Exploring the Achievement and Motivation of Learning a Text Programming Language Among Elementary School Students in the Republic of Serbia / Istraživanje postignuća i motivacije učenja tekstualnoga programskog jezika među učenicima osnovnih škola u Republici Srbiji

The introduction of Informatics and Computing as a compulsory subject for students from the fifth to the eighth grade of elementary school, and programming as a basic content of the curriculum represents a major advance in elementary education in the Republic of Serbia. In this study we conduct research on N = 58 primary school students of the sixth grade. In the 2016/17 school year students studied the programming language Scratch, and in the school year 2017/18, they learned Python programming language. The programming courses were realized once a week (45 minutes) during 17 weeks. This study aims to monitor the flow of learning visual and textual programming language following the new elementary school curriculum in Republic of Serbia, that is, the achievement and motivation of students to continue learning programming. The research instrument used was a questionnaire. The results of this study showed that it was easier for students to master the visual programming language Scratch than the textual programming language Python. However, the research results show that algorithmic way of thinking and motivation to learn by programming a text language are satisfactory given that students have not had previous experience with it. Key words: computational thinking; elementary education; textual programming; visual programming.Istraživanje postignuća i motivacije učenja jezika programskog teksta kod učenika osnovne škole SažetakUvođenje informatike i računarstva kao obaveznog predmeta za učenike od petog do osmog razreda osnovne škole, a programiranje kao osnovni sadržaj nastavnog programa predstavlja veliki napredak u osnovnom obrazovanju Republike Srbije. U ovoj studiji provodimo istraživanje sa N = 58 učenika osnovne škole šestog razreda. U školskoj 2016/17 godini učenici su proučavali programski jezik Scratch, a u školskoj 2017/18 godini su učili programski jezik Python. Tečaj programiranja odvijao se jednom tjedno (45 minuta) tijekom 17 tjedana. Ova studija želi pratiti tok učenja vizualnog i tekstualnog programskog jezika prateći novi nastavni plan i program osnovne škole u Republici Srbiji, odnosno postignuća i motivacija učenika za nastavak učenja programa. Korišteni istraživački instrument bio je upitnik. Rezultati ove studije pokazali su da je studentima bilo lakše savladati vizualni programski jezik Scratch nego tekstualni programski jezik Python. Međutim, rezultati istraživanja pokazuju da je algoritamski način razmišljanja i motivacija za učenje programiranja tekstualnog jezika zadovoljavajući s obzirom da učenici s njim nisu imali prethodno iskustvo.Ključne riječi: računsko razmišljanje; osnovno obrazovanje; tekstualno programiranje; vizualno programiranje. UvodU posljednjem desetljeću došlo je do širenja informacijsko komunikacijske tehnologije što je rezultiralo pojavom novih digitalnih uređaja. Djeca televizijskih i slikovnica predškolske i osnovnoškolske dobi sve se više zamjenjuju računalima, tabletima i pametnim telefonima. Dakle, djeca provode više vremena igrajući se na računalu i gledajući video isječke (koji mogu biti obrazovni ili drugi sadržaji). Međutim, ovi digitalni uređaji i Internet postaju važno okruženje za učenje djece. Računalo, kao jedan od digitalnih uređaja, ima važnu ulogu u poboljšanju obrazovanja (Salomon, 1985; Lenhart, Simon i Graziano, 2001).Ako djeca žele razumjeti i aktivno sudjelovati u novom digitalnom svijetu, moraju naučiti "Računalno razmišljanje" (Wing, 2006). Novi nacionalni kurikulum za računarstvo omogućit će djeci u Engleskoj da razumiju i steknu računalne vještine koje će im trebati u budućnosti. Na temelju novog računalnog programa djeca će stjecati znanje o strukturi i radu računala i razvijati svoje ideje koristeći novu tehnologiju (Berry, 2013). Clements i Meredith (1993) analiziraju zaključke radova (Hillel 1984; Carmichael, 1985; Kull, 1986; Hillel i Kieran, 1988) zaključak da programiranje Logo-a ima određene matematičke sadržaje koji se mogu koristiti s Logo-om. Dakle, pored tradicionalnog pristupa razumijevanju matematike, mogućnost usvajanja pomoću Logo-a. Štoviše, prema autorima Lye i Koh (2014) autori (Pea, 1983; Kurland, Pea, Clement i Mawby, 1986) vjeruju da empirijska istraživanja na kraju nisu pokazala da Logo poboljšava način razmišljanja djece.Ako smo željeli naučiti tradicionalni način programiranja u programskom jeziku, potrebno je poznavati upute tog jezika kako bi nas računalo razumjelo. Osnovna zadaća programiranja je naučiti naredbu programskog jezika (deklarativno znanje) i omogućiti korištenje tih podataka na različite načine (proceduralno znanje) (Palumbo, 1990). Autor je, na temelju (Pea, 1984), izrazio sumnju u statističku ovisnost između nastavnog jezika i metoda rješavanja problema. Devedesetih godina počinje se pojavljivati ​​zanimanje ljudi za programe koji koriste grafičko okruženje