Publicação
Enhancing computational thinking in preservice elementary math teachers through Design-Based Learning
| Resumo: | Introduction: Computational thinking and coding are essential competencies for future mathematics educators, fostering problem-solving and logical reasoning. Integrating these skills into teacher training requires innovative approaches that actively engage preservice teachers. Design-Based Learning (DBL) is a promising methodology that enhances computational thinking through iterative problem-solving and creative design processes. Objective: Analysing the impact of a Design-Based Learning (DBL) curriculum on preservice elementary mathematics teachers' computational thinking and coding abilities. Methods: The study employed an intervention-based mixed-methods design with 40 preservice mathematics teachers enrolled in an undergraduate program. The experimental group followed a curriculum consisting of four modules and 24 sessions. Data collection tools included the Computational Thinking Scale, Self-Efficacy Perception Scale towards Teaching Computational Thinking, and semi-structured interviews. Quantitative data were analysed using Multivariate Analysis of Variance (MANOVA) and independent-sample t-tests, while qualitative data were examined through content analysis. Results: Findings indicate that the DBL approach significantly improved preservice teachers' computational thinking and coding skills. Participants also highlighted that this methodology made learning more engaging, interactive, and effective. Conclusion: The study shows that Design-Based Learning is a valuable instructional approach for developing computational thinking in mathematics education. Implementing DBL in teacher training programs can enhance future educators' ability to integrate computational thinking into their teaching practices. |
|---|---|
| Autores principais: | Tadeu, Pedro |
| Outros Autores: | Kaya, Deniz; Kutluca, Tamer |
| Assunto: | Education and Social Development Sciences |
| Ano: | 2025 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | artigo |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Viseu |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Millenium |
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| author | Tadeu, Pedro |
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| dc.description.none.fl_str_mv | Introducción: El pensamiento computacional y la programación son competencias esenciales para los futuros docentes de matemáticas, ya que fomentan la resolución de problemas y el razonamiento lógico. Integrar estas habilidades en la formación docente requiere enfoques innovadores que involucren activamente a los futuros profesores. El Aprendizaje Basado en el Diseño (DBL – Design-Based Learning) es una metodología prometedora que mejora el pensamiento computacional mediante procesos iterativos de resolución de problemas y diseño creativo. Objetivo: Análisis del impacto de un currículo basado en el Aprendizaje Basado en el Diseño (DBL) en las habilidades de pensamiento computacional y programación de los futuros docentes de matemáticas en educación primaria. Métodos: Se empleó un diseño mixto basado en intervención, con 40 futuros docentes de matemáticas matriculados en un programa de grado. El grupo experimental siguió un currículo compuesto por cuatro módulos y 24 sesiones. Los instrumentos de recopilación de datos incluyeron la Escala de Pensamiento Computacional, la Escala de Autoeficacia Percibida para la Enseñanza del Pensamiento Computacional y entrevistas semiestructuradas. Los datos cuantitativos se analizaron mediante Análisis Multivariante de Varianza (MANOVA) y pruebas t para muestras independientes, mientras que los datos cualitativos se examinaron mediante análisis de contenido. Resultados: Los hallazgos indican que el enfoque DBL mejoró significativamente las habilidades de pensamiento computacional y programación de los futuros docentes. Además, los participantes destacaron que esta metodología hizo que el aprendizaje fuera más atractivo, interactivo y efectivo. Conclusión: El estudio muestra que el Aprendizaje Basado en el Diseño es una estrategia didáctica eficaz para desarrollar el pensamiento computacional en la enseñanza de las matemáticas. Implementar DBL en los programas de formación docente puede fortalecer la capacidad de los futuros profesores para integrar el pensamiento computacional en sus prácticas educativas. Introdução: O pensamento computacional e a programação são competências essenciais para futuros professores de matemática, promovendo a resolução de problemas e o raciocínio lógico. A integração destas competências na formação de professores exige abordagens inovadoras que envolvam ativamente os futuros docentes. A Aprendizagem Baseada em Design (DBL – Design-Based Learning) surge como uma metodologia promissora, potenciando o pensamento computacional através de processos iterativos de resolução de problemas e de design criativo. Objetivo: Analisar o impacto de um currículo baseado na Aprendizagem Baseada em Design (DBL) nas competências de pensamento computacional e programação de futuros professores de matemática do ensino básico. Métodos: Foi utilizado um desenho de investigação misto e baseado em intervenção, envolvendo 40 futuros professores de matemática inscritos num programa de licenciatura. O grupo experimental seguiu um currículo composto por quatro módulos e 24 sessões. Os instrumentos de recolha de dados incluíram a Escala de Pensamento Computacional, a Escala de Autoperceção de Autoeficácia no Ensino do Pensamento Computacional e entrevistas semiestruturadas. Os dados quantitativos foram analisados com Análise Multivariada de Variância (MANOVA) e teste t para amostras independentes, enquanto os dados qualitativos foram tratados através de análise de conteúdo. Resultados: Os resultados indicam que a abordagem DBL melhorou significativamente as competências de pensamento computacional e programação dos futuros professores. Os participantes referiram ainda que esta metodologia tornou a aprendizagem mais envolvente, interativa e eficaz. Conclusão: O estudo mostra que a Aprendizagem Baseada em Design é uma abordagem pedagógica eficaz para desenvolver o pensamento computacional no ensino da matemática. A implementação da DBL nos programas de formação de professores pode melhorar a capacidade dos futuros docentes para integrar o pensamento computacional na sua prática letiva. |
