在没有电脑的学校引入区块链：面向低龄学习者的动手理解工具包

文献标题

Introducing Blockchains at School Without Computers: Hands-On Sense-Making for Young Learners

出版信息

• 主题领域: 使用非数字化、基于游戏的方法进行青少年区块链教育。
• 关键词: 区块链，基于游戏的学习，非数字化活动，K–12教育，数字公民意识，协作学习，实体交互，去中心化系统，网络安全，计算思维。

背景与问题

• 问题/挑战: 尽管区块链技术在社会中的影响日益增长，但目前缺乏适合K–12学生的、发展性适宜且经过实证验证的教学方法。现有工具通常面向专业人士或高等教育，导致缺乏针对年轻学生的可访问、可扩展且适用于课堂的解决方案。
• 重要性: 早期的区块链素养对于帮助年轻学习者批判性地理解影响身份、所有权和数字生态系统参与的去中心化系统至关重要。随着区块链应用在教育、治理和日常生活中的普及，这一点变得尤为重要。
• 动机与相关工作: 先前的区块链教育研究主要集中在数字化或混合方法上，目标群体多为成年人或大学生。非数字化和基于游戏的方法在其他领域表现出潜力，但在K–12区块链教育中仍未得到充分探索。本文通过设计和评估一个面向年轻学习者的实体、非数字化工具包来填补这一空白。

解决方案

• 提出的方法: Blockchain@School，一个基于非数字化桌游的工具包，通过协作游戏和实体交互引入区块链概念，并辅以轻量级的网络应用程序用于验证。
• 创新点:
  1. 开发了一个面向9–13岁学习者的实体、非数字化工具包，用于教授区块链概念。
  2. 对该工具包进行了覆盖300多名学习者的实证评估，显示出显著的学习效果提升和高度参与度。
  3. 通过75位教育者的反馈进行迭代设计，确保其适用于课堂并具有可扩展性。
  4. 将角色扮演和协作动态融入教学，反映区块链的分布式和合作性质。
• 实施过程与关键技术:
  • 学习者通过使用实体积木、单词卡片和哈希值卡片模拟区块链过程。
  • 小组扮演区块链节点，协作编码数据、验证区块并达成共识。
  • 一个网络应用程序补充实体工具包，支持实时验证和区块链机制的可视化。
  • 与教育者和学习者进行迭代设计和测试，以优化可用性、参与度和学习效果。

结果

• 具体发现:
  • 学习者自评的区块链知识从1.78提升至3.43（5分制）。
  • 客观学习分数从平均3.08提升至4.92（满分9分），且具有统计显著性（p < 0.001）。
  • 参与度指标显示对再次参与活动的高兴趣（平均=4.25）以及向同伴推荐的意愿（平均=4.06）。
• 相较基线的优势:
  • 使用Blockchain@School的实验组相比接受传统讲座式教学的对照组表现出更大的学习提升和更高的参与度。
  • 实验组在理解去中心化系统和安全性方面表现出显著改进。
• 实验/评估:
  • 在8所学校的15个班级中对356名9–13岁的学习者进行了90分钟的工作坊。
  • 数据通过前后问卷、观察者日记和教师反馈收集。
  • 对照组由57名学习者组成，接受讲座式教学以进行比较评估。
• 局限性与未来工作:
  • 短期评估未测试知识的长期保留或迁移。
  • 对区块链机制（如哈希）的简化可能限制学习者向高级技术素养的进阶。
  • 样本偏差可能来自参与的学校和教师的积极性。
  • 未来工作包括开展纵向研究、在多样化环境中测试，以及整合更高级的区块链概念。

总结

Blockchain@School通过非数字化、基于游戏的方法，将区块链概念引入9–13岁学习者的课堂，结合实体交互和协作游戏。该工具包在覆盖300多名参与者的研究中显示出显著的学习效果提升、高度的参与度以及教师的积极反馈。通过将抽象的区块链原理具体化并降低复杂社会技术系统的入门门槛，该干预措施促进了数字公民意识。未来工作将集中于优化工具包、测试长期影响，并扩展其在多样化教育环境和学科中的适用性。