文摘
教育工作准备一个世界;因此,采用创新的教学方法在教学和学习的过程是实现这一目标的关键。减轻学生的可怜的成就在计算机程序设计(CP),采用创新的教育学(IP)使学生成为主动学习者在课堂学习。在这项研究中,采用准实验设计和非随机预备考试和期末测验。学生(N= 145)非随机化治疗和控制。研究人员进行了重复测量方差分析确定实验和对照组之间的变化。学生通过比较不同的属性进行分类数据与卡方统计数据。交互效应决定使用协方差分析。结果显示,实验组的CP成就测验结果优于对照组在后续测试并保留测试。此外,这项研究的结果显示,学生学业成绩没有显著差异在性别和能力水平。同时,之间没有交互进行预测和IP。这项研究,因此,建议计算机教育工作者应采取创新的教学实践在日常教学,因为它是更有创造性,教学,提高学生参与。
1。介绍
编程的艺术设计可执行代码解决一个特定的任务(1]。它包括分析任务,设计算法来解决一个任务,等等。将算法转化为计算机程序的艺术被称为计算机编程。计算机编程入门课程(CP)提供的本科学生,使他们获得相关技能工作(2- - - - - -4]。因此,必须获得CP的基本技能和知识,如编写和测试代码,数据可视化技术,自动化机器的技能,和程序开发技能(5- - - - - -7)与快速变化的趋势在教育和工作的世界(8]。此外,CP的教育内容是不断发展的范围而言,由于最近的研究在计算机编程领域进行的,比如从装配等面向对象编程语言C、c++、Python (9]。最近,有效和高效的方式学习的概念,如物联网神往的(10),云计算,和机器学习11领域的CP)是目前的趋势。这种现代趋势被认为产生重大影响CP的学习内容12]。
尽管CP的重要性提供人才和训练有素的劳动力,就业在行业或自力更生(13,14),学生的成绩持续下降。这个可怜的性能已经成为一种担心教育部门的利益相关者和雇主的劳动力15- - - - - -18]。可用记录大学的尼日利亚Nsukka埃努古州已经表明,计算机程序设计课程的学生的成绩是边际。例如,可用的记录显示,2014年和2018年学术会议370名候选人参加CP考试有以下年级代表:20%得分高于60标志而80%的得分低于50标志。这个可怜的学术成就在编程是归因于几个因素,如教学方法(19,20.),学生(采用的学习方式21,22),和班级规模大1]。在尼日利亚,大多数教师仍使用传统的谈话和粉笔不有效地促进学习23- - - - - -28]。
研究表明,教学方法影响学生的学业成绩(29日- - - - - -32]。作者强调,传统方法/讲座方法(LM)更侧重于标准化考试没有给学生空间想出一个解决问题;因此,限制学生死记硬背(33]。根据(34不鼓励),解决问题的能力在传统的教学方法,因为它缺乏灵活性,无法满足当今教育学习者的需要和社会对实习培训或技能收购(35- - - - - -37]。
今天,努力是由教育利益相关者带来课程改革倡导的教学方法教学在学校38,39]。这些改革重点引进和采用现代创新的教学方法,帮助学生的批判性思维技能发展和应用程序在解决问题时CP [40];自主学习(41]和合作是必不可少的42]。知识产权指的是改进现有的教学方法创新但价值增加的方式(43,44]。IP是现代教学技术提高教学和学习的45,46]。IP是新的或不同的方式做事情,关键是使用适当的方法,保证提高学习成果(47]。
文学已经确定了IP虚拟现实等提高教学和学习,任务型学习,交叉学习,通过论证学习,学习方向,基于上下文的学习(CBL) peer-facilitated辅导,问题式学习(PBL) [48,49]。例如,CBL是一个灵活的现代方法,快速集成技术学习过程。它是一种教学方法,允许学习者探索他们在教学和学习的环境。利用真实的例子来解释这一概念下的研究。许多学者以不同的方式定义了CBL。根据(50,51],CBL指学习理论概念和教学环境中涉及使用发明和现实生活中的例子来理解实践经验和实际的主题。CBL是学习策略受到现实的背景下,文化,和工具在学习环境52]。CBL是一种教学的方法和技巧适用于解决一个识别问题53]。CBL已成功实施教育(54)、医药(55和技术教育56)和化学(57),是提高学习成果问题式学习的方法。
