何珊云 戴方時

摘 要：計算思維是兒童面對未來的必需能力。隨著計算思維日益受到教育領域的關注，計算思維的培養(yǎng)也日趨低齡化。低齡兒童的計算思維應關注哪些具體內容以及運用何種方式進行培養(yǎng)，已經成為理論領域和實踐領域共同研究的問題。除了機器人編程課程學習、跨學科課程學習、基于游戲教學等多種方式外，利用繪本進行低齡兒童的計算思維培養(yǎng)成為新興的方式。本文選擇了四本兒童繪本為對象進行內容分析，主要對計算思維的觀念和態(tài)度、核心能力等進行編碼。研究發(fā)現：在計算思維的觀念和態(tài)度中，“解決開放性問題”和“小組合作與交流能力”是繪本中最為重視的觀念和態(tài)度;在計算思維的核心能力中，數據相關技能、算法和程序、自動化等是繪本中最為重視的核心能力。因此，重視情境的引入和任務設置，涉及編程語言的初步學習，關注計算思維教育中的性別差異，凸顯問題解決能力和遷移能力，都是基于繪本進行計算思維教育的重要問題。

關鍵詞：計算思維;繪本;兒童

中圖分類號：G622

文獻標識碼：A 文章編號：1674-7615（2021）04-0071-11

DOI：10.15958/j.cnki.jywhlt.2021.04.011

計算思維對兒童成長的重要性已經得到了充分的討論和研究。計算思維被認為和智力一樣，都是解決問題的方法，是把現實問題通過新的計算邏輯解決的新思維，是面對未來社會各種復雜問題的利器[1]。計算思維對于學生知識的增長，合作能力的提高，跨學科綜合問題解決能力[2]和遷移能力的培養(yǎng)[3]，以及科學精神的養(yǎng)成等方面都有著重要意義。隨著計算思維日益受到重視，促進計算思維發(fā)展的教學活動也日趨低齡化，低齡兒童（3—8歲）的計算思維學習的概念和內涵是否與其他年齡段有所不同，以及如何在低齡兒童開展合適且有效的促進計算思維的教學等問題，成為理論界和實踐界都試圖回答的問題。

一、低齡兒童計算思維的培養(yǎng)

（一）計算思維是什么

早在1980年，麻省理工學院教授西蒙·派珀特在其著作《頭腦風暴：兒童、計算機及充滿活力的創(chuàng)意》（Mindstorms： Children，Computers，and Powerful Ideas）中，將計算思維解釋為兒童在通過計算機學習時所訓練與培養(yǎng)的思維技能[4]。隨后，加德納（Gardner）也提出，要借鑒計算機信息處理模式，探索人類認知模型化來描述與認知思維的信息加工過程[5]。可見，早期的計算思維主要依托于計算機學科提出，其培養(yǎng)領域也局限于計算機學科領域。隨著計算思維概念的發(fā)展，目前眾多專家學者較為認同、普遍采用的觀點是卡內基·梅隆大學周以真教授于2006年提出的系統(tǒng)的概念，即計算思維是利用計算的基本概念來解決問題、設計系統(tǒng)和理解人類行為的一種方法[6]。還有一些專家學者從不同視角提出計算思維的不同解讀，如周佳偉等人提出計算思維觀念層（認識論、方法論）、思維層（抽象、模擬、自動化）和實踐層（建模與模擬、數據收集與分析）的具體內容[7]。塞爾比（Cynthia C.Selby）等人則嘗試將計算思維分類，探討了計算思維、教學編程和布魯姆分類法的關系[8]。此外，各國也在國家層面積極建構計算思維的框架。如2011年，美國計算機科學教師協(xié)會（CSTA）和美國教育技術協(xié)會共同發(fā)布了《CSTA計算思維教師資源手冊》（簡稱《手冊》）?！妒謨浴分刑岢觯嬎闼季S是一個解決問題的過程，主要有以下幾個特征：將問題公式化，能夠使用計算機和其他工具來幫助解決問題;有邏輯地組織和分析數據;通過抽象來表示數據;通過算法思維實現解決問題的自動化;識別、分析和實施可能的解決方案，目標是實現最高效和最有效的步驟和資源組合;將這個問題解決過程推廣和轉移到各種各樣的問題上[9]。

