“你认为电脑里有什么？”：探究6至9年级学生对电脑功能的前概念

《ACM Transactions on Computing Education》：“And what do you think is inside a computer?”: Exploring 6–9 Graders’ Preconceptions about Computer Functionality

儿童计算机内部原理认知偏差研究基于混合方法（N=53+24=77），通过45分钟半结构化访谈和归纳主题分析，发现被试存在103种前概念，其中90种为文献新发现。通过两步聚类分析，将参与者分为专家（理解抽象概念如RAM-处理器交互）、中级（部分理解）和新手（视计算机为黑箱）三组。研究成果为开发基于建构主义的教学资源提供了重要依据，弥补了教育系统中相关实践空白。

　　

摘要

孩子们每天都会接触到电脑，但他们如何理解这些机器内部的工作原理呢？现有的文献尚未充分探讨孩子们对计算机原理的先入之见。因此，我们进行了一项混合方法研究（$N=53$, $n_{6+7吉拉德斯}=29$, $n_{8+9吉拉德斯}=24$），在捷克共和国的不同地区开展了这项研究，旨在识别这些先入之见。我们采用了时长为45分钟的半结构化访谈，并进行了归纳性主题分析，共识别出103种先入之见，其中90种在以往的文献中从未被提及。根据这些先入之见的出现频率，我们进行了两步聚类分析（使用自动聚类检测方法），将参与者分为三个组：专家、中级者和初学者。专家能够理解最抽象的概念，例如RAM与处理器之间的交互以及不同类型内存的存在；中级者能够理解一些抽象概念；而初学者则对大多数抽象概念缺乏理解，他们将电脑视为一个神秘的“黑盒子”。我们的研究显著增加了关于计算机原理的先入之见的数量。这可以为开发基于证据的、建构主义的教学材料和实践提供有价值的基础，从而填补许多教育系统中存在的空白。