رویکردی نو بر آموزش کودکان

رویکردی نو بر آموزش کودکان

بررسی چالش‌ها و فرصت‌های آموزش برنامه‌نویسی و هوش‌مصنوعی به کودکان و نوجوانان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه رایانه، دانشگاه علامه طباطبائی، تهران، ایران
2 گروه رایانه، دانشگاه عالمه طباطبائی، تهران، ایران
چکیده
زمینه و هدف:
در عصر دیجیتال، آموزش برنامه‌نویسی و هوش‌مصنوعی به کودکان و نوجوانان به یکی از نیازهای اساسی برای توسعه مهارت‌های شناختی، حل مسئله و تفکر محاسباتی تبدیل شده‌است. این پژوهش با هدف بررسی چالش‌ها و فرصت‌های آموزش این مهارت‌ها در سیستم‌های آموزشی انجام شده‌است.
روش پژوهش:
این پژوهش توصیفی-تحلیلی و به‌روش پیمایشی انجام شده‌است. جامعه آماری شامل ۳۰۰ دانش‌آموز، معلم، والدین و مدیر آموزشی بوده که به‌روش نمونه‌گیری تصادفی طبقه‌بندی‌شده انتخاب شدند. ابزار پژوهش پرسشنامه استاندارد بود که روایی آن با تأیید متخصصان و پایایی آن با ضریب آلفای کرونباخ (۰.۸۴) بررسی شد. داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SPSS و Python تحلیل گردید.
یافته‌ها:
نتایج پژوهش نشان داد که چالش‌های اصلی در آموزش برنامه‌نویسی و هوش‌مصنوعی شامل کمبود منابع استاندارد، نبود معلمان متخصص، روش‌های تدریس سنتی و عدم آگاهی والدین است. در مقابل، روش‌های نوین آموزشی نظیر گیمیفیکیشن، یادگیری مبتنی بر پروژه و استفاده از فناوری‌های تعاملی، نقش مؤثری در افزایش انگیزه و درک بهتر دانش‌آموزان از مفاهیم پیچیده دارند. همچنین، استفاده از هوش‌مصنوعی در ارائه بازخوردهای شخصی‌سازی‌شده به بهبود کیفیت یادگیری کمک کرده است.
نتیجه‌گیری:
این پژوهش بر اهمیت به‌کارگیری روش‌های نوین آموزشی، تربیت معلمان متخصص، توسعه منابع آموزشی مناسب و ادغام فناوری‌های تعاملی در محیط‌های آموزشی تأکید دارد. یافته‌های مطالعه می‌تواند به سیاست‌گذاران آموزشی، معلمان و والدین در بهبود روش‌های تدریس کمک کند. پیشنهاد می‌شود که مدارس از فناوری‌های نوین همچون واقعیت مجازی و هوش‌مصنوعی برای ارتقای سطح یادگیری دانش‌آموزان استفاده‌کنند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Challenges and Opportunities in Teaching Programming and Artificial Intelligence to Children and Adolescents

نویسندگان English

Latifeh PourMohammadBagher 1
Siavash Damari 2
1 Computer Dept., Allameh Tabataba’i University, Tehran, Iran
2 Computer Dept., Allameh Tabataba’i University, Tehran, Iran
چکیده English

Background and Aim:
In the digital era, teaching programming and artificial intelligence to children and adolescents has become an essential need for developing cognitive skills, problem-solving, and computational thinking. This study aims to examine the challenges and opportunities of teaching these skills in educational systems.
Methods:
This research is descriptive-analytical and was conducted using a survey method. The statistical population consisted of 300 students, teachers, parents, and educational managers, selected through stratified random sampling. The research instrument was a standardized questionnaire, validated by experts, with a Cronbach’s alpha reliability coefficient of 0.84. Data were analyzed using SPSS software and Python.
Results:
The findings indicated that the main challenges in teaching programming and Artificial Intelligence (AI) include a lack of standardized educational resources, a shortage of specialized teachers, traditional teaching methods, and parental unawareness. Conversely, modern educational methods such as gamification, project-based learning, and interactive technologies effectively enhance motivation and comprehension of complex concepts. Additionally, AI-based personalized feedback plays a crucial role in improving learning quality.
Conclusion:
This study emphasizes the importance of adopting innovative teaching methods, training specialized teachers, developing age-appropriate educational resources, and integrating interactive technologies into educational environments. The findings provide valuable insights for educational policymakers, teachers, and parents to improve teaching strategies. It is recommended that schools utilize emerging technologies such as virtual reality and artificial intelligence to enhance students’ learning experiences.