za programiranje, uklanjanje pogrešaka itd. Nastanak grafičkog okruženja bio je očekivan, jer je dobro poznato da je tradicionalno programiranje složenije za učenje jer zahtijeva određenu sposobnost koju nemaju svi ljudi. Stoga je potrebno realizirati grafičko okruženje koje će korisnicima biti lako i jednostavno kako bi privukli više ljudi zainteresiranih za "grafičko programiranje" (Halbert, 1984; Lewis i Olson, 1987; Myers, 1990). Informatika u osnovnoj školiStrategija: računarskih znanosti i programiranjaU računalnoj znanosti 1980-ih proučavala se struktura računala i njezin princip rada (hardver, logika, binarnost itd.). Devedesete su škole primijenile princip rada kao i korištenje računala i njegovih aplikacija, dok se programiranje samo spominje. Od 2011. godine dolazi do značajnih promjena, razvijaju se e-vještine i neke su organizacije uključene u definiranje informatike u školi uz zaključak da bi one trebale biti sastavni dio školskog kurikuluma (Doyle, 1988; e-skills UK, 2012; Livingstone i Hope, 2011; Crick i Sentance, 2011).Studij računarskih znanosti i programiranja itd. i uvođenje njihovih nastavnih planova i programa u osnovne škole provodili su Velika Britanija i Australija. Jedan od osnovnih ciljeva je bolja prilagodba ovih nastavnih planova i programa djeci u osnovnim školama (Duncan i Bell, 2015; Brown, Sentance, Crick i Humphreys, 2014; Falkner, Vivian i Falkner, 2014). Model kurikuluma informatike K-12 sastoji se od tri razine studija pri čemu svaka odgovara određenoj dobi učenika (Seehorn, 2011). Prva razina, K-8, namijenjena je određenoj dobi učenika, što u sustavu Republike Srbije odgovara učenicima u osnovnoj školi (prvenstveno za više razrede). Primjetna prednost nastavnog plana i programa K-12, gledajući strukturu nivoa, je jedan obavezni tečaj (barem) na osnovnoj razini, koji je bio nedostatak obrazovnog sustava u Srbiji (iako se do određene mjere izučava kroz tečajeve Tehničke i informatičko obrazovanje) (Frost, Verno, Burkhart, Hutton, North i Houston, 2009; K12, 2011).Prvi put nakon školske 2017./18. računarske znanosti se predaju u predmetu Informatika i računarstvo kao obvezni predmet za učenike od petog do osmog razreda u Republici Srbiji. Sadržaj ovog predmeta razlikuje se od prethodnog koji je bio izborni. Informatika i računarstvo sastoje se od tri teme: tehnologija informacijske komunikacije, digitalna pismenost i računarstvo. U okviru teme računarstva najvažnija novost je učenje vizualnog programskog jezika. Cilj kolegija je razvijanje digitalne pismenosti kao jedne od najvažnijih vještina 21. stoljeća. Novi program poštuje činjenicu da generacije rođene u digitalnom dobu dolaze u obrazovni sustav koji ima bogato iskustvo u korištenju tehnologije iz svakodnevnog života. Informatika i računarstvo približit će studentima informatičku tehnologiju i naučiti ih kako ih sigurno koristiti. S druge strane, programiranje studentima omogućuje razvijanje računalnog načina razmišljanja i rješavanja problema. Računalni način razmišljanja usmjeren je na rješavanje problema i primjenjiv je na svim područjima ljudske aktivnosti. Ovaj koncept kombinira dekompoziciju problema na manje, lakše riješene dijelove, identifikaciju uzoraka i općih rješenja, algoritam generiranja generalizacije i apstrakcije, rješavanje problema (MESTD, 2018).S pojavom programskih jezika dizajniranih tako da omoguće vizualno programiranje, gdje ne treba poznavati sintaksu programa, poput tekstualnih programskih jezika, zanimanje za njih počinje se širiti. Jedan od tih jezika je i Scratch koji djeci u osnovnoj školi omogućuje da samostalno i bez straha dobiju osnove programiranja. Scratch je dizajnirao Mitchel Resnick iz Massachusetts instituta tehnologa. Vrlo je jednostavan za upotrebu jer su kontrole (blokovi) na ekranu i mogu se međusobno prilagoditi i dobiti odgovarajuće značenje. Nema sintaksnog koda i poruka o pogrešci kao u tekstualnom programiranju (Resnick, Maloney, Monroy-Hernández, Rusk, Eastmond, Brennan i Kafai, 2009; Wilson i Moffat, 2010; Moreno i Robles, 2016).Učenjem programiranja djeca stječu računalno utemeljen način razmišljanja koji će im kasnije biti od pomoći u daljnjem obrazovanju. Kad napišu kod, stalno vode bitku sa kompajlerom hoće li se njihov kod izvršiti. Na taj način stječu bolje obrazovne mogućnosti i potiču ih da savladaju dojam da je pisanje koda izvan njihovih mogućnosti (Duncan, Bell i Tanimoto, 2014; Tsukamoto, Takemura, Nagumo, Ikeda, Monden i Matsumoto, 2015). Također, Lopez, Whalley, Robbins i Lister (2008)) pokazuju da je vještina pisanja u korelaciji s vještinom čitanja koda. Jedan od jednostavnih tekstualnih jezika je Python. Python je dizajnirao Guido van Rossum početkom 1990. Nudi sve što zahtijevamo od programskog jezika i lako ga je naučiti i razumjeti. Treba samo spomenuti: „Moja 10-godišnja kćer programira domaću zadaću iz matematike na Pythonu (upravo je napisala rutinu za pretvaranje stupnjeva Celzijusa u stupnjeve Fahrenheita)“ (Lindstrom, 2005). Pregled literatureScratch je vrlo popularan programski jezik. Moreno-León, Robles i Román-González (2015) izveli su pregled objavljen