顏玲 金禹蕙 楊卉 陳翠

【摘要】計(jì)算思維漸漸成為數(shù)字化社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)，普及計(jì)算思維教育，讓人們能夠充分運(yùn)用計(jì)算思維來(lái)認(rèn)識(shí)世界和解決問(wèn)題已成為共識(shí)。計(jì)算思維教育最好從兒童早期開(kāi)始，編程是促進(jìn)兒童計(jì)算思維發(fā)展的重要途徑。本研究針對(duì)108名5～6歲兒童實(shí)施為期8周的編程課程，研究結(jié)果表明：編程學(xué)習(xí)可以有效促進(jìn)兒童計(jì)算思維能力的提升，男孩計(jì)算思維能力顯著高于女孩，低分組兒童計(jì)算思維能力的提升顯著高于高分組兒童。建議要重視幼兒編程和計(jì)算思維的培養(yǎng)，實(shí)施有針對(duì)性的計(jì)算思維教育，尊重幼兒學(xué)習(xí)上的性別差異，對(duì)幼兒的學(xué)習(xí)進(jìn)行合理的評(píng)估。

【關(guān)鍵詞】編程學(xué)習(xí)；計(jì)算思維；大班幼兒

【中圖分類號(hào)】G612 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1005-6017（2022）04-0031-07

【作者簡(jiǎn)介】顏玲（2000-），女，江蘇揚(yáng)州人，蘇州科技大學(xué)教育學(xué)院本科生；金禹蕙（2000-），女，江蘇南通人，蘇州科技大學(xué)教育學(xué)院本科生；楊卉（2000-），女，浙江臺(tái)州人，蘇州科技大學(xué)教育學(xué)院本科生；陳翠（1983-），女，山東棗莊人，蘇州科技大學(xué)教育學(xué)院講師、碩士生導(dǎo)師，博士。

一、問(wèn)題的提出

計(jì)算思維（Computational Thinking）是指通過(guò)利用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念來(lái)解決問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類行為的過(guò)程[1]。計(jì)算思維正在影響著許多學(xué)科，包括算法醫(yī)學(xué)、計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)、計(jì)算法律、計(jì)算社會(huì)科學(xué)和數(shù)字考古學(xué)[2]。除此之外，計(jì)算思維甚至被提升為生活技能，到21世紀(jì)中葉，計(jì)算思維將成為一種基本技能，就像閱讀、寫(xiě)作和算術(shù)一樣，人人都將使用[3]。

以計(jì)算思維教育為核心的各種舉措正在全球興起。許多國(guó)家都在重視學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，為日新月異的數(shù)字化社會(huì)做好準(zhǔn)備。美國(guó)教育部教育科技辦公室（U.S. Department of Education Office of Educational Technology，OET）制定了國(guó)家教育科技政策，專注于提高學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)，并將計(jì)算思維作為幼兒教育環(huán)境中的優(yōu)先事項(xiàng)[4]。歐洲及其他地區(qū)的教育部正在加緊努力，將計(jì)算思維、編程、計(jì)算、算法思維、計(jì)算機(jī)科學(xué)融入正規(guī)教育。由34個(gè)歐洲國(guó)家教育部組成的非營(yíng)利組織“歐洲學(xué)校網(wǎng)”（European Schoolnet）于2018年發(fā)布“北歐在義務(wù)教育中引入計(jì)算思維和編程的方法”（The Nordic approach to introducing Computational Thinking and programming in compulsory education）。目前，超過(guò)20個(gè)歐洲國(guó)家在其課程中整合了編程或計(jì)算思維[5]。由此可見(jiàn)，計(jì)算思維教育在多個(gè)國(guó)家得到了普及和重視，并且有低齡化趨勢(shì)。