同样,PBL是另一个IP,使学习者能够结合理论和实践和技能开发解决方案和应用知识58,59]。出版广播公司提供了一个环境中,学生可以利用先验知识。这给学习者提供了一个架构不良,开放式的,现实世界的问题,学生在小组工作来解决学习需求和开发解决方案的确定问题。问题式学习一直被应用在许多学科,例如,商业教育(60),医学教育(61年)、社会工作教育(62年),健康教育(63年),和工程教育64年]。在工程教育,事实证明援助保留,激励学生,提高成绩。此外,研究表明问题式学习提高学生解决问题的能力(65年,推理能力和分析(66年),人际交往能力67年),自主学习技能68年),课程或主题的态度(69年)、学术成就和长期保留知识(70年,71年]。PBL了牵引领域的计算机科学和工程,如算法(72年,数字设计73年),和通信系统74年]。它也提高了学生保留(75年),动机、决策(76年),和更深层次的学习77年]。由于CBL的强度和PBL方法,其采用主动学习的教学和学习CP可能帮助解决学生的成就和保留在计算机编程的学习过程。因此希望利用IP (CBL和PBL)方法在教学和学习CP可以帮助提高学生的高阶思维、沟通、解决问题和信息检索的需要成为一个高效的程序员。此外,加强信息采集和实践技能必要的CP的成就和解决现实世界的情况。
学生的积极参与IP会话已经受到许多因素如性别、社会经济背景、教育资源,背景知识水平的学生,年龄和能力水平(78年- - - - - -80年]。一个人的能力水平是观察到的性能水平达到一个特定的任务。这种能力不同于人的个体的认知和健康发展81年,82年]。研究表明,学生能力水平影响学生学习过程(83年,84年]。一些研究也表明,教师采用的教学策略影响少能力成就的学生85年,86年]。然而,(87年,88年)认为,表学生取得更好的比少能力。因此,本研究试图评估的有效性IP相互作用对学生的学术成就和保留在计算机编程。
1.1。假设
假设1:有显著差异的学生的平均成绩分数教使用IP和那些教使用LM CP假设2:有一个显著的差异在男性和女性的平均成绩分数学生教计算机编程使用IP假设3:有一个统计上的显著差异在CP的平均成绩分数学生接触到IP少能力,medium-ability,学习小组假设4:性别之间存在显著的交互效应和平均成绩分数的学生教CP使用IP
2。方法
2.1。道德的考虑
伦理批准来自计算机和机器人教育的研究生委员会尼日利亚Nsukka大学硕士研究生研究的第一作者,第二作者是主管。从部门获得同意书。
2.2。设计
本研究的设计是非随机对照组。根据(89年),准实验设计是一个完整的类或既存的组织作为实验和对照组,而不是随机抽样和组分配。完整的组利用在这项研究中,以避免干扰正常的学校日程安排和活动在大学参加此项研究。然而,完整的类被随机分配到实验和对照组通过扔硬币。任何完整的类分数一头被分配到实验组(IP)和任何类分数尾巴被分配到一个对照组(LM)如表所示1。
2.3。参与者
研究参与者包括145年CP两个学生在埃努古州公立大学中,尼日利亚,满足入选标准的研究。占据软件被用来找到样本大小(90年)根据的大小(1 -力量的影响B= 0.8),α(一个= 0.05)和效应的大小F= 0.26,如图1。研究者获得书面许可部门的计算机科学教育在埃努古州科技大学(ESUT)和大学的计算机和机器人教育部门尼日利亚Nsukka (UNN)之前进行的研究。表2提出了学生的人口数据。
