تأثیر بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم بر خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی دانش‌آموزان

مقدمه

آموزش ریاضیات در دورۀ ابتدایی، به دلیل نقش آن در شکل‌گیری توانایی‌های شناختی، استدلالی و حل مسئله، یکی از ارکان اساسی نظام‌های آموزشی محسوب می‌شود. این دوره زمانی است که بسیاری از نگرش‌های یادگیری، الگوهای تفکر و مهارت‌های پایه‌ای دانش‌آموزان شکل می‌گیرد و زمینۀ موفقیت تحصیلی و حرفه‌ای آنان در سال‌های بعد را فراهم می‌سازد. از این منظر، ریاضیات صرفاً دانشی برای انجام محاسبات عددی نیست، بلکه ابزاری برای سازمان‌دهی اندیشه، تحلیل موقعیت‌ها، استدلال منطقی و تصمیم‌گیری آگاهانه به شمار می رود (Kilpatrick et al., 2001; NCTM, 2014). پژوهش‌های متعددی نیز نشان داده‌اند که کیفیت آموزش ریاضیات در سال‌های نخست تحصیل، افزون بر عملکرد تحصیلی، با رشد کارکردهای اجرایی، انعطاف‌پذیری شناختی، استدلال منطقی و توانایی حل مسئله در سال‌های بعد ارتباط مستقیم دارد (OECD, 2023; Darling-Hammond et al., 2020). با وجود این اهمیت، نتایج مطالعات بین‌المللی از جمله TIMSS نشان می‌دهد که بخش قابل‌توجهی از دانش‌آموزان، به‌ویژه در حوزۀ استدلال و کاربرد مفاهیم ریاضی، عملکرد مطلوبی ندارند و در حل مسائل غیرروتین با دشواری مواجهند (Mullis et al., 2024). این یافته‌ها نشان می‌دهد که چالش آموزش ریاضیات صرفاً انتقال مفاهیم نیست، بلکه پرورش توانایی اندیشیدن و استدلال کردن است. یکی از دلایل اصلی این وضعیت، غلبۀ رویکردهای سنتی تدریس در کلاس‌های ریاضی است. در این رویکردها، آموزش عمدتاً بر انتقال مستقیم دانش، حفظ قواعد و تکرار تمرین‌های مشابه استوار است و دانش‌آموزان فرصت اندکی برای تحلیل، کشف، آزمون راهبردها و مشارکت فعال در فرایند یادگیری پیدا می‌کنند (Hiebert & Grouws, 2007; Boaler, 2016). در نتیجه، موفقیت در ریاضیات، بیش از آنکه به فهم روابط و استدلال وابسته باشد، به حفظ الگوریتم‌های از‌پیش‌تعیین‌شده محدود می‌شود. چنین شرایطی نه تنها رشد تفکر منطقی را محدود می‌کند، بلکه بر باورهای انگیزشی دانش‌آموزان نیز اثر منفی می‌گذارد. در این میان، خودکارآمدی تحصیلی، یعنی باور فرد نسبت به توانایی خود در انجام موفقیت‌آمیز تکالیف، یکی از مهم‌ترین پیش‌بینی‌کننده‌های تلاش، پشتکار و عملکرد تحصیلی شناخته می‌شود (Bandura, 1997; Schunk & DiBenedetto, 2020). بنابراین، بهبود آموزش ریاضیات مستلزم طراحی محیط‌های یادگیری‌ای است که بتوانند هم‌زمان فرایندهای شناختی و باورهای انگیزشی دانش‌آموزان را تقویت کنند. در پاسخ به این نیاز، یادگیری مبتنی بر بازی به‌عنوان یکی از رویکردهای فعال آموزشی مورد توجه قرار گرفته است. این رویکرد، با ترکیب عناصر آموزشی و انگیزشی، زمینۀ مشارکت فعال، تجربۀ یادگیری معنادار و افزایش انگیزش را فراهم می‌کند (Plass et al., 2020; Gee, 2007). با این حال، یکسان تلقی کردن همۀ بازی‌های آموزشی می‌تواند به برداشت نادرستی از ظرفیت‌های این رویکرد منجر شود؛ زیرا بازی‌های آموزشی از نظر ساختار شناختی تفاوت‌های اساسی با یکدیگر دارند. بسیاری از بازی‌ها صرفاً با هدف افزایش جذابیت آموزش یا تمرین مطالب درسی طراحی می‌شوند و الزاماً یادگیرنده را درگیر فرایندهای شناختیِ سطح بالا نمی‌کنند. در مقابل، بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم بر پایۀ حل مسئله، طراحی راهبرد، تصمیم‌گیری مرحله‌ای و اصلاح مستمر خطاها شکل گرفته‌اند. در این بازی‌ها دانش‌آموز برای رسیدن به هدف ناگزیر است مسئله را تجزیه کند، روابط میان اجزا را تشخیص دهد، توالی منطقی اقدامات را طراحی کند، پیامد تصمیم‌های خود را پیش‌بینی کند و، در صورت نیاز، راهبرد خود را اصلاح نماید (Wing, 2006; Grover & Pea, 2013). بنابراین، مزیت این بازی‌ها صرفاً در جذابیت آن‌ها نیست، بلکه در ماهیت شناختی فعالیت‌هایی است که یادگیرنده را به استدلال نظام‌مند و تفکر الگوریتمی وادار می‌کند. بر اساس نظریه شناختی-اجتماعی بندورا، چنین تجربه‌هایی می‌تواند، از طریق فراهم کردن تجربۀ موفقیت، مشاهدۀ موفقیت همسالان، دریافت بازخوردهای تشویقی و کاهش اضطراب، منابع چهارگانۀ شکل‌گیری خودکارآمدی را فعال سازد (Usher & Pajares, 2009). هم‌زمان، از منظر نظریۀ بار شناختی، سازمان‌دهی مرحله‌ای فعالیت‌ها موجب کاهش بار شناختی غیرضروری و تمرکز بیشتر حافظۀ فعال بر فرایندهای اصلی یادگیری می‌شود (Sweller et al., 2019). همچنین، رویکرد یادگیری فعال بر این نکته تأکید دارد که یادگیری عمیق زمانی رخ می‌دهد که دانش‌آموز در ساخت دانش مشارکت مستقیم داشته باشد، نه اینکه صرفاً دریافت‌کنندۀ اطلاعات باشد (Freeman et al., 2014). از این ‌رو، انتظار می‌رود بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم، به دلیل هم‌زمانی این سازوکارهای شناختی و انگیزشی، نسبت به بسیاری از بازی‌های آموزشی متداول، ظرفیت بیشتری برای ارتقای تفکر منطقی و خودکارآمدی تحصیلی داشته باشند. مرور پژوهش‌های داخلی و خارجی اگرچه اثربخشی یادگیری مبتنی بر بازی را بر متغیرهایی مانند انگیزش، عملکرد تحصیلی و حل مسئله تأیید می‌کند (گلزار عزیر و همکاران، ۱۴۰۳؛ دیناروندی و همکاران، ۱۴۰۳؛ Ramli et al., 2025؛ Soriano-Sánchez et al., 2026)، اما نشان می‌دهد که بیشترِ این مطالعات بازی آموزشی را به‌عنوان یک مفهوم کلی بررسی کرده‌اند و میان بازی‌های مبتنی بر الگوریتم و سایر انواع بازی‌های آموزشی تمایز روشنی قائل نشده‌اند. افزون بر این، بخش عمده‌ای از پژوهش‌ها تنها یکی از پیامدهای شناختی یا انگیزشی مانند انگیزش، خودکارآمدی یا عملکرد تحصیلی را بررسی کرده‌اند (بختیاری و همکاران، ۱۴۰۴؛ Campanilla, 2025)، در حالی که مطالعات اندکی به بررسی هم‌زمان متغیرهای شناختی و انگیزشی، به‌ویژه تفکر منطقی و خودکارآمدی تحصیلی، پرداخته‌اند. از سوی دیگر، بسیاری از پژوهش‌های مرتبط با بازی‌های مبتنی بر الگوریتم یا تفکر محاسباتی در مقاطع متوسطه و آموزش عالی انجام شده‌اند (Cafarella & Vasconcelos, 2025؛ Noordin, 2025؛ Szilágyi et al., 2025) یا جامعۀ آماری آن‌ها دانش‌آموزان دارای اختلالات یادگیری بوده است (حبیبی ‌خوزانی و همکاران، ۱۴۰۳؛ امینیان و همکاران، ۱۴۰۳). همچنین، پژوهش‌هایی که به بازی‌های تعاملی یا بازی‌وارسازی پرداخته‌اند بیشتر بر جنبه‌های انگیزشی و مشارکتی تمرکز داشته‌اند و ساختار شناختی بازی‌ها را به‌طور اختصاصی تحلیل نکرده‌اند (جعفرخانی و همکاران، 1403؛ سبزی‌پور و فتحی، ۱۴۰۳؛ بنی‌عامریان و اسمعیلی گوجار، ۱۴۰۰؛ Pan et al., 2025؛ Qotrunada & Furqon, 2024). در نتیجه، هنوز شواهد تجربی کافی دربارۀ اثربخشی بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم بر تفکر منطقی و خودکارآمدی تحصیلی دانش‌آموزان پایۀ چهارم ابتدایی وجود ندارد و مشخص نیست که آیا ویژگی‌های شناختیِ متمایزِ این نوع بازی‌ها می‌تواند به‌طور هم‌زمان هر دو سازه را تحت تأثیر قرار دهد. بر این مبنا، هدف پژوهش حاضر بررسی اثربخشی بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم بر خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی دانش‌آموزان پایۀ چهارم ابتدایی در درس ریاضی است. در همین راستا، پژوهش حاضر می‌کوشد به این پرسش پاسخ دهد که «آیا استفاده از بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم می‌تواند به‌طور معناداری موجب ارتقای خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی دانش‌آموزان پایۀ چهارم ابتدایی شود؟»