兒童生活在數(shù)字化的社會(huì)中，為了能有效地參與到現(xiàn)代數(shù)字世界中，也為未來(lái)工作做好充分準(zhǔn)備，勢(shì)必要掌握計(jì)算思維。如果要確保所有人都有理解和應(yīng)用計(jì)算思維的共同和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，那么這種學(xué)習(xí)最好在兒童早期進(jìn)行。編程是促進(jìn)兒童計(jì)算思維發(fā)展的重要途徑。實(shí)證研究表明，年僅4歲的兒童就可以通過(guò)編程的學(xué)習(xí)掌握計(jì)算思維[6]。使用機(jī)器人等有形系統(tǒng)，可以積極地影響幼兒正確排序和調(diào)試、排除故障的能力；使用可視化編程工具，學(xué)生可以開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的算法[7]。當(dāng)給予適合年齡的技術(shù)、課程和教學(xué)法時(shí)，幼兒可以積極參與計(jì)算機(jī)編程的學(xué)習(xí)，邁出發(fā)展計(jì)算思維的第一步[8]。但目前關(guān)于編程促進(jìn)幼兒計(jì)算思維發(fā)展的研究還非常有限，仍需更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)支撐這一觀念，況且幼兒在認(rèn)知能力、抽象思考和執(zhí)行功能等方面還處于發(fā)展階段，計(jì)算思維概念對(duì)于幼兒來(lái)說(shuō)，哪些是容易掌握的、哪些是難以理解的，還需要進(jìn)一步研究證實(shí)。因此，本研究基于美國(guó)塔夫茨大學(xué)（Tufts University） DevTech 研究小組專為幼兒開(kāi)發(fā)的編程活動(dòng)，在幼兒園實(shí)施為期8周的編程課程，以準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究法探討編程學(xué)習(xí)對(duì)幼兒計(jì)算思維發(fā)展的促進(jìn)作用。

二、研究方法

（一）研究對(duì)象

本研究為準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究，采用方便取樣法，研究對(duì)象為蘇州市兩所普惠性幼兒園的大班幼兒。在兩個(gè)幼兒園各隨機(jī)抽取兩個(gè)大班，并按班級(jí)隨機(jī)分配為實(shí)驗(yàn)組和控制組。在研究開(kāi)始之前，每位家長(zhǎng)會(huì)收到研究者發(fā)送的知情同意書(shū)，充分尊重家長(zhǎng)的知情權(quán)，據(jù)反饋，所有家長(zhǎng)都同意參與此項(xiàng)研究。因此，兩個(gè)園總計(jì)，實(shí)驗(yàn)組62人，控制組63人。由于課程期間有兒童請(qǐng)假、不愿意答題等因素，最后參與測(cè)量的幼兒分別為，實(shí)驗(yàn)組53人，控制組55人。

（二）課程實(shí)施

實(shí)施者為某高校學(xué)前教育專業(yè)的研究生，在校期間已通過(guò)幼兒教師資格證的考核，具備幼兒教師資格。面向大班幼兒，本次實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行8次課程，包括7節(jié)編程課程以及最后一次的高峰活動(dòng)，課程總計(jì)時(shí)長(zhǎng)為8～11小時(shí)之間。每周實(shí)施一節(jié)課程，共進(jìn)行8周，單元課程時(shí)長(zhǎng)維持在60～80分鐘。在幼兒園每周三下午或周四下午的區(qū)角活動(dòng)時(shí)實(shí)施我們的課程，減少對(duì)園內(nèi)正常課程的干擾，并根據(jù)計(jì)算思維遷移能力測(cè)試，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行前測(cè)和后測(cè)。

（三）課程設(shè)計(jì)

本研究采取的課程主要改編自美國(guó)塔夫茨大學(xué)（Tufts University）DevTech研究小組開(kāi)發(fā)的“機(jī)器動(dòng)物”（Robotic Animals）課程，該課程整合了基礎(chǔ)生物學(xué)的主題和機(jī)器人編程的核心概念[9]。特別強(qiáng)調(diào)的是：（1）區(qū)分生物和非生物，能夠根據(jù)它們的共同特征對(duì)生物和非生物進(jìn)行分組；（2）認(rèn)識(shí)到動(dòng)物是利用它們的感官與周圍環(huán)境產(chǎn)生互動(dòng)的；（3）理解動(dòng)物的棲息地是如何滿足其基本需求的。

第一課：堅(jiān)固的物體。了解、區(qū)分生物和非生物的特征。幼兒扮演工程設(shè)計(jì)師的角色，對(duì)自己知道或者感興趣的一些生物或非生物個(gè)體進(jìn)行模型創(chuàng)作，利用各種工藝和可回收材料修飾他們的機(jī)器人模型，并保證其堅(jiān)固性，這對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。