關于低齡兒童的計算思維，美國麻省理工學院媒體實驗室終身幼兒園小組在2012年開發(fā)了計算思維的三重框架：計算概念（順序、循環(huán)、并行等）、計算實踐（遞增和重復、測試和調試等）、計算觀念（表達、聯(lián)系、質疑）[10]。2016年，歐盟委員會聯(lián)合研究中心發(fā)布了《在義務教育階段發(fā)展計算思維研究報告》，給出了計算思維核心技能及其定義，其中6個核心技能分別是：抽象、算法思維、自動化、分解、調試和概括化[11]。孫立會等人以皮亞杰認知發(fā)展階段論為基礎，認為幼兒到小學階段屬于前計算思維階段，這一階段是構建計算思維的基礎階段，培養(yǎng)一種潛在的計算思維意識，在大腦中埋下計算思維的“種子”[12]。雖然在實踐領域中許多教師對計算思維的概念理解還存在許多誤解[13]，但這一概念正在不斷豐富和發(fā)展，其中低齡兒童的計算思維的研究也處于起步階段，其定義和內涵也日益受到關注和重視。

（二）計算思維如何培養(yǎng)

隨著時代的發(fā)展，計算思維對于個人、社會的重要意義逐漸凸顯，很多國家都在政策層面進行了學生計算思維培養(yǎng)方式的探尋。美國教育技術協(xié)會（ISTE）和計算機科學教師協(xié)會（CSTA）提供了許多計算思維相關的資源給領域內的從業(yè)者，包括但不限于教師手冊、研討會和相關的學術活動等。在歐洲，荷蘭課程開發(fā)研究所（SLO）于2014年發(fā)布了21世紀技能概念框架，其中包括數字掃盲和計算思維培養(yǎng)[14];在希臘、西班牙、丹麥，編程也是小學或中學教育的一部分[15]。在亞洲其他國家和地區(qū)，韓國12歲以下兒童已經引入了計算機輔助教學;中國臺灣地區(qū)2019年推出的新課程中，強調了計算思維的基礎概念和高級概念;中國香港特別行政區(qū)主要通過編碼來培養(yǎng)學生計算思維的概念[16]?？傮w而言，兒童的計算思維培養(yǎng)主要有機器人編程課程、跨學科課程學習、基于游戲學習等方式。

1.機器人編程課程

機器人編程課程是目前計算思維的主流教育方式，即通過設計機器人學習編程提高學生的計算思維和創(chuàng)造力。有學者提出，針對學生的現有情況進行機器人編程課程設計，并將其應用到實際課堂中是培養(yǎng)學生計算思維的最佳途徑[17]。近些年出現了很多面向低齡兒童的計算思維教育的編程產品，如Wonder·share 機器人、Google Blockly、Robot Turtles、Scratch Jr、Bee-Bot、Cargo-Bot、Daisy the Dinosaur等。其中，Cargo-Bot就是一款移動App應用程序，通過設置指令指揮機器人移動木箱，內容包括迭代、排序算法、分類、模式及執(zhí)行效率等概念[2]。這些機器人編程課程是學生計算思維培養(yǎng)的重要途徑，但計算思維關注使用計算機的基本概念來解決實際問題，計算思維的教育絕不可和編程教育劃等號。從已有研究來看，編程、機器人教學對于中學、高中學生的計算思維培養(yǎng)有很好的教學效果，這階段的學生已基本具備學習編程語言的能力。但低齡兒童在編程語言基礎不牢甚至為零的情況下，采用編程、機器人教學脫離了低齡兒童的現有認知發(fā)展水平，是揠苗助長的行為。編程教育“低齡化”帶來的弊端[18]，需要我們謹慎思考如何合理地培養(yǎng)學生的思維能力。

2.跨學科課程學習

跨學科課程學習也是培養(yǎng)計算思維的重要方式，典型的如STEM課程就在計算思維教育中發(fā)揮重要作用[19]。由于計算思維與數學學科的要求具有相似性，使得數學學科成為培養(yǎng)計算思維的主要學科。如在進行編程基礎教學之前，通過擴展學生的數學邏輯推理，開發(fā)相應的流程圖等活動來發(fā)展學生計算思維，使學生能夠以更好的方式進行編程的學習[20]。國內也有學者在數學課中融入計算思維的培養(yǎng)[21]。但也有學者對于將計算思維融入現有學科中產生了一些擔憂，數學教學比較關注成績，里奇（Kathryn M.Rich）認為將計算思維融入數學學科教學中的前提是要能夠提高學生對于數學的理解[22]。此外，計算思維中的核心能力之一建模也是物理學教育中的重要內容，將計算思維引入傳統(tǒng)物理課程，可以重組課程來培養(yǎng)學生的建模技能[23]。

