بررسی اثربخشی آموزش برنامه نویسی پایتون بر افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان پسر در دوره متوسطه اول
محورهای موضوعی : خلاقیت و نوآوری از جنبه‏های روان‏شناختی، علوم شناختی، علوم تربیتی و آموزشی (خلاقیت شناسی روان‏شناختی، خلاقیت شناسی پرورشی)
1 - عضو هیأت علمی دانشگاه پیام نور، دزفول، ایران
کلید واژه: برنامه نویسی پایتون, خلاقیت, پیشرفت تحصیلی,
چکیده مقاله :
زمینه: برنامه نویسی یک فعالیت خلاقانه است که آموزش آن به دانش آموزان باعث تقویت توانایی‌های حل مسئله، تفکر خلاقانه و پیشرفت تحصیلی آنان می‌شود.
هدف: پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر آموزش برنامه نویسی پایتون بر میزان خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش آموزان پسر متوسطه اول انجام شد.
روش: این پژوهش از نوع کاربردي است و از لحاظ نحوه جمع آوري اطلاعات، روش نیمه آزمایشی با طرح پیش آزمون و پس آزمون با گروه کنترل بود. جامعه آماري شامل کلیه ي دانش آموزان متوسطه اول شهرستان شوش بود که 60 نفر به صورت در دسترس به عنوان نمونه انتخاب شدند. ابزار گرداوری داده ها پرسشنامه خلاقیت عابدی(1372) بود. جهت سنجش پیشرفت تحصیلی از میانگین نمرات تحصیلی دانش آموزان در سه درس علوم، ریاضی و زبان (برای پیش آزمون از نمرات امتحانات نوبت اول و برای پس آزمون از نمرات امتحانات مستمر هماهنگ استانی) استفاده شد. برای تجزیه و تحلیل داده ها از آزمون تحلیل کوواریانس(ANCOVA) استفاده شد.
یافته ها: یافته های بدست آمده نشان داد بین میانگین نمرات پس آزمون پیشرفت تحصیلی تحصیلی (001/0P=) ، خلاقیت (001/0P=) و مولفه های خلاقیت (سیالی 001/0P=، انعطاف 001/P=، ابتکار001/P=، بسط026/0P=،) بعداز حذف اثر پیش آزمون، در گروه آزمایش تفاوت معنی داری وجود دارد.
نتیجه گیری: آموزش برنامه نویسی پایتون منجر به افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش آموزان شده است.
Background: Programming is a creative activity, teaching it to students strengthens their ability to solve problems, creative thinking and academic progress.
Objective: The present study was conducted with the aim of investigating the impact of Python programming education on the level of creativity and academic achievement of male students in the first year of high school.
Method: This research was practical and in terms of data collection, it was a semi-experimental type with a pre-test and post-test design with a control group. The statistical population included all the students of the first year of high school in Shush city, 60 of whom were selected as a sample using the available method. The data collection tool was Abedi's creativity questionnaire (1372). To measure academic progress, the average scores of students in three subjects of science, math and language (for the pre-test, the scores of the first-round exams and for the post-test, the scores of the continuous provincial coordinated exams) were used. Analysis of covariance (ANCOVA) was used to analyze the data.
Findings: The findings showed that between the average post-test scores of academic achievement (P=0.001), creativity (P=0.001) and creativity components (P=0.001, fluidity, P=0.001, flexibility, initiative (P=0.001) P=0) after removing the pre-test effect, there is a significant difference in the test group.
Conclusion: Python programming training has led to an increase in students' creativity and academic progress.
ابراهیمی، صلاح الدین؛ قادری، سیامند (1400). رابطه خلاقیت با پیشرفت تحصیلی دانش آموزان دختر و پسر رشته‌های علوم انسانی، تجربی و ریاضی. پویش در آموزش علوم انسانی, 6(21), 39-52.
سیف، علی اکبر(1391). روانشناسی پرورشی (چاپ سوم). تهران: فارون .
سیف، علی اکبر(1402). روانشناسی پرورشی نوین (ویراست هفتم ). تهران: دوران .
دلاوران شیراز، مریم( 1400). تاثیر آموزش برنامه نویسی با نرم افزار اسکرچ بر میزان خلاقیت و درگیری تحصیلی دانش آموزان پایه پنجم ابتدایی شهر اهواز. پایان نامه کارشناسی ارشد رشته علوم تربیتی دانشگاه پیام نور مرکز روانسر.
رحیمی مند، مریم؛ عباس پور، عباس (1394). تأثیر شیوه‌های جدید آموزش بر خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانشجویان. ابتکار و خلاقیت در علوم انسانی, 4(4), 119-142.
صالحی نجف آبادی، نعمت الله (1378). بررسی تحلیلی کتب درسی ریاضی دوره ابتدایی در رابطه بارشد خلاقیت فراگیران. پایان نامه کارشناسی ارشد تهران دانشکده علوم تربیتی دانشگاه علامه طباطبایی.
عجم، علی اکبر؛ انصاری، مریم؛ میرگل، احمد(1400). مبانی و اصول تعلیم و تربیت، چاپ اول، انتشارات دانشگاه پیام نور.
قرائت، زهرا ) 1401). بررسی اثربخشی بازی‌های رایانه‌ای و آموزش برنامه‌نویسی بر پرورش مهارت حل مسئله و خلاقیت در کودکان و نوجوانان 10 تا 15 سال شهر تهران. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه پیام نور مرکز بوشهر.
کفایت، محمد (۱۳۷۳). بررسی ارتباط شیوه ها و نگرشهای فرزند پروری با خلاقیت و رابطه متغیر اخیر باهوش و پیشرفت تحصیلی دانش آموزان سال اول دبیرستانهای پسرانه اهواز. پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه شهید چمران اهواز.
ملکیها، مرضیه؛ اصلانی، فرشید؛ ستوده آرانی، حسین؛ آرین نژاد، مهسا (1402). تأثیر بازی‌های رایانه‌ای استراتژیک بر تفکر انتقادی و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان دارای اختلال ریاضی. ناتوانی های یادگیری, 12(4), 83- 98.
نعمتی یار عزیز، سجاد؛ میرزایی، نورالدین؛ داودی، رسول (1400). بررسی عوامل آموزشی موثر بر رشد خلاقیت در بین دانش آموزان دوره متوسطه مدارس شهرستان تکاب. ابتکار و خلاقیت در علوم انسانی, 11(3), 55-82.
