دراسة التحديات ومنظور التصميم الذي يؤثر على تعلم الحوسبة المادية والتعليم الرقمي

The shift towards physicality and materiality in interaction design and the rise of the Internet of Things is likely to lead to a high demand for physical computing devices and experiences in the coming years. Previous researches have argued that design and development for physical computing require on a diversity of skills including physical design, electronics, computational logic and programming and collaboration. Recent trends in computing education (e.g., initiatives that seek to encourage engagement with computer science topics from a younger age) have the potential to make schools a highly promising site for the development of physical computing skills. Yet, we hypothesize that teaching and learning physical computing is likely to present a range of unique challenges that aren’t addressed by programs that are primarily focused on topics of computing and computer programming alone. In this paper, we present a study that explores the extent and nature of physical computing teaching in the context of one high-profile computing education program: the UK’s Computing at School initiative. Our study comprised a questionnaire that was distributed to teachers, and follow-up interviews with selected respondents. Our findings suggested that physical computing concepts aren’t commonly taught in schools, despite physical computing tools being prevalent. Keywords: Physical computing, learning by doing, games and gamification, computing at schools, electrical circuits. 

إنه من المتوقع أن يؤدي التحول المادي في التصميم التفاعلي وتنامي استخدام إنترنت الأشياء إلى زيادة الطلب على أجهزة الحوسبة والتجارب والخبرات خلال السنوات المقبلة. وقد ناقشت الأبحاث السابقة أن تصميم وتطوير الحوسبة المادية يتطلبان مجموعة متنوعة من المهارات بما في ذلك التصميم المادي والإلكترونيات والمنطق الحسابي والبرمجة والتعاون الإلكتروني. حيث إن الاتجاهات الحديثة في تعليم الحوسبة (على سبيل المثال، المبادرات التي تهدف إلى تشجيع التفاعل مع موضوعات علوم الحاسوب في أعمار صغيرة) لديها القدرة على جعل المدارس موقعا واعدا ومميزا في تطوير مهارات الحوسبة المادية. ومع ذلك، فإننا نتوقع أن يقدم تدريس وتعليم الحوسبة المادية مجموعة من التحديات الفريدة التي لا تعالجها البرامج التي تركز في المقام الأول على مواضيع الحوسبة وبرمجة الحاسوب وحدها. وفي هذا الصدد، فإننا نعرض دراسة تستطلع مدى وطبيعة تدريس الحوسبة المادية في إطار برنامج مميز لتعليم الحوسبة: مبادرة الحوسبة المدرسية في المملكة المتحدة. وقد اشتملت الدراسة على استبانة تم توزيعها على المعلمين وكذلك متابعة المقابلات مع مجموعة مختارة من المشاركين. حيث تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن مفاهيم الحوسبة المادية لا تُدرس عادة في المدارس على الرغم من انتشار أدوات الحوسبة المادية. الكلمات المفتاحية: الحوسبة المادية، التعلم من خلال التطبيق، الألعاب، الحوسبة المدرسية، الدوائر الكهربائية.