روش

پژوهش حاضر از نظر هدف، کاربردی و از نظر روش، شبه‌آزمایشی با طرح پیش‌آزمون-پس‌آزمون با گروه کنترل بود. جامعۀ آماری شامل تمامی دانش‌آموزان پسر پایۀ چهارم ابتدایی مدارس دولتی شهر ساری در سال تحصیلی ۱۴۰۴-۱۴۰۵ بود و، با استفاده از روش نمونه‌گیری تصادفی خوشه‌ای چندمرحله‌ای، ابتدا یک مدرسه به‌طور تصادفی انتخاب، و سپس دو کلاس همگن از آن مدرسه به‌عنوان خوشه برگزیده شده و به‌صورت تصادفی در دو گروه آزمایش و کنترل (هر گروه ۲۰ نفر) گماشته شدند. گروه آزمایش طی ۱۰ جلسۀ ۴۵‌دقیقه‌ای آموزش مبتنی بر بازی‌های آموزشی الگوریتمی را دریافت کرد، اما، به ‌منظور کنترل اثرات مداخله‌گرانۀ صرفاً خروج از روتین و جذابیت بازی، گروه کنترل به‌جای آموزش سنتی منفعلانه، فعالیت‌های جایگزین غیرالگوریتمی شامل بازی‌های عددی بدون ساختار الگوریتمی، جدول‌های ضرب تعاملی، مسابقه‌های گروهی ریاضی با رویکرد سنتی و حل معماهای عددی بدون دنبالۀ الگوریتمی مشخص را در همان تعداد جلسات و مدت زمان مشابه انجام داد تا تنها تفاوت بین دو گروه در حضور یا عدم حضور ساختار الگوریتمی باشد. برای جلوگیری از انتقال اثر مداخله، کلاس‌ها در دو طبقۀ متفاوت مدرسه قرار گرفتند و دانش‌آموزان با یکدیگر تعامل نداشتند. همچنین، پیش‌آزمون و پس‌آزمون در هر دو گروه اجرا شد.