Çalışkan, E., (). The effects of robotics programming on secondary school students' problem-solving skills World Journal on Educational Technology: Current Issues. 12(4), 217-230
Forsstrom, S. E., and Kaufmann, O. T. (2018), “A Literature Review Exploring the use of Programming in Mathematics Education,” International Journal of Learning, Teaching and Educational Research, 17, 18–32
Galster, M., Mitrovic, A., Malinen, S., Holland, J., & Peiris, P. (2023). Soft skills required from software professionals in New Zealand. Information and Software Technology, 160, 107232
Goyal, S., & Duggal, K. (2011). A study of teacher effectiveness in relation to locus of control and burnout. Researcher's Tandem. 2(8), 65-74
Kori, K., Pedaste, M., Leijen, Ä., & Tõnisson, E. (2016). The role of programming experience in ICT students' learning motivation and academic achievement. International Journal of Information and Education Technology, 6(5), 331
Lee, D., & Lee, Y. (2024). Productive failure-based programming course to develop computational thinking and creative Problem-Solving skills in a Korean elementary school. Informatics in Education, 23(2), 385-408
Liao, S. M. (2023). Scratch to r: Toward an inclusive pedagogy in teaching coding. Journal of Statistics and Data Science Education, 31(1), 45-56
Moraiti, I., Fotoglou, A., & Drigas, A. (2022). Coding with Block Programming Languages in Educational Robotics and Mobiles, Improve Problem Solving, Creativity & Critical Thinking Skills. International Journal of Interactive Mobile Technologies, 16(20)
Mozelius, P. (2016). Game-based learning as a bedrock for creative learning. In The 10th European Conference on Games Based Learning (ECGBL), Paisley, United Kingdom, 6th to 7th October 2016. Academic Conferences Publishing
Noh, J., & Lee, J. (2020). Effects of robotics programming on the computational thinking and creativity of elementary school students. Educational technology research and development, 68(1), 463-484
Rawat, A. (2020). A Review on Python Programming. International Journal of Research in Engineering, Science and Management, 3(12), 8-11
Rodas-Silva, J., Parraga-Alava, J., Vinueza-Morales, M., Chacón Luna, A. E., & Cárdenas-Cobo, J. (2024). Applying Educational Programming Language‐Based Learning to Enhance the Programming Skills of Non‐ICT Engineering College Students. Human Behavior and Emerging Technologies, 2024(1), 4918351
Su, Y. S., Shao, M., & Zhao, L. (2022). Effect of mind mapping on creative thinking of children in scratch visual programming education. Journal of Educational Computing Research, 60(4), 906-929
Tsai, C. W., Lee, L. Y., Tang, H. W., Lin, C. H., & Hsu, L. C. (2023). Applying web-mediated co-curricular learning and phenomenon-based learning to improve students’ programming skills and self-efficacy in an online programming course. Universal Access in the Information Society, 22(2), 555-568
Vila, L. E. (2018). Innovation at the workplace: Do professional competencies matter?. Journal of Business Research, 67 (5): 752-757
Weng, X., Ng, O. L., Cui, Z., & Leung, S. (2023). Creativity development with problem-based digital making and block-based programming for science, technology, engineering, arts, and mathematics learning in middle school contexts. Journal of Educational Computing Research, 61(2), 304-328
West, J., Vadiee, N., Sutherland, E., Kaye, B., & Baker, K. (2018). Making STEM accessible and effective through NASA robotics programs. Tribal College,29(4), 38-7
| نشریه علمي ابتكار و خلاقيت در علوم انساني دورة چهاردهم، شمارة چهار، بهار 1404، صص 114-137. مقاله پژوهشی تاريخ دريافت: 30/08/1403 تاريخ پذيرش: 27/03/1404 |
بررسی اثربخشی آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان پسر در دوره متوسطه اول
اسماعیل صفری1
چکیده
باتوجه به گسترش روزافزون استفاده از رایانه در جهان و توسعه فراگیر برنامه‌های نرم‌افزاری در زندگی بشر، آموزش برنامه‌نویسی به دانش‌آموزان به‌عنوان آینده‌سازان جامعه امری کاملاً ضروری و اجتناب‌ناپذیر شده و در حال حاضر بسیاری از کشورها خصوصاً کشورهای صنعتی به اهمیت این موضوع پی برده و آموزش برنامه‌نویسی به برنامه آموزش کلاسیک در تمامی سطوح تحصیلی وارد شده است و باید به‌عنوان درسی مهم در مدارس به دانش‌آموزان، آموزش داده شود. هدف کلی پژوهش تعیین تأثیر آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر میزان خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان پسر متوسطه اول بود. روش پژوهش از نوع نیمه‌آزمایشی بود که به شکل پیش‌آزمون پس‌آزمون با گروه کنترل اجرا شد. جامعه آماري شامل کلیة دانش‌آموزان متوسطه اول شهرستان شوش به تعداد 6668 نفر در سال تحصیلی 1402-1403 بود که 60 نفر از آنها از پایه هفتم پسران به‌صورت در دسترس به‌عنوان نمونه انتخاب شدند. ابزار گردآوری داده‌ها پرسشنامه خلاقیت عابدی (1372) بود که تحقیقات نشان می‌دهد با آزمون خلاقیت تورنس همبستگی معنی‌داری با هم دارند، و از نظر روایی محتوایی تأیید شده و پایایی آن 82 درصد برآورد شد. جهت سنجش پیشرفت تحصیلی از میانگین نمرات تحصیلی دانش‌آموزان در سه درس علوم، ریاضی و زبان (برای پیش‌آزمون از نمرات امتحانات نوبت اول و برای پس‌آزمون از نمرات امتحانات مستمر هماهنگ استانی) استفاده شد. یافته‌های به‌دست‌آمده از تحلیل کوواریانس نشان داد پیشرفت تحصیلی، خلاقیت و مؤلفه‌های خلاقیت: سیالیت، انعطاف، ابتکار و بسط به دست آمد؛ لذا بین میانگین نمرات پس‌آزمون بعد از حذف اثر پیش‌آزمون، در گروه آزمایش تفاوت معنی‌داری وجود دارد. آموزش برنامه‌نویسی پایتون منجر به افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان شده است. در نتیجه تدریس و یادگیری این درس در مدارس یک ضرورت محسوب می‌شود
واژگان کلیدی: برنامه‌نویسی، برنامه نویسی پایتون، خلاقیت، پیشرفت تحصیلی
مقدمه
یکی از مشکالت شایع نظام های آموزشی در بسیاری از کشورهای جهان، پدیده افت تحصیلی است. این مشکل از دیرباز گریبان گیر نظام آموزشی کشور ما نیز بوده است(شفیعی و دوستی، 1399: 44). از دیدگاه مثبت گرایانه نقطه مقابل آن، پیشرفت تحصیلی است و بررسی پیشرفت تحصیلی و عوامل موثر بر آن می تواند به عنوان مبارزه مثبت با معضل افت تحصیلی باشد. پیشرفت تحصیلی و عوامل مؤثر بر آن همواره مورد توجه متخصصان آموزش و پرورش بوده است. به دلیل اهمیت پیشرفت تحصیلی، در بسیاری از نظام های آموزشی در طی دهه های مختلف محققان به بررسی عوامل مؤثر بر پیشرفت و همچنین عواملی که مانع این پیشرفت می شوند، پرداخته اند(ملکیها و همکاران، 1402: 87). اگر پیشرفت تحصیلی دانش آموزان و عوامل تأثیرگذار بر آن مورد مطالعه قرار نگیرد این کم توجهی سبب اتلاف هزینه های سنگین می گردد که به آموزش و پرورش تحمیل می شود(ابراهیمی و قادری ،1399 : 21). پیشرفت تحصیلی موضوعی است که به خصوص در حال حاضر توجه تمامی کشورهای جهان را به خود جلب کرده است و به منزله متغیر وابسته تحت تاثیر یک عامل نیست، بلکه عوامل متعددی بر روی آن تاثیر دارند(رهنما و عبدالملکی، 1388، به نقل از رحیمی مند و عباس پور، 1394: 121). مانند: استعداد تحصیلی، عوامل شناختی و انگیزشی مانند هوش، خودکارآمدی تحصیلی، راهبردهای خودتنظیمی، ساختار کلاس درس، انگیزش تحصیلی، توانایی یادگیرندگان، آموزش معلمان و انگیزش یادگیرندگان بر روی آن تاثیر دارند( گویال و دوگال2، 2011: 67). این عوامل چنان درهم تنیده اند که تعیین نقش و کارایی هریک به دشواری امکان پذیر است( ویلا3، 2018: 752). با وجود این پژوهش ها نشان می دهد که عوامل آموزشی و فردی با ماهیت شناختی و اجتماعی بیشترین تأثیر را بر پیشرفت تحصیلی دارند (کیت و کول4، ۱۹۹۷؛ به نقل از سیف،۱۳۹۱: ۴۳). یکی از اهداف کلی نظام آموزشی پرورش تربیت نیروی انسانی خلاق است و تحقق آن بیانگر عملکرد موفق آن می باشد. تحقیقات نشان می دهد که خلاقیت با پیشرفت تحصیلی رابطه دارد( ابراهیمی و قادری، 1399: 41). خلاقیت، به عنوان یکی از زیربناهای مهم مهارتهای دانش‌آموزان در قرن 21، در نظر گرفته می‌شود(ونگ5 و همکاران،2023: 304). بنابراین باید براي دستیابی به این مهم بر تأثیرگذارترین گروه جامعه یعنی کودکان و نوجوانان سرمایه گذاري نمود، هر اندازه