3.基于游戲學習

游戲也是計算思維教育的重要方式，尤其在較落后地區(qū)，不插電游戲可以成為培養(yǎng)學生計算思維的有效途徑，如印度農村貧困兒童教育項目“我的大象朋友”（My Elephant Friend）就用實體游戲來教授學生編程和計算思維[24]。在蒙臺梭利游戲教學觀念的影響下，對于以計算機編程為基礎的計算思維培養(yǎng)游戲 Dragon Architect[25]、Dash and Dot、Robot Turtles和Cubetto已經得到了許多研究者的關注，并正在嘗試應用于正式教學中[26]。通過玩具（電子或實體）同樣可以進行計算思維的教學，Megan Hamilton等人將市場上常見的30種培養(yǎng)學生計算思維的玩具進行分析后發(fā)現，算法和程序是所有玩具都涉及的內容，其他重要的計算思維核心技能分別是問題分解、調試和識別[26]。

可見，現階段已經有多種形式的教學與學習，以促進低齡兒童計算思維的發(fā)展，但這些方式在實際使用中也受到了一定質疑。如大多數的計算思維的培養(yǎng)是將高中甚至大學教育的方式直接照搬進幼兒園、小學課堂，缺乏針對低齡兒童年齡特征的培養(yǎng)方式;過多的“屏幕時間”（scream time）對兒童發(fā)展可能引起不利影響;游戲化教學方式中涉及的實體玩具可能成本過高;計算思維定義按年齡段分析并未達成統(tǒng)一意見，面對幼兒、小學低年級學生計算思維培養(yǎng)缺少特定的學習目標，往往高估或者低估了學生的現有發(fā)展水平，導致計算思維的培養(yǎng)沒有在最近發(fā)展區(qū)內進行。因此，我們也關注到不少研究者和實踐者開始基于繪本針對低齡兒童進行計算思維的學習。這一方式不僅免除了研究者對于低齡兒童過多接觸電子產品的擔憂，也以適合低齡兒童的學習方式，獲得了非常多的關注。

二、促進計算思維發(fā)展的繪本研究

（一）繪本以及基于繪本教學

繪本被認為是低齡兒童學習的重要途徑，其主要是由文字和圖畫組成的書籍，又有某種邏輯穿插其中，多具有故事性。日本“繪本之父”松居直先生在《我的圖畫書論》中給出了一個比較形象的公式：文+畫=帶插圖的書，文×畫=圖畫書，即繪本并不是簡單的文字與圖畫的堆砌，而是文字與圖畫的有機結合。

利用繪本進行教學的歷史，最早可以追溯到17世紀揚·阿姆斯·夸美紐斯的《世界圖解》?？涿兰~斯提出了直觀性的教學原則，并將之稱為“金科玉律”。使用繪本進行教學對低年級兒童的發(fā)展是多方面的。如相較于教科書，英語繪本在培養(yǎng)學生閱讀素養(yǎng)方面具有明顯優(yōu)勢[27]。對于語文學科的教學，繪本也可以發(fā)揮重要作用[28]。在學生數學素養(yǎng)的提高方面，繪本也有著顯著的成效。有研究者通過繪本對學生進行環(huán)境知識、環(huán)保意識培養(yǎng)，取得了很好的效果[29]。繪本給學生帶來的，不僅僅是知識、語言上的提升，同樣也可以培養(yǎng)學生的情感[30]、價值觀[31]、思維[32]等方面內容。繪本還可以幫助學生關心、幫助弱勢兒童，自閉癥相關繪本可以使學生產生對自閉癥兒童的移情，進而使學生知道要欣賞所有個體差異與才能[33]。由此可見，繪本對于低齡兒童的知識、技能、思維、情感態(tài)度、價值觀等全面發(fā)展起著重要作用。本研究因此將選擇優(yōu)秀的計算思維繪本進行內容分析，試圖了解計算思維學習的主要內容以及學習方式。