برای گردآوری داده‌ها از دو ابزار استاندارد استفاده شد. ابزار نخست، پرسش‌نامۀ خودکارآمدی عمومی شرر و همکاران بود (Sherer et al., 1982). این پرسش‌نامه یکی از ابزارهای شناخته‌شده برای سنجش باورهای خودکارآمدی است و در پژوهش حاضر برای ارزیابی باور دانش‌آموزان نسبت به توانایی خود در انجام فعالیت‌های یادگیری و تکالیف آموزشی به کار گرفته شد. بر اساس نظریۀ شناختی-اجتماعی بندورا، باورهای خودکارآمدی نقش مهمی در انتخاب رفتار، میزان تلاش، پشتکار، نحوۀ رویارویی با موانع و عملکرد افراد در موقعیت‌های مختلف، از جمله محیط‌های آموزشی، دارند (Bandura, 1997). از این ‌رو، این ابزار در بافت آموزشی پژوهش حاضر برای سنجش باورهای خودکارآمدی دانش‌آموزان مورد استفاده قرار گرفت.

مطابق Standards for Educational and Psychological Testing، شواهد روایی به تفسیر و کاربرد نمرات حاصل از ابزار در جامعۀ هدف مربوط است (Linn, 2011)؛ بنابراین، استفاده از یک ابزار در جامعه‌ای متفاوت از جامعۀ اولیه تدوین آن، مستلزم ارائۀ شواهدی از مناسب بودن، روایی و پایایی آن در همان جامعه است (American Educational Research Association, American Psychological Association, & National Council on Measurement in Education, 2014). بر همین اساس، پیش از اجرای اصلی پژوهش، مطالعۀ مقدماتی بر روی ۳۰ دانش‌آموز پسر پایۀ چهارم ابتدایی، که در نمونۀ اصلی پژوهش حضور نداشتند، انجام شد. هدف از این مرحله، بررسی خوانایی، وضوح واژگان، قابلیت درک گویه‌ها، تناسب مفهومی سؤالات با سطح رشد شناختی دانش‌آموزان و برآورد اولیۀ پایایی ابزار بود. پس از تکمیل پرسش‌نامه، از دانش‌آموزان دربارۀ میزان فهم گویه‌ها و واژه‌های دشوار بازخورد دریافت شد، و روایی صوری و محتوایی پرسش‌نامه نیز توسط متخصصان علوم تربیتی، روان‌شناسی تربیتی و معلمان پایۀ چهارم بررسی گردید. انجام اجرای آزمایشی و بررسی فهم‌پذیری گویه‌ها یکی از روش‌های توصیه‌شده برای اطمینان از مناسب بودن ابزار در جامعۀ هدف محسوب می‌شود (Willis, 2005). نتایج مطالعۀ مقدماتی نشان داد که دانش‌آموزان در درک مفاهیم گویه‌ها با مشکل قابل‌توجهی مواجه نبودند و هیچ‌یک از گویه‌ها از نظر وضوح، فهم یا تناسب مفهومی نیازمند اصلاح تشخیص داده نشد. در موارد محدودی که برخی دانش‌آموزان دربارۀ معنای برخی واژه‌ها سؤال داشتند، پژوهشگر تنها توضیحی کوتاه و یکسان، بدون تغییر در مفهوم گویه، ارائه کرد؛ بنابراین، نسخۀ اصلی پرسش‌نامه بدون تغییر در تعداد گویه‌ها، ساختار، مقیاس پاسخ‌دهی و شیوۀ نمره‌گذاری در پژوهش حاضر مورد استفاده قرار گرفت.

این پرسش‌نامه شامل ۱۷ گویه و سه خرده‌مقیاسِ تلاش، پشتکار و ابتکار است. پاسخ‌ها بر اساس طیف پنج‌درجه‌ای لیکرت نمره‌گذاری می‌شوند. در گویه‌های ۱، ۳، ۸، ۹، ۱۳ و ۱۵ نمره‌گذاری به‌صورت مستقیم و در سایر گویه‌ها به‌صورت معکوس انجام می‌شود. در پژوهش حاضر، نمرات بالاتر بیانگر سطح بالاتر باور دانش‌آموزان نسبت به توانایی خود در انجام موفق فعالیت‌های یادگیری و تکالیف آموزشی تلقی شد.

برای بررسی ویژگی‌های روان‌سنجی ابزار در نمونۀ پژوهش، همسانی درونی پرسش‌نامه با استفاده از ضریب آلفای کرونباخ محاسبه شد. ضریب آلفای کرونباخ برای کل پرسش‌نامه 83/0، و برای خرده‌مقیاس‌های تلاش 78/0، پشتکار 81/0 و ابتکار 76/0 به دست آمد که بیانگر پایایی مطلوب ابزار است. بنابراین، شواهد حاصل از مطالعۀ مقدماتی، تأیید روایی صوری و محتوایی و ضرایب پایایی به‌دست‌آمده نشان داد که پرسش‌نامه از کفایت روان‌سنجی لازم برای استفاده در دانش‌آموزان پسر پایۀ چهارم ابتدایی برخوردار است و استفاده از آن در پژوهش حاضر از نظر روش‌شناختی قابل دفاع است.

