فصلنامه علمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم تربیتی، دانشکده علوم تربیتی و روانشناسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

پیشینه و اهداف: رشد سریع علم و فناوری و به دنبال آن ظهور یادگیری الکترونیکی آموزش را متحول ساخته است. همچنین در این دوران آگاهی از چگونگی عملکرد مغز در حین یادگیری، تأثیرات مهمی در آموزش و پرورش به دنبال داشته است. آموزشگران به دنبال یافتن روش­هایی برای بهره­گیری هرچه بیشتر از امکانات مبتنی بر فناوری و یافته­های جدید علوم اعصاب تربیتی در جهت یادگیری بهینه به ویژه در دروس دشواری چون برنامه­نویسیکامپیوتر هستند که با فرایند حل مسأله همراه است. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر درس­افزار الکترونیکی طراحی شده بر اساس اصول یادگیری مبتنی بر مغز بر عملکرد حل مسأله و انگیزش دانش­آموزان در درس برنامه­نویسی کامپیوتر انجام گرفت.
روش‌ها‌: این پژوهش از نوع نیمه آزمایشی بوده و با طرح پیش­آزمون-پس­آزمون با گروه کنترل انجام شد. در این پژوهش نمونه‌گیری به روش خوشه­ای انجام شد و به این ترتیب 60 نفر از دانش­آموزان دختر پایه یازدهم ‏رشته­ها­ی کامپیوتر هنرستان‌های کاردانش شهر اصفهان برای شرکت در پژوهش انتخاب شدند. شرکت کنندگان  به طور تصادفی در 3 گروه 20 نفره آزمایش ، کنترل1 و کنترل2 قرار گرفتند. یک مطالعه کتابخانه­ای به منظور گردآوری راهبردهای یادگیری مبتنی بر مغز صورت گرفت. بر اساس اهداف درس و راهبردهای حاصل از اصول یادگیری مبتنی بر مغز یک درس افزار الکترونیکی توسط محقق و تیم متخصص طراحی و ساخته شد. روایی این درس­افزار توسط متخصصان مورد تأیید قرار گرفت. از خرده مقیاس­های انگیزش درونی و بیرونی پرسشنامه پینتریچ و همکاران و همچنین یک آزمون حل مسأله برنامه­نویسی معلم ساخته به عنوان ابزار گردآوری داده­ها استفاده شد.‏ این ابزارها قبل و بعد از آموزش در هر سه گروه به عنوان پیش­آزمون و پس­آزمون مورد استفاده قرار گرفتند. محتوای یکسان از درس برنامه نویسی کامپیوتر در هر سه گروه آموزش داده شد. در گروه ‏آزمایشی علاوه بر روش مرسوم، از درس‌افزار الکترونیکی ساخته شده بر اساس راهبردهای یادگیری مبتنی بر مغز استفاده گردید. در گروه کنترل اول در کنار آموزش مرسوم، یک درس­افزار الکترونیکی غیر مبتنی بر مغز به کار رفت. گروه کنترل دوم هم فقط به روش مرسوم آموزش دیدند.
یافته ­ها: داده­های تحقیق با استفاده از تحلیل کوواریانس یک متغیری بر روی نمرات آزمون عملکرد حل مسأله و تحلیل کوواریانس چند متغیری برروی نمرات انگیزش درونی و بیرونی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که عملکرد دانش­آموزان گروه آزمایش درحل مسائل برنامه­نویسی کامپیوتر نسبت به گروه کنترل1 و گروه کنترل2 به طور معنا داری (05/0>P) بهتر بوده است. همچنین انگیزش بیرونی گروه آزمایش به طور معنا داری (05/0>P) نسبت به گروه کنترل اول بیشتر بوده است. بر اساس این یافته­ها استفاده از درس­افزار غیر مبتنی بر مغز به طور معنا داری (05/0>P) باعث کاهش انگیزش بیرونی دانش آموزان گروه کنترل2، نسبت به گروه کنترل1 شده است.
نتیجه‌ گیری: استفاده از درس­افزار الکترونیکی طراحی شده بر اساس اصول یادگیری مبتنی بر مغز، تأثیر قابل توجهی در افزایش توانایی دانش­آموزان در حل مسأله برنامه­نویسی کامپیوتر دارد. همچنین به­کارگیری اصول یادگیری مبتنی بر مغز در طراحی درس­افزارهای الکترونیکی باعث می­شود در حین یادگیری، کاربران این درس­افزارها، انگیزش بیرونی بیشتری نسبت به کاربران درس­افزارهای معمولی داشته باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of brain-based electronic courseware on problem solving performance and motivation of students in computer programming course

