摘要：隨著科技的發(fā)展與信息化2.0時(shí)代的到來(lái)，對(duì)幼兒計(jì)算思維的培養(yǎng)刻不容緩。編程教育作為培養(yǎng)計(jì)算思維的重要途徑，近年來(lái)呈現(xiàn)低齡化的趨勢(shì)。本研究以繪本圖書為切入點(diǎn)，以ScratchJr軟件作為教學(xué)工具，探討編程教育培養(yǎng)幼兒計(jì)算思維的實(shí)踐研究。

關(guān)鍵詞：幼兒計(jì)算思維；編程教育；編程工具

一、問題提出

兒童身處在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代背景中，他們會(huì)在生活中運(yùn)用信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的方式進(jìn)行交流與學(xué)習(xí)，也是因此，計(jì)算思維被認(rèn)為是21世紀(jì)人類必須要具備的基礎(chǔ)技能。作為一種認(rèn)識(shí)世界、解決問題的思維方式，計(jì)算思維對(duì)兒童在科學(xué)、數(shù)學(xué)、語(yǔ)言、審美領(lǐng)域的學(xué)習(xí)具有深刻長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響，也對(duì)兒童思辨能力、統(tǒng)籌規(guī)劃能力以及解決問題能力有顯著作用[1]?！坝?jì)算思維”這一概念是由美國(guó)學(xué)者周以真最早提出，她認(rèn)為計(jì)算思維是指借助計(jì)算基礎(chǔ)概念解決問題的一系列涉及方法、過程、技巧的思維活動(dòng)，包括強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)和工程思維的補(bǔ)充與整合、主張多元化抽象思考、反對(duì)機(jī)械記憶等[2]。在周教授理論的基礎(chǔ)上，眾多國(guó)家紛紛開展各種以計(jì)算思維為核心的教育舉措，如歐洲教育部嘗試將計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算思維、編程、算法納入正規(guī)教育；美國(guó)教育部科技辦公室將計(jì)算思維列為幼兒教育環(huán)境中的優(yōu)先重大事項(xiàng)，旨提高學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)；日本頒布的《小學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)綱要》中已明確要求需重視幼兒計(jì)算思維的培養(yǎng)并要執(zhí)行相應(yīng)策略[3]。當(dāng)前，越來(lái)越多的歐洲國(guó)家將兒童計(jì)算思維內(nèi)容融入至課程中，進(jìn)一步推進(jìn)與落實(shí)涉及兒童計(jì)算思維能力培養(yǎng)的相關(guān)舉措。

面對(duì)人工智能飛速發(fā)展的緊迫局勢(shì)，個(gè)體亟須建立完備的計(jì)算思維體系來(lái)面對(duì)與適應(yīng)未來(lái)信息化的工作環(huán)境。因此，在兒童處于早期教育發(fā)展階段時(shí)就應(yīng)重視其計(jì)算思維的培養(yǎng)，為兒童后續(xù)成長(zhǎng)打下殷實(shí)基礎(chǔ)。編程活動(dòng)蘊(yùn)含著潛在的邏輯思維、獨(dú)特的創(chuàng)新模式，這是促進(jìn)兒童計(jì)算思維發(fā)展的重要途徑以及主流方式。如法國(guó)、波蘭、芬蘭將編程教育納入國(guó)家課標(biāo)，新加坡實(shí)施了“編程樂”計(jì)劃，美國(guó)推出了“編程一小時(shí)”活動(dòng)。另外，在美國(guó)Bers團(tuán)隊(duì)的研究中發(fā)現(xiàn)，兒童可以依托編程玩具與編程機(jī)器人進(jìn)行學(xué)習(xí)，并可以促進(jìn)其編程概念的積累[4]，該團(tuán)隊(duì)以建構(gòu)主義和積極技術(shù)發(fā)展PTD框架為理論基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出適合早期兒童學(xué)習(xí)的編程課程——KIBO機(jī)器人課程。該課程主要有六項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，可以幫助幼兒理解指令和順序，讓幼兒學(xué)習(xí)基本的編程技能和概念。還有兒童入門級(jí)編程工具ScratchJr，該軟件可為幼兒提供搭建互動(dòng)故事與游戲的平臺(tái)，輔助幼兒提升設(shè)計(jì)創(chuàng)造、邏輯思考與解決問題的能力。該編程軟件有簡(jiǎn)單明了的操作提示，會(huì)為兒童提供其熟悉的角色，便于低齡兒童操作[5]。