这项研究共有145名学生。实验组由34(40%)的男性和51例(60%)的女学生,而对照组由23(38.8%)男学生和37例(61.6%)女学生。从卡方分析表,它可以观察到性别之间没有显著差异,学生的能力。的实验组,37(43.5%)较低的能力(天赋),22(25.8%)中能力(天赋),和26(30.5%)有较高的能力(能力),对照组,40(66.6%)较低的能力(天赋),20例(33.3%)有一个媒介能力(天赋),25例(41.7%)有更高的能力(资质)。
2.4。过程
研究者访问了公立大学认可的国立大学委员会(NUC)研究区域。大学的尼日利亚Nsukka使用基于所需的设施:二年级学生有两个流的教师有五年以上工作经验,有85名学生的班级规模。研究助理检查学生们通过使用一些标准选择研究的学生。这些标准包括以下。大学规定学生应该有75%的出勤率对于学生有资格写任何考试,必须通过课程CP(因为201)。同时,学生拥有学习材料和手工的和功能的计算机系统(笔记本电脑)。这个课程的学生必须拥有注册大学门户网站,和一个同意书应该由学生签字。
使用一个简单nonrandomization技术研究的完整的类随机分为实验和对照组通过抛一枚硬币的标签如(实验组)或CG(对照组)。60名学生在对照组,治疗组的85名学生。学生组织的能力是决定使用学生的成就分数从介绍CP (COS201)在他们的第一学期课程考试的两所大学。
基于能力组,实验组n= 85名学生(低能力,n= 37;媒介的能力,n= 22;和更高的能力,n= 26)和对照组(低能力,n= 40;媒介的能力,n= 20;和更高的能力,n= 25)。服务员至少75%的大学理事会的政策是严格遵守;换句话说,控制损耗,参加实验室会话和解决问题在实验室手册,包括连续评估,被强制要求学生。研究助理也翻了一倍作为教师和技术人员,以确保学生的积极参与。研究人员组织了一个为期五天的车间技术人员和讲师的培训研究开发的IP包。因此,每个训练持续了大约一个小时前开始实验。
最初的知识对学生的学业成绩是决定使用两组进行预测。进行预测后,进行干预治疗组和不包括在对照组。研究人员开发了一个IP包后考虑马斯特里赫特seven-jump模型(91年),PBL模式的发展过程92年),CBL的发育过程93年在IP [], Olelewe发育过程21]。干预包包括一个IP教案和IP说明书由研究者从所选领域的专家审查后CP。包作为讲师的指导,技术专家,和学生在教学和学习过程中,如教学目标、策略、问题情境,教学材料,学生和教师活动,评估、教学过程对学生实验过程,和组任务活动。IP包是由研究员(附录C)。
两组治疗2小时/会议持续了10周(2小时每个讲师和实验室课程每周两次)。的后后管理五个星期期末测验后,在三个不同时期:有三个测试进行预测(CPAT),后续测试(CPAT2)和后后(CPRT)。进行预测和readministered作为后续测试和改组后后两组。研究者使用了炫目的技术来隐藏任务序列为选择和预期偏差控制。这也有助于避免讲师和学生操作和预测的顺序作业。
等新奇体验的同时,控制控制新奇的效果,研究人员不断学习环境条件,教学时间,主题,设施使用、教学语言、教学时间和覆盖范围相同的两类(94年- - - - - -96年]。此外,在实验之前,有一个学生和老师之间的相互作用在IP过程开始前两周。这是启发学生,把学生分成五个不同的分组名称标记和识别的名字所显示的学生。这个名字标签在第一个会话中,其次是学生想要解决的问题。学生们开始从已知到未知;每组讨论了知识构建和发展一个假设的解决发现的问题。每个会话结束时,学生能独立学习来了解更多关于这个问题进行了讨论。学生浏览互联网和参观了图书馆有关识别问题的更多信息。在接下来的讨论会议,学生们共享信息从个人研究基于标识的问题通过演示和同行讨论。每组组长提出了解决会话个人所学的集团。 The ending part of the session is used for the group leader to harmonize and share their group experience, discovery, or findings with other groups’ members.