第二課：機(jī)器人是什么？學(xué)習(xí)什么是機(jī)器人。了解KIBO機(jī)器人的零部件，對(duì)其進(jìn)行描述，學(xué)會(huì)對(duì)機(jī)器人的程序塊進(jìn)行掃描，最終建構(gòu)出一個(gè)可以移動(dòng)且堅(jiān)固的機(jī)器人動(dòng)物。

第三課：編程是什么？掌握順序的重要性。知道每個(gè)程序都必須以Begin開(kāi)始，以End結(jié)束，其余所有程序塊都必須放置在兩者中間。不同的指令順序會(huì)產(chǎn)生不同的效果，嘗試調(diào)試自己設(shè)計(jì)的程序，從而使機(jī)器人像特定動(dòng)物那樣移動(dòng)。

第四課：什么是傳感器（1）？知道機(jī)器通過(guò)傳感器感知周圍的環(huán)境，而人類和動(dòng)物則是通過(guò)感官感受。認(rèn)識(shí)KIBO的聲音傳感器，使用“等待拍手模塊”進(jìn)行編程。

第五課：什么是重復(fù)循環(huán)？引導(dǎo)幼兒認(rèn)識(shí)動(dòng)物的遷徙現(xiàn)象，從而認(rèn)識(shí)重復(fù)循環(huán)。幼兒能夠識(shí)別需要循環(huán)程序的情況，從而設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)的運(yùn)行程序，并學(xué)習(xí)使用數(shù)字參數(shù)修改循環(huán)運(yùn)行的次數(shù)。知道只有將重復(fù)指令置于Repeat和End repeat中間，機(jī)器人才能執(zhí)行某種循環(huán)。

第六課：什么是傳感器（2）？聯(lián)系人類和動(dòng)物的感官，學(xué)習(xí)距離和光傳感器。能利用距離參數(shù)Until Near、Until far和光線參數(shù)Until Light、Until Dark編寫(xiě)KIBO的循環(huán)程序。分別設(shè)計(jì)兩個(gè)程序，一個(gè)使用距離傳感器，另一個(gè)使用光傳感器，運(yùn)行程序，讓幼兒討論機(jī)器人會(huì)怎么做。

第七課：什么是Ifs？引導(dǎo)幼兒思考不同類型動(dòng)物睡眠的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)條件程序的語(yǔ)法，知道機(jī)器人只執(zhí)行放在If和End If之間的條件選擇。激發(fā)幼兒想象KIBO為某種動(dòng)物，學(xué)習(xí)使用距離參數(shù)Near、Far和光線參數(shù)Light、Dark為KIBO編寫(xiě)條件程序，使其在白天和晚上從事不同的活動(dòng)。

第八課：高峰活動(dòng)。最后一節(jié)課時(shí)，幼兒需要綜合運(yùn)用前面幾節(jié)課的編程知識(shí)，以小組為單位，合作制作喜歡的機(jī)器人動(dòng)物，模仿該動(dòng)物的習(xí)性和行為特征，設(shè)計(jì)指令，運(yùn)行程序。

（四）編程工具

本研究使用的工具是KIBO編程教具。KIBO是專為4～7歲兒童設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的機(jī)器人編程工具包，幫助兒童學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的編程技能[10]。該工具包中包含車輪、電動(dòng)機(jī)、傳感器等易于連接的建筑材料以及不同的有形編程塊。設(shè)計(jì)者在編程塊中可以引入許多復(fù)雜的編程概念，例如嵌套語(yǔ)句、重復(fù)循環(huán)、條件語(yǔ)句等。KIBO在機(jī)器人中嵌入了掃描儀，使用者根據(jù)需求，選擇編程塊進(jìn)行排序，再將機(jī)器人從左往右依次掃描編程塊上的條形碼，機(jī)器人便能立即按照編程塊上的指令和程序作出相應(yīng)的反應(yīng)。此外，KIBO工具包還提供能夠促進(jìn)個(gè)性發(fā)展的藝術(shù)平臺(tái)，兒童可以使用各種工藝材料對(duì)機(jī)器人進(jìn)行修飾，運(yùn)用到日常生活中的各個(gè)場(chǎng)景。