ابزار دوم، پرسش‌نامۀ تفکر منطقی کمبر (2000) بود که شامل ۱۶ سؤال و چهار بُعد انجام کارها بر اساس عادت، درک و فهم، تفکر تأملی و تفکر انتقادی است. هر بُعد شامل چهار سؤال بوده و پاسخ‌ها بر اساس مقیاس پنج‌درجه‌ای لیکرت از «کاملاً موافق» تا «کاملاً مخالف» نمره‌گذاری می‌شوند. نمرۀ هر بُعد از میانگین سؤالات مربوطه و نمرۀ کل پرسش‌نامه از میانگین تمامی گویه‌ها به دست می‌آید و دامنۀ نمرات بین ۴ تا ۲۰ قرار دارد، به‌طوری که نمرات بالاتر نشان‌دهندۀ سطح بالاتر تفکر منطقی است. این پرسش‌نامه در پژوهش‌های مختلف از روایی و پایایی مطلوبی برخوردار بوده است. در پژوهش حاضر، پایایی پرسش‌نامۀ تفکر منطقی با استفاده از ضریب آلفای کرونباخ ۸۴/۰ محاسبه شد که نشان‌دهندۀ پایایی مناسب ابزار است. داده‌های جمع‌آوری‌شده، پس از بررسی پیش‌فرض‌های آماری، با استفاده از روش‌های آمار توصیفی و استنباطی مورد تجزیه ‌و تحلیل قرار گرفتند. به ‌منظور بررسی اثر بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم بر خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی دانش‌آموزان و کنترل اثر پیش‌آزمون، از تحلیل کوواریانس (MANCOVA) استفاده شد.

یافته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها

پیش از اجرای تحلیل کوواریانس چندمتغیره (MANCOVA)، مفروضات اساسی این آزمون بررسی شد. بدین منظور، نرمال بودن توزیع متغیرهای وابسته با استفاده از آزمون شاپیرو-ویلک و شاخص‌های چولگی و کشیدگی ارزیابی شد که نتایج بیانگر عدم انحراف معنادار از توزیع نرمال بود (05/0<p). همگنی واریانس‌های متغیرهای وابسته با آزمون لوین بررسی شد و نتایج نشان داد که واریانس دو گروه تفاوت معناداری ندارد (05/0<p). همچنین، آزمون Box's M نشان داد که فرض همگنی ماتریس‌های کوواریانس برقرار است (001/0<p). به ‌منظور بررسی همگنی شیب‌های رگرسیون، اثر متقابل گروه و پیش‌آزمون برای هر یک از متغیرهای وابسته آزمون شد که معنادار نبود (05/0<p)، و در نتیجه این فرض نیز تأیید شد. علاوه بر این، بررسی نمودارهای پراکنش، وجود رابطۀ خطی بین متغیرهای وابسته و متغیر هم‌پراش را نشان داد و ضرایب همبستگی بین متغیرهای وابسته نیز بیانگرِ نبودِ هم‌خطیِ شدید و برقراری همبستگی در دامنۀ قابل‌قبول بود. بنابراین، با توجه به برقراری تمامی مفروضات، استفاده از تحلیل کوواریانس چندمتغیره برای تحلیل داده‌های پژوهش مناسب تشخیص داده شد.

نتایج داده‌ها در جدول 2 نشان داد در گروه کنترل میانگین نمرات خودکارآمدی تحصیلی از ۳.۲۲ در پیش‌آزمون به ۳.۵۰ در پس‌آزمون تغییر کرده است، که بیانگر افزایش جزئی در خودکارآمدی تحصیلی دانش‌آموزان در این گروه است. این تغییر به اندازۀ کافی قابل‌توجه نیست که بتوان آن را به‌طور قطعی به مداخله‌ای خاص نسبت داد و احتمالاً ناشی از عوامل دیگر است. همچنین، در گروه آزمایش میانگین نمرات خودکارآمدی تحصیلی از ۳.۲۵ در پیش‌آزمون به ۴.۲۳ در پس‌آزمون افزایش چشمگیری داشته است. این تغییرِ بزرگ نشان‌دهندۀ تأثیر مثبت مداخله، که احتمالاً استفاده از بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم بوده است، بر ارتقای خودکارآمدی تحصیلی دانش‌آموزان است. به عبارت دیگر، دانش‌آموزان گروه آزمایش، پس از دریافت آموزش‌های خاص، احساس بهتری نسبت به توانایی‌های خود در یادگیری و موفقیت در درس ریاضی پیدا کرده‌اند. میانگین نمرات تفکر منطقی نیز در گروه کنترل از ۲.۹۰ در پیش‌آزمون به ۳.۱۰ در پس‌آزمون افزایش یافته است. این تغییرِ کوچک، مشابه با تغییرات در خودکارآمدی تحصیلی، نشان‌دهندۀ تأثیر اندک عوامل دیگر بر گروه کنترل است. اما در گروه آزمایش، میانگین نمرات تفکر منطقی از ۳.۰۵ در پیش‌آزمون به ۴.۰۰ در پس‌آزمون تغییر کرده است. این افزایشِ معنادار و قابل‌توجه در گروه آزمایش بیانگر تأثیر مثبت بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم در بهبود مهارت‌های تفکر منطقی دانش‌آموزان است. به نظر می‌رسد که این بازی‌ها به دانش‌آموزان کمک کرده‌اند تا توانایی‌های منطقی خود را در حل مسائل ریاضی به‌طور قابل‌توجهی تقویت کنند.

