一次又一次从零开始：追溯高中生对块编程负面感知的起源

文献标题

Starting From Scratch Again and Again: Tracing the Origins of High Schoolers' Negative Perceptions of Block-Based Programming

出版信息

• 主题领域: 高中生对块状编程在K–12计算机科学教育中的看法。
• 关键词: 块状编程、文本编程、K–12计算机科学、民间理论、编程工具、学生认知、工具设计、教育进程、建构主义扎根理论、模态。

背景与问题

• 问题/挑战: 高中生通常认为块状编程（BBP）过于简单、幼稚或不真实，这可能会降低学习者的动力并限制他们对这些工具的使用。现有研究尚未充分探讨这些信念如何形成并随时间演变。
• 重要性: 理解这些认知对于设计能够支持持续参与和促进计算机科学广泛参与的教育工具和课程至关重要。
• 动机与相关研究: 以往研究主要关注块状编程（BBP）与文本编程（TBP）的可用性和学习成果，但未追踪学生如何形成对编程工具的持久性信念。本文基于HCI中的民间理论概念，探讨学生如何随着时间推移解读他们对BBP和TBP的体验。

解决方案

• 提出的方法: 采用建构主义扎根理论研究，追踪高中生对编程工具的民间理论，重点分析这些信念如何受到早期体验、工具设计和文化信号的影响。
• 创新点:
  1. 鉴别出高中生对编程工具的三种主要民间理论。
  2. 分析早期体验和对BBP的重复接触如何塑造对其局限性的认知。
  3. 探讨能够改变学生对BBP和TBP能力认知的反例。
  4. 提出设计工具和课程的建议，以挑战根深蒂固的信念并促进对计算机科学更广泛的理解。
• 过程与关键技术:
  • 对17名年龄在14至18岁的美国高中生进行半结构化访谈。
  • 使用理论抽样和迭代备忘录记录以细化主题。
  • 通过开放编码、轴向编码和选择性编码分析访谈记录，识别重复模式和核心构造。
  • 包括界面探测以让参与者接触不熟悉的工具并观察认知变化。

结果

• 具体发现:
  • 学生形成了三种关键民间理论：(1) 计算机科学是关于积累编程语言的；(2) BBP仅适用于年轻初学者；(3) BBP在表达能力和输出复杂性方面本质上有限。
  • 早期接触简单的BBP工具强化了对BBP幼稚和停滞的认知。
  • 反例，例如双模态工具和高级BBP环境，挑战了这些信念并扩展了学生对BBP潜力的认知。
• 相较基线的优势:
  • 提供了关于学生对编程工具认知演变的纵向视角，而非仅关注BBP与TBP的孤立比较。
  • 强调文化和社会因素在塑造认知中的作用，提供了超越技术工具设计的洞见。
• 实验/评估:
  • 对来自美国不同高中背景的17名学生进行访谈。
  • 分析参与者对其编程体验的反思，包括研究期间接触新工具的情况。
  • 通过迭代编码和理论抽样验证研究发现。
• 局限性与未来工作:
  • 样本规模较小，且为自选样本，仅限于美国高中生；研究结果可能无法推广至其他背景。
  • 回顾性自我报告可能引入回忆偏差。
  • 未来研究可以包括纵向研究、实验干预以及对更年轻学生认知的分析。

总结

本研究探讨了高中生如何形成对块状编程的负面认知，鉴别出三种主要民间理论，这些理论将BBP视为简单、幼稚和有限。这些信念受到早期接触重复性、低表达性的BBP工具的影响，并被文化和社会信号强化。然而，接触高级或双模态工具能够挑战这些假设并扩展学生对BBP能力的理解。研究结果强调了设计工具和开发课程时需要有意突出进程、挑战误解并拓宽学生对计算机科学的认知。未来研究应探讨这些信念在不同背景下的形成过程，以及如何通过针对性干预来重新塑造这些认知。