二、方法与分析

研究人员结合定量和定性的优势，采用探索性混合研究方法。(Creswell 2003)。数据收集和分析在2015-2016年完成。定量程序被用于分析学生测试前和测试后的评估调查，而定性方法则用于分析学生的访谈。该研究招募的参与者包括来自俄勒冈州两个地区的五所学校的十三个班的小学生。近年来越来越多的经济困难和多元化的学生来源成为这两个地区被选中的原因。来自两个区的五个校长选择了13个小学班级参加CS编程项目，该项目每周一节课，为期10周，直到2015年秋季结束。每节课大约60分钟，由一名职前教师用交互式的混合方法进行CS概念教学，随后是根据 code.org（http://code.org ）和CSUnplugged（Bell et al.2011）的基本框架课程2改编的在线编码难题。为了检查实施情况，职前教师保留了每节课的书面总结反思，并将其转化为教育输出。此外，在整个周期中，每个教室至少完成了两次观察记录。

评估包括10个书面项目，这些项目测量了五个不同的CS概念，每个概念有两个问题，涉及序列，算法，循环，调试和条件。测序测试项目的一个例子包括：“仅使用四个步骤将这些说明用于烘烤蛋糕。在这些步骤旁边写下数字1-4。“在这项任务中，学生依靠熟悉的经验分析了算法的每一步，都是根据CT实践和观点进行的。此外，学生完成了基于44个项目的测试前和测试后调查，这些项目分为五个等级，用于衡量STEM的愿望，信念和目标;父母和同龄人对STEM的态度;对STEM相关的任务的感受。计算评估的分析包括183个配对样本，而STEM调查的分析包括来自测试前和测试后的132个配对样本。为了进一步对数据进行三角化（只为获得更全面的数据），每个教室随机选择出约四名学生，对52个学生进行半结构化开放式问题访谈。在每次访谈开始时，研究人员开始讨论学生的各种兴趣（即学课程和课外），有趣活动的感受，以培养学生对回答问题的信任。研究提出了一系列编码课程的学习成果和学生对校内外相关活动的看法的问题。

三、结果

在计算思维评估中进行推论统计以确定小学生对STEM看法的变化、职业抱负的变化以及他们在相关任务中的乐趣。结果来自两个测试中匹配的183个配对参与者的计算思维评估。所有教师的正确百分比增加，五名教师的变化显著（p <.0038），并且从测试前到测试后的整体增加是显著的（t [182df] = 9.62，p<0.0001）。除第二个循环问题和第一个调试问题外，其他每个问题的评估值都是增加的。

对于最终配对响应的STEM调查，测试前和测试后项目的平均分数包括来自五所学校的132名学生。结果表明男性对STEM的认知总体上有更积极的态度，并且比女性获得略高的收益。小学生对于学科的认知从测试前到测试后会因学科（科学，技术，工程和数学）而异。学生如何从测试前到测试后的对学校科目的感知做出反应，这显示了每个STEM受试者的正面收益。

四、讨论

这项研究的结果反映了影响学生对STEM / CS内容的自我概念，态度和看法所必需的各类学习经历的重要性。早期接触STEM / CS活动可以培养对STEM的积极看法和态度。接触CS课程可以让学生获得基本的计算思维知识，也可以通过发现和构建新思想来学习新思想。正如Wing（2006）提出的培养CT技能一样，使用适当的技术来解决在线谜题的代码问题，并获得理解CS的智能能力与日常生活的联系。这些关系在学生的回答中很明显，例如：(a) Betty:学习算法以支持在未来作为医生时以步骤性的方式去寻找治疗方法；(b) Kassandra:将调试概念与麻醉师的试验和错误的重要性联系起来，无调试概念可能会对患者施用错误剂量的药物导致死亡。

在K-12中加强STEM的紧迫性已经成为联邦组织，基金会和私营公司（如NSF，美国教育部，女性工程师协会，盖茨基金会，谷歌和英特尔）大量资助的研究课题。虽然这些举措增加了STEM参与K-12学生的活动，但是CS教育仍然资金不足。尽管正在努力提高学校意识，但是关于何时以及如何在K-12中教授CS仍然没有什么结果，新的研究表明，政策和举措将有助于为教学方法提供信息，为学生提供适当的课程，有效地为CS教育做好师资准备。从本质上讲，重要的是将STEM / CS转变为一种文化，将其融入日常课程中，并提供体验机会，培养满足不同学生兴趣的学习活动。利用这些机会让学生在CS综合概念中获得自信，坚持并发展自我效能感，最终使学生能够发挥自己的潜力。

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