تاثیر درس‌افزار الکترونیکی مبتنی بر مغز بر عملکرد حل مساله و انگیزش دانش‌آموزان در درس برنامه‌نویسی کامپیوتر

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، تاثیرات مهمی در آموزش و پرورش به دنبال داشته است. آموزشگران به دنبال یافتن روش هایی برای بهره گیری هرچه بیشتر از امکانات مبتنی بر فناوری و یافته های جدید علوم اعصاب تربیتی در جهت یادگیری بهینه به ویژه در دروس دشواری چون برنامه نویسی کامپیوتر هستند که با فرایند حل مساله همراه است. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر درس افزار الکترونیکی طراحی شده بر اساس اصول یادگیری مبتنی بر مغز بر عملکرد حل مساله و انگیزش دانش آموزان در درس برنامه نویسی کامپیوتر انجام گرفت. روش‌ها‌: این پژوهش از نوع نیمه آزمایشی بوده و با طرح پیش آزمونپس آزمون با گروه کنترل انجام شد. در این پژوهش نمونه‌گیری به روش خوشه ای انجام شد و به این ترتیب 60 نفر از دانش آموزان دختر پایه یازدهم ‏رشته ها ی 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 کتابخانه ای 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 درس افزار توسط متخصصان مورد تایید قرار گرفت. از خرده مقیاس های انگیزش درونی و بیرونی پرسشنامه پینتریچ و همکاران و همچنین یک آزمون حل مساله برنامه نویسی معلم ساخته به عنوان ابزار گردآوری داده ها استفاده شد.‏ این ابزارها قبل و بعد از آموزش در هر سه گروه به عنوان پیش آزمون و پس آزمون 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 درس افزار الکترونیکی غیر مبتنی بر مغز به کار رفت. گروه کنترل دوم هم فقط به روش مرسوم آموزش دیدند. یافته ها: داده های تحقیق با استفاده از تحلیل کوواریانس یک متغیری بر روی نمرات آزمون عملکرد حل مساله و تحلیل کوواریانس چند متغیری برروی نمرات انگیزش درونی و بیرونی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که عملکرد دانش آموزان گروه آزمایش درحل مسائل برنامه نویسی کامپیوتر نسبت به گروه کنترل1 و گروه کنترل2 به طور معنا داری (0/05>p) بهتر بوده است. همچنین انگیزش بیرونی گروه آزمایش به طور معنا داری (0/05>p) نسبت به گروه کنترل اول بیشتر بوده است. بر اساس این یافته ها استفاده از درس افزار غیر مبتنی بر مغز به طور معنا داری (0/05>p) باعث کاهش انگیزش بیرونی دانش آموزان گروه کنترل2، نسبت به گروه کنترل1 شده است. نتیجه‌ گیری: استفاده از درس افزار الکترونیکی طراحی شده بر اساس اصول یادگیری مبتنی بر مغز، تاثیر قابل توجهی در افزایش توانایی دانش آموزان در حل مساله برنامه نویسی کامپیوتر دارد. همچنین به کارگیری اصول یادگیری مبتنی بر مغز در طراحی درس افزارهای الکترونیکی باعث می شود در حین یادگیری، کاربران این درس افزارها، انگیزش بیرونی بیشتری نسبت به کاربران درس افزارهای معمولی داشته باشند.

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

Background and Objectives: The rapid growth of science and technology and the subsequent emergence of elearning 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 technologybased 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 problemsolving process. The aim of this study was to investigate the effect of electronic courseware designed based on the brain based learning principles on problemsolving performance and motivation of the students in computer programming course. Methods: This research is a quasiexperimental 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 teachermade computer programming problemsolving test were used as data collection tools, which were used as a pretest and posttest, 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 nonbrain 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 problemsolving 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 nonbrain 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. =====================================================================================COPYRIGHTS  ©2020 The author(s). This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, as long as the original authors and source are cited. No permission is required from the authors or the publishers.  =====================================================================================