محیط زیست آنان از نظر منابع اطلاعاتی غنی تر باشد، این انگیزه از طریق سازوکارهاي جدید از قبیل پرسشگري، برانگیختن کنجکاوي و چون و چرا کردن و پژوهشگري از قوه به فعل در آمده، موجب رشد خلاقیت می شود (شریعتمداري، 1393، به نقل از دلاوران شیراز، 1400 :35). پژوهش های انجام شده در زمینه خلاقیت، به طور عمده به این نتیجه رسیده اند که خلاقیت را می توان توسعه داد(عجم، انصاری و میرگل، 1399: 21و 22). عوامل فراوانی همچون عوامل فردی و محیطی بر توسعه خلاقیت تأثیر بسزایی دارند(نعمتی یار عزیز، میرزایی و داوودی، 1400: 57). آموزش و پرورش یکی از عوامل اساسی به وجود آورنده تفکر خلاق است(عجم، انصاری و میرگل، 1399: 22). اما علی رغم این تصور که خلاقیت از نشانه های نظام آموزشی دنیای معاصر است گیبسون معتقد است که مراکز آموزشی و مدرسان ما خلاقیت را از بین می برند(گیبسون،2010 به نقل از صادقی گندمانی و همکاران،1394: 12) با توجه به اینکه روش های تدریس سنتی و معلم محور بطور وسیعی در جامعه ایران رواج داشته و از عوامل اصلی آسیب زای رشد و پرورش قوای خلاقیت دانش آموزان شده. بنابراین آموزش و پرورش ایران نیاز به تحول جدی در این زمینه دارد. البته این مشکل را تا حدود زیادی می توان با آموزش معلمان و بکارگیری فناوری های آموزشی جدید حل نمود. در این راستا یکی از راه های زمینه ساز خلاقیت که در آموزش و پرورش کشورهای مختلف به آن توجه شده است، آموزش برنامه‌نویسی است. البته پیشینه پژوهش های گذشته نیز بیانگر این نتیجه گیری می باشد. منجمله پژوهش قرائت (1401) به این نتیجه رسید که آموزش برنامه‌نویسی به طور قابل توجه‌ای بر مهارت حل مسئله و خلاقیت کودکان و نوجوانان تأثیر دارد. دلاوران شیراز (1400) نیز در پژوهشی خود نشان داد که آموزش برنامه‌نویسی به دانش آموزان بر میزان خلاقیت و درگیری تحصیلی آنها به طور معناداری تأثیر داشته است. مومنی کوهستانی (1399) به این نتیجه رسید که یادگیری فناوری اطلاعات به خصوص برنامه‌نویسی کامپیوتر توسط دانش آموزان، در ایجاد خلاقیت، نوآوری و درک و فهم ریاضی دانش آموزان موثر بوده و باعث ایجاد انگیزه و علاقه در آن ها می شود. همچنین ونگ و همکاران (2023) در پژوهش خود به این نتیجه رسیدند که فعالیت‌های ساخت دیجیتال مبتنی بر مسئله و برنامه‌ریزی مبتنی بر بلوک، موجب توسعه خلاقیت در دانش آموزان و افزایش عملکرد تحصیلی آنان برای یادگیری علوم، فناوری، مهندسی، هنر و ریاضیات در مدارس راهنمایی شده است. نتایج پژوهش سای و همکاران(2022) نشان می دهد که یادگیری در دوره برنامه‌نویسی اسکرچ باعث ارتقای تفکر خلاق کودکان شده است. کالیسکان(2020) نشان داد که برنامه‌نویسی رباتیک به دانش آموزان کمک می کند تا مهارت های حل مسئله را توسعه دهند. مورایتی، فتوگلو و دریگاس (2020) در پژوهش خود نشان دادند که کدنویسی با زبان های برنامه‌نویسی، موجب بهبود حل مسئله، خلاقیت و مهارت های تفکر انتقادی در دانش آموزان شده. نوح و لی (2020) در پژوهش خود به این نتیجه رسیدند که آموزش برنامه‌نویسی با استفاده از یک ربات به طور قابل توجهی باعث بهبود تفکر محاسباتی و خلاقیت می شود. فورسستروم و کافمن (2018) در پژوهش خود متوجه شدند که افزودن برنامه‌نویسی در آموزش ریاضی نه تنها می تواند انگیزه دانش آموزان را برای یادگیری ریاضیات، بلکه عملکرد آنها را در ریاضیات بهبود بخشد. نتایج پژوهش کری و همکاران (2016) نشان داد که دانشجویانی که قبل از ورود به دانشگاه برنامه‌نویسی را یاد گرفته بودند در ترم اول میانگین نمرات بالاتری نسبت به دانشجویانی که برای اولین بار در دانشگاه شروع به مطالعه برنامه‌نویسی کردند داشتند. همچنین موزلیوس(2016) در پژوهش خود اینگونه بیان می کند در تکالیف پایان باز که دانش آموزان بازی های دیجیتالی را طراحی، پیاده سازی و آزمایش می کنند، همزمان با افزایش مهارتهای برنامه‌نویسی آنان، خلاقیت این دانش آموزان نیز افزایش می یابد.
با توجه به پژوهش های ذکر شده می توان نتیجه گرفت که آموزش برنامه‌نویسی به دانش آموزان موجب افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی آنان می شود. اما در کشور ما عوامل متعددی در بخش های مختلف، منجمله در حوضه دانش آموزان (عادت داشتن آنها به روش های تدریس سنتی و عدم اطلاع از مزایای یادگیری درس برنامه‌نویسی، مقاومت در مقابل روش های جدید، بی انگیزگی و جدی نگرفتن این درس و ...) باعث شده تا نتیجه مطلوب از آموزش برنامه‌نویسی در مدارس ایران حاصل نشود. لذا در پژوهش حاضر به تعیین تاثیر آموزش برنامه‌نویسی بر خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش آموزان پرداخته شده.
مبانی نظری و توسعه فرضیه ها
بطور خاص، آموزش برنامه‌نویسی بر کشف راه های مختلف برای حل مسائل، یافتن بهترین راه حل و بیان واضح آن تمرکز دارد که در بهبود شایستگی هایی مانند تفکر محاسباتی، تفکر منطقی، تفکر انتقادی و حل خلاقانه مسئله موثر است( لی و لی6، 2024: 386). برنامه‌نویسی از تفکر محاسباتی پشتیبانی می کند و مزایای مهم بسیاری را برای یادگیرندگان، مانند بهبود خلاقیت، گسترش دامنه یادگیری، پیشرفت فضایی و استدلال آنها را فراهم می کند(لیائو7، 2023: 46). زبان های برنامه‌نویسی آموزشی، دانش آموزان را قادر می سازند تا مفاهیم برنامه‌نویسی را برای پرورش مهارت های حل مسئله و پرورش خلاقیت به کار گیرند(روداس-سیلوا8، 2024: 3). برنامه‌نویسی فرآیند حل مسائل با استفاده از یک زبان برنامه‌نویسی کدگذاری شده است. هدف نهایی برنامه‌نویسی ایجاد چیزی است. این می تواند یک صفحه وب، یک نرم افزار یا یک برنامه باشد. به همین دلیل است که برنامه‌نویسی اغلب به عنوان ترکیبی از هنر و علم توصیف می شود. این هم به مهارت های فنی و هم مهارت های تحلیلی همچنین به خلاقیت نیاز دارد(مورایتی، فتوگلو و دریگاس9، 2020: 60). با توسعه فناوری، مهارت های برنامه‌نویسی کامپیوتر تقریباً در همه زمینه ها ضروری تلقی می شود( وست10 و همکاران، 2018).
در واقع، همانطور که گالستر11 و همکاران، (2023) و تسای12 و همکاران (2023) نشان دادند، دانستن نحوه برنامه‌نویسی از اهمیت حیاتی برخوردار است و به دلیل نقش اساسی در بازار کار امروز و نقش حیاتی در اقتصاد آینده، یک مهارت ضروری است. با یادگیری برنامه‌نویسی، متخصصان می توانند کارایی، استقلال و توانایی خود را برای مقابله با چالش های پیچیده بهبود بخشند. بنابراین آموزش و پرورش با گنجاندن آموزش برنامه‌نویسی در برنامه درسی می‌تواند به رشد خلاقیت دانش‌آموزان کمک کند. زیرا برنامه‌نویسی یک فعالیت خلاقانه است که ایده‌ها و راه‌حل‌های نوآورانه را به زندگی واقعی می‌آورد. آموزش برنامه‌نویسی به دانش‌آموزان مهارتهای لازم برای تجزیه و تحلیل مسائل را می‌آموزد و راه‌حل‌های خلاقانه و موثر را برای آنها آموزش می‌دهد. این فرایند باعث تقویت توانایی‌های حل مسئله و تفکر خلاقانه دانش‌آموزان می‌شود.
یکی از نرم افزار های برنامه‌نویسی در برنامه درسی مدارس ایران، برنامه‌نویسی پایتون است، که به تازگی (سال 1401) به دروس متوسطه اول اضافه شده است. از جمله مزایای برنامه پایتون: خواندن، یادگیری و نوشتن آسان، زبان تفسیر شده، رایگان و منبع باز و کتابخانه های پشتیبانی گسترده می باشد(روات13، 2020: 11).
با توجه به نتایج پژوهش های گذشته، آموزش برنامه‌نویسی می‌تواند به دانش‌آموزان کمک کند تا مهارتهای حل مسئله، تفکر منطقی، تفکر انتقادی و خلاقیت خود را بهبود بخشیده تا بتوانند در درس‌های خود موفق‌تر باشند. بنابراین از آنجا که برنامه‌نویسی موجب بکار گیری استراتژی های فعال یادگیری فراگیرن(پرورش مهارت های حل مسئله و خلاقیت) می شود این فرایند باعث تقویت توانایی‌های ذهنی، ودر نتیجه بهبود پیشرفت تحصیلی آنها نیز می شود. بنابراین خلاقیت و پیشرفت تحصیلی رابطه معنی داری باهم دارند و در عین حال هر دو متغیر تحت تاثیر آموزش برنامه‌نویسی قرار می گیرند. لذا فرضیه اصلی این پژوهش این است که آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش خلاقیت (و مولفه های آن) و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان تاثیر دارد.
شکل ۱. مدل مفهومی پژوهش
|
روش‌شناسی پژوهش
پژوهش حاضر بر اساس هدف پژوهش کاربردی؛ ازنظر زمان گردآوری داده‌ها مقطعي و از نظر روش اجرای پژوهش نیمه‌آزمایشی از نوع طرح پیش‌آزمون پس‌آزمون همراه با گروه کنترل بود.
جدول 1.طرح پیش آزمون پس‌آزمون با گروه کنترل
مرحله پس‌آزمون |
|
متغیر مستقل | مرحله پیش‌آزمون | مرحله گروه |
Ta |
| X | Tb | گروه آزمایش |
Ta |
| - | Tb | گروه کنترل |
جامعه آماري شامل کلیة دانش‌آموزان متوسطه اول شهرستان شوش (6668) در سال تحصیلی 1403-1402 بود که 60 نفر از آنها به‌صورت در دسترس از پایه هفتم دبیرستان پسرانه دکتر حسابی به‌عنوان نمونه انتخاب و در دو کلاس 30 نفره که یک کلاس به‌عنوان گروه آزمایش و یک کلاس به‌عنوان گروه کنترل اختصاص داده شدند.