學(xué)者們除了致力于探索兒童計(jì)算思維的培養(yǎng)途徑，也逐漸關(guān)注其計(jì)算思維培養(yǎng)的過程與結(jié)果，進(jìn)而聚焦于研發(fā)編程工具、計(jì)算思維的評(píng)價(jià)方式、計(jì)算思維培養(yǎng)與發(fā)展的成效等問題[6]。綜上所述，編程是兒童計(jì)算思維的重要培養(yǎng)途徑，逐漸呈現(xiàn)低齡化趨勢(shì)。針對(duì)國(guó)內(nèi)中小學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)主要依托學(xué)校課堂來(lái)開展相關(guān)活動(dòng)，而幼兒處于個(gè)體身心發(fā)展的伊始階段，具有獨(dú)特的年齡特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方式，如何在該階段采用適宜有效的培養(yǎng)方式促進(jìn)幼兒計(jì)算思維能力的發(fā)展，是極具價(jià)值的問題。因此，本研究以繪本圖書為切入點(diǎn)，配合大班幼兒適用的ScratchJr編程工具軟件開展編程活動(dòng)，以期促進(jìn)大班幼兒計(jì)算思維能力的發(fā)展。

二、研究設(shè)計(jì)

本研究采用方便取樣法，在連云港市兩所公辦示范幼兒園中隨機(jī)抽取40名大班幼兒作為研究對(duì)象，將其分為兩個(gè)小組及實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組。兩個(gè)小組中每組男生女生各10人，每組共計(jì)20人。對(duì)于實(shí)驗(yàn)組的幼兒開展融入計(jì)算思維的編程教育活動(dòng)，而對(duì)照組的幼兒不開展編程教育活動(dòng)，正常進(jìn)行幼兒園常規(guī)教育教學(xué)活動(dòng)，以此觀察與驗(yàn)證編程教育活動(dòng)促進(jìn)幼兒計(jì)算思維能力發(fā)展的有效性。本研究選用TechCheck兒童計(jì)算思維測(cè)試工具對(duì)大班幼兒的計(jì)算思維水平進(jìn)行前測(cè)與后測(cè)，主要包含15個(gè)正式題與2個(gè)練習(xí)題，涉及：算法思維、控制結(jié)構(gòu)、表征、模塊化、硬件/軟件與調(diào)試。其中，正式題正確得1分，錯(cuò)誤不得分，練習(xí)題不計(jì)分，滿分共計(jì)15分。測(cè)試后對(duì)兩組幼兒試題總分進(jìn)行SPSS數(shù)據(jù)分析，比較兩組幼兒計(jì)算思維能力的差異。根據(jù)前測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示可知，兩組幼兒在實(shí)驗(yàn)前的計(jì)算思維水平基本相同，無(wú)明顯差異（pgt;0.05）。后選取兩組幼兒前測(cè)試題正確率的平均值評(píng)估計(jì)算思維各要素水平時(shí)發(fā)現(xiàn)，兩組幼兒計(jì)算思維各要素總體水平無(wú)明顯差異。本研究依據(jù)大班幼兒計(jì)算思維能力水平的現(xiàn)狀，圍繞計(jì)算思維中各要素核心內(nèi)容，開展兩階段共10次編程教學(xué)活動(dòng)?；A(chǔ)階段選用繪本圖書《阿貝貝的編程冒險(xiǎn)》中的6個(gè)章節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)應(yīng)計(jì)算思維中的6個(gè)不同要素內(nèi)容，并在繪本《阿貝貝的編程冒險(xiǎn)》學(xué)習(xí)后結(jié)合ScratchJr進(jìn)行單一要素操作。深化階段將開展ScratchJr軟件編程教學(xué)活動(dòng)，讓幼兒進(jìn)行獨(dú)立創(chuàng)作，完成場(chǎng)景的融合與創(chuàng)建。實(shí)施基礎(chǔ)階段、深化階段兩階段的編程教育活動(dòng)后，將對(duì)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組幼兒進(jìn)行計(jì)算思維水平后測(cè)，前測(cè)試題內(nèi)容與后測(cè)試題內(nèi)容完全一致。

