幼儿在非编程计算思维活动中的元认知探索：问题解决与自我监控策略的发展

这篇研究通过改编的Bebras(2019)编程灯具任务，采用一对一视频访谈探究五年级学生在非编程计算思维(CT)活动中的元认知表现。研究发现CT能显著促进自我监控(如持续评估表现)和策略调整(如尝试替代方案)等元认知策略发展，尤其在问题分解和分步解决方案制定过程中表现突出。该研究为CT与元认知的协同作用提供了实证依据，对基础教育阶段问题解决能力培养具有重要启示。

　　

Highlight

计算思维(CT)与元认知的协同效应

研究发现，当五年级学生参与改编版Bebras(2019)编程灯具任务时，其计算思维过程会自然激活元认知策略。特别是当遇到任务场景中的动态挑战时，学生展现出显著的问题分解能力和分步解决方案制定能力，这些过程伴随着持续的自我表现评估和新策略探索行为。

Research Context

研究背景

本研究隶属于美国国家科学基金会(NSF)资助的"计算思维"项目，采用实践研究伙伴关系(RPP)模式。项目旨在通过专业发展工作坊，支持中西部教师将CT概念整合到科学和数学教学中，从而提升城乡小学的教学质量。

Results

关键发现

视频分析揭示了五年级生进行编程灯具任务时的三个元认知关键时刻：

1. 1.

   策略转换时刻：当初始方案失效时，学生会突然改变身体姿态(如坐直、扶额)，伴随"啊哈"式语言表达

2. 2.

   监控强化时刻：成功执行步骤时会不自主点头，并复述"这样是对的..."等自我确认话语

3. 3.

   调试突破时刻：发现逻辑错误时会突然瞪大眼睛，快速翻动任务卡片寻找模式规律

Discussion

教育启示

持续接触CT实践的5年级学生展现出：

• 增强的算法思维：能用"如果-那么"语句描述解决方案

• 改进的模式识别：会主动标注任务卡片中的重复元素

• 动态调试能力：在访谈中74%的学生能准确指出"最可能出错的步骤"

Conclusion

实践意义

本研究证实：

1. 1.

   非编程CT活动能有效培养元认知监控(Meta-monitoring)能力

2. 2.

   具身认知表现(如手势、姿态变化)可作为元认知发展的观察指标

3. 3.

   建议教师在设计CT任务时：

   • •

     嵌入渐进式挑战

   • •

     预留策略调整时间

   • •

     鼓励出声思维(Think-aloud)