نویسندگان [English]

  • E. Badiee
  • M.R. Nili
  • Y. Abedini
  • B. E. Zamani

Department of Education, Faculty of Education and Psychology, Isfahan University, Isfahan, Iran

چکیده [English]

Background and Objectives: The rapid growth of science and technology and the subsequent emergence of e-learning have revolutionized education. Also in this period, becoming aware of how the brain functions during the learning process has had important effects on training and learning. Educators are looking for ways to the most usage of technology-based facilities and new findings in educational neuroscience to obtain the optimal learning, especially in difficult subject matters such as computer programming course, which are associated with the problem-solving process. The aim of this study was to investigate the effect of electronic courseware designed based on the brain based learning principles on problem-solving performance and motivation of the students in computer programming course.
Methods: This research is a quasi-experimental study, and was conducted with a pretest posttest control group design. In this study, sampling was done by cluster sampling method and thus 60 female students of the eleventh grade of computer fields of vocational schools in Isfahan were selected to participate in the study. Participants were randomly divided into 3 groups of 20 (experimental, control 1 and control 2). A literature review was conducted to identify the brain based learning strategies. Based on the lesson objectives and the strategies derived from the principles of brain based learning, an electronic courseware was designed and developed by the researcher and the expert team. The validity of this courseware was confirmed by experts. The intrinsic and extrinsic motivation subscales of Pintrich et al.'s questionnaire as well as a teacher-made computer programming problem-solving test were used as data collection tools, which were used as a pre-test and post-test, before and after the training, in all 3 groups.  The same content from the computer programming course was taught in all three groups. In the experimental group, in addition to the conventional method, an electronic courseware based on brain based learning strategies was used. In the first control group, in addition to conventional method, a non-brain based electronic courseware was used. The second control group was trained only in the conventional method.
Findings: The research data were analyzed using univariate covariance analysis on problem-solving performance test scores and multivariate covariance analysis on intrinsic and extrinsic motivation scores. The results of the study showed that the problem solving performance of experimental group was significantly better than the control 1 and control 2 groups (P <0.05) in computer programming course. Also, the extrinsic motivation of the experimental group was significantly higher (P <0.05) than the first control group. Based on these findings, the use of non-brain based courseware significantly (P <0.05) reduced the extrinsic motivation of control group 2 students compared to control group 1.
Conclusion: The use of electronic courseware designed and developed based on brain based learning principles has a significant impact on increasing student computer problem solving performance. Also, the application of brain based learning principles in designing and developing the electronic courseware makes more external motivation in the users of this courseware than the users of typical courseware while learning.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Brain based learning
  • Electronic courseware
  • e-Learning
  • Problem Solving
  • motivation

[1] Tokuhama-Espinosa T. Why Mind, Brain, and Education Scienceis the New Brain-Based Education. New Horizons for Learning. 2011; 9(1).

[2] Shukry-Balaa R, El-Hassan K. The Effect of Brain-Compatible Strategies on Problem Solving Performance of Grade 4 and 5 Lebanese Students. European Scientific Journal, ESJ. 2018; 14(19): 149-166.

[3] Chevallier A. Strategic thinking in complex problem solving. Oxford: Oxford University Press; 2016.

[4] Robertson SI. Problem solving: perspectives from cognition and neuroscience. Psychology Press; 2016.

[5] Davidson JE, Sternberg RJ, Sternberg RJ, editors. The psychology of problem solving. Cambridge: Cambridge University Press; 2003.

[6] Mather R. A mixed-methods exploration of an environment for learning computer programming. Research in Learning Technology. 2015; 23(1): 1-19.

[7] Siegle D. Developing student programming and problem-solving skills with visual basic. Gifted Child Today. 2009; 32(4): 24-29.

[8] Robins A, Rountree J, Rountree N. Learning and teaching programming: A review and discussion. Computer science education. 2003; 13(2): 137-172.

[9] Gunbas N. Students' mathematics word problem‐solving achievement in a computer‐based story. Journal of Computer Assisted Learning. 2015; 31(1): 78-95.

[10] El-Zakhem IH. Socratic programming: An innovative programming learning method. International Journal of Information and Education Technology. 2016; 6(3): 247-250.