三、幼兒計(jì)算思維水平的評(píng)價(jià)與反饋

（一）幼兒計(jì)算思維水平的評(píng)價(jià)

在對(duì)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組幼兒實(shí)施基礎(chǔ)階段與深化階段兩階段的編程教育活動(dòng)后，選用TechCheck兒童計(jì)算思維測(cè)試工具進(jìn)行題目一致、計(jì)分方式一致的水平測(cè)試。將實(shí)驗(yàn)組幼兒計(jì)算思維水平的前后測(cè)成績(jī)進(jìn)行配對(duì)t檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組幼兒在經(jīng)過兩階段的編程教育活動(dòng)后，前測(cè)成績(jī)與后測(cè)成績(jī)呈現(xiàn)顯著差異（t=－5.012 p=0.000），開展融入計(jì)算思維的編程教育活動(dòng)后的平均值明顯高于活動(dòng)開始前的平均值，這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組幼兒的計(jì)算思維水平有所提升。隨后，將實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組幼兒的計(jì)算思維水平后測(cè)成績(jī)進(jìn)行t檢驗(yàn)分析后發(fā)現(xiàn)，兩組之間呈現(xiàn)0.05水平的顯著性（t=5.126，p=0.025），并且實(shí)驗(yàn)組幼兒的平均值顯著高于對(duì)照組幼兒，這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)組在經(jīng)歷兩個(gè)階段的編程教育活動(dòng)后，計(jì)算思維水平較對(duì)照組幼兒來(lái)說(shuō)顯著提升，兩組幼兒的計(jì)算思維水平也從基本相同轉(zhuǎn)變?yōu)轱@著差異。

這也說(shuō)明選用繪本輔以適宜編程工具模式下實(shí)施的編程教學(xué)活動(dòng)有益于幼兒計(jì)算思維水平的提升。

（二）幼兒計(jì)算思維水平的反饋

本研究將兩組幼兒后測(cè)試題正確率的平均值作為計(jì)算思維各要素的總體水平。經(jīng)過對(duì)兩組幼兒計(jì)算思維試題測(cè)試分析后發(fā)現(xiàn)，兩組幼兒計(jì)算思維的總體水平發(fā)生差異變化。實(shí)驗(yàn)組幼兒的計(jì)算思維能力較前測(cè)相比有明顯提升。對(duì)照組幼兒計(jì)算思維各要素水平發(fā)展無(wú)顯著差異。具體表現(xiàn)為：實(shí)驗(yàn)組幼兒在實(shí)施編程教學(xué)活動(dòng)后其表征與模式化兩模塊的正確率較前測(cè)數(shù)據(jù)有明顯提升，并且實(shí)驗(yàn)組幼兒能夠在解決與處理相關(guān)題目的過程中，清楚講述自己進(jìn)行表征與模塊的實(shí)際操作。其次，一組幼兒在算法思維、控制結(jié)構(gòu)、硬件/軟件與調(diào)試四部分內(nèi)容的測(cè)試水平較編程活動(dòng)開始前也有了明顯提升。算法思維、控制結(jié)構(gòu)、硬件/軟件與調(diào)試這四部分內(nèi)容對(duì)大班幼兒的認(rèn)知能力與發(fā)展水平有較高要求，鑒于每位幼兒自身知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知能力存在個(gè)體差異，對(duì)思維能力的內(nèi)化和運(yùn)用還需要針對(duì)性練習(xí)，教師可以通過多種通道、多次表征、多條支架策略引導(dǎo)幼兒運(yùn)用計(jì)算思維不同要素動(dòng)手動(dòng)腦去分析并解決問題，擴(kuò)大發(fā)展區(qū)空間以期促進(jìn)幼兒計(jì)算思維水平的提升。