ابزار گردآوری داده‌ها
1- پرسشنامه سنجش خلاقیت، که توسط دکتر عابدی در سال ۱۳۷۲ در ایران طراحی و استاندارد شده است. این آزمون شامل ۶۰ سوال است و چهار عامل اصلی خلاقیت، یعنی سیالیت، ابتکار، انعطاف‌پذیری و بسط را ارزیابی می‌کند. دامنه نمره کل خلاقیت در این آزمون بین ۰ تا ۱۲۰ است. این آزمون از نظر روایی محتوایی تائید شده است و روائي آن با اجرا بر روی 200 نفر، از طریق همبستگي نتایج آن با آزمون خلاقیت تورنس46/0 تعیین گردیده است. همچنین نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که پایایی کل آزمون 90/0 است و پایایی مقیاس‌های سیالیت، انعطاف‌پذیری، ابتکار و بسط به ترتیب88/0، 77/0، 39/0 و ۳۹/0 است. همه‌ی این نتایج در سطح معنی‌داری کمتر از5/0 قرار دارند (کفایت، 1373: ۱۰۸- ۱۰۹). عناصر خلاقیت شامل سیالی (سوالات ۱-۱۵ پرسشنامه)، انعطاف (سوالات ۱۶-۳۰ پرسشنامه)، ابتکار (سوالات ۳۱-۴۵ پرسشنامه)، بسط با جزئیات (سوالات ۴۶-۶۰ پرسشنامه) بود. که پایایی پرسشنامه خلاقیت و مولفه های آن در این پژوهش به ترتیب در جدول زیر بیان شده اند.
جدول 2. آلفای کرونباخ
خلاقیت | ضریب آلفای کرونباخ |
60 سوال خلاقیت | 823/. |
15 سوال مقیاس سیالی | 674/. |
15 سوال مقیاس انعطاف | 712/. |
15 سوال مقیاس ابتکار | 651/. |
15 سوال مقیاس بسط | 768/. |
باتوجه‌به جدول ضریب آلفای کرنباخ، نتایج به‌دست‌آمده پایایی پرسشنامه در کل پرسشنامه خلاقیت و مؤلفه‌های آن قابل‌قبول ارزیابی شد.
2- پیشرفت تحصیلی دانش آموزان: از نمرات تحصیلی دانش آموزان در سه درس علوم، ریاضی و زبان (برای پیش آزمون از نمرات امتحانات نوبت اول و برای پس‌آزمون از نمرات امتحانات مستمر هماهنگ استانی) استفاده گردید. علت انتخاب این سه درس به عنوان ملاک پیشرفت تحصیلی این بود که برنامه‌نویسی به زبان انگلیسی نوشته شده و باعث تقویت زبان انگلیسی می شود همچنین با آن می توان مسائل ریاضی و علوم را حل کرد و برای نوشتن برنامه های مختلف از ریاضیات استفاده می شود همچنین برای ریاضی و آمار کتابخانه دارد اما با دروس دیگر چندان مرتبط نیست. لذا برای محاسبه پیشرفت تحصیلی از این سه درس استفاده شد
روش اجرای پژوهش، مداخله و گردآوری داده‌ها به این صورت بود که قبل از شروع آزمایش در مرحله پیش‌آزمون از هر دو گروه آزمون خلاقیت عابدی گرفته شد و نمرات تحصیلی دانش‌آموزان در سه درس علوم، ریاضی و زبان که توسط دبیران مربوطه در امتحانات نوبت اول ثبت شده بود به‌عنوان عملکرد تحصیلی به دست آمد. سپس گروه آزمایش در یک دوره 6 هفته‌ای هر هفته دو جلسه و در مجموع 12 جلسه آموزش برنامه‌نویسی پایتون شرکت کردند و گروه کنترل در این دوره شرکت داده نشد. پس از اتمام دوره، در مرحله پس‌آزمون از هر دو گروه دانش‌آموزان آزمون خلاقیت عابدی گرفته شد و برای عملکرد تحصیلی بعد از اتمام دوره، از نمرات امتحانات مستمر هماهنگ استانی استفاده شد. دوره آموزش برنامه‌نویسی شامل آموزش‌های نظری و عملی در زمینه‌های زیر بود:
جدول3. سر فصل جلسه های آموزش برنامه‌نویسی پایتون
زمان آموزش | سرفصل آموزشی | جلسه |
90 دقیقه | آموزش مفاهیم اولیه زبان برنامه‌نویسی پایتون - آموزش نصب نرم‌افزار پایتون | اول |
90 دقیقه | آموزش متغیر - کلمات کلیدی پایتون - عملگرهای ریاضی و عملگرهای مقایسه‌ای | دوم |
90 دقیقه | آموزش (Int,float, input) برای واردکردن متغیر | سوم |
90 دقیقه | تمرین حل مسئله با زبان برنامه‌نویسی پایتون (سؤالات مرتبط با درس علوم و ریاضی) | چهارم |
90 دقیقه | آموزش دستورات شرطی (if ,else) و حلقه (for) | پنجم |
90 دقیقه | تمرین حل مسئله با زبان برنامه‌نویسی پایتون | ششم |
90 دقیقه | طراحی اشکال هندسی در محیط کتابخانه turtle | هفتم |
90 دقیقه | آرایه‌ها در پایتون لیست (list)تاپل (Tuple)، مجموعه (Sets) و دیکشنری (Dictionary) | هشتم |
90 دقیقه | آموزش تابع | نهم |
90 دقیقه | تمرین آموزش حل مسِئله با استفاده از تابع (سؤالات مرتبط با درس علوم و ریاضی) | دهم |
90 دقیقه | ادامه آموزش تابع | یازدهم |
90 دقیقه | تمرین آموزش حل مسِئله با استفاده از تابع (سؤالات مرتبط با درس علوم و ریاضی) | دوازدهم |
در نهایت برای توصیف داده‌ها از میانگین، انحراف استاندارد، فراوانی و درصد و در بخش آمار استنباطی از آزمون کولموگروف - اسمیرنوف برای بررسی نرمال بودن داده‌ها و همچنین برای مقایسه اثربخشی در بین دو گروه از آزمون تحلیل کوواریانس (ANCOVA) استفاده شد (یکی از راه‌های کنترل اثرات نمره پیش‌آزمون به‌عنوان اثر انتقال، استفاده از آزمون آنالیز کوواریانس است. به‌طوری‌که شرایطی برای مطالعه فراهم می‌شود تا اثرات مداخله متغیر مستقل را جدا از اثر بالقوه نمره پیش‌آزمون بررسی کند). در نهایت یافته‌های پژوهش با استفاده از نرم‌افزار spss مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت.
یافته‌های پژوهش
جدول 4. آمارتوصیفی نمرات خلاقیت در پیش آزمون و پس‌آزمون
متغیر | آزمون | گروه کنترل | گروه آزمایش | ||
میانگین | انحراف استاندارد | میانگین | انحراف استاندارد | ||
نمرات خلاقیت | پیش‌آزمون | 06/67 | 22/11 | 20/68 | 43/14 |
پس‌آزمون | 90/73 | 87/6 | 90/85 | 81/6 | |
مؤلفه سیالیت | پیش‌آزمون | 80/17 | 02/3 | 77/16 | 27/22 |
پس‌آزمون | 53/18 | 36/3 | 98/20 | 15/2 | |
مؤلفه انعطاف | پیش‌آزمون | 77/17 | 21/4 | 40/16 | 08/5 |
پس‌آزمون | 17/18 | 74/1 | 47/21 | 34/2 | |
مؤلفه ابتکار | پیش‌آزمون | 37/16 | 12/3 | 57/17 | 97/16 |
پس‌آزمون | 17/18 | 93/2 | 93/20 | 55/19 | |
مؤلفه بسط | پیش‌آزمون | 13/15 | 70/4 | 47/17 | 02/5 |
پس‌آزمون | 40/20 | 02/3 | 73/22 | 22/3 | |
باتوجه‌به جدول (4) نمرات خلاقیت گروه آزمایش در پیش آزمون با میانگین 2/68 و در پس‌آزمون 9/85 بوده که تقریبا افزایش 18 نمره ای را نشان می دهد در حالی که گروه کنترل در پیش آزمون با میانگین 67 و در پس‌آزمون 9/73 بوده است و افزایش 7 نمره ای داشته است. دانش آموزانی که در دوره برنامه‌نویسی شرکت داشتند نمره خلاقیت بالاتری نسبت به گروه کنترل کسب کرده اند. همچنین با توجه به جداول بالا در تمام مولفه های خلاقیت افزایش نمره خلاقیت در پس‌آزمون گروه آزمایش مشاهده می گردد .