[11] Zamani BE. Implementation Issues in the Introduction of Computers into the Iranian Education System [doctoral dissertation], National Library of Canada= Bibliothèque nationale du Canada); 1997.

[12] Karimi Y. [Translation of Learning theories]. Shank DH (Author). Tehran: Virayesh; 2014. Persian.

[13] Kadivar P. Psychology of learning. Tehran: Samt; 2014. Persian.

[14] Ryan RM, Deci EL. Intrinsic and Extrinsic Motivations: Classic Definitions and New Directions. Contemporary Educational Psychology. 2000; 25(1): 54-67.

[15] Kharrazi SK. [Translation of The learning brain: Lessons for education]. Blakemore SJ, Frith U (Authors) Tehran: Samt; 2009. Persian.

[16] Torabi Nami M, Kharrazi SK. Neuroscience, Cognitive Studies and New Methods of Medical Education, Journal of Electronic Learning (Media). 2012; 3(2): 24-34. Persian.

[17] Caine RN, Caine G, McClintic C, Klimek kj. 12 Brain/mind learning principles in action: Developing executive functions of the human brain. US: Corwin Press; 2009.

[18] Abedini Y. [Translation of Brain-based learning: The new paradigm of teaching]. Jensen E(Author). Isfahan: Jahad Daneshgahi; 2017. Persian. 

[19] Caine RN, Caine G. Making Connections: Teaching and the Human Brain. Virginia: ASCD; 1991.

[20] Lombardi J. Beyond learning styles: Brain-based research and English language learners. The Clearing House: A Journal of Educational Strategies, Issues and Ideas. 2008; 81(5): 219-222.

[21] Clemons SA. Brain-based learning: Possible implications for online instruction. International Journal of Instructional Technology and distance learning. 2005; 2(9): 25-34.

[22] Aghazadeh MA. Guide for New Teaching Methods Based on Brain, Constructivist, Cooperative Learning and Metacognition Researches(11 nd ed). Tehran: Ayizh; 2017. Persian.

[23] Faramarzi S, Zaim N, Khonyagar M. Brain-Based Teaching in the Digital Age. Sprenger M (Author).  Isfahan: Isfahan University; 2014. Persian.

[24] Sousa DA, editor. The best of Corwin: Educational neuroscience. Corwin Press; 2011.

[25] Smith a.  Accelerated Learning in Practice. London: Network Educational Press; 2007.

[26] Jensen E. Teaching with the brain in mind. ASCD; 2005.

[27] Saleh S. The Effectiveness of Brain-Based Teaching Approach in Dealing with the Problems of Students’ Conceptual Understanding and Learning Mot ivation Towards Physics. Educational Studies. 2012; 38(1): 19-29.

[28] Sousa DA. How the brain learns. SU: Corwin Press; 2017.

[29] Connell DJ. Brain-based strategies to reach every learner. Recording for the Blind & Dyslexic; 2005.

[30] Wolfe P. Brain matters: Translating research into classroom practice. ASCD; 2010.

[31] Jensen E (Ed). Super teaching: Over 1000 practical strategies. Corwin Press; 2009.

[32] Van Niekerk J, Webb P. The Effectiveness of Brain-Compatible Blended Learning Material in the Teaching of Programming Logic. Computers & Education. 2016; 103: 16-27.

[33] Sousa DA, Tomlinson CA. Differentiation and the brain: How neuroscience supports the learner-friendly classroom. Solution Tree Press; 2011.

[34] Afzalnya MR. Learning Technology. Tehran: Samt; 2014. Persian.

[35] Fallon C, Brown S. E-Learning Standards: A Guide to Purchasing, Developing, and Deploying Standards-Conformant E. Learning, ST. Lucie press; 2003.

[36] Clark RC, Mayer RE. E-learning and the science of instruction: Proven guidelines for consumers and designers of multimedia learning. John Wiley & Sons; 2016.

[37] Sompong N, Kheerajitt C. Development of Online Courseware on Thai Food Good Health. TOJET: The Turkish Online Journal of Educational Technology. 2012; 11(4): 390-393.

[38] Mayer RE, Moreno R. Aids to Computer-Based Multimedia Learning. Learning and instruction. 2002; 12(1): 107-119.

[39] Magel K. Software Engineering Principles for Courseware Development. Association for Educational Data Systems (AEDS Journal). 1980; 13(2): 144-155.

[40] Ghirardini B. E-Learning Methodologies: A Guide for Designing and Developing E-Learning Courses. Food and Agriculture Organization of the United Nations; 2011.

