Undersøgelse slår bro mellem dyreadfærdsforskning og computerkodning for at engagere børn i STEM

Gennem programmet lærte eleverne et grundlæggende kodesprog (Scratch) for at udvikle et spil, som olivenbavianer i zoologisk have spiller for at teste deres intelligens. Mens eleverne har friheden til at skabe deres spil, får de forskellige rammer som udgangspunkt, såsom et matchende spil eller et søgespil, som "Hvor er Waldo?"

Ved afslutningen af ​​det fem-dages programmeringskursus tog eleverne en tur i zoologisk have for at se primaterne spille de spil, de programmerede.

"Eleverne kæmper bestemt med kompleksiteten af ​​koden, da de havde ringe eller ingen erfaring med kodning," sagde Greg Booth, en lærer i REACH-programmet for begavede/talentfulde elever på QUEST Elementary i Hilton Central School District, som arbejdede med forskere på dette projekt. "De fik ikke mulighed for at lave (kodning) i skolen før dette, og de havde en enorm mængde af indre motivation til at lære og udvikle deres kodningsevner."

I den første iteration af dette pilotprojekt engagerede holdet 57 elever i folkeskolen fra tre grundskoler i det vestlige New York, hvoraf 36 gennemførte før- og efterundersøgelser for at evaluere de færdigheder, der blev erhvervet i løbet af klassen.

"Det er sjældent, at nogen indsamler data fra uformelle, lærer-videnskabsmandsinterventioner," sagde Cantlon, som er førsteforfatter på undersøgelsen. "(Undersøgelsens) effektstørrelse er stor, fordi (de studerende) lærte en masse nye computertænkningskompetencer ved at gennemføre kodningsprojekterne."

Ifølge Cantlon er effektstørrelsen af ​​undersøgelsen stor, fordi eleverne begyndte på kurset med ringe eller ingen viden om kodning og udviklede bestemte kodningsfærdigheder, der understøttede beregningstænkning. For eksempel lærte eleverne at skrive betingede udsagn, en løkke i kode og fortolke logiske udsagn.

Derudover oplevede eleverne en markant stigning i nøjagtighed og problemløsningsforsøg. Projektet viste også, at det er muligt at integrere læring og gøren i læseplanen for elever i folkeskolen.

"Jeg elsker at se børn interessere sig for videnskab, især piger," sagde Caroline DeLong, professor ved RIT og medforfatter på undersøgelsen. "Dette program er en fantastisk måde at bruge børns kærlighed til dyr som en bro til at lære nye computerfærdigheder og en måde at vise dem, hvordan videnskab fungerer i realtid."

De studerendes score for beregningstænkning blev forbedret med 17 % fra forløbets begyndelse til slutningen. Der var ingen forskel i forbedringsniveauet mellem drenge og piger, der deltog i programmet. Derudover talte eleverne meget om programmet og citerede deres interesse for kreativitet og uafhængighed under læringsprocessen.

Ifølge Cantlon viser programmet, at det er muligt at øge elevernes interesse for naturvidenskab og dyrke væsentlige færdigheder i det 21. århundrede.

"Ja, det er muligt at engagere elever tidligt i folkeskolen og koble dem til STEM-interesser i noget, som de måske synes er kedeligt - kodning," sagde Cantlon. "Det er vigtigt at engagere eleverne, før de beslutter sig for, at STEM ikke er noget for dem, og mens de stadig er åbne for at lære om STEM og forhåbentlig kommer til en ny konklusion om, at STEM er noget for dem."

Cantlon og hendes kolleger sigter mod at udvide denne tilgang til at engagere en mere forskelligartet gruppe studerende i fremtidige studier.

Flere oplysninger: Jessica F. Cantlon et al., Computational Thinking Under a Short, Authentic, Interdisciplinary STEM Experience for Elementary Students, Journal for STEM Education Research (2024). DOI:10.1007/s41979-024-00117-0

Leveret af Carnegie Mellon University