1-آمار توصیفی پیشرفت تحصیلی
جدول شماره 5. آمارهای توصیفی نمرات تحصیلی در پیش آزمون و پس‌آزمون
زبان پس‌آزمون | زبان پیش‌آزمون | علوم پس‌آزمون
| علوم پیش‌آزمون | ریاضی پس‌آزمون | ریاضی پیش‌آزمون |
آماره | گروه‌ها | ||||||||
12.40 |
| 12.93 | 11.43 | 11.77 | 10.90 | 10.77 | میانگین | گروه کنترل | |||||||
3.328 |
| 4.152 | 2.459 | 3.081 | 3.367 | 3.919 | انحراف استاندارد | ||||||||
15.70 |
| 14.80 | 13.73 | 12.13 | 13.50 | 11.63 | میانگین | گروه آزمایش | |||||||
2.793 |
| 3.377 | 2.420 | 2.374 | 3.149 | 3.873 | انحراف استاندارد | ||||||||
نتایج جدول شماره (5) نشان می دهد که : نمرات عملکرد تحصیلی درس ریاضی درگروه آزمایش در پیش آزمون با میانگین 63/11 و در پس‌آزمون 50/13 بوده است. که تقریبا افزایش 2 نمره ای با انحراف استاندارد 48/3 را نشان می دهد در حالی که گروه کنترل تغییر چندانی نداشته است. همچنین نمرات عملکرد تحصیلی درس علوم درگروه آزمایش در پیش آزمون با میانگین 13/12 و در پس‌آزمون 73/13 بوده است. که تقریبا افزایش5/1 نمره ای با انحراف استاندارد 68/2 را نشان می دهد در حالی که گروه کنترل تغییر چندانی نداشته است. همچنین نمرات عملکرد تحصیلی درس زبان درگروه آزمایش در پیش آزمون با میانگین 80/14 و در پس‌آزمون 70/15 بوده است. که تقریبا افزایش 1 نمره ای با انحراف استاندارد 47/3 را نشان می دهد در حالی که گروه کنترل تغییر چندانی نداشته است. در مجموع آمار توصیفی بیانگر این مطلب است که دانش آموزانی که در دوره برنامه‌نویسی شرکت داشتند نمرات بالاتری کسب کرده اند.
یافته‌های استنباطی پژوهش
به‌منظور آزمون فرضیه‌ها از آزمون تحلیل کوواریانس استفاده شد؛ اما قبل از انجام این تحلیل آماري، پیش‌فرض‌های آن بررسی شد. یکی از پیش‌فرض‌ها، نرمال بودن گروه‌ها است که براي سنجیدن نرمال بودن باتوجه‌به حجم نمونه از آزمون کولموگروف - اسمیرنوف برای دو متغیر خلاقیت و پیشرفت تحصیلی استفاده شد نتایج به‌دست‌آمده بزرگ‌تر از 05/0 به دست آمد که نشان‌دهنده نرمال بودن داده‌ها بود. در ادامه براي بررسی همگنی واریانس از آزمون لوین استفاده شد و فرض تساوي واریانس‌ها تأیید شد. پیش‌فرض همگنی شیب‌خط رگرسیون نشان داد که (038/1F= و 313/0 P=) داده‌های خلاقیت از فرضیه همگنی شیب رگرسیون پشتیبانی می‌کند؛ بنابراین می‌توان از آزمون کوواریانس استفاده کرد. همچنین برای مؤلفه‌های خلاقیت نتایج آزمون کولموگروف - اسمیرنوف، آزمون لوین و رگرسیون بیانگر رعایت پیش‌فرض‌ها بود. در ادامه به بررسی پیش‌فرض‌های متغیر پیشرفت تحصیلی پرداخته شد که بیانگر نرمال بودن داده‌ها، همگنی واریانس‌ها و شیب رگرسیون بود؛ بنابراین استفاده از آزمون پارامتریک کوواریانس ممکن شد.
فرضیه 1: آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش خلاقیت دانش آموزان تاثیر دارد
جدول شماره 6 . کوواریانس – خلاقیت
منبع شاخص‌ها | مجموع مجذورات | درجات آزادي | میانگین مجذورات | F آماره
| سطح معنی‌داری | ضریب بتا |
پیش‌آزمون | 574.892 | 1 | 574.892 | 17.556 | 0.000 | 0.235 |
گروه‌ها | 2048.062 | 1 | 2048.062 | 62.544 | 0.000 | 0.523 |
واریانس خطا | 1866.508 | 57 | 32.746 |
|
|
|
مجموع | 387642.000 | 60 |
|
|
|
|
نتایج تحلیل کوواریانس در جدول شماره (6) نشان می دهد که پس از خارج کردن اثر پیش آزمون به روش تحلیل کواریانس تاثیر مداخله در گروه آزمایش به صورت معنی داري دیده می شود (001/0 P=و 544/62=F). می توان نتیجه گرفت که بین میانگین نمره گروه آزمایش و کنترل از نظر آماري تفاوت معنی داري وجود دارد. لذا استفاده از آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش خلاقیت تاثیر دارد و نتایج مجذور اتا 523/0 از تغییرات متغیر وابسته را تبیین می کند.
فرضیه 2: آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش مولفه سیالیت خلاقیت دانش آموزان تاثیر دارد.
جدول شماره 7. کوواریانس مولفه سیالیت خلاقیت
منبع شاخص‌ها | مجموع مجذورات | درجات آزادي | میانگین مجذورات | F آماره | سطح معنی‌داری | ضریب بتا |
پیش‌آزمون | 58.026 | 1 | 58.026 | 8.201 | .006 | .126 |
گروه‌ها | 242.004 | 1 | 242.004 | 34.203 | .000 | .375 |
واریانس خطا | 403.307 | 57 | 7.076 |
|
|
|
مجموع | 25640.000 | 60 |
|
|
|
|
نتایج تحلیل کوواریانس در جدول شماره (7) نشان می دهد که پس از خارج کردن اثر پیش آزمون به روش تحلیل کوواریانس تاثیر مداخله در گروه آزمایش به صورت معنی داري دیده می شود (001/0 P=و 203/34=F). می توان نتیجه گرفت که بین میانگین نمره سیالیت خلاقیت گروه آزمایش و کنترل از نظر آماري تفاوت معنی داري وجود دارد. لذا استفاده از برنامه‌نویسی پایتون موجب افزایش مولفه سیالیت خلاقیت دانش آموزان شده است و نتایج مجذور اتا 375/0 از تغییرات متغیر وابسته را تبیین می کند.
فرضیه 3: آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش مولفه انعطاف خلاقیت دانش آموزان تاثیر دارد.
جدول شماره 8 . آزمون کواریانس انعطاف خلاقیت
منبع شاخص‌ها | مجموع مجذورات | درجات آزادي | میانگین مجذورات | F آماره | سطح معنی‌داری | ضریب بتا |
پیش‌آزمون | .368 | 1 | .368 | .085 | .772 | .001 |
گروه‌ها | 162.073 | 1 | 162.073 | 361/37 | .000 | .396 |
واریانس خطا | 247.265 | 57 | 4.338 |
|
|
|
مجموع | 23973.000 | 60 |
|
|
|
|
نتایج تحلیل کوواریانس در جدول شماره (8) نشان می دهد که پس از خارج کردن اثر پیش آزمون به روش تحلیل کوواریانس تاثیر مداخله در گروه آزمایش به صورت معنی داري دیده می شود (001/0 P=و 361/37=F). می توان نتیجه گرفت که بین میانگین نمره انعطاف خلاقیت گروه آزمایش و کنترل از نظر آماري تفاوت معنی داري وجود دارد. لذا استفاده از برنامه‌نویسی پایتون موجب افزایش مولفه انعطاف خلاقیت دانش آموزان شده است و نتایج مجذور اتا 396/0 از تغییرات متغیر وابسته را تبیین می کند.
فرضیه 4: آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش مولفه ابتکار خلاقیت دانش آموزان تاثیر دارد.
مؤلفه ابتکار خلاقیت کوواریانس جدول شماره9.
منبع شاخص‌ها | مجموع مجذورات | درجات آزادي | میانگین مجذورات | F آماره | سطح معنی‌داری | ضریب بتا |
پیش‌آزمون | 100.123 | 1 | 100.123 | 17.299 | .000 | .233 |
گروه‌ها | 78.433 | 1 | 78.433 | 13.551 | .001 | .192 |
واریانس خطا | 329.910 | 57 | 5.788 |
|
|
|
مجموع | 23477.000 | 60 |
|
|
|
|
نتایج تحلیل کوواریانس در جدول شماره (9) نشان می دهد که پس از خارج کردن اثر پیش آزمون به روش تحلیل کوواریانس تاثیر مداخله در گروه آزمایش معنی داراست (001/0 P =55/13 F =). لذا می توان نتیجه گرفت که بین میانگین نمره ابتکار خلاقیت گروه آزمایش و کنترل از نظر آماري تفاوت معنی داري وجود دارد لذا استفاده از برنامه‌نویسی پایتون موجب افزایش مولفه ابتکار خلاقیت دانش آموزان شده است و نتایج مجذور اتا 192/0 از تغییرات متغیر وابسته را تبیین می کند.