[41] Laflamme DM. The brain-based theory of learning and multimedia, Theses Digitization Project. 1002; 1994.

[42] Seyfi S, Ebrahimi Ghavam S, Ashayeri H, Farrokhi, NA, Dortaj F. The effectiveness of brain-compatible learning on the components of planning and problem solving of executive functions of primary students. Educational psychology. 2017; 13(1): 99-116. Persian.

[43] Bayrami M, Vahedi Sh, Bagheri S. The effect of mccarthy's educational model on mathematical problem-solving and mathematical self-efficacy in eighth grade female students, Educational Science. 2017; 6(2): 89-108. Persian.

[44] Uzezi JG, Jonah KJ. Effectiveness of brain-based learning strategy on students’ academic achievement, attitude, motivation and knowledge retention in electrochemistry. Journal of Education, Society and Behavioural Science. 2017; 21(3): 1-13.

[45] Mekarina M, Ningsih YP. The Effects of Brain Based Learning Approach on Motivation and Students Achievement in Mathematics Learning. In Journal of Physics: Conference Series. 2017; (Vol. 895, No. 1, p. 012057). IOP Publishing.

[46] Akyurek E, Afacan O. Effects of Brain-Based Learning Approach on Students' Motivation and Attitudes Levels in Science Class. Mevlana International Journal of Education. 2013; 3(1): 104-119.

[47] Nasr AR. Educational research: An introduction. Gall MD, Borg WR, Gall JP. Tehran: Samt; 2013. Persian.

[48] Delavar A. Experimental methodology. Christensen LB (Author). Tehran: Roshd; 2014. Persian.

[49] Garcia T, Pintrich PR. Assessing students' motivation and learning strategies in the classroom context: The Motivated Strategies for Learning Questionnaire. Alternatives in assessment of achievements, learning processes and prior knowledge; 1996 (pp. 319-339).

[50] Dortaj F, Afsharian N. Evaluation of Factor Structure of Motivational Strategies Questionnaire for Learning in Iranian Students, Educational Measurement. 2016; 6(3): 23-43. Persian.

[51] Delavar A. Research Methods in Psychology and Educational Sciences, Tehran: Payame Noor University; 2009. Persian.

[52] Pasha-Sharifi H, Najafi-Zand J, Mir-Hashemi m, Manavipour D, Sharifi N, Ahghar G, Doganehyi Fard F. Introduction to SPSS in psychology and Other Behavioral Science. Howitt D, Cramer D (Authors). Tehran: Sokhan; 2010. Persian.

[53] Zamani BE, Azimi A. The theory and practice of Online Learning. Anderson T, Elloumi F(Authors). Tehran: The Institute of Information Technology Development in Smart schools; 2006. Persian.


نامه به سردبیر

سر دبیر نشریه فناوری آموزش، با تواضع انتشار نامه های واصله از نویسندگان و خوانندگان و بحث در سامانه نشریه را ظرف 3 ماه از تاریخ انتشار آنلاین مقاله در سامانه و یا قبل از انتشار چاپی نشریه، به منظور اصلاح و نظردهی امکان پذیر نموده است.، البته این شامل نقد در مورد تحقیقات اصلی مقاله نمی باشد.

توچه به موارد ذیل پیش از ارسال نامه به سردبیر لازم است در نظر گرفته شود:


[1]نامه هایی که شامل گزارش از آمار، واقعیت ها، تحقیقات یا نظریه ها هستند، لازم است همراه با منابع معتبر و مناسب باشند، اگرچه ارسال بیش از زمان 3 نامه توصیه نمی گردد

[2] نامه هایی که بجای انتقاد سازنده به ایده های تحقیق، مشتمل بر حملات شخصی به نویسنده باشند، توجه و چاپ نمی شود

[3] نامه ها نباید بیش از 300 کلمه باشد

[4] نویسندگان نامه لازم است در ابتدای نامه تمایل یا عدم تمایل خود را نسبت به چاپ نظریه ارسالی نسبت به یک مقاله خاص اعلام نمایند

[5] به نامه های ناشناس ترتیب اثر داده نمی شود

[6] شهر، کشور و محل سکونت نویسندگان نامه باید در نامه مشخص باشد.

[7] به منظور شفافیت بیشتر و محدودیت حجم نامه، ویرایش بر روی آن انجام می پذیرد.

CAPTCHA Image