با توجه داده های جدول 3، خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی دانش‌آموزان در دو گروه کنترل و آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. برای خودکارآمدی تحصیلی، میانگین گروه کنترل در پیش‌آزمون ۳.۲۲ با انحراف معیار ۰.۲۷ بود و پس از مداخله به ۳.۵۰ با انحراف معیار ۰.۴۵ رسید، که نشان‌دهندۀ افزایش نسبی اما نه چشمگیر در این گروه است. در گروه آزمایش، میانگین پیش‌آزمون ۳.۲۵ با انحراف معیار ۰.۳۴ و پس‌آزمون ۴.۲۳ با انحراف معیار ۰.۴۳ گزارش شد. مقایسۀ آماری نشان داد که تفاوت بین پیش‌آزمون و پس‌آزمون در گروه آزمایش معنادار است (۱۳۲/۲۷ F =، ۰.۰۰۰ p =) و اندازۀ اثرِ بزرگ ۰.۷۴، تأثیر مداخله بر افزایش خودکارآمدی تحصیلی را تأیید می‌کند. این نتایج بیانگر آن است که برنامۀ آموزشی یا مداخلۀ انجام‌شده توانسته است به شکل مؤثری اعتماد‌به‌نفس و توانایی‌های تحصیلی دانش‌آموزان را ارتقا دهد. در مورد تفکر منطقی، گروه کنترل در پیش‌آزمون میانگین ۲.۹۰ با انحراف معیار ۰.۳۰ و در پس‌آزمون ۳.۱۰ با انحراف معیار ۰.۲۸ داشت که نشان‌دهندۀ تغییر محدود و غیرمعنادار است. گروه آزمایش پیش‌آزمون ۳.۰۵ با انحراف معیار ۰.۳۲ و پس‌آزمون ۴.۰۰ با انحراف معیار ۰.۳۵ داشت. تحلیل آماری تفاوت این گروه در پیش‌آزمون و پس‌آزمون را معنادار نشان داد (95/28 F =، ۰.۰۰p =) و اندازۀ اثرِ بزرگ ۰.۷۲ حاکی از تأثیر قوی مداخله بر توانایی تفکر منطقی دانش‌آموزان است.

بحث و نتیجه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیری

پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم بر خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی دانش‌آموزان پایۀ چهارم ابتدایی در درس ریاضی انجام شد. نتایج حاصل از تحلیل داده‌ها نشان داد که استفاده از بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم تأثیر معنادار و قابل‌توجهی بر افزایش خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی دانش‌آموزان گروه آزمایش داشته است؛ به‌گونه‌ای که در گروه کنترل اگرچه میانگین نمرات پس‌آزمون نسبت به پیش‌آزمون افزایش اندکی نشان داد، اما این تغییرات محدود و غیرمعنادار بوده و احتمالاً ناشی از فرایند طبیعی یادگیری، تمرین‌های معمول کلاسی یا گذر زمان است. در مقابل، در گروه آزمایش افزایش چشمگیر نمرات خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی همراه با اندازۀ اثرِ بزرگ (۷۴/۰ برای خودکارآمدی تحصیلی و ۷۲/۰ برای تفکر منطقی) مشاهده شد که بیانگر اثربخشی بالای مداخلۀ آموزشی مبتنی بر بازی‌های الگوریتمی است. با این حال، در تفسیر این یافته‌ها باید توجه داشت که اثربخشی مشاهده‌شده را نمی‌توان صرفاً به ذات بازی‌ها نسبت داد، زیرا پروتکل آموزشی توسط محقق طراحی شده و توسط معلمی با گرایش تکنولوژی آموزشی، که از دانش تخصصی در زمینۀ طراحی و تسهیل بازی‌های آموزشی برخوردار بوده است، اجرا گردیده است. بنابراین، موفقیت مداخله حاصل تعامل پیچیده میان طراحی بازی، تخصص معلم در اجرا و تسهیل‌گری هدفمند، و کیفیت تعاملات اجتماعی شکل‌گرفته در کلاس درس است.

تبیین یافته‌های پژوهش در چارچوب نظری نیازمند توجه به ماهیت دوگانۀ تأثیر بازی‌های مبتنی بر الگوریتم است. در خصوص افزایش خودکارآمدی تحصیلی، اگرچه در نگاه نخست ممکن است ارتباط میان یک فعالیت شناختیِ مرحله‌مند با یک سازۀ عاطفی-انگیزشی دشوار به نظر رسد، اما، بر اساس نظریۀ شناختی-اجتماعی بندورا، خودکارآمدی نه صرفاً یک حالت عاطفی، بلکه قضاوتی شناختی دربارۀ توانایی‌های فردی است که از طریق تفسیر تجاربِ عملکردی شکل می‌گیرد. بازی‌های مبتنی بر الگوریتم، از طریق طراحی مرحله‌ای و افزایش تدریجی دشواری، زمینه را برای کسب تجارب موفقیتِ متوالی فراهم می‌کنند. هر گامِ موفق در بازی شواهدی عینی و غیرقابل‌انکار از توانایی یادگیرنده ارائه می‌دهد و این تجارب موفقیت قوی‌ترین منبع شکل‌گیری خودکارآمدی محسوب می‌شوند. افزون بر این، بازخورد فوری و اصلاحی در این بازی‌ها به یادگیرنده امکان می‌دهد تا خطاهای خود را شناسایی و اصلاح کند و، از این طریق، درک روشنی از پیشرفت تدریجی خود به دست آورد. بنابراین، مکانیسم اثر این بازی‌ها بر خودکارآمدی، از مسیر شناختی-ارزیابانه عمل می‌کند: دانش‌آموز با مشاهدۀ عملکرد موفق خود در مراحل مختلف بازی به این باور می‌رسد که توانایی حل مسائل ریاضی را دارد و این باور به‌تدریج به‌صورت خودکارآمدی تحصیلی در حوزۀ ریاضیات تثبیت می‌شود. در این فرایند نه صرفاً احساس مثبت، بلکه استدلال مبتنی بر شواهد عملکردی، زمینه‌ساز تغییر در خودکارآمدی است (Usher & Pajares, 2009). نقش معلم با گرایش تکنولوژی آموزشی در این فرایند نقشی حیاتی ایفا می‌کند، زیرا دانش تخصصی او در زمینۀ طراحی و تسهیل بازی‌های آموزشی موجب شده است تا بازخوردهای ارائه‌شده از کیفیت بالایی برخوردار باشد و بر فرایند حل مسئله و تلاش تأکید داشته باشد (در مقابلِ بازخورد صرفاً بر نتیجه)، که این امر می‌تواند اثربخشی بازی‌ها را در تقویت خودکارآمدی به‌طور چشمگیری افزایش دهد.

