است. این مهارت نه تنها به دانش آموزان کمک می کند تا مسائل پیچیده را به صورت نظام مند حل کنند، بلکه زمینه ساز نوآوری و خلاقیت در حوزه های مختلف علمی، به ویژه ریاضیات، می گردد. مسئله اصلی پژوهش حاضر، ضعف قابل مشاهده در درک عمیق مفاهیم الگوریتمی ریاضی و پرورش تفکر محاسباتی در دانش آموزان دوره متوسطه اول است که عمدتا ناشی از تکیه بر روش های آموزشی سنتی و کمتر تعاملی است. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر ادغام برنامه نویسی بلاک محور با بهره گیری از نرم افزار Scratch در فرآیند آموزش مفاهیم الگوریتمی ریاضی بر ارتقای سطح تفکر محاسباتی این دانش آموزان طراحی و اجرا شد.روش پژوهش از نوع نیمه آزمایشی با طرح پیش آزمون-پس آزمون همراه با گروه کنترل بود. جامعه آماری شامل تمامی دانش آموزان پایه هشتم شهر تهران در سال تحصیلی ۱۴۰۴-۱۴۰۵ بود و نمونه ای به حجم ۶۰ نفر (۳۰ نفر در گروه آزمایش و ۳۰ نفر در گروه کنترل) به شیوه تصادفی خوشه ای چندمرحله ای انتخاب شد. ابزار جمع آوری داده ها، آزمون استاندارد تفکر محاسباتی ببراس (Bebras Computational Thinking Test) در نسخه بومی سازی شده بود که پایایی آن با آلفای کرونباخ ۰.۸۷ تایید گردید. مداخله آموزشی در گروه آزمایش طی ۱۲ جلسه ۹۰ دقیقه ای اجرا شد که در آن مفاهیم الگوریتمی ریاضی نظیر دنباله ها، الگوها، حل معادلات و حلقه ها با استفاده از محیط بصری و تعاملی Scratch آموزش داده شد، در حالی که گروه کنترل همین مفاهیم را با روش تدریس سنتی دریافت کرد.یافته های پژوهش نشان داد که میانگین نمرات تفکر محاسباتی در گروه آزمایش پس از مداخله به طور معناداری افزایش یافت و تفاوت چشمگیری با گروه کنترل مشاهده شد (t(۵۸) = ۸.۴۵, p < ۰.۰۰۱, Cohen's d = ۱.۶۲). تحلیل های تکمیلی نیز بهبود معنادار در ابعاد کلیدی تفکر محاسباتی نظیر انتزاع، الگوسازی، تجزیه مسئله و ارزیابی را تایید کرد. این نتایج بیانگر آن است که ادغام برنامه نویسی بلاک محور در آموزش ریاضی نه تنها درک عمیق تری از مفاهیم الگوریتمی ایجاد می کند، بلکه تفکر محاسباتی را به صورت موثر و پایدار تقویت می نماید. پیامدهای این رویکرد شامل پیشنهاد بازنگری در برنامه های درسی ریاضی، آموزش ضمن خدمت معلمان و توسعه محتوای دیجیتال بومی است تا دانش آموزان برای چالش های آینده بهتر آماده شوند.

کلیدواژه ها:

تفکر محاسباتی ، برنامه نویسی بلاک محور ، Scratch ، مفاهیم الگوریتمی ریاضی ، آموزش ریاضی متوسطه اول ، حل مسئله الگوریتمی ، یادگیری تعاملی