（二）選擇案例繪本

本研究的對象主要是選取已經引入國內的優(yōu)秀計算思維繪本，具體的選擇標準如下：在國內外市場上具有較高知名度或獲得教育領域內資深學者推薦;其讀者為3—8歲兒童;主要培養(yǎng)目標在于學生思考問題方式、思維層面的轉變，而非具體編程軟件和語言的操作教學;語言簡練、色彩豐富，符合兒童年齡發(fā)展階段和相關標準。通過篩選，選擇了《兒童編程大冒險》《奧拉學編程》《編程幫幫忙》《孩子看的編程書》四本（套）計算思維繪本作為分析對象（見表1）。

（三）繪本分析框架和編碼方式

針對低齡兒童計算思維發(fā)展的特征，本研究主要將計算思維分為計算觀念和態(tài)度、核心技能兩個維度。計算觀念與態(tài)度的分析框架主要包含：對解決復雜問題有信心，對困難問題抱有持之以恒的態(tài)度，對不確定問題的承受力，解決開放性問題，小組合作和交流能力[2] 。其中CSTA對于計算思維的核心技能提出了包括問題解決（Problem Solving）、抽象（Abstraction）等9項能力在內的技能框架。其他研究者對眾多計算思維的定義研究發(fā)現，所使用的詞匯頻率從高到低為：問題解決（Problem Solving，25%）、抽象 （Abstraction，12%）、過程（Process，11%）、計算機（Computer，10%）、算法（Algorithm，7%）、數據 （Data，7%）、科學 （Science，6%）、有效（Effective，5%）、概念（Concepts，5%）、能力（Ability，5%）、分析（Analysing，4%）和工具（Tools，3%）[2]，基本與CSTA的計算思維核心技能框架吻合，可見這一框架的全面性和權威性。本研究對于核心技能的分析基本采用這一框架進行。由于計算思維核心技能中的“數據收集”“數據分析”和“數據呈現”3個數據相關的技能是兒童對于問題的整個求解過程，這三者往往連續(xù)出現形成一整套的問題分析動作，故將三者合并為“數據相關技能”進行編碼分析。

本研究進一步將5個計算思維的觀念和態(tài)度定義與9個計算思維核心技能定義，對繪本內容進行編碼，對繪本中的文字和圖畫所涉及的概念進行計量（見表2和表3）。以每個單頁作為分析單位，只分析繪本的正文部分。同一概念在單頁中出現文字和對應繪畫各一次，以一次計數;多次出現文字或繪畫的：若文字與繪畫對應（描述同一概念），將文字與圖畫對應后計一次數，同一概念一頁最多計數一次;若文字與繪畫未描述同一概念的，各自分別計數。

三、四種繪本分析

（一）情境和主要內容

1.《編程大冒險》

全書以Ruby這一小女生形象為線索，以Ruby生活中的故事情境為基礎設計了10個學習任務情境（見表4），并將編程語言和計算思維融入故事之中。書中有大量的插畫，幫助兒童理解學習，引導兒童解決問題。

2.《奧拉學編程》

《奧拉學編程》這一繪本的主要目的是讓更多人（男生和女生）進入計算機領域，讓女孩和男孩一樣都可以從小接觸到STEAM教育。通過此書來啟發(fā)女生參與技術行業(yè)，打破男性更加適合從事技術行業(yè)的偏見，建立女孩成為工程師的信心。這個繪本主要講述了奧拉和她的機器人朋友“迪迪”的一次旅程，起因是小女孩奧拉希望數出天上有多少顆星星，在機器人“迪迪”的建議下，她們一起來到了充滿新奇發(fā)明的夢想之地——創(chuàng)新園區(qū)，她們在那里發(fā)現了一種可以解決問題的算法，然后經歷了將算法轉化為代碼并糾錯的過程，最終她們成功數出了星星的數量。根據故事情節(jié)發(fā)生地點，前后經過了創(chuàng)新園區(qū)、數據中心、創(chuàng)意實驗室和X空間。在這次旅程中，書中還描述了四位榜樣人物，都是對現實中人物的映射，這些榜樣人物借鑒了谷歌公司中女性高級工程師的形象。