فرضیه 5: آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش مولفه بسط خلاقیت دانش آموزان تاثیر دارد.
جدول شماره10 .کوواریانس بسط خلاقیت
منبع شاخص‌ها | مجموع مجذورات | درجات آزادي | میانگین مجذورات | F آماره | سطح معنی‌داری | ضریب بتا |
پیش‌آزمون | 80.098 | 1 | 80.098 | 9.414 | .003 | .142 |
گروه‌ها | 44.294 | 1 | 44.294 | 5.206 | .026 | .084 |
واریانس خطا | 484.968 | 57 | 8.508 |
|
|
|
مجموع | 28554.000 | 60 |
|
|
|
|
نتایج تحلیل کوواریانس در جدول شمار (10) نشان می دهد که پس از خارج کردن اثر پیش آزمون به روش تحلیل کوواریانس تاثیر مداخله در گروه آزمایش به صورت معنی داري دیده می شود (026/0 P =206/5 F =). می توان نتیجه گرفت که بین میانگین نمره مقیاس بسط خلاقیت گروه آزمایش و کنترل از نظر آماري تفاوت معنی داري وجود دارد. لذا استفاده از برنامه‌نویسی پایتون موجب افزایش مولفه بسط خلاقیت دانش آموزان شده است و نتایج مجذور اتا 084/0 از تغییرات متغیر وابسته را تبیین می کند.
فرضیه 6: آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش پیشرفت تحصیلی دانش آموزان تاثیر دارد.
جدول شماره 11. کوواریانس پیشرفت تحصیلی
منبع شاخص‌ها | مجموع مجذورات | درجات آزادي | میانگین مجذورات | F آماره | سطح معنی‌داری | ضریب بتا |
پیش‌آزمون | 3125.862 | 1 | 3125.862 | 931.039 | .000 | 0.942 |
گروه‌ها | 533.033 | 1 | 533.033 | 158.764 | .000 | 0.736 |
واریانس خطا | 191.371 | 57 | 3.357 |
|
|
|
مجموع | 95583.000 | 60 |
|
|
|
|
نتایج تحلیل کوواریانس پیشرفت تحصیلی در جدول شماره (11) نشان می دهد که پس از خارج کردن اثر پیش آزمون به روش تحلیل کواریانس تاثیر مداخله در گروه آزمایش به صورت معنی داري دیده می شود (001/0 P=و 764/158=F). می توان نتیجه گرفت که بین میانگین نمره گروه آزمایش و کنترل از نظر آماري تفاوت معنی داري وجود دارد. لذا استفاده از برنامه‌نویسی پایتون موجب افزایش پیشرفت تحصیلی دانش آموزان شده است و نتایج مجذور اتا 736/0 از تغییرات متغیر وابسته را تبیین می کند.
بحث و نتیجه گیری
هدف اصلی در این پژوهش تعیین تأثیر برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان پسر متوسطه اول شهرستان شوش بود.
فرضیه اصلی پژوهش: آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان پسر در دوره متوسطه اول تأثیر دارد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که آموزش برنامه‌نویسی با نرم‌افزار برنامه‌نویسی پایتون بر میزان خلاقیت (و مؤلفه‌های آن) و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان تأثیر معنی‌دار مثبتی دارد این نتایج با پژوهشهای پیشین در خصوص تأثیر زبان‌های برنامه‌نویسی بر خلاقیت از جمله پژوهش دلاوران شیراز (1400) ونگ و همکاران (2023) سای و همکاران (2022) کالیسکان (2020) مورایتی، فتوگلو و دریگاس (2020) نوح و لی (2020) فورسستروم و کافمن (2018) کری و همکاران (2016) موزلیوس (2016) همخوانی داشت. همچنین از بین پژوهش های گذشته، پژوهش های دلاوران شیراز (1400) ونگ و همکاران (2023) فورسستروم و کافمن (2018) کری و همکاران (2016) نشان دهنده این بود که زبان های برنامه‌نویسی علاوه بر تاثیر بر خلاقیت بر پیشرفت تحصیلی تأثیر داشته که نتایج آنها با نتایج پژوهش حاضر نیز همخوانی داشت.
در تبیین تأثیر برنامه‌نویسی بر خلاقیت می‌توان گفت برنامه‌نویسی به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا مهارتهای حل مسئله، تفکر منطقی، و تفکر انتقادی خود را بهبود بخشیده و این مهارت‌ها می‌توانند به دانش‌آموزان کمک کنند تا دیدگاه‌های جدیدی را در مورد مسائل پیدا کنند و راه‌حل‌های جدید و بدیع ارائه دهند. زیرا برنامه‌نویسی یک فعالیت خلاقانه است که ایده‌ها و راه‌حل‌های نوآورانه را به زندگی واقعی می‌آورد. برنامه‌نویسی نیازمند تفکر خلاقانه و نوآورانه است. آموزش برنامه‌نویسی به دانش‌آموزان این امکان را می‌دهد که با مسائل پیچیده روبرو شوند و راه‌حل‌های خلاقانه برای آنها ارائه دهند. باتوجه‌به مطالعه پژوهشهای گذشته مشخص شد که هیچ پژوهشی به بررسی اثربخشی آموزش برنامه‌نویسی بر مؤلفه‌های خلاقیت نپرداخته و خلاقیت را به‌صورت کلی بررسی کرده‌اند؛ بنابراین نتایج پژوهش حاضر در نوع خود جدید هستند؛ لذا در ادامه به بررسی مبانی نظری تأثیر استفاده از آموزش برنامه‌نویسی بر مؤلفه‌های خلاقیت پرداخته می‌شود. نتایج به‌دست‌آمده از پژوهش حاضر نشان دادند که آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر میزان مؤلفه سیالی خلاقیت دانش‌آموزان تأثیر معنی‌داری دارد. در تبیین تأثیر برنامه‌نویسی بر مؤلفه سیالیت خلاقیت می‌توان گفت: سیالیت ازنظر تورنس یعنی قدرت تولید ایده‌ها و جواب‌های فراوان است. یکي از راه‌های افزایش خلاقیت، زماني است که راه‌حل‌های جایگزین برای یک مشکل شناسایي می‌شود. این فرایند، تفکر خلاقانه را در دانش‌آموزان تقویت می‌کند و آنها را ترغیب می‌کند تا به دنبال تولید ایده‌ها و جواب‌های متعدد و راه‌حل‌های مبتکرانه و منحصربه‌فرد برای مسائل باشند. با یادگیری برنامه‌نویسی دانش‌آموزان می‌آموزند که ایده‌های فعلی را به چالش کشیده، وضع موجود را زیر سؤال برده و از عادت به تفکر خطی فاصله گرفته و سعی می‌کنند از بیشترین میزان ممکن، از خلاقیت خود برای فکرکردن و تولید ایده کمک بگیرند. همین تمرین‌ها به‌مرورزمان مؤلفه سیالی خلاقیت را در آنها تقویت خواهد کرد. همچنین نتایج به‌دست‌آمده از پژوهش حاضر نشان داد که آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر مؤلفه انعطاف‌پذیری خلاقیت دانش‌آموزان تأثیر معنی‌داری دارد. در تبیین این نتیجه می‌توان گفت: مؤلفه انعطاف‌پذیری به توانایی لازم برای تغییر جهت فکری یا توانایی تولید ایده‌های متنوع اشاره دارد. در زمان کدنویسی دانش‌آموزان دائماً در حال تغییر روش‌های حل مسئله برای پیداکردن بهترین روش هستند؛ لذا در حال آزمون‌وخطا هستند و همین امر باعث تقویت انعطاف‌پذیری ذهنی در آنها می‌شود؛ لذا در محیط برنامه‌نویسی دانش‌آموزان دائم در حال ریسک و آزمون‌وخطا هستند و همین امر باعث تقویت مؤلفه انعطاف‌پذیری ذهنی در آنها می‌شود. همچنین نتایج به‌دست‌آمده از پژوهش حاضر نشان داد که آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر عنصر ابتکار خلاقیت دانش‌آموزان تأثیر معنی‌داری دارد. در تبیین تأثیر برنامه‌نویسی بر مؤلفه ابتکار خلاقیت می‌توان گفت: ابتکار توانایی تولید ایده یا محصول نو و بدیع است؛ یعنی پاسخ‌های فرد قبلاً دیده نشده باشد و جدید و نو باشد. در برنامه‌نویسی هر فرد سعی به ارائه ایده‌های منحصربه‌فرد خود دارد که این امر به پرورش ابتکار ذهنی دانش‌آموزان منجر می‌شود. این موفقیت به نوبه خود سطح اعتمادبه‌نفس دانش‌آموزان را افزایش می‌دهد، همچنین مسیری را برای آنها فراهم می‌کند که با اتکا بر آن با ذهن بازتر و صبورتر با