کلیدواژه‌ها English

Artificial Intelligence
Computational Thinking
Gamification
Interactive Technologies
Programming Education
Bansal, U. (2023). Artificial Intelligence in Indian Education: Navigating Challenges and Embracing Opportunities. JOURNAL GLOBAL VALUES, XIV (S.Issue). https://doi.org/10.31995/jgv.2023.v14is3.024
Bers, M. U. (2020). Coding as a Playground. Routledge. https://doi.org/10.4324/9781003022602
Burke, Q., & Kafai, Y. B. (2014). Decade of Game Making for Learning: From Tools to Communities. In Handbook of Digital Games (pp. 689–709). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781118796443.ch26
Cardona, M. A., Rodríguez, R. J., & Ishmael, K. (2023). Artificial Intelligence and the Future of Teaching and Learning: Insights and Recommendations. In U.S. Department of Education’s.
du Plooy, E., Casteleijn, D., & Franzsen, D. (2024). Personalized adaptive learning in higher education: A scoping review of key characteristics and impact on academic performance and engagement. Heliyon, 10(21), e39630. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e39630
Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational Thinking in K–12. Educational Researcher, 42(1), 38–43. https://doi.org/10.3102/0013189X12463051
Grover, S., & Pea, R. (2018). Computational Thinking: A Competency Whose Time Has Come. In Computer Science Education. Bloomsbury Academic. https://doi.org/10.5040/9781350057142.ch-003
Lampou, R. (2023). The Integration of Artificial Intelligence in Education: Opportunities and Challenges. Review of Artificial Intelligence in Education, 4(00). https://doi.org/10.37497/rev.artif.intell.educ.v4i00.15
Lohr, D., Berges, M., Chugh, A., & Striewe, M. (2024). Adaptive Learning Systems in Programming Education: A Prototype for Enhanced Formative Feedback. Lecture Notes in Informatics (LNI), Gesellschaft Für Informatik. https://doi.org/10.18420/delfi2024_57
Miller, D. P., & Nourbakhsh, I. (2016). Robotics for Education (pp. 2115–2134). https://doi.org/10.1007/978-3-319-32552-1_79
Nadeem, M., Oroszlanyova, M., & Farag, W. (2023). Effect of Digital Game-Based Learning on Student Engagement and Motivation. Computers, 12(9). https://doi.org/10.3390/computers12090177
Nagaraj, B. K., Kalaivani, A., Begum, R. S., Akila, S., Sachdev, H. K., & Kumar, N. S. (2023). The Emerging Role of Artificial Intelligence in STEM Higher Education: A Critical Review. In International Research Journal of Multidisciplinary Technovation (Vol. 5, Issue 5). https://doi.org/10.54392/irjmt2351
Ocaña, J. M., Morales-Urrutia, E. K., Pérez-Marín, D., & Pizarro, C. (2023). About Gamifying an Emotional Learning Companion to Teach Programming to Primary Education Students. Simulation and Gaming, 54(4). https://doi.org/10.1177/10468781231175013
Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernández, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K., Millner, A., Rosenbaum, E., Silver, J., Silverman, B., & Kafai, Y. (2009). Scratch. Communications of the ACM, 52(11), 60–67. https://doi.org/10.1145/1592761.1592779
Sáez-López, J.-M., Román-González, M., & Vázquez-Cano, E. (2016). Visual programming languages integrated across the curriculum in elementary school: A two year case study using “Scratch” in five schools. Computers & Education, 97, 129–141. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2016.03.003
Seymour P. (1980). Mindstorms: children, computers, and powerful ideas. Basic Books, Inc.
Tedre, M., Toivonen, T., Kahila, J., Vartiainen, H., Valtonen, T., Jormanainen, I., & Pears, A. (2021). Teaching Machine Learning in K–12 Classroom: Pedagogical and Technological Trajectories for Artificial Intelligence Education. IEEE Access, 9, 110558–110572. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3097962
Top, O., & Arabacıoglu, T. (2024). Integrating Computational Thinking into Mathematics Education: Its Effects On Achievement, Motivation, And Learning Strategies. Bayburt Eğitim Fakültesi Dergisi, 19(42), 2034–2066. https://doi.org/10.35675/befdergi.1385749
Zhang, W., Guan, Y., & Hu, Z. (2024). The efficacy of project-based learning in enhancing computational thinking among students: A meta-analysis of 31 experiments and quasi-experiments. Education and Information Technologies, 29(11), 14513–14545. https://doi.org/10.1007/s10639-023-12392-2
Zolfagharnasab, M. H., & Damari, S. (2024). A Comparative Analysis of Machine Learning Models in News Categorization. U.Porto Journal of Engineering, 10(3), 23–38. https://doi.org/10.24840/2183-6493_0010-003_002464

  • تاریخ دریافت 09 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش 29 فروردین 1404
  • تاریخ اولین انتشار 29 فروردین 1404
  • تاریخ انتشار 01 شهریور 1404