3.《編程幫幫忙》

《編程幫幫忙》以生活中的例子為主線，在其中穿插許多編程語言與算法，通過實際生活中問題的解決來營造情境、引入任務，進而培養(yǎng)兒童的計算思維。編程語言只是一種工具，更新?lián)Q代很快，但背后的計算思維卻是不變的。此繪本主要講述了女孩小珍珠和機器人帕斯卡在沙灘堆沙堡的故事。整個夏天，小珍珠一直在努力建造一個完美的沙堡，但總會遇到一些各種各樣的問題。今天是小珍珠和她的機器人朋友帕斯卡的最后一次機會，這次他們用編程的方法將堆沙堡的問題分解成小的、可管理的步驟，終于堆好了完美的沙堡。繪本中的主要內容分為選定地點、準備沙子、塑形和裝飾、挖壕溝4個部分。在解決堆沙堡這個問題的過程中，作者引入了代碼、序列、循環(huán)、條件等觀念，鼓勵讀者通過遷移來解決實際問題。

4.《孩子看的編程啟蒙書》

《孩子看的編程啟蒙書》分為1、2兩輯，每輯有4冊，共計8冊。其主題與主要內容為：算法原來是這樣的、掌握常用的算法、用流程圖描繪生活、有趣的算法游戲、編程真有趣、編程來幫忙、編程能做的事、生活中的編程。情境引入十分有趣，對于學生算法思維和技能的培養(yǎng)也是由淺入深，其主要編寫邏輯在于從算法簡介、嘗試使用算法技能、編程入門到最后尋找編程在生活中的影子，十分符合兒童思維和技能發(fā)展循序漸進的特點。此繪本從6個常見的生活情境入手，讓兒童在故事中學習算法思維;又設置了17個有趣的算法游戲來對學生思維培養(yǎng)成效進行檢驗，鞏固學習成果。

（二）計算思維的編碼分析結果

1.計算思維觀念與態(tài)度的編碼結果

由編碼結果可以看出，5種計算思維觀念與態(tài)度在四本繪本中都有所體現。其中，“解決開放性問題”和“小組合作與交流能力”這兩種觀念與態(tài)度出現的次數最多，占比最重（見圖1）。

解決開放性問題是學生發(fā)展非常重要的素養(yǎng)之一，以上4本繪本不謀而合地采用了問題情境引入（往往是開放性問題）來引導讀者閱讀與思考。《孩子看的編程啟蒙書》中這一觀念與態(tài)度占比較高，是因為其內部結構是由很多開放性問題構成的?；趩栴}的教學（PBL）在教育中應用的優(yōu)點已經得到充分論證，國內也有學者構建了基于計算思維的PBL教學模式[37]。解決開放性問題這一觀念，并不是指具體的解決開放性問題時的技能，而是具備區(qū)分開放性問題與非開放性問題的觀念，以及應用多種方法解決開放性問題的態(tài)度。

小組合作與交流能力在繪本中的比重也較高，以上四本繪本中的主人公，大多數不是單打獨斗，而是有一個或幾個朋友共同協(xié)作。隨著故事情節(jié)的發(fā)展，不斷遇到新的問題，不斷地與新的人物溝通、協(xié)助來解決問題。學會合作本身就是一個重要的教育目標，協(xié)作意識和團隊合作在21世紀所有的素養(yǎng)中占有關鍵地位[38]。合作與交流通常會帶來更高的成就和效率，具有良好的心理健康、社交能力以及幫助讀者建立起自尊等好處[39]。

對困難抱有持之以恒的態(tài)度，在這幾本繪本中都有涉及，主要體現形式為主人公嘗試解決問題反復調整解決策略的過程。恒心是低齡兒童適應社會所不可缺少的一種生存能力，也是發(fā)展健康人格的重要內容。我國在《幼兒園教育指導綱要》[40]中提出，要“培養(yǎng)幼兒堅強、勇敢、不怕困難的意志品質”。

對解決復雜問題有信心，在這幾本繪本中占的比例較為均衡，所有繪本都幾乎以同樣的比重來描述這一觀念與態(tài)度。按照埃里克森人生的心理發(fā)展階段理論，低齡兒童正處于主動對內疚、勤奮對自卑的心理發(fā)展期。這一階段的兒童，需要受到來自內部或者外部的鼓勵來樹立對解決問題的信心，在繪本中加入對于學生信心培養(yǎng)的內容，能夠使他們在今后的生活和工作中擁有解決問題的主動性與勤奮感。