（五）測(cè)量工具

測(cè)量工具修改自德蘭（Tran）計(jì)算思維評(píng)量工具，Tran對(duì)小學(xué)三年級(jí)兒童進(jìn)行了五個(gè)方面的評(píng)量，即排序、算法、重復(fù)循環(huán)、調(diào)試、條件[11]?？紤]到本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象為大班幼兒，研究者根據(jù)年齡適當(dāng)降低難度，簡(jiǎn)化了當(dāng)中的一些選項(xiàng)，合并排序和算法，并增加了兩個(gè)非常重要的概念：抽象和分解。本評(píng)量工具共考察計(jì)算思維的六項(xiàng)能力：抽象、排序（算法）、重復(fù)循環(huán)、分解、調(diào)試、推理（條件分支）。測(cè)試時(shí)和幼兒一對(duì)一交流，將每道題目念給幼兒聽(tīng)，幼兒告訴評(píng)量者答案或者自行圈出答案，如果幼兒表現(xiàn)出對(duì)題目或選項(xiàng)的不理解，則重復(fù)念給幼兒聽(tīng)，但不提供任何答案線索。本測(cè)試盡最大能力保證所有題目和選項(xiàng)能夠讓幼兒理解，并且不對(duì)幼兒做時(shí)間限制。通常幼兒完成測(cè)試的時(shí)間在15～20分鐘，個(gè)別幼兒會(huì)達(dá)到40分鐘。

三、研究結(jié)果與分析

本研究測(cè)試兒童6項(xiàng)計(jì)算思維能力，每項(xiàng)由2個(gè)問(wèn)題組成，分別考察抽象、排序、重復(fù)循環(huán)、分解、調(diào)試和推理，共12個(gè)題目，幼兒每答對(duì)一題計(jì)1分，計(jì)分范圍為0～12分。

在前測(cè)中，實(shí)驗(yàn)組和控制組平均分并無(wú)顯著差異（t=0.348，p>0.05）。后測(cè)結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組的平均分顯著高于控制組（t=4.005，p<0.05）。為直觀地了解兩組幼兒在六項(xiàng)計(jì)算思維能力上的具體表現(xiàn)，對(duì)該兩組六項(xiàng)測(cè)試的平均分進(jìn)行檢驗(yàn)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。兩組幼兒在抽象上都獲得了最高分，在重復(fù)循環(huán)上都獲得了最低分，且實(shí)驗(yàn)組幼兒在抽象（t=2.481，p=0.015，p<0.05）、分解（t=2.400，p=0.018，p<0.05）的測(cè)試結(jié)果上顯著高于控制組，實(shí)驗(yàn)組幼兒在重復(fù)循環(huán)（t=2.727，p=0.008，p<0.01）的測(cè)試結(jié)果極其顯著高于控制組。

為了解性別對(duì)編程學(xué)習(xí)的影響，將實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)按性別分成兩組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。前測(cè)中，男、女孩在計(jì)算思維能力的表現(xiàn)上沒(méi)有顯著差異（t=1.619，p=0.112，p>0.05）。但后測(cè)結(jié)果顯示，男、女孩在計(jì)算思維能力上存在顯著差異（t=2.174，p=0.034，p<0.05），并且男孩的平均分（M=7.71）要高于女孩（M=6.32）。這說(shuō)明，接受編程學(xué)習(xí)后，男孩在計(jì)算思維能力上的表現(xiàn)要顯著優(yōu)于女孩。為進(jìn)一步了解男、女孩在計(jì)算思維單項(xiàng)能力上是否存在顯著差異，對(duì)六項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行t檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。在排序（t=3.097，p=0.003，p<0.01）和重復(fù)循環(huán)（t=3.005，p=0.004，p<0.01）兩項(xiàng)計(jì)算思維上男孩的得分極其顯著高于女孩。