دیگران برخورد کنند این مهارت تضمین می‌کند که تمایل به پذیرش ایده‌های بیشتری داشته باشند و به سناریوها با عمق بیشتری نگاه کنند در نتیجه باعث می‌شود متفکران بهتری باشند و آمادگی بیشتری برای مقابله با چالش‌های مهم و توانایی ذهنی بیشتری برای تولیدات خلاقانه داشته باشند؛ لذا آموزش‌وپرورش می‌تواند با توسعه برنامه‌های آموزشی برنامه‌نویسی باعث پرورش مؤلفه ابتکار خلاقیت در دانش‌آموزان گردد. همچنین نتایج به دست آمده نشان داد که آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر عنصر بسط خلاقیت دانش‌آموزان تأثیر معنی‌داری دارد. در تبیین این یافته می‌توان گفت: بسط یا جزئیات: توانایی توجه به جزئیات وابسته به یک ایده است؛ یعنی افراد خلاق به جزئیات یک ایده توجه بیشتری نشان می‌دهند. ویژگی افراد جزئی‌نگر این است که به همه چیز دیدگاه انتقادی دارند. آنها هنگام انتخاب و تصمیم‌گیری تمام جوانب را می‌سنجند و سعی می‌کنند درست‌ترین گزینه را انتخاب کنند. افرادی بامهارت توجه به جزئیات معمولاً درباره همه چیز سؤال می‌کنند و آن‌قدر به پرسیدن ادامه می‌دهند تا به درک درستی از موضوع مدنظرشان برسند. یک برنامه‌نویس نیز مرتباً باید کوچک‌ترین خطاهای کدنویسی را رفع کند و به جزئیات توجه کند که این امر با بسط یعنی توانایی توجه به جزئیات وابسته به یک ایده که از ویژگی افراد خلاق است همسو است. در ادامه و در تبیین اثربخشی همزمان زبان‌های برنامه‌نویسی بر خلاقیت و پیشرفت تحصیلی باید گفت: زبان‌های برنامه‌نویسی آموزشی، دانش‌آموزان را قادر می‌سازد تا مفاهیم برنامه‌نویسی را برای پرورش مهارتهای حل مسئله و پرورش خلاقیت به کار گیرند. تشویق دانش‌آموزان برای پیگیری راه‌حل‌های چندگانه برای مسائل، می‌تواند اثربخشي و انعطاف‌پذیری آنها را در حل مسئله بهبود بخشد. مشارکت در فعالیت تولید چندین راه‌حل از طریق راه‌حل‌های چندگانه به دانش‌آموزان این امکان را می‌دهد تا حل مسئله غیرمعمول را تمرین کنند، تفکر خلاق و انتقادی خود را به نمایش بگذارند و از همه مهم‌تر دانش خود را بسازند، در نتیجه آموزش برنامه‌نویسی به دانش‌آموزان مهارتهای لازم برای تجزیه‌وتحلیل مسائل را می‌آموزد و راه‌حل‌های خلاقانه و مؤثر را برای آنها آموزش می‌دهد. همچنین در تبیین اثربخشی آموزش برنامه‌نویسی بر پیشرفت تحصیلی باید گفت میزان عملکرد تحصیلی فراگیران در سیستم‌های آموزشی ارتباط مستقیمی با راهبردهای تدریس و یادگیری دارد. به این معنی که اگر در فرایند تدریس و یادگیری از استراتژی‌های فعال استفاده شود میزان عملکرد تحصیلی آنها نیز به‌اندازه قابل‌توجهی افزایش می‌یابد. ازآنجاکه برنامه‌نویسی موجب بکار گیری استراتژی‌های فعال یادگیری فراگیر (پرورش مهارتهای حل مسئله و خلاقیت) می‌شود این فرایند باعث تقویت توانایی‌های ذهنی، حل مسئله و تفکر خلاقانه دانش‌آموزان می‌شود و همین امر می‌تواند باعث بهبود پیشرفت تحصیلی آنها نیز شود؛ لذا فعالیت‌های هدایت شده خلاقیت همانند برنامه‌نویسی پایتون ذاتاً چالش‌برانگیز و تقویت‌کننده فرایندهای ذهنی، درنتیجه برای پیشرفت دانش‌آموزان ضروری است. این پژوهش در مقطع متوسطه، پایه اول پسران، به‌صورت نمونه‌گیری دردسترس و با استفاده از پرسشنامه انجام شد که موجب محدودیت‌هایی در تعمیم نتایج این پژوهش می‌شود. در نهایت باتوجه‌به اهمیت آموزش برنامه‌نویسی در آموزش‌وپرورش و باتوجه‌به نتایج به‌دست‌آمده براي فرضیه اصلی این پژوهش مبتنی بر اثربخشی آموزش برنامه‌نویسی در افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی در دانش‌آموزان، پیشنهاد می‌شود: آموزش برنامه‌نویسی در مدارس در مقاطع و پایه‌های مختلف تحصیلی پسران و دختران، بخصوص مقطع متوسطه در راستای پرورش خلاقیت و پیشرفت تحصلی دانش‌آموزان مورد تأکید قرار گیرد. همچنین در کلاس درس قبل از ارائه آموزش برنامه‌نویسی باید ضرورت امر یادگیری برنامه‌نویسی و تأثیر آن بر پرورش قوای ذهنی، خلاقیت و در نتیجه پیشرفت تحصیلی به دانش‌آموزان توصیه، توجیه و آموزش داده شود تا دانش‌آموزان انگیزه لازم برای یادگیری برنامه‌نویسی در مدارس را به‌صورت مضاعف پیدا کرده و یادگیری این درس را جدی تلقی کنند و همچنین مطالبه‌گری بیشتری از مسئولان مدرسه برای تخصیص زمان بیشتر و مناسب‌تر، تهیه امکانات نرم‌افزاری و سخت‌افزاری موردنیاز و افزایش کیفیت تدریس دبیران این درس را داشته باشند تا شرایط مناسب برای تدریس برنامه‌نویسی پایتون در مدارس به‌منظور افزایش خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان فراهم گرد. در مجموع، این پژوهش با اثبات تأثیر آموزش برنامه‌نویسی پایتون بر خلاقیت و عملکرد تحصیلی دانش‌آموزان، می‌تواند به برنامه‌ریزان آموزشی کمک کند تا برنامه‌ریزان آموزشی توجه بیشتری به آموزش برنامه‌نویسی پایتون به‌عنوان بخشی از برنامه‌های آموزشی کودکان و نوجوانان در مدارس داشته باشند و ساعات بیشتری را به آموزش این درس اختصاص دهند و با استناد به نتایج این پژوهش بر ضرورت تخصیص بودجه بیشتر و فراهم‌کردن امکانات لازم در مدارس و استخدام معلمان کارآمد و متخصص برنامه‌نویسی و همچنین بر استفاده از روش‌های نوین و خلاقانه طراحی کتب درسی تأکید می‌گردد.
منابع
ابراهیمی، صلاح الدین؛ قادری، سیامند. (1400). رابطه خلاقیت با پیشرفت تحصیلی دانش آموزان دختر و پسر رشته‌های علوم انسانی، تجربی و ریاضی. پویش در آموزش علوم انسانی, 6(21), 39-52.
دلاوران شیراز، مریم( 1400). تاثیر آموزش برنامه نویسی با نرم افزار اسکرچ بر میزان خلاقیت و درگیری تحصیلی دانش آموزان پایه پنجم ابتدایی شهر اهواز. پایان نامه کارشناسی ارشد رشته علوم تربیتی دانشگاه پیام نور مرکز روانسر.
رحیمی مند، مریم؛ عباس پور، عباس (1394). تأثیر شیوه‌های جدید آموزش بر خلاقیت و پیشرفت تحصیلی دانشجویان. ابتکار و خلاقیت در علوم انسانی, 4(4), 119-142.
سیف، علی اکبر(1391). روانشناسی پرورشی (چاپ سوم). تهران: فارون .
سیف، علی اکبر(1402). روانشناسی پرورشی نوین (ویراست هفتم ). تهران: دوران .
صالحی نجف آبادی، نعمت الله (1378). بررسی تحلیلی کتب درسی ریاضی دوره ابتدایی در رابطه بارشد خلاقیت فراگیران. پایان نامه کارشناسی ارشد تهران دانشکده علوم تربیتی دانشگاه علامه طباطبایی.
عجم، علی اکبر؛ انصاری، مریم؛ میرگل، احمد(1400). مبانی و اصول تعلیم و تربیت، چاپ اول، انتشارات دانشگاه پیام نور.
قرائت، زهرا ) 1401). بررسی اثربخشی بازی‌های رایانه‌ای و آموزش برنامه‌نویسی بر پرورش مهارت حل مسئله و خلاقیت در کودکان و نوجوانان 10 تا 15 سال شهر تهران. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه پیام نور مرکز بوشهر.
کفایت، محمد (۱۳۷۳). بررسی ارتباط شیوه ها و نگرشهای فرزند پروری با خلاقیت و رابطه متغیر اخیر باهوش و پیشرفت تحصیلی دانش آموزان سال اول دبیرستانهای پسرانه اهواز. پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه شهید چمران اهواز.