در خصوص تفکر منطقی، ماهیت مرحله‌ای، ساختارمند و مبتنی بر طراحی الگوریتم این بازی‌ها دانش‌آموزان را به‌طور نظام‌مند به تحلیل روابط، شناسایی الگوها، پیش‌بینی پیامدها و برنامه‌ریزی گام‌به‌گام سوق می‌دهد و همین امر موجب رشد تفکر منطقی و حل مسئله می‌شود (Wing, 2006; Grover & Pea, 2013). تخصص معلم در حوزۀ تکنولوژی آموزشی در این فرایند نقشی کلیدی ایفا کرده است: معلم، با طراحی سؤالات هدایت‌کننده، ایجاد چالش‌های فکری متناسب با سطح هر دانش‌آموز و تشویق به بحث و تبادل نظر در مورد راهبردهای مختلف حل مسئله، فرایند رشد تفکر منطقی را تسریع و تعمیق بخشیده است. به ‌عبارت ‌دیگر، بازی به‌تنهایی بستری برای رشد تفکر منطقی فراهم می‌کند، اما دانش و مهارت تخصصی معلم در تسهیل‌گری است که این بستر را به فرصتی برای یادگیری عمیق و پایدار تبدیل می‌سازد.

در خصوص توجیه اندازۀ اثرِ بزرگ در مدت زمان کوتاه مداخله باید توجه داشت که اگرچه ۱۰ جلسۀ ۴۵‌دقیقه‌ای در نگاه اول محدود به نظر می‌رسد، اما عوامل متعددی این یافته را توجیه‌پذیر می‌سازند: نخست اینکه هر جلسه بر اساس اصول یادگیری مبتنی بر بازی و نظریۀ بار شناختی طراحی شده بود و شامل تمرین‌های حل مسئلۀ هدفمند با ساختار مرحله‌ای و چالش‌های متناسب با سطح دانش‌آموز بود که بازخورد فوری در حین بازی فرایند یادگیری را تسریع کرده و باعث تثبیت سریع‌تر الگوهای صحیح تفکر می‌گردید (Sweller et al., 2019). دوم اینکه، بر اساس نظریۀ خودکارآمدی بندورا، مهم‌ترین منبع خودکارآمدی، تجارب موفقیت‌آمیز است و در طول ۱۰ جلسه بازی هر دانش‌آموز به‌طور میانگین بیش از ۵۰ بار تجربۀ موفقیت در حل مسائل را داشت، که این تعداد تجربۀ موفقیت‌آمیز در مدت زمان کوتاه می‌تواند به‌سرعت باورهای خودکارآمدی را تغییر دهد. سوم اینکه رویکرد یادگیری فعال بر این نکته تأکید دارد که یادگیری عمیق زمانی رخ می‌دهد که دانش‌آموز در ساخت دانش مشارکت مستقیم داشته باشد، نه اینکه صرفاً دریافت‌کنندۀ اطلاعات باشد، و بازی‌های مبتنی بر الگوریتم دقیقاً چنین مشارکت فعالی را فراهم می‌کنند (Freeman et al., 2014). چهارم اینکه، از منظر نظریۀ بار شناختی، سازمان‌دهی مرحله‌ای فعالیت‌ها موجب کاهش بار شناختی غیرضروری و تمرکز بیشترِ حافظۀ فعال بر فرایندهای اصلی یادگیری می‌شود. پنجم اینکه دانش‌آموزان پایۀ‌ چهارم ابتدایی، به ‌دلیل علاقۀ طبیعی به بازی، با انگیزۀ بالایی در جلسات شرکت می‌کردند که خود باعث تسریع یادگیری می‌شود (Plass et al., 2020; Gee, 2007). بنابراین، اندازۀ اثرِ بزرگِ به‌دست‌آمده با وجود مدت زمان نسبتاً کوتاه مداخله، با مبانی نظری و شواهد تجربی همخوانیِ کامل داشته و کاملاً قابل‌تبیین و توجیه‌پذیر است.

یافته‌های پژوهش حاضر با نتایج مطالعات داخلی و خارجی متعددی که در بخش مقدمه به آن‌ها اشاره شد همسو است. در زمینۀ خودکارآمدی تحصیلی، نتایج با پژوهش‌های بختیاری و همکاران (۱۴۰۴)، دیناروندی و همکاران (۱۴۰۳)، Campanilla (2025) و Ramli و همکاران (2025)، که نشان داده‌اند استفاده از بازی‌های آموزشی موجب افزایش انگیزه، مشارکت فعال و اعتمادبه‌نفس تحصیلی دانش‌آموزان می‌شود، همخوانی دارد. با این حال، تمایز پژوهش حاضر در این است که مطالعات مذکور عمدتاً بر بازی‌های دیجیتال یا پروژه‌محور با رویکرد کلی متمرکز بوده‌اند، در حالی که پژوهش حاضر، با تأکید بر بازی‌های مبتنی بر الگوریتم، نشان داده است که ساختار شناختیِ خاصِ بازی‌ها نقش تعیین‌کننده‌ای در میزان اثربخشی دارد.

در زمینۀ تفکر منطقی، همسویی قابل‌توجهی با یافته‌های گلزار عزیر و همکاران (۱۴۰۳)، حبیبی‌ خوزانی و همکاران (۱۴۰۳)، امینیان و همکاران (۱۴۰۳)، Cafarella & Vasconcelos (2025)، Noordin (2025)، Szilágyi و همکاران (2025)، Pan و همکاران (2025) و Qotrunada & Furqon (2024) مشاهده می‌شود که اثربخشی بازی‌های آموزشی و محیط‌های بازی‌محور را در ارتقای تفکر منطقی، مهارت‌های حل مسئله و خودکارآمدی تحصیلی تأیید کرده‌اند. پژوهش سبزی‌پور و فتحی (۱۴۰۳) و بنی‌عامریان و اسمعیلی گوجار (۱۴۰۰) نیز، که بر جنبه‌های انگیزشی و مشارکتی بازی‌ها تأکید داشته‌اند، با یافته‌های پژوهش حاضر در زمینۀ افزایش خودکارآمدی از طریق افزایش انگیزه و مشارکت فعال همسو هستند.