對不確定問題的承受力，在繪本中的體現大多是主人公接受到新的任務時表現出的積極樂觀的態(tài)度，以及面對失敗時不放棄的信念。從失敗中學習是一種有利于學習的方法[41]，學習同樣是一種不斷試錯的過程。在節(jié)奏不斷加快的現代社會，學生所需要承受的壓力也是與日俱增的，目前對于學術承受力培養(yǎng)的相關研究，大多集中于醫(yī)學生和大學生之中，對于低齡兒童承受力培養(yǎng)的研究還處于開拓階段，對于不確定問題的承受力將會是以后教育教學中的重點培養(yǎng)內容。

2.計算思維核心技能的編碼結果

在對4本繪本共計11冊書的內容編碼計量后，共計量191次核心技能，其具體結果見表5。

由編碼結果可以看出，在上述培養(yǎng)計算思維的繪本中，數據相關技能（數據收集、數據分析、數據呈現）共占38%，出現了72次，占比最高。由此可見，在這階段兒童繪本對于學生數據收集、分析和呈現能力的培養(yǎng)擺在了很重要的地位，這同樣是科學實踐的重要組成部分，對于學生科學概念的形成和提升學生科學素養(yǎng)具有非常重要的意義。我國《小學科學課程標準》也提到，通過收集和分析信息獲取證據或經過推理得出結論是科學探究的總目標之一。在低年級兒童中，重點培養(yǎng)學生的數據相關核心技能與算法和程序技能，是這些繪本內容中體現出的目標導向。

算法和程序這一核心技能占了很高的比重（35%），出現了67次。這一情況或與繪本的故事性有關，以上繪本都是通過主人公解決具體實際問題作為引入進行的。在解決實際問題的過程中，會用到各種算法和程序，問題解決能力體現了學生對多學科知識的綜合運用，體現了學生多種學科能力的全面發(fā)展，是學生適應社會、參與社會生活的基本能力[42] 。

自動化這一核心技能在幾本繪本中也占有較高比重（11%），出現了21次。幾本繪本都采用機器人作為主人公的朋友來進行故事情境的創(chuàng)設，進而培養(yǎng)讀者的計算思維，所以自動化大多體現在主人公給機器人下的一系列可以自動執(zhí)行的指令上。自動化是學生學習編程語句要達到的主要目的之一，是節(jié)省勞動力和提高效率的方法[43]，也是未來人工智能社會發(fā)展的重要方向。自動駕駛技術[44]、自動面部識別[45]等自動化技術正日益改變著我們的社會與生活。

一項有趣的發(fā)現是仿真、抽象、并行這三項計算思維核心技能，在許多專家學者對于計算思維內容的闡釋中都有出現，且在他們的論述中出現頻次不低，但在低年級兒童繪本中卻很少提及這幾個核心技能。

計算思維中的仿真技能大多是基于三維建模。建模是仿真的核心[36]，但在繪本這種2D表現形式中，不適合進行三維建模觀念的培養(yǎng)。皮亞杰的“三山實驗”同樣也可以說明此階段兒童不但具有自我中心主義，同時也不能很好地在大腦中進行建模表征事物。

抽象能力是較高層面的思維能力，根據皮亞杰的認知發(fā)展理論，3—8歲兒童處于前運算階段，此階段兒童思維活動具有相對具體性，不能進行抽象運算。有學者提出，兒童應于皮亞杰的具體運算階段培養(yǎng)學生的抽象能力，兒童的抽象性思維在此階段才會逐漸展現其作用[12]。由此可見，在兒童的低年級階段，抽象能力的培養(yǎng)優(yōu)先級較之其他計算思維核心技能是較低的。

并行這一技能僅在這4本（套）繪本中出現兩次。并行對于低齡兒童的要求較高，需要學習者擁有同時處理兩種以上任務的能力。對于3—8歲的兒童而言，這一階段的思維較為單一，要求其具有同時處理多個任務的能力較為困難。