為了解幼兒在計(jì)算思維能力上的提升情況，研究者依據(jù)心理學(xué)中對(duì)高低分組的規(guī)定，將前測(cè)分?jǐn)?shù)的前27%設(shè)為高分組（N=14，M=7.57），后27%設(shè)為低分組（N=14，M=2.21），利用t檢驗(yàn)對(duì)兩組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。在前測(cè)中，高分組的單項(xiàng)得分都顯著高于低分組，而后測(cè)中高分組僅在重復(fù)循環(huán)和調(diào)試上的得分顯著高于低分組，其他四項(xiàng)均無(wú)顯著差異。為深入了解兩組在各項(xiàng)能力上的提升，對(duì)高、低分組各項(xiàng)能力前后測(cè)分?jǐn)?shù)的差異進(jìn)行樣本t檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3，高分組在抽象（t=-2.868，p=0.012，p<0.05）和排序上的提升（t=-2.500，p=0.019，p<0.05）顯著低于低分組。

四、討論

（一）編程學(xué)習(xí)有助于提升幼兒的計(jì)算思維能力

經(jīng)過(guò)8次課程的編程學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)組幼兒的計(jì)算思維能力顯著優(yōu)于沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何編程學(xué)習(xí)的控制組幼兒，這說(shuō)明編程學(xué)習(xí)有利于促進(jìn)5～6歲幼兒計(jì)算思維的發(fā)展，也印證了弗蘭納里（Flannery）和伯斯（Bers）的結(jié)論，有效的教學(xué)設(shè)計(jì)，不僅可以教授幼兒特定技術(shù)，而且可以教授計(jì)算思維等高級(jí)思維技能[12]。也進(jìn)一步說(shuō)明，4歲以上的兒童就可以掌握計(jì)算思維的強(qiáng)大思想[13]。編程環(huán)境是一種功能強(qiáng)大的可重構(gòu)計(jì)算媒體，促使兒童在解決問(wèn)題的過(guò)程中，以清晰、簡(jiǎn)潔的方式分析、組織、表達(dá)和評(píng)價(jià)自己的思想，幫助兒童讓自己的思考過(guò)程外顯，通過(guò)外化的思考來(lái)檢驗(yàn)自己的想法，反思自己的表現(xiàn)[14]，這個(gè)過(guò)程不僅強(qiáng)化了計(jì)算思維能力，還幫助兒童形成了認(rèn)知靈活性，進(jìn)而做到知識(shí)的遷移。本研究的結(jié)果也為5～6歲的兒童能夠理解表征和抽象的概念提供了實(shí)證研究證據(jù)。

（二）實(shí)驗(yàn)組幼兒在抽象、重復(fù)循環(huán)、分解上的表現(xiàn)均顯著優(yōu)于控制組

本研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組幼兒在抽象上的得分顯著高于控制組，說(shuō)明經(jīng)過(guò)編程學(xué)習(xí)，幼兒對(duì)生活化情景的判別更加清晰明確，能夠更好地抽象出該情境中各項(xiàng)步驟的關(guān)系并進(jìn)行運(yùn)用。這項(xiàng)結(jié)果符合學(xué)界的一些觀點(diǎn)，即幼兒學(xué)習(xí)編程有助于抽象能力的提升。重復(fù)循環(huán)對(duì)幼兒來(lái)說(shuō)是較為復(fù)雜的概念，但實(shí)驗(yàn)組幼兒得分仍顯著高于控制組，本實(shí)驗(yàn)觀察到，大部分幼兒可以單獨(dú)使用循環(huán)進(jìn)行編程，甚至一些幼兒可以將循環(huán)和條件相互嵌入，設(shè)計(jì)出含有嵌套結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程序，這說(shuō)明5～6歲的幼兒能夠理解非線性的指令。分解是將復(fù)雜的任務(wù)分解為多個(gè)部分或一系列較簡(jiǎn)單的子任務(wù)的過(guò)程，經(jīng)過(guò)編程學(xué)習(xí)，幼兒可以很好地掌握分解的概念。這與帕默（Palme r）的研究一致，即幼兒能夠?qū)⒕幊探Y(jié)構(gòu)分解成較小的部分，在有限的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)[15]。證實(shí)幼兒能夠理解分解的概念，這不僅是順序邏輯思維的應(yīng)用，也是解決問(wèn)題的過(guò)程。