با این حال، تفاوت‌هایی میان نتایج این پژوهش و برخی مطالعات که اثرات ضعیف‌تر یا متوسط‌تری گزارش کرده‌اند مشاهده می‌شود. مطالعۀ Soriano-Sánchez و همکاران (2026)، که اندازۀ اثر متوسطی برای بازی‌های آموزشی بر خودکارآمدی گزارش کرده است، با یافته‌های پژوهش حاضر که اندازۀ اثر بزرگی (۷۴/۰) را نشان می‌دهد تفاوت دارد. این عدم همسویی می‌تواند ناشی از تفاوت در نوع بازی‌ها (الگوریتمی در برابر بازی‌های غیرساختارمند یا صرفاً سرگرم‌کننده)، مدت زمان مداخله، پایۀ تحصیلی، ویژگی‌های نمونه، نقش و میزان تخصص تسهیل‌گر و ابزارهای سنجش باشد. پژوهش حاضر به‌طور خاص بر بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم تأکید داشته است که مستقیماً فرایندهای شناختی و منطقی دانش‌آموزان را درگیر می‌کنند و با هدایت دقیق معلم متخصص اجرا شده‌اند، و همین امر می‌تواند علت اندازۀ اثر بالای به‌دست‌آمده در مقایسه با مطالعاتی باشد که از بازی‌های عمومی و بدون نظارت تخصصی استفاده کرده‌اند. همچنین، پژوهش‌هایی مانند مطالعۀ Ramli و همکاران (2025)، که به بررسی افزایش خودکارآمدی ریاضی با استفاده از یادگیری مبتنی بر بازی پرداخته‌اند، اگرچه همسو با یافته‌های پژوهش حاضر هستند، اما، به دلیل عدم تفکیک میان انواع بازی‌ها و نیز بی‌توجهی به نقش تسهیل‌گر و تعاملات اجتماعی، امکان مقایسۀ دقیق را فراهم نمی‌کنند.

در کنار نتایج مثبت، پژوهش حاضر با محدودیت‌های روش‌شناختی قابل‌توجهی نیز همراه بوده است که تفسیر یافته‌ها را با احتیاط مواجه می‌سازد. نخست، حجم نمونۀ محدود و اجرای پژوهش در یک جامعۀ آماری خاص (دانش‌آموزان یک مدرسه در یک منطقۀ شهری ساری) تعمیم‌پذیری یافته‌ها را به سایر جمعیت‌ها، مناطق جغرافیایی و بافت‌های فرهنگی-اقتصادی متفاوت محدود می‌سازد. دوم، کوتاه بودن دورۀ مداخله (۱۰ جلسه) یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های پژوهش است. با توجه به اینکه خودکارآمدی و تفکر منطقی سازه‌های نسبتاً پایداری هستند و تغییر آن‌ها نیازمند مداخلات مستمر و بلندمدت است، انتظار می‌رود مداخلات کوتاه‌مدت، بیشتر آغازگر فرایند تغییر باشند تا ایجادکنندۀ تغییرات بنیادین و پایدار. بنابراین، نتایج این پژوهش را باید به‌عنوان شواهدی اولیه از اثربخشی بازی‌های مبتنی بر الگوریتم در نظر گرفت و نه یافته‌هایی قطعی دربارۀ تغییرات پایدار. سوم، مهم‌ترین محدودیت پژوهش عدم امکان تفکیک دقیق سهم‌های جداگانۀ طراحی بازی، تخصص و عملکرد معلم به‌عنوان تسهیل‌گر و تعاملات اجتماعی در اثربخشیِ مشاهده‌شده است. از آنجا که پروتکل توسط محقق طراحی و توسط معلم متخصص تکنولوژی آموزشی اجرا شده است، نمی‌توان با اطمینان ادعا کرد که تأثیر مشاهده‌شده صرفاً ناشی از ذات بازی‌ها بوده است، بلکه این اثر حاصل تعامل پیچیدۀ این سه مؤلفه است. اجرای پژوهش توسط معلم با گرایش تخصصی تکنولوژی آموزشی اگرچه به کیفیت اجرا کمک کرده است، اما تعمیم‌پذیری نتایج به کلاس‌هایی با معلمان غیرمتخصص را با تردید مواجه می‌سازد. چهارم، از دیگر محدودیت‌های پژوهش استفاده از ابزارهای خودگزارشی برای سنجش خودکارآمدی تحصیلی بود. اگرچه پیش از اجرای اصلی، خوانایی و تناسب گویه‌های پرسش‌نامه برای دانش‌آموزان پایۀ چهارم ابتدایی در یک مطالعۀ مقدماتیِ بررسی و روایی صوری، محتوایی و پایایی آن در نمونۀ پژوهش تأیید شد، اما پاسخ‌های خودگزارشی همواره ممکن است تحت تأثیر ادراک فردی، تمایل به ارائۀ پاسخ‌های مطلوب اجتماعی و ویژگی‌های رشدی دانش‌آموزانِ این گروه سنی قرار گیرد. از این ‌رو، پیشنهاد می‌شود در پژوهش‌های آینده، در کنار پرسش‌نامه‌های خودگزارشی، از شاخص‌های عینی‌تر مانند مشاهدۀ عملکرد، ارزیابی معلم، یا سنجش‌های عملکردی نیز برای برآورد خودکارآمدی تحصیلی استفاده شود تا شواهد جامع‌تری در این زمینه فراهم گردد. پنجم، عدم امکان کنترل کامل متغیرهای مداخله‌گر، مانند سبک تدریس معلم، میزان حمایت خانواده، تجربۀ قبلی دانش‌آموزان با بازی‌های آموزشی و میزان آشنایی آنان با فناوری، از دیگر محدودیت‌های پژوهش محسوب می‌شود. اگرچه تلاش شد تا حد امکان متغیرهای مداخله‌گر کنترل شوند، اما در پژوهش‌های میدانی، کنترل کامل این متغیرها همواره با چالش مواجه است. ششم، این پژوهش صرفاً بر دو متغیر وابسته (خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی) متمرکز بوده و به بررسی سایر متغیرهای مرتبط مانند انگیزۀ درونی، اضطراب ریاضی و پیشرفت تحصیلی نپرداخته است؛ از این ‌رو، تصویر جامعی از تأثیر بازی‌های الگوریتمی بر ابعاد مختلف یادگیری ریاضی ارائه نمی‌دهد.

