[论文解读] Female Teenagers and Coding: Create Gender Sensitive and Creative Learning Environments

Bernadette Spieler, Wolfgang Slany|arXiv (Cornell University)|May 11, 2018

Teaching and Learning Programming参考文献 25被引用 3

一句话总结

本文研究了性别敏感的创意学习环境如何提升女青少年在编程中的参与度。通过在H2020项目“不让任何人掉队”（No One Left Behind）中使用Pocket Code，研究发现，课堂环境——强调身份认同、情感表达和文化表达——对维持女孩对编程的兴趣并减少ICT领域中的性别差距的影响，甚至超过编程工具本身的影响。

ABSTRACT

The number of women in technical fields is far below the average number of males, especially in developed countries. Gender differences in STEM are already present in secondary schools in students aged between 12 to 15 years. Adolescence is a critical time for identity formation, and self-attributes are a source for internal conflicts, especially for female teenagers. It is during this intermediate female adolescence that girls begin to make critical career choices, which therefore makes this a key age to reinforce them and reduce the gender disparities in ICT. Computational thinking skills are important from a philosophical point of view, since they allow us to understand the foundations of rational thought in a clear, easily understandable, but also inspiring and challenging way. To address the gender bias in schools, one of the goals of the European H2020 project No One Left Behind (NOLB) included integrating Pocket Code, a free open source app developed by the non-profit project Catrobat, into different school lessons. Through game design, Pocket Code allows teenage girls to incorporate diversity and inclusiveness, as well as the ability to reflect their cultural identity, their emotions, their likes, and their ways of interacting and thinking. To evaluate the impact of the use of the app in these courses, we captured the results on engaging girls in design and coding activities. For this paper, the authors present the data of surveys during the second cycle of the project. With a focus on female teenagers, the results allow us to conclude that a suitable classroom setting is significantly more important for them than the coding tool itself.

研究动机与目标

• 解决STEM领域中持续存在的性别差距，特别是针对12至15岁女青少年这一关键时期，即身份认同与职业身份形成的关键阶段。
• 研究将创意编程工具（如Pocket Code）融入学校课程，如何有助于减少性别偏见并促进ICT教育中的包容性。
• 探讨课堂环境与教学方法在塑造女孩对编程参与度方面的作用，超越所使用的技术工具本身。
• 支持构建性别包容的学习空间，使女孩能够通过编程表达文化身份、情感与个人价值观。
• 通过在中等教育阶段开展以创意和身份认同为核心的计算思维活动，为减少ICT领域的性别差距做出贡献。

提出的方法

• 采用由Catrobat开发的免费开源可视化编程应用Pocket Code，使中等学校课堂能够开展游戏设计与创意编程。
• 作为欧洲H2020项目“不让任何人掉队”（NOLB）的一部分，将Pocket Code整合进多种学科课程，强调跨学科与以学生为中心的学习。
• 设计课堂活动，鼓励女学生通过代码表达个人与文化身份、情感以及社会互动。
• 在NOLB项目的第二轮周期中开展调查，以评估学生在编程情境中的参与度与学习成果。
• 应用建构主义学习原则，即学生通过创意性、反思性与协作性的编程任务主动建构知识。
• 聚焦定性与定量调查数据，评估学习环境对女孩编程动机与自我效能感的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 性别敏感的创意学习环境在多大程度上影响女青少年参与编程活动？
• RQ2 与编程工具的选择相比，课堂环境在多大程度上影响女孩对ICT的兴趣持续性？
• RQ3 编程在多大程度上可作为青少年女孩自我表达、身份探索与情感反思的媒介？
• RQ4 融入文化身份与个人价值观的创意编程活动，如何影响女孩在技术领域中的自我效能感与归属感？
• RQ5 计算思维在通过以人为本、富有表现力的编程方式赋能女青少年方面发挥何种作用？

主要发现

• 支持性且性别敏感的课堂环境显著提升了女青少年在编程中的参与度，其影响甚至超过所使用的具体编程工具。
• 当编程活动允许个人与文化身份表达时（如反思情感与社会互动），女孩表现出更高的动机与更强的主人翁意识。
• 将Pocket Code融入跨学科课程后，女生成员报告的编程乐趣与计算思维自我效能感显著提高。
• 调查数据显示，能够创作反映个人价值观与身份的故事和游戏，是维持女孩对编程持续兴趣的关键驱动力。
• 研究发现，课堂文化——强调合作、创造力与反思——在减少性别差距方面的影响，甚至超过编程平台的技术特性。
• 结果表明，在编程教育中促进身份认同与情感表达，对在青春期阶段留住女性学生在ICT路径中至关重要。