ملکیها، مرضیه؛ اصلانی، فرشید؛ ستوده آرانی، حسین؛ آرین نژاد، مهسا (1402). تأثیر بازی‌های رایانه‌ای استراتژیک بر تفکر انتقادی و پیشرفت تحصیلی دانش‌آموزان دارای اختلال ریاضی. ناتوانی های یادگیری, 12(4), 83- 98.
نعمتی یار عزیز، سجاد؛ میرزایی، نورالدین؛ داودی، رسول (1400). بررسی عوامل آموزشی موثر بر رشد خلاقیت در بین دانش آموزان دوره متوسطه مدارس شهرستان تکاب. ابتکار و خلاقیت در علوم انسانی, 11(3), 55-82.
Ajam, Ali Akbar; Ansari, Maryam; Mirgol, Ahmed (2021). Basics and principles of education and training, first edition, Payam Noor University Publications. (in Persian)
Caliskan, E. (2020). The effects of robotics programming on secondary school students’ problem-solving skills. World Journal on Educational Technology: Current Issues, 12(4), 217-230.
Delavaran Shiraz, Maryam (2021). The effect of teaching programming with Scratch software on the level of creativity and academic engagement of fifth grade students in Ahvaz city. Master's thesis in the field of educational sciences, Payam Noor University, Ravansar Center. (in persian)
Ebrahimi, Salahuddin; Ghaderi, Siamand(2021). The relationship creativity with achievement student’s girl and boy majoring at Humanities, Mathematics and Science. Survey in Humanities Education, 6(21), 39-52. (in Persian)
Forsstrom, S. E., and Kaufmann, O. T. (2018), “A Literature Review Exploring the use of Programming in Mathematics Education,” International Journal of Learning, Teaching and Educational Research, 17, 18–32.
Galster, M., Mitrovic, A., Malinen, S., Holland, J., & Peiris, P. (2023). Soft skills required from software professionals in New Zealand. Information and Software Technology, 160, 107232.
Goyal, S., & Duggal, K. (2011). A study of teacher effectiveness in relation to locus of control and burnout. Researcher's Tandem. 2(8), 65-74.
Kefait, Mohammad (1995). Examining the relationship between parenting practices and attitudes with creativity and the relationship between the recent intelligent variable and the academic achievement of first-year students in Ahvaz boys' high schools. Master's thesis of Shahid Chamran University of Ahvaz. (in persian)
Kori, K., Pedaste, M., Leijen, Ä., & Tõnisson, E. (2016). The role of programming experience in ICT students' learning motivation and academic achievement. International Journal of Information and Education Technology, 6(5), 331.
Lee, D., & Lee, Y. (2024). Productive failure-based programming course to develop computational thinking and creative Problem-Solving skills in a Korean elementary school. Informatics in Education, 23(2), 385-408.
Liao, S. M. (2023). Scratch to r: Toward an inclusive pedagogy in teaching coding. Journal of Statistics and Data Science Education, 31(1), 45-56.
Malekiha, Marzieh; Aslani, Farshid; Sotoudeh Arani, Hossein; Aryan Nejad, Mahsa (2023).The effect of strategic computer games on critical thinking and academic achievement of students with math disorder . Learning Disabilities, 12(4), 83-98. (in Persian)
Momeni Kohestani, Amir Mohammad. (2020). Effectiveness of electronic learning in mathematics education of students with emphasis on learning computer programming. Scientific research conference of applied research in science and technology of Iran. (in Persian)
Moraiti, I., Fotoglou, A., & Drigas, A. (2022). Coding with Block Programming Languages in Educational Robotics and Mobiles, Improve Problem Solving, Creativity & Critical Thinking Skills. International Journal of Interactive Mobile Technologies, 16(20).
Mozelius, P. (2016). Game-based learning as a bedrock for creative learning. In The 10th European Conference on Games Based Learning (ECGBL), Paisley, United Kingdom, 6th to 7th October 2016. Academic Conferences Publishing.
Nemati Yaraziz, Sajjad, Mirzaei, Nooruddin, and Davoudi, Rasoul. (2021). Study of educational factors affecting the growth of creativity among secondary school students in Takab city. Innovation and Creativity in Humanities, 11(3), 55-82. (in persian)
Noh, J., & Lee, J. (2020). Effects of robotics programming on the computational thinking and creativity of elementary school students. Educational technology research and development, 68(1), 463-484.
Qaraet, Zahra (2022). Investigating the effectiveness of computer games and programming training on the development of problem solving skills and creativity in children and adolescents aged 10 to 15 years in Tehran. Master's thesis. Payam Noor University, center of Bushehr. (in Persian)
Rahimimand, Maryam; Abbaspour, Abbas (2015). The effect of new teaching methods on students' creativity and academic progress. Innovation and creativity in humanities, 4(4), 119-142. (in Persian)
Rawat, A. (2020). A Review on Python Programming. International Journal of Research in Engineering, Science and Management, 3(12), 8-11.
Rodas-Silva, J., Parraga-Alava, J., Vinueza-Morales, M., Chacón Luna, A. E., & Cárdenas-Cobo, J. (2024). Applying Educational Programming Language‐Based Learning to Enhance the Programming Skills of Non‐ICT Engineering College Students. Human Behavior and Emerging Technologies, 2024(1), 4918351.
Sadeghi Gandmani, Delaram, Nasiri Ziba, & Naseri Borujeni. (2015). Investigating the level of creativity skills in nursing students and nurses working in the special care department of hospitals covered by Tehran University of Medical Sciences. Research in Medical Science Education, 7(3), 11-19. (in persian)
Saif, Ali Akbar (2012). Educational psychology (third edition). Tehran: Farun. (in persian)
Saif, Ali Akbar (2023). Modern educational psychology (7th edition). Tehran: Duran. (in persian)
Salehi Najafabadi, Nematullah (1999). Analytical review of elementary school mathematics textbooks in relation to students' creativity. Master's thesis, Faculty of Educational Sciences, Allameh Tabatabai University, Tehran. (in Persian)
Shafiei, Saber, Dosti, & Anwar. (2020). Examining the reasons for students' academic failure. Islamic Research and Studies, 13(2), 42-52. (in Persian)
Su, Y. S., Shao, M., & Zhao, L. (2022). Effect of mind mapping on creative thinking of children in scratch visual programming education. Journal of Educational Computing Research, 60(4), 906-929.
Tsai, C. W., Lee, L. Y., Tang, H. W., Lin, C. H., & Hsu, L. C. (2023). Applying web-mediated co-curricular learning and phenomenon-based learning to improve students’ programming skills and self-efficacy in an online programming course. Universal Access in the Information Society, 22(2), 555-568.
Vila, L. E. (2018). Innovation at the workplace: Do professional competencies matter?. Journal of Business Research, 67 (5): 752-757.
Weng, X., Ng, O. L., Cui, Z., & Leung, S. (2023). Creativity development with problem-based digital making and block-based programming for science, technology, engineering, arts, and mathematics learning in middle school contexts. Journal of Educational Computing Research, 61(2), 304-328.
West, J., Vadiee, N., Sutherland, E., Kaye, B., & Baker, K. (2018). Making STEM accessible and effective through NASA robotics programs. Tribal College,29(4), 38-7.
Investigating the effectiveness of Python programming training on increasing creativity and academic progress of first year high school male students
Abstract
Given the increasing use of computers in the world and the widespread development of software programs in human life, teaching students to program as the future builders of society has become absolutely necessary and inevitable. Currently, many countries, especially industrialized countries, have realized the importance of this issue, and programming education has been included in the classical education program at all levels of education and should be taught to students as an important subject in schools. The overall goal of the study was to determine the effect of Python programming education on the level of creativity and academic achievement of male junior high school students. The research method was a quasi-experimental type that was implemented in the form of a pre-test and post-test with a control group. The statistical population included all junior high school students in Shush city, 6668 people in the academic year 1402-1403, of which 60 people from the seventh grade of boys were selected as a sample by convenience. The data collection tool was the Abedi Creativity Questionnaire (1993), which research shows has a significant correlation with the Torrance Creativity Test, and its content validity was confirmed and its reliability was estimated at 82%. To measure academic achievement, the average academic scores of students in three subjects: science, mathematics, and language (for the pre-test, the scores of the first-time exams and for the post-test, the scores of the provincial coordinated continuous exams) were used. The findings obtained from the analysis of covariance showed that academic achievement, creativity, and the components of creativity: fluidity, flexibility, originality, and expansion were obtained; therefore, there is a significant difference between the average post-test scores after removing the effect of the pre-test in the experimental group. Python programming training has led to an increase in students' creativity and academic achievement. As a result, teaching and learning this subject in schools is considered a necessity.
Keywords: Programming, Python programming, Creativity, Academic Progress.
[1] 1. عضو هیأت علمی دانشگاه پیام نور، دزفول، ایران. esmaeil_safari@yahoo.com
[2] -Goyal & Duggal
[3] - Vila
[4] -Kit and Cole
[5] -Weng
[6] -Lee & Lee
[7] -Liao
[8] -Rodas-Silva
[9] -Moraiti, Fotoglou & Drigas
[10] -West
[11] -Galster
[12] -Tsai
[13] -Rawat