（三）男孩的計(jì)算思維能力顯著高于女孩

本研究表明，幼兒的計(jì)算思維水平存在顯著性別差異，男孩在排序和重復(fù)循環(huán)上的得分顯著高于女孩，而在抽象、分解、調(diào)試、推理四項(xiàng)上無(wú)顯著差異。這個(gè)結(jié)果與之前的研究不一致，科魯庫(kù)（Korucu）等人的研究表明計(jì)算思維水平并沒(méi)有性別上的顯著差異。雖然女性相比于男性需要投入更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)相同的計(jì)算思維技能，但這并不意味著他們性別上的顯著差異[16]。本研究證實(shí)幼兒的計(jì)算思維學(xué)習(xí)是存在性別差異的，特別在排序和重復(fù)循環(huán)這兩項(xiàng)能力上。編程學(xué)習(xí)有效促進(jìn)了男孩排序能力的增長(zhǎng)，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程時(shí)，就必須對(duì)機(jī)器人的命令進(jìn)行排序，按正確的順序放置對(duì)象并進(jìn)行操作，男孩在解決問(wèn)題時(shí)，會(huì)聯(lián)想到編程命令的排序，思考事物的邏輯順序，女孩雖然排序能力也獲得了進(jìn)步，但在將其遷移到編程之外的應(yīng)用上有一定困難。男、女孩在重復(fù)循環(huán)概念上的顯著差異，說(shuō)明重復(fù)循環(huán)對(duì)女孩可能是更具復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性的概念。女孩在編程過(guò)程中往往難以明確應(yīng)該對(duì)哪個(gè)指令執(zhí)行重復(fù)循環(huán)，又或者是她們?nèi)菀谆煜Y(jié)束塊和結(jié)束重復(fù)塊。此外，重復(fù)循環(huán)還需要運(yùn)用數(shù)值，女孩在抽象出執(zhí)行命令所需的數(shù)值上會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，可能跟她們需要比男孩付出更長(zhǎng)的時(shí)間去轉(zhuǎn)化有關(guān)[17]。

（四）低分組兒童計(jì)算思維能力的提升顯著高于高分組兒童

實(shí)驗(yàn)表明，低分組計(jì)算思維的提升顯著高于高分組，這與?；℉eikkil ）等人的研究結(jié)果一致。實(shí)驗(yàn)中低分組的弱勢(shì)可能來(lái)自自身生理?xiàng)l件、家庭經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)科技條件和整體教育缺失等多個(gè)方面[18]，但本研究發(fā)現(xiàn)，事先沒(méi)有接觸過(guò)計(jì)算思維教育的孩子反而會(huì)表現(xiàn)得更加努力，這些頗具挑戰(zhàn)性的內(nèi)容使得在計(jì)算思維領(lǐng)域處于弱勢(shì)的兒童取得更大的收獲，不僅僅是計(jì)算思維能力的提升，更是幼兒社會(huì)性、個(gè)性、動(dòng)作和語(yǔ)言的全面發(fā)展。因此在學(xué)前階段，幼兒計(jì)算思維能力的高低，不能成為教師對(duì)幼兒形成觀念定型和偏見(jiàn)的依據(jù)，教師應(yīng)在計(jì)算思維培養(yǎng)的過(guò)程中理解幼兒差異，提供有區(qū)分度的教學(xué)。

五、教育建議

（一）重視幼兒編程和計(jì)算思維能力的培養(yǎng)

幼兒編程和計(jì)算思維的學(xué)習(xí)需要教師和家長(zhǎng)的共同努力。一方面，教師自身計(jì)算思維能力的提高是為幼兒提供計(jì)算思維教育的重要前提。教師應(yīng)當(dāng)完善計(jì)算思維理論基礎(chǔ)，深入理解計(jì)算思維內(nèi)涵，將編程納入幼兒教學(xué)課程，有的放矢地實(shí)施編程啟蒙教育。另一方面，家園合作是促進(jìn)幼兒編程教育良好發(fā)展的重要因素。計(jì)算思維課程更加適合小組教學(xué)，且在現(xiàn)實(shí)背景下，諸如平板或者不插電編程等的機(jī)器人教具也許會(huì)在家庭中得到更好的解決。