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Data collection tools included the Computational Thinking Scale, Self-Efficacy Perception Scale towards Teaching Computational Thinking, and semi-structured interviews. Quantitative data were analysed using Multivariate Analysis of Variance (MANOVA) and independent-sample t-tests, while qualitative data were examined through content analysis. Results: Findings indicate that the DBL approach significantly improved preservice teachers' computational thinking and coding skills. Participants also highlighted that this methodology made learning more engaging, interactive, and effective. Conclusion: The study shows that Design-Based Learning is a valuable instructional approach for developing computational thinking in mathematics education. Implementing DBL in teacher training programs can enhance future educators' ability to integrate computational thinking into their teaching practices.esIntroducción: El pensamiento computacional y la programación son competencias esenciales para los futuros docentes de matemáticas, ya que fomentan la resolución de problemas y el razonamiento lógico. Integrar estas habilidades en la formación docente requiere enfoques innovadores que involucren activamente a los futuros profesores. El Aprendizaje Basado en el Diseño (DBL – Design-Based Learning) es una metodología prometedora que mejora el pensamiento computacional mediante procesos iterativos de resolución de problemas y diseño creativo. Objetivo: Análisis del impacto de un currículo basado en el Aprendizaje Basado en el Diseño (DBL) en las habilidades de pensamiento computacional y programación de los futuros docentes de matemáticas en educación primaria. Métodos: Se empleó un diseño mixto basado en intervención, con 40 futuros docentes de matemáticas matriculados en un programa de grado. El grupo experimental siguió un currículo compuesto por cuatro módulos y 24 sesiones. Los instrumentos de recopilación de datos incluyeron la Escala de Pensamiento Computacional, la Escala de Autoeficacia Percibida para la Enseñanza del Pensamiento Computacional y entrevistas semiestructuradas. Los datos cuantitativos se analizaron mediante Análisis Multivariante de Varianza (MANOVA) y pruebas t para muestras independientes, mientras que los datos cualitativos se examinaron mediante análisis de contenido. Resultados: Los hallazgos indican que el enfoque DBL mejoró significativamente las habilidades de pensamiento computacional y programación de los futuros docentes. Además, los participantes destacaron que esta metodología hizo que el aprendizaje fuera más atractivo, interactivo y efectivo. Conclusión: El estudio muestra que el Aprendizaje Basado en el Diseño es una estrategia didáctica eficaz para desarrollar el pensamiento computacional en la enseñanza de las matemáticas. Implementar DBL en los programas de formación docente puede fortalecer la capacidad de los futuros profesores para integrar el pensamiento computacional en sus prácticas educativas.ptIntrodução: O pensamento computacional e a programação são competências essenciais para futuros professores de matemática, promovendo a resolução de problemas e o raciocínio lógico. A integração destas competências na formação de professores exige abordagens inovadoras que envolvam ativamente os futuros docentes. A Aprendizagem Baseada em Design (DBL – Design-Based Learning) surge como uma metodologia promissora, potenciando o pensamento computacional através de processos iterativos de resolução de problemas e de design criativo. Objetivo: Analisar o impacto de um currículo baseado na Aprendizagem Baseada em Design (DBL) nas competências de pensamento computacional e programação de futuros professores de matemática do ensino básico. Métodos: Foi utilizado um desenho de investigação misto e baseado em intervenção, envolvendo 40 futuros professores de matemática inscritos num programa de licenciatura. O grupo experimental seguiu um currículo composto por quatro módulos e 24 sessões. Os instrumentos de recolha de dados incluíram a Escala de Pensamento Computacional, a Escala de Autoperceção de Autoeficácia no Ensino do Pensamento Computacional e entrevistas semiestruturadas. Os dados quantitativos foram analisados com Análise Multivariada de Variância (MANOVA) e teste t para amostras independentes, enquanto os dados qualitativos foram tratados através de análise de conteúdo. Resultados: Os resultados indicam que a abordagem DBL melhorou significativamente as competências de pensamento computacional e programação dos futuros professores. Os participantes referiram ainda que esta metodologia tornou a aprendizagem mais envolvente, interativa e eficaz. Conclusão: O estudo mostra que a Aprendizagem Baseada em Design é uma abordagem pedagógica eficaz para desenvolver o pensamento computacional no ensino da matemática. A implementação da DBL nos programas de formação de professores pode melhorar a capacidade dos futuros docentes para integrar o pensamento computacional na sua prática letiva.engenEnhancing computational thinking in preservice elementary math teachers through Design-Based LearningesMejorando el pensamiento computacional en futuros profesores de matemáticas-educación primaria a través del Aprendizaje Basado en el DesignTranslatedTitleptPromover o pensamento computacional em futuros professores de matemática do ensino básico através da Aprendizagem Baseada em DesignTranslatedTitleTadeu, PedroTadeuPedroInstituto Politécnico da Guarda, Guarda, Portugal | Centro de Estudos em Educação e Inovação (CI&DEI), Guarda, Portugalorcid0000-0002-0698-400XKaya, DenizKayaDenizNevsehir Hacı Bektaş Veli University, Nevsehir, Turkeyorcid0000-0002-7804-1772Kutluca, TamerKutlucaTamerDicle University, Diyarbakır, Turkeyorcid0000-0003-0730-5248EISSN1647-662XIsPartOfPISSN0873-3015IsPartOf2025-06-27DOIhttps://doi.org/10.29352/mill0227.40841http://purl.org/coar/access_right/c_abf2open accessEducation and Social Development Scienceshttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501journal articlehttp://creativecommons.org/licenses/by/4.02025-06-27fulltextapplication/pdfMillenium - Journal of Education, Technologies, and Health27 |
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