با وجود این محدودیت‌ها، نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد که بازی‌های آموزشی مبتنی بر الگوریتم، در کنار نقش معلم متخصص و تعاملات اجتماعی کلاس، می‌توانند به‌عنوان یک رویکرد آموزشی مؤثر در درس ریاضی دورۀ ابتدایی مورد استفاده قرار گیرند. بر این اساس، پیشنهاد می‌شود معلمان ابتدایی از این نوع بازی‌ها برای تقویت هم‌زمان خودکارآمدی تحصیلی و تفکر منطقی دانش‌آموزان بهره بگیرند، اما با آگاهی از اینکه تخصص و مهارت آن‌ها در تسهیل‌گری و هدایت بازی‌ها به اندازۀ خود بازی تعیین‌کننده است. معلمان باید پیش از اجرای بازی‌ها با اصول تسهیل‌گری، روش‌های ارائۀ بازخورد مؤثر و مبانی تفکر الگوریتمی آشنا شوند و در حین بازی، با پرسش‌های هدایت‌کننده، تشویق به بحث گروهی و ایجاد فضای امن برای آزمون و خطا، زمینه را برای اثربخشی حداکثری بازی‌ها فراهم سازند. به‌ویژه معلمان با گرایش تکنولوژی آموزشی یا معلمانی که دوره‌های ضمن‌خدمت در این حوزه را گذرانده‌اند می‌توانند اثربخشی بیشتری در اجرای این بازی‌ها داشته باشند. برنامه‌ریزان آموزشی نیز زمینۀ تلفیق هدفمند این بازی‌ها را در برنامه‌های درسی فراهم سازند و دوره‌های ضمن‌خدمتی برای توانمندسازی معلمان در زمینۀ تسهیل‌گری بازی‌های آموزشی طراحی کنند. همچنین، پیشنهاد می‌شود پژوهش‌های آینده با نمونه‌های بزرگ‌تر و متنوع‌تر از نظر جمعیت‌شناختی، دوره‌های مداخلۀ طولانی‌تر (حداقل ۲۰ تا ۳۰ جلسه) و استفاده از ابزارهای سنجش چندگانه (ترکیب روش‌های کمّی و کیفی مانند مصاحبه و مشاهده) انجام شود تا شواهد جامع‌تری در این زمینه فراهم آید. به‌ویژه طراحی پژوهش‌هایی که بتوانند سهم جداگانۀ بازی، تخصص معلم و تعاملات اجتماعی را از یکدیگر تفکیک کنند (مانند طرح‌های عاملی با سطوح مختلف حمایت معلم یا مقایسۀ معلمان متخصص و غیرمتخصص) می‌تواند به درک دقیق‌تری از مکانیسم اثر کمک کند. استفاده از روش‌های ارزشیابی عینی‌تر مانند سنجش عملکردی و آزمون‌های استانداردشدۀ تفکر منطقی به‌جای پرسش‌نامه‌های خودگزارشی می‌تواند به کاهش سوگیری‌های ناشی از ادراک ذهنی کمک کند. علاوه بر این، بررسی متغیرهای میانجی (مانند انگیزۀ درونی و اضطراب ریاضی) و تعدیل‌گر (مانند جنسیت، سطح توانایی شناختی و تجربۀ قبلی با بازی) در مطالعات آتی می‌تواند به درک دقیق‌تری از مکانیسم اثر بازی‌های مبتنی بر الگوریتم بر خودکارآمدی و تفکر منطقی منجر شود. انجام پژوهش‌های طولی برای بررسی پایداری تغییرات در خودکارآمدی و تفکر منطقی و مقایسۀ اثربخشی بازی‌های مبتنی بر الگوریتم با سایر رویکردهای آموزشی فعال (مانند یادگیری مبتنی بر پروژه یا یادگیری مشارکتی) از دیگر پیشنهادهای پژوهشی است. پژوهشگران همچنین می‌توانند اثربخشی بازی‌های الگوریتمی را در سایر دروس و پایه‌های تحصیلی مورد بررسی قرار دهند تا تعمیم‌پذیری یافته‌ها را افزایش دهند.

با این حال، در کاربرد نتایج باید توجه داشت که موفقیت مداخلات مبتنی بر بازی صرفاً به استفاده از بازی وابسته نیست، بلکه به کیفیت طراحی آموزشی، تخصص و نقش تسهیل‌گر معلم، تعاملات اجتماعی کلاس و میزان تناسب بازی با ویژگی‌های فردی دانش‌آموزان نیز بستگی دارد و این نکته در طراحی برنامه‌های آموزشی مبتنی بر بازی باید مد نظر قرار گیرد.

مشارکت نویسندگان

تمامی بخش‌های این مقاله توسط نویسنده تنظیم و تدوین شده است.

تشکر و قدردانی

بدین وسیله از تمامی دانش‌آموزان، والدین، معلمان، مدیران مدارس و مسئولین آموزش و پرورش شهرستان ساری که در انجام این پژوهش یاری رساندند صمیمانه قدردانی می‌شود.

تعارض منافع

تعارض منافعی در این مطالعه وجود ندارد.