儿童在“非电子设备到电子设备”学习过程中对编程概念的体现

《ACM Transactions on Computing Education》：Children’s Embodiment of Coding Concepts in an Unplugged-to-Plugged Learning Sequence

本研究探讨两名四年级儿童在四周编码俱乐部活动中，从不联网编程的具身认知到联网环境中的抽象单位思考（unit thinking）的演变过程。通过分析视频记录和编程文档，发现儿童利用物理对象属性构建单位概念，并逐步抽象化，提升序列规划准确性。结论指出单位思考是重要的数学概念，不联网活动可促进联网任务中的认知迁移。

　　

摘要

研究目的：本研究旨在探讨在非电子设备辅助的编程活动中形成的概念如何体现在使用电子设备辅助的编程环境中。

参与者：一对四年级的小学生，他们在为期四周的课后编程俱乐部活动中参与了研究。这些参与者此前没有编程经验。

研究方法：采用多模态研究方法，通过收集和分析三小时的视频以及孩子们的编程记录，观察他们在语言和非语言（如手势、身体动作）交流及与环境互动的过程中是如何构建意义的。

研究结果：研究发现，“单元思维”是一个核心概念，它将环境中物体的物理属性与运动单位联系起来。孩子们利用这些单元思维更准确地规划动作序列。这种思维方式从非电子设备辅助环境中的身体感知逐渐过渡到电子设备辅助环境中的抽象表征。

结论：研究结果表明，“单元思维”是一个重要的但常被忽视的数学概念，孩子们在利用实物完成编程活动时会运用这一概念。此外，研究结果支持了“认知 grounded perspective”（基于感官运动系统的认知方式）的观点，即在非电子设备辅助的活动中调动感官运动系统有助于后续在电子设备辅助环境中的任务完成。建议教师在非电子设备辅助的编程活动中引导孩子们培养单元思维，尤其是在需要排序和测量的情况下。