四、幼兒計(jì)算思維發(fā)展的建議

（一）樹立編程教育理念，重視計(jì)算思維啟蒙教育

幼兒編程教育之父米切爾·雷斯尼克曾在多次演講中提及，編程教育可以輔助幼兒創(chuàng)作屬于自己的故事、游戲、生活、動(dòng)畫，促進(jìn)其與自我、他人、社會(huì)建立密切鏈接，這是培養(yǎng)其理性思維并帶領(lǐng)兒童走向未來(lái)的語(yǔ)言。目前，隨著我國(guó)科技的高速發(fā)展對(duì)信息化人才的需要也不斷遞增，但編程教育的普及率不高且針對(duì)低幼齡兒童的專門化教育較為匱乏。大眾對(duì)編程教育重要性的認(rèn)識(shí)程度存在明顯偏差，編程教育對(duì)于兒童終身可持續(xù)發(fā)展的作用未能引起人們重視。從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，教育需要適宜時(shí)代的發(fā)展，編程也早已不是計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的專屬必備技能，而是身處在信息化時(shí)代下的每個(gè)人都應(yīng)具備基礎(chǔ)能力。編程教育也是兒童面對(duì)未來(lái)的學(xué)習(xí)與生活不可或缺的應(yīng)用技能，而編程學(xué)習(xí)并非側(cè)重于兒童是否實(shí)際掌握了編寫編碼的能力，而是培養(yǎng)他們運(yùn)用計(jì)算思維解決實(shí)際問題的能力，這也是當(dāng)下人工智能時(shí)代發(fā)展的實(shí)際需求。編程學(xué)習(xí)有助于兒童邏輯思維發(fā)展，促進(jìn)其養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)，同時(shí)可以最大限度的滿足和支持幼兒通過實(shí)際操作、親身體驗(yàn)獲取經(jīng)驗(yàn)的需要。因此，教育工作者應(yīng)當(dāng)盡早樹立幼兒編程教育的理念，重視其計(jì)算思維的啟蒙教育，將編程教育活動(dòng)融入幼兒園課程教學(xué)，幫助更多兒童受益于計(jì)算思維學(xué)習(xí)，促進(jìn)其計(jì)算思維能力的提升。

（二）選用適宜編程工具，促進(jìn)幼兒計(jì)算思維發(fā)展

編程教育是幼兒計(jì)算思維發(fā)展的重要途徑。美國(guó)的編程教育發(fā)展極為迅速，不斷更新完善編程機(jī)器人實(shí)現(xiàn)編程語(yǔ)言的可視化。研究表明，通過圖形化程序模式進(jìn)行編程更加符合兒童的身心發(fā)展水平，有利于激發(fā)幼兒學(xué)習(xí)興趣，建立自我效能感，促進(jìn)幼兒計(jì)算思維的發(fā)展[7]。因此，需要選用適宜的編程工具輔助開展編程活動(dòng)。目前的幼兒編程工具類型主要有插電編程工具和不插電編程工具兩種。首先，教師可以運(yùn)用可視化插電編程工具培養(yǎng)幼兒的計(jì)算思維，它可以幫助幼兒運(yùn)用不同顏色指令操作人物動(dòng)作類型，利于幼兒依托故事情境自主設(shè)計(jì)程序，以此促進(jìn)幼兒學(xué)習(xí)與編程能力的發(fā)展，提升兒童的計(jì)算思維。另外，還可以選擇以語(yǔ)言交互為主的編程軟件，如：TurtleTalk。這款編程軟件能夠促進(jìn)幼兒在對(duì)話情境中多使用語(yǔ)言交互來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)Turtle的操控，以此達(dá)成相應(yīng)的活動(dòng)目標(biāo)并獲取活動(dòng)反饋。這有利于幫助其掌握循環(huán)、序列等基礎(chǔ)程序概念，幫助幼兒樹立編程自信。除了插電計(jì)算編程工具外，還可以選擇不插電計(jì)算編程工具。不插電計(jì)算編程教育主要是指不使用計(jì)算機(jī)和平板，通過肢體動(dòng)作和相應(yīng)的設(shè)備教授編程思想和計(jì)算編程教育的理念。不插電計(jì)算思維教育更注重基礎(chǔ)計(jì)算思維與邏輯思維能力的培養(yǎng)[8]，通常采用邏輯游戲、拼圖、身體游戲、解決謎題等簡(jiǎn)單工具活動(dòng)來(lái)進(jìn)行，如七巧板游戲。另外，也可采用插電與不插電計(jì)算編程工具相結(jié)合的方式開展教學(xué)活動(dòng)，這類教學(xué)活動(dòng)可以較好幫助幼兒實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)的雙向銜接，以幼兒的一日生活為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)抽象程序，依托實(shí)際生活場(chǎng)景與日常經(jīng)驗(yàn)增添多種特定主題，這也更利于幼兒在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加深對(duì)編程的理解，提升幼兒計(jì)算思維培養(yǎng)的有效性。