因此，幼兒園可以向家長(zhǎng)宣傳計(jì)算思維的重要性，同時(shí)介紹各類兒童編程工具，特別是一些幼兒編程網(wǎng)站和優(yōu)質(zhì)的玩教具。家長(zhǎng)也應(yīng)隨時(shí)關(guān)注孩子的發(fā)展情況，對(duì)幼兒園編程教育的實(shí)施表示理解，共同為幼兒計(jì)算思維能力的發(fā)展做出努力。

（二）實(shí)施有針對(duì)性的編程和計(jì)算思維教育

編程學(xué)習(xí)是幫助幼兒掌握抽象、重復(fù)循環(huán)等計(jì)算思維能力的有效途徑。因此，教育者應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮編程學(xué)習(xí)的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，有效挖掘編程課程中所蘊(yùn)含的計(jì)算思維要素。在教學(xué)過(guò)程中，教師需了解幼兒已有的能力水平和生活經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上著眼于幼兒的“最近發(fā)展區(qū)”。對(duì)于幼兒難以掌握的計(jì)算思維內(nèi)容，例如重復(fù)循環(huán)，教師可以先以啟蒙為主，將涉及該部分內(nèi)容的編程課程拆解成更加細(xì)致的教學(xué)活動(dòng)，放慢教學(xué)速度，逐步提高任務(wù)的難度，引導(dǎo)幼兒了解其存在的具體意義并運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中。此外，教師可以結(jié)合趣味性的編程教學(xué)，鼓勵(lì)幼兒運(yùn)用已掌握的計(jì)算思維能力去探索新的知識(shí)和領(lǐng)域，幫助幼兒取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而發(fā)揮潛能。

（三）尊重幼兒在計(jì)算思維學(xué)習(xí)上的性別差異

男、女孩在計(jì)算思維的學(xué)習(xí)上存在性別差異，教師應(yīng)針對(duì)男、女孩采用不同的教學(xué)方法。對(duì)于男孩來(lái)說(shuō)，尤其對(duì)于排序和重復(fù)循環(huán)的學(xué)習(xí)，教師可以提供難度稍大、更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，促進(jìn)其計(jì)算思維進(jìn)一步的發(fā)展，滿足有差別的認(rèn)知需要。對(duì)于女孩來(lái)說(shuō)，教師可以關(guān)注多樣化的任務(wù)，面對(duì)同樣的任務(wù)，可以給予女孩更多的時(shí)間去考慮，或者在同樣的時(shí)間下，可以為女孩提供不同要求的任務(wù)。除此之外，性別上的差異也為教師促進(jìn)孩子們的合作交流提供契機(jī)。在開(kāi)展編程活動(dòng)時(shí)，教師可以有選擇地進(jìn)行分組，積極促進(jìn)同伴合作，發(fā)揮幼兒的主動(dòng)性，大膽鼓勵(lì)幼兒合作解決更多問(wèn)題。

（四）對(duì)幼兒的計(jì)算思維學(xué)習(xí)進(jìn)行合理的評(píng)估

幼兒對(duì)于計(jì)算思維的掌握程度存在差異，正是這種差異對(duì)我們的教育發(fā)出挑戰(zhàn)并提出更高的要求。教師要及時(shí)對(duì)幼兒計(jì)算思維的學(xué)習(xí)與發(fā)展情況進(jìn)行合理的評(píng)估，為下一階段的教學(xué)提供方向和依據(jù)。同時(shí)，教師也要相信每一個(gè)幼兒都有學(xué)習(xí)計(jì)算思維的潛能，只是接受程度有快有慢，要精心發(fā)掘不同幼兒擅長(zhǎng)的能力，力求使每一位幼兒都感受到成功的喜悅。讓其在兒童早期具有與編程愉快邂逅的經(jīng)歷，這將為他們適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)，引領(lǐng)數(shù)字化潮流奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

