通过机器人模拟在课堂外进行的任务导向型课程对设计思维、个人创造力及自我调节能力的影响

《ACM Transactions on Computing Education》：Effects of task-oriented courses conducted outside the classroom via robotics simulation on design thinking, individual creativity and self-regulation

某大学计算机技术系60名学生（44男，16女）在14周内接受机器人教学实验，分为课堂内Arduino协作训练和课外Tinkercad平台自主任务组。实验组在设计思维、个人创造力和自我调节能力上显著提升（p<0.05），三者呈正相关（r=0.67）。质性分析发现学生高频复现产品开发、创意生成、自我评估等积极行为。研究验证混合式教学对技术类学生多维能力培养的有效性。

　　

摘要

在这项研究中，学生在两种不同的教学方法（课堂内和课堂外）中进行了机器人应用实践。这项为期14周的研究旨在考察学生的设计思维、个人创造力以及自我调节能力的发展情况。共有60名副学士学位学生参与了研究，其中16名为女性，44名为男性，他们均就读于某州立大学的计算机技术专业。在采用前测-后测对照组实验设计的情况下，学生们被随机分配到不同的组别。两组都接受了基于Arduino的物理机器人培训，并强调了团队合作的重要性。此外，实验组的学生还通过Tinkercad平台在课堂外独立完成了某些任务。对于定量数据，研究人员进行了正态性检验、T检验和相关性分析；而对于定性数据，则采用了描述性分析和内容分析方法。结果表明，通过机器人模拟完成课堂外任务的学生在设计思维、个人创造力及自我调节能力方面取得了显著进步。研究发现这三项能力之间存在正向关联。这些学生经常表现出积极的行为特征，如开发实用的产品和流程、产生创意想法、进行自我评估以及保持乐观的态度。研究还分别从个体和整体角度探讨了不同的教学方法及其所培养的能力。