（三）以日常生活為依托開展編程教學(xué)活動(dòng)

對(duì)于幼兒計(jì)算思維的培養(yǎng)不能脫離他們的實(shí)際生活。教師需精選幼兒在生活中親身體驗(yàn)、實(shí)際感知的內(nèi)容為主題輔助其獨(dú)立操作。課程來(lái)源于生活，一切生活皆是課程，依托幼兒日常生活開展編程教學(xué)活動(dòng)可以挖掘許多珍貴的活動(dòng)資源，便于進(jìn)行場(chǎng)景設(shè)定與主題選擇。埃里克森基于人格發(fā)展理論指出，處于3-6歲年齡階段的學(xué)前期幼兒是以主動(dòng)對(duì)內(nèi)疚的沖突作為主要發(fā)展任務(wù)，該階段中的幼兒具有較強(qiáng)的主動(dòng)性與做事的意愿。只要滿足這一需求，即有益于兒童建立主動(dòng)解決問題的動(dòng)機(jī)。培養(yǎng)幼兒計(jì)算思維而言，依托幼兒日常生活經(jīng)驗(yàn)開展編程教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)幼兒深度參與計(jì)算思維活動(dòng)，這有助于幼兒加深對(duì)當(dāng)下生活的理解，也助于其利用編程能力和計(jì)算思維解決實(shí)際問題。例如，家庭集體游玩前可以讓幼兒參與制定計(jì)劃，先去什么地方，再去什么地方，什么時(shí)間做哪些事情等。同時(shí)引導(dǎo)幼兒整理、歸納、打包、分類、組合與儲(chǔ)存物品。這一系列過程可以讓幼兒主動(dòng)思考物品的特點(diǎn)、關(guān)聯(lián)性和邏輯順序，對(duì)幼兒計(jì)算思維的成長(zhǎng)大有裨益。

（四）編程教育需與多個(gè)領(lǐng)域活動(dòng)相結(jié)合

編程教育應(yīng)當(dāng)與其他領(lǐng)域活動(dòng)相結(jié)合。本研究結(jié)合繪本融入計(jì)算思維五維度——算法思維、抽象、調(diào)試、問題分解、模式識(shí)別進(jìn)行編程活動(dòng)的方式，對(duì)幼兒計(jì)算思維發(fā)展有顯著提升。后續(xù)，教育工作者也可以將編程教育與其他領(lǐng)域如語(yǔ)言、社會(huì)、藝術(shù)等相結(jié)合，以此促進(jìn)幼兒在多個(gè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)與發(fā)展。身處人工智能技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下社會(huì)中，計(jì)算思維的學(xué)習(xí)與應(yīng)用越來(lái)越受到人們的關(guān)注。因此，未來(lái)幼兒編程教育與計(jì)算思維的研究領(lǐng)域，不僅需要更多前沿理念的指引，更需要眾多研究者堅(jiān)持以幼兒為本，聚焦兒童生活、幼兒園課程開展編程教育實(shí)踐研究，實(shí)現(xiàn)編程教育與其他領(lǐng)域活動(dòng)的本土化、多樣化融合，以滿足不同年齡階段幼兒計(jì)算思維發(fā)展的需求。

作者單位：魏瑋 連云港師范高等?？茖W(xué)校

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