Development and Psychometric Validation of a Computational Thinking Self-Assessment Instrument for Pre-Service Mathematics Teachers
Keywords
- Computational thinking
- Pre-Service Mathematics Teachers
- Instrument Development
- Self-Assessment
- Validity and Reliability
Abstract
Background: Computational Thinking (CT) is increasingly recognized as an essential skill in mathematics education, particularly for prospective teachers expected to solve complex problems in systematic ways. However, instruments to assess CT in the context of mathematics teacher preparation remain limited and underdeveloped. Aim: This study aimed to develop and psychometrically validate the Computational Thinking Self-Assessment (CTSA), a diagnostic tool designed to measure CT skills among prospective mathematics teachers based on four core dimensions: decomposition, abstraction, pattern recognition, and algorithmic thinking. Method: A total of 342 prospective mathematics teachers participated in this study. The CTSA underwent expert validation, followed by psychometric testing through a combination of Classical Test Theory and Item Response Theory approaches. Analyses included content validity indexing, Exploratory Factor Analysis (EFA), Confirmatory Factor Analysis (CFA), and the Graded Response Model (GRM). Results: Content validity results showed excellent agreement (I-CVI and S-CVI = 1.00). EFA supported a four-factor structure explaining 43% of total variance. CFA confirmed acceptable model fit (CFI = 0.86, RMSEA = 0.073, SRMR = 0.062). Most items showed high discrimination and logical thresholds in IRT analysis. Reliability values were acceptable (α = 0.70–0.77; CR = 0.68–0.77), although AVE values remained below the ideal threshold (AVE < 0.50). Conclusion: The CTSA instrument provides a valid, reliable, and theoretically grounded measure of computational thinking in the context of mathematics teacher education. Future revisions are needed to improve convergent validity, yet the instrument holds strong potential as a reflective assessment tool in teacher preparation programs.
Article history
- Received
- 2025-07-27
- Accepted
- 2026-02-20
- Available online
- 2026-05-21
Development and Psychometric Validation of a Computational Thinking Self-Assessment Instrument for Pre-Service Mathematics Teachers
APA
IEEE
MLA
تطوير أداة تقييم ذاتي للتفكير الحسابي والتحقق من صحتها النفسية لمعلمي الرياضيات قبل الخدمة
الكلمات الإفتتاحية
- Computational thinking
- Pre-Service Mathematics Teachers
- Instrument Development
- Self-Assessment
- Validity and Reliability
الملخص
خلفية البحث: يتزايد الاعتراف بالتفكير الحسابي كمهارة أساسية في تعليم الرياضيات، وخاصةً للمعلمين المُحتملين الذين يُتوقع منهم حل المشكلات المعقدة بطرق منهجية. ومع ذلك، لا تزال أدوات تقييم التفكير الحسابي في سياق إعداد معلمي الرياضيات محدودة وغير مُطوّرة. الهدفهدفت هذه الدراسة إلى تطوير وإثبات صحة التقييم الذاتي للتفكير الحسابي (CTSA) نفسياً، وهي أداة تشخيصية مصممة لقياس مهارات التفكير الحسابي بين معلمي الرياضيات المحتملين بناءً على أربعة أبعاد أساسية: التحلل، والتجريد، والتعرف على الأنماط، والتفكير الخوارزمي. المنهجية: شارك في هذه الدراسة 342 معلمًا رياضيات محتملًا. خضعت أداة CTSA للتحقق من صحة الخبراء، تلتها اختبارات نفسية قياسية باستخدام مزيج من نظريتي الاختبار الكلاسيكي ونظرية الاستجابة للمفردة. وشملت التحليلات فهرسة صلاحية المحتوى، وتحليل العوامل الاستكشافي (EFA)، وتحليل العوامل التأكيدي (CFA)، ونموذج الاستجابة المتدرج (GRM). النتائج: أظهرت نتائج صلاحية المحتوى توافقًا ممتازًا (I-CVI وS-CVI = 1.00). دعم تحليل EFA هيكلًا رباعي العوامل يُفسر 43% من إجمالي التباين. أكد تحليل CFA التوافق المقبول للنموذج (CFI = 0.86، RMSEA = 0.073، SRMR = 0.062). أظهرت معظم البنود تمييزًا وعتبات منطقية عالية في تحليل IRT. كانت قيم الموثوقية مقبولة (α = 0.70–0.77؛ CR = 0.68–0.77)، على الرغم من أن قيم AVE ظلت أقل من الحد المثالي (AVE < 0.50).. الاستنتاجات: تُقدم أداة CTSA مقياسًا صحيحًا وموثوقًا ومبنيًا على أسس نظرية للتفكير الحسابي في سياق إعداد معلمي الرياضيات. هناك حاجة إلى تعديلات مستقبلية لتحسين الصلاح المتقارب، إلا أن الأداة تتمتع بإمكانيات قوية كأداة تقييم تأملية في برامج إعداد المعلمين.
Article history
- تاريخ التسليم
- 2025-07-27
- تاريخ القبول
- 2026-02-20
- Available online
- 2026-05-21