少儿的认知领域和编程知识

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        面向少儿的编程教育在教育工作者和产品开发人员中越来越受欢迎，但对于少儿在学习编程时正在发展什么技能，人们仍然知之甚少。有研究记录了57名幼儿园阶段至二年级的儿童在参与为期6周的课程干预后在程序设计评估中的表现。孩子们使用Kitten编程工具创建动画故事、拼贴画和游戏。在学习干预结束时，对孩子们的scratch语言知识和基本推理能力进行评估。结果表明，虽然57名学生都掌握了基本的编码概念，但幼儿园、一年级和二年级三个不同阶段的儿童在测试的表现和对事物的理解力是有明显不同的。结果说明了儿童在学习编程知识的过程中他的认知是有其发展的客观规律。

        儿童的认知发展规律

        著名学者皮亚杰的观点是，儿童通过一系列巨大的身体心理变化来自然发展智力，这些变化改变了儿童的各种心理模式(例如，当一个孩子明白当她看不见某人时，他们仍然存在)。他的理论是，这些巨大的转变是智能发展的几个阶段的基础。在目前的研究中，儿童的年龄从5岁到8岁不等。在这个年龄段,孩子们正从具体运算阶段前期,意味着年轻的一端,他们依靠物理符号和表示,随着年龄的增长,他们可以更好地理解他人的观点,使用基于逻辑的因果推理和不直接依赖于简单机械的方式表示想法。

        大多数发展研究人员一致认为，随着儿童的学习和成长，他们的思维中出现了独特的知识领域。这些领域包括范畴知识、数量知识、空间知识、因果知识、社会知识和语言知识。我们希望通过检查儿童对标准化编程的反应，揭示这些已建立的学习领域中哪些是他们在编程时不断扩展的。在任何对幼儿知识的评估中，错误的类型和频率可以提供儿童对内容理解的本质的线索。作者假设，儿童对编程的初步理论也可以通过探索他们对编程任务的反应来揭示。在目前的研究中，儿童对标准化规划评估的反应被用来确定有助于儿童规划策略的知识领域。

        计算机编程在儿童认知发展过程中扮演的角色

        我们知道，孩子们依靠他们的感官来理解周围的世界，他们可能会被看不见或摸不着的过程所迷惑。然而，今天，儿童不仅接触到物理工具和对象，而且还接触到数字和虚拟工具。建构主义理论描述了儿童如何使用技术构建知识。在数字世界里，孩子们不仅在操纵物体，他们还在创造它们;不只是学习和测试规则，还要写规则。通过在虚拟环境中构建、修改和共享工件，孩子们同时构建和修改他们自己的知识。然而，研究人员仍然不知道孩子们在编程时构建了什么样的知识。换句话说，编程是一种全新的技能，在编程语言出现之前从未存在过吗?或者，它是一个既存的知识领域和技能的混合体，孩子们已经学习了类似的知识并掌握相应能力，反过来应用于编程呢?

        计算机编程作为一种媒介，以发展数学、逻辑和顺序排序的基础技能。编程传统上与这些技能相关联，因为它可能需要基于逻辑的、面向细节的思维。然而，有证据表明，以数量或逻辑为主要重点的编程过于狭隘。有专家提醒我们，计算机的独特力量，实际上代表的创造性项目，将是困难或不可能实现的物理世界。以计算机为基础的学习经验会培养4 - 5岁的孩子的语言能力和创造力,并让他们反思自己的数学直觉能力和理念，和增加对社会的交流。这表明，编程要么是一个支持其他领域基础发展技能的全球思维过程，要么是当孩子从事编程任务时，这些其他技能(社会、语言、科学)都得到了应用。

        在为儿童设计编码工具时，公共话语过于依赖于“解决问题”的隐喻。大多数面向儿童销售的编程工具都强调编程是一种逻辑游戏，它们就像要解决的简单谜题一样。专家认为隐喻表达更适合培养创造性学习。Kitten是一种介绍性编程语言，它使5-7岁的儿童能够通过创造性的表达探索基本的计算机编程概念。Kitten在编程环境中是独一无二的，因为它允许孩子创建自己的数字对象、构建动画，并通过编码讲述故事。尽管许多应用程序可能显示出孩子们解决逻辑难题的能力，Kitten提供了一个机会，探索孩子们如何用有意义的故事线和角色构建和解释复杂的代码系统。这种编码提供了一种观察儿童编程理解的视角，比从谜题中确定的内容更丰富。