计算思维教育中的性别差异：教学与评估策略对性别差距调节作用的三水平元分析

《EDUCATIONAL PSYCHOLOGY REVIEW》：Gender Disparity in Computational Thinking Pedagogy and Assessment: A Three-Level Meta-Analysis

　　本研究针对计算思维(CT)教育中长期存在的性别差异问题，通过三水平元分析系统评估了教学策略和评估方式对性别差距的影响。研究发现，虽然整体性别差异较小但显著(g=0.106)，但非数字化教学活动和概念性评估能有效缩小差距，而技术融合型教学会扩大男生优势。该研究为设计性别包容的CT教育提供了重要实证依据，对促进教育公平具有重要意义。

　　

在当今数字化时代，计算思维(Computational Thinking, CT)已成为基础教育的重要组成部分，但性别差异问题始终困扰着教育工作者。大量研究表明，在计算机科学和相关技术领域，女性参与度明显不足，这种差距从基础教育阶段就开始显现。尽管教育工作者已经开发了多种性别响应式教学策略，但关于不同教学环境下性别差异的具体表现，仍缺乏系统性的证据支持。

以往研究对性别差异的结论并不一致。有些研究发现男女学生在CT技能方面并无显著差异，但女生在信心、兴趣和自我效能感方面普遍较低；另一些研究则显示男生在编程和机器人等活动中表现更优。这种不一致可能源于研究方法、教学环境和评估工具的差异，凸显了需要更全面分析的必要性。

这项发表在《Educational Psychology Review》的研究采用了三水平元分析(three-level meta-analysis)方法，综合了53项实证研究、100个效应量和15,454名参与者的数据，旨在回答两个关键问题：CT教育中是否存在显著的性别差异？这种差异如何受到教学策略和评估方式的影响？

研究方法的关键技术

本研究严格遵循PRISMA(Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses)指南进行文献检索和筛选。研究团队从Web of Science、ACM Digital Library等五个主要学术数据库中系统检索相关文献，使用Hedges' g作为效应量指标，并采用三水平元分析模型解决效应量间的依赖性问题。该方法考虑了抽样方差、研究内方差和研究间方差三个层次的变异，使用R语言的metafor包进行统计分析，通过限制最大似然法估计模型参数，并采用漏斗图和Trim-and-Fill方法检验发表偏倚。

研究结果

整体分析结果

研究发现整体效应量为g=0.106(95% CI[0.024, 0.188])，表明存在较小但统计学上显著的性别差异，男生在CT学习中具有轻微优势。异质性检验显示效应量之间存在显著变异，其中抽样方差占28.27%，研究内方差占22.89%，研究间方差占48.85%，证明进行调节变量分析的必要性。

教学策略的调节作用

教学方式对性别差异有显著影响。技术融合型教学(plugged approach)和混合教学(mixed approach)分别产生g=0.123和g=0.354的效应量，表明这些环境扩大了男生优势。相反，非数字化教学活动(unplugged approach)产生负效应量(g=-0.112)，表明这类活动有助于缩小甚至逆转性别差异。

在教学工具方面，机器人教学产生最大效应量(g=0.173)，编程活动次之(g=0.125)，而非数字化活动和混合工具的效果不显著。学习设计(game-based learning、problem-based learning等)对性别差异无显著调节作用。

评估方式的调节作用

评估工具类型对性别差异无显著影响，但评估内容维度显示有趣模式。基于评分的任务(rubric-based task)产生较大效应量(g=0.156)，而选择题和Likert量表项目的效应量较小。在学习成果方面，CT表现和CT态度测量显示较大性别差异，而自我感知的CT技能差异较小。

研究结论与意义

本研究通过三水平元分析揭示了CT教育中性别差异的复杂图景。虽然整体差异较小，但在不同教学和评估环境下差异程度显著不同。技术融合型教学活动往往扩大男生优势，而非数字化活动则创造更公平的学习环境。这一发现对教育实践具有重要指导意义。

从Brennan和Resnick(2012)的CT三维框架看，性别差异在CT概念维度不明显，在CT实践维度变得显著，在CT视角维度最为突出。这表明女生的挑战更多来自实践应用和身份认同，而非基础概念理解。

研究建议采用分阶段的教学策略：从非数字化活动开始建立基础信心，逐步过渡到技术融合型活动，同时注重创建支持性学习环境。针对女生的教学设计应注重直观的用户界面、脚手架支持、合作学习以及与文化相关的情境设置。

本研究也存在一些局限，如部分调节变量亚组样本量较小、无法确立因果关系、仅考虑二元性别分类等。未来研究需要更多关注教学细节因素（如教师专业能力、课堂互动模式）的影响，并采用更包容的性别视角。

这项研究为促进CT教育性别平等提供了重要实证基础，指出通过精心设计的教学干预，完全有可能缩小甚至消除CT教育中的性别差距，为所有学生创造更包容的计算思维学习体验。