四、啟示

（一）注重情境引入與任務設置

情境的創(chuàng)設，對低齡兒童計算思維的培養(yǎng)起到了良好效用?；谇榫车慕虒W可以促進低齡兒童文本的理解能力和元認知能力[46]。以《兒童編程大冒險》中“雪豹的煩惱”為例，主人公Ruby來到山頂，遇到了雪豹，它看起來有些沮喪。這段文字之后，繪本用整頁紙的內容塑造了一個充滿沮喪的雪豹形象：斜歪著小嘴，尾巴上還夸張地畫上了小火苗。在它的頭頂上還有一團亂糟糟的黑線，黑線的上面是一個死機的小機器人，表示此時雪豹的心情比較糟糕。當小女孩問到雪豹沮喪的原因時，它描述自己喜歡簡單整潔的環(huán)境，而周圍的環(huán)境五顏六色，充滿各種光比較刺眼。小女孩仔細觀察了這個復雜的環(huán)境，發(fā)現了在屋頂閃閃發(fā)光的寶石。在這之后，通過雪豹之口來教育繪本的讀者“專注于事物的本質，忽略那些復雜的細節(jié)，才能更好地解決問題”。這就是極具故事性的情境引入，目的是培養(yǎng)學生的抽象能力。在低年級兒童的教學中，為學生營造情境性的環(huán)境，可以使學生更具有參與感;在此階段，提早接觸真實任務的情境，更有利于學生的學習效率與各方面綜合素養(yǎng)的提高。

（二）涉及編程語言的初步學習

雖然3—8歲低年級兒童不適合直接進行系統(tǒng)的編程教學來培養(yǎng)計算思維，但編程語言與計算思維是緊密相關的。作為本研究對象的繪本中未涉及具體編程操作性的內容和軟件，但在低齡計算思維繪本中加入編程語言已經成為各繪本的普遍做法。例如，《兒童編程大冒險》中提到了布爾值、Linux系統(tǒng)、bug等內容，《奧拉學編程》中提到了古戈爾、404、BOOM、BANG、CRASH等內容。在編程教育已經被越來越多的國家納入國家戰(zhàn)略的大環(huán)境下[47]，于繪本中加入一些編程的基本語句和名詞有利于學生提前適應編程環(huán)境。與此同時，脫離了具體語言去培養(yǎng)思維是有一定難度的，對于計算思維的培養(yǎng)，編程語言可以起到一定的輔助作用，幫助學生理解、運用計算思維的相關概念。

（三）關注計算思維教育中的性別差異

兒童學習的性別差異在低齡階段中已經有所表現，計算思維的培養(yǎng)也不例外。有研究指出，由于男女生在自我效能水平、空間感知能力等方面存在差異，女生在計算思維的養(yǎng)成上弱于男生[48]。但也有研究表明，在女生低年齡段（一年級）如果給以相應計算思維訓練，能夠很好地提高女生自我效能感和對于計算技術的興趣[49]，進而培養(yǎng)計算思維。本研究發(fā)現，計算思維繪本的作者大多為女性（僅《孩子看的編程啟蒙書》作者為男性），這些女性在著書目的中都明確提到女童參與的重要性，以及鼓勵女孩在各方面要樹立自信，打破行業(yè)性別偏見。例如，《奧拉學編程》編寫團隊中的5位女性明確指出：開發(fā)繪本的目的之一，是努力彌補女性在計算思維學習中存在的差距。在學校教學中，我們要對相對處于弱勢的女性群體進行針對性教學，打破性別刻板印象，設置專門的計算思維課程，對女童進行專門的、有區(qū)別性的教育[50]。

（四）凸顯問題解決能力與遷移能力

計算思維的培養(yǎng)，不僅僅局限于解決具體問題，還在于啟發(fā)學生將之前問題解決過程遷移應用到其他情境中的問題。以《奧拉學編程》為例，這一培養(yǎng)理念與繪本不進行實際編程語言和編程軟件教學的理念比較符合。編程所使用的軟件和語言是不斷變化的，而繪本進行學生計算思維層面的培養(yǎng)，是幫助學生能夠舉一反三，將計算思維應用到更多的問題情境中，從而解決問題。

問題解決能力和遷移能力對于學生未來發(fā)展的重要性，已經得到了充分證明，在學校教學中同樣是重點內容。計算思維作為一種高階思維能力，其本身就具有很高的可遷移性與指導問題解決的特點，在計算思維的培養(yǎng)過程中，應更加關注這一方面。

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Abstract：Calculative thinking is considered as a necessary ability for children to face the future. With the increasing attention of calculative thinking in the field of education， the cultivation of calculative thinking is getting to focus on small children. What is the specific content of this thinking and how to cultivate it becomes an important research problem faced by the theoretical and practical fields. In addition to robot programming courses， interdisciplinary learning， game-based teaching and other ways