关于对照组,LM遵循一个标准程序使用教案编制的人员。它涵盖了相同的主题和内容区域作为实验组。学生们被允许使用不同的教材和研究材料在研究的原因。整个干预,对照组学生使用LM课持续时间与实验组相同。
2.5。措施
计算机编程评估测试(CPAT)由35个多项选择题基于计算机编程(CP)课程资料如附件所示B。研究使用CPAT预备考试,期末测验,测验后的仪器。花朵的分类认知领域(97年表后)规范(见附件一个)。CPAT约60问题项目采用(https://www.tutorialspoint.com2019)找到充足率符合当前样本确定CPAT的心理测试分析(见附录B)。分散指数判别指数计算,并从学生的困难指数得分。60个问题,25被丢弃而35。35项干扰指数0.50 - -0.80,判别指数为0.05,难度指数0.40 - -0.50。有70点35个问题,2点正确的反应,不恰当的反应和0分。三个专家高级讲师拥有超过10年的教学经验是用于建立内容效度而Kuder-Richardson K-R 20是用于建立仪器的可靠性指数为0.87。建立仪器的可靠性,两次试验法的过程是利用具有代表性的40 CP学生Nnamdi Azikwe大学两周内的雕像。可靠性能力估计(98年,99年被认为因为所有项目的规模没有使用K-K20困难水平影响的选择。
2.6。数据分析
SPSS(23版)被用来分析数据,所有测试和意义阈值被设定为0.05。协方差分析(ANCOVA)被认为是足够的治疗决定的区别的最初对因变量的影响。再次,因为这项研究涉及预备考试和期末测验,完整的类,使用的统计方法分析假设允许研究人员正确的初始组差异。ANCOVA被用来比较两组的方法。同时,卡方检验是用来确定参与者的人口数据(学生)可比的特点。
3所示。结果
进行方差分析(方差分析)来确定是否有显著差异在平均成绩分数之间的计算机编程成绩考试(CPAT)学生接触到IP和LM)。表3总结了学生在实验的结果和控制组织在三个评估周期。没有基线CPAT分数两组之间差异的时候进行预测(F(2.145)= 3.516, )(见表3)。Postintervention从预备调查结果显示显著增加后续测试(F[2.145]= 65.77 )为实验组,而对照组没有显著性差异在同一时间。后后也有显著提高CPRT得分(见表3)。
有显著差异的假设CPAT成就分数之间的男性和女性学生教使用IP使用方差分析测试。表4表明,学生成绩没有显著差异分数由性别(F[1.84]=−0.705, ),得分均值和标准偏差为男性(72.21和12.25)和女性(64.54和10.54)的学生,分别在使用CPAT实验组。
根据假设,没有显著差异CPAT成就分数较低的学生-,中期,和表水平暴露于IP。如表所示5在学生的成就,有一个相当大的差距分数根据他们的能力水平(F(1.84)= 78.432, );进行预测的结果范围之间的低(16.84±1.22),中等(23.45±0.88),高(36±1.62)学生使用CPAT(见表5)。然而,在后续测试和保留分数,没有实质性差异成就分数,根据结果。在期末测验分数,F(1.84)= 4.201, ,用下面的能力水平:低(46.24±4.42)中(48.40±3.22),(49.64±4.22)和更高的能力。在保留得分,F(1.84)= 4.032, ,用下面的能力水平:低(45.54±1.54),中等(48.94±2.40),(50.04±5.53)和更高的能力。
此外,以确定治疗和性别评级实质性互动影响CP学生教使用IP和那些教LM关于性别、ANCOVA进行如表所示6。相对应的显著水平0.935大于0.05水平的意义,没有交互效应进行预测和创新的教学方法。另外,图2显示一个图形平均成绩分数LM(对照组)和IP(实验组);平行线没有交互效应。这意味着实验组成就并不影响进行预测。因此,实验组成绩分数表现明显优于对照组。
4所示。讨论