六、研究反思

本研究對(duì)細(xì)分后的六項(xiàng)計(jì)算思維能力進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)了不同維度下各項(xiàng)水平上的差異。但是幼兒在運(yùn)用這六個(gè)不同方面的能力時(shí)，其加工處理的機(jī)制是否會(huì)不一樣，背后的影響因素又有哪些，還需要更多深層次的研究來(lái)解釋這些差異。本研究還分析了幼兒在計(jì)算思維方面的性別差異并肯定了這種差異的存在。但由于時(shí)間等其他條件的限制，無(wú)法再做進(jìn)一步的追蹤研究，沒(méi)有能夠調(diào)查性別差異的動(dòng)態(tài)進(jìn)展情況。如果持續(xù)一段時(shí)間的研究，或者使幼兒接觸類似的編程學(xué)習(xí)，這種差異是否還會(huì)存在，它會(huì)怎樣發(fā)展，未來(lái)研究可以更多關(guān)注這方面。

【參考文獻(xiàn)】

[1] Wing， J. Computational thinking[J]. Communications of the ACM， 2006， 49（03）： 33-36.

[2][8] Papadakis， S.， Kalogiannakis， M.， Zaranis， N. Developing fundamental programming concepts and computational thinking with ScratchJr in preschool education： A case study[J]. International Journal of Mobile Learning and Organisation， 2016， 10（03）：187-202.

[3] Wing， J. Computational thinking and thinking about computing[J]. Philosophical transactions of the royal society of London A-mathematical. physical and engineering sciences， 2008（366）： 3717-3725.

[4] U.S. Department of Education Office of Educational Technology. Transforming American education： Learning powered by technology [EB/OL]. https：//www.ed.gov/sites/default/files/netp2010.pdf.2021-06-15.

[5] Bocconi， S.， Chioccariello， A.， & Earp， J. The Nordic approach to introducing Computational Thinking and programming in compulsory education [EB/OL]. https：//doi.org/10.17471/54007.2021-03-12.

[6] Bers， M. U. The Seymour test： Powerful ideas in early childhood education[J]. International Journal of Child-Computer Interaction， 2017（14）： 10-14.

[7] Chalmers， C. Robotics and computational thinking in primary school[J]. International Journal of Child-Computer Interaction， 2018（17）： 93-100.

[9] DevTech Research Group. Robotic animals [EB/OL]. http：//ase.tufts.edu/DevTech/tangiblek.2021-09-18.

[10] Sullivan， A.， Bers， M. U. Dancing robots： Integrating art， music， and robotics in Singapore’s early childhood centers[J]. International Journal of Technology and Design Education， 2018， 28（02）： 325-346.

[11] Tran， Y. Computational thinking equity in elementary classrooms： What third-grade students know and can do[J]. Journal of Educational Computing Research， 2019， 57（01）： 3-31.

[12] Flannery， L. P.， & Bers， M. U. Let’s Dance the “Robot Hokey-Pokey！”： Children’s programming approaches and achievement throughout early cognitive development[J]. Journal of Research on Technology in Education， 2013， 46（01）： 81-101.

[13] Bers， M. U. Coding as a playground： Programming and computational thinking in the early childhood classroom[M]. New York， NY： Routledge press， 2018： 77-89.

[14] Fessakis， G.， Gouli， E.， Mavroudi， E. Problem solving by 5-6 years old kindergarten children in a computer programming environment： A case study[J]. Computers & Education， 2013（63）： 87-97.

[15] Palme r， H. Programming in preschool： with a focus on learning mathematics[J]. International Research in Early Childhood Education， 2017， 8（01）： 75-87.

[16] Korucu， T.， Gencturk， A.， Gundogdu， M. Examination of the computational thinking skills of students[J]. Journal of learning and teaching in digital age， 2017， 2（01）： 11-19.

[17] Elkin， M.， Sullivan， A.， Bers， M. U. Programming with the KIBO robotics kit in preschool classrooms[J]. Computers in the Schools， 2016（03）： 169-186.

[18] Heikkil ， M.， Mannila， L. Debugging in programming as a multimodal practice in early childhood education settings[J]. Multimodal Technologies Interact， 2018， 2（03）： 42-49.

本文系江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“編程學(xué)習(xí)培養(yǎng)幼兒計(jì)算思維能力的實(shí)驗(yàn)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：202010332067Y）、江蘇省高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)一般項(xiàng)目“編程學(xué)習(xí)對(duì)3-6歲兒童計(jì)算思維的影響”（項(xiàng)目編號(hào)：2020SJA1384）的研究成果之一。

通訊作者：陳翠，ccyingying@163.com

（責(zé)任編輯 張付慶）