结果显示,学生教使用创新教育学(CBL和PBL)有更高的成就意味着分数比教计算机编程使用LM(见表3)。这一发现是符合One hundred.]说明使用创新的教学改进的数学学业成绩。另外,有一个显著的区别如表所示5和6意味着学术评分之间的学生教计算机编程使用创新教育学和那些教使用演讲的方法。结果表明,性别差异不显著影响学生的学业成绩分数在计算机程序设计中当学生受到IP。这些结果符合研究[101年),这表明男性和女性学生达到同样的标准,并将继续提高学生成绩。从当前和先前的研究,我们可以推断出男性和女性学生可以在一个给定的协作和竞争有利的研究(102年,103年]。表6也表明,没有交互效应,因此确认是有区别的治疗和控制。这些发现支持的观点54],传统的教学方法已得到改进与更新教学方法。此外,这项研究的结果表明,有一个显著的差异在学术成就的学生工作创新的教学方法,而不是LM (104年- - - - - -106年]。因此,这些发现符合那些的107年艾滋病),发现使用创新教学方法的学生低,平均水平,数学和更高的能力水平,这意味着有显著差异在IP学生成绩在所有三个层次的能力。文献[108年)还发现,使用IP增强学生成绩,并帮助减少学生之间的差异。因此,如表所示5在学生的成就,有一个相当大的差距分数根据他们的能力水平。
也许,这项研究的发现可以归因于学生积极从事与计算机编程相关的学习活动。根据(109年),使用主动学习策略帮助学生达到掌握高级编程通过批判性思维技能,解决问题,和协作学习。与IP集成,因此,教师能够维持浓度和深度学习在学生中这就是为什么治疗组优于对照组在计算机编程。结构化的内容,学生的好奇心,好学以及积极参与教学和学习过程33,34,36更好的性能指标。在此基础上,目前的研究已经证实,结合传统教学方法与活动教学技术和基于上下文的学习一样,问题式学习等是一种有效的手段实现创新教学和学习实践技能与理论(110年]。这意味着采用IP CP的教学和学习有助于促进积极参与,也鼓励监控学习进度,并帮助学生工作协作和促进大学生之间的研究。含义的研究是实施创新教育的教学和学习计算机编程将有助于提供一个有利环境对学生参与的特点是learner-centeredness主动学习,而不是以教师为中心的方法,从而能够探索协作和团队合作以及即兴创作在埃努古州的大学设施不足。此外,另一个含义是,创新教学使学习者通过现实生活中的经验和提供一个工作环境,工作习惯,能力,技能所需的工作。
4.1。建议进一步研究
以下是建议进行进一步的研究。应该进行调查研究大学的挑战和能力建设需求等现代教学技术的有效应用大数据和其他学生的教学质量。也应该开展一项研究以确定上下文的影响学习和问题式学习对学生的成绩和兴趣计算机硬件维护课程三级机构在尼日利亚。最后,这项研究应该被复制在其他国家的地缘政治区如南南,西北和东北。
4.2。研究的局限性
尽管这项研究的积极成果的创新教育学利用率,它的缺点之一是研究小样本大小;因此,你可能想知道的疗效研究方面的研究成果的推广。低统计力量从一个小样本大小,根据(111年),是泛化的样本大小并不坏。因此,一个小样本量减少识别一个实际效果的可能性。然而,样本容量对当前调查无关,因为根据(112年),如果一个统计测试是0.80到1,结果会受到影响。见表2;样本大小并不影响研究;因此,样本大小适合本研究。另一个限制是准实验研究设计,随机化是不可行的,因为完整的类。因此,样本大小之间的不平衡可能是一个来源的偏见的结果。这项研究同样建议未来的研究应该在确定知识产权的有效性通过考虑一个更大的人口。
5。结论
研究添加到身体的知识通过展示IP的功效和LM CP的学生的学术成就和保留。基于本研究的发现,该研究得出结论,创新教学方法的使用极大地增强了大学生的学业成绩和保留在计算机编程。因此,需要IP在大学教与学CP的CP与实践培训以来,实际应用程序所需的知识和技能就业,和自力更生、独立的个体,可以有效地计划和构建简单的应用程序。因此,计算机科学课程鼓励采用创新的教学方法,可以有效地实现主动学习相结合在大学学习经验尤其是计算机科学科目教育水平在尼日利亚。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果可按照客户要求定制相应的作者((电子邮件保护))。
的利益冲突
作者声明没有潜在的利益冲突有关的研究,本文的作者,和/或出版。
确认
作者要感谢的学生参与了这项研究,特别是治疗组的承诺。
补充材料
附录A:研究使用CPAT预备考试,期末测验,测验后的仪器。花朵分类表后的认知领域的规范。CPAT约60问题项目采用2019 (https://www.tutorialspoint.com)。附录B:计算机编程评估测试选择题(CPAT)由35基于计算机编程(CP)课程材料。附录C:计算机编程培训指导如何使用创新教育学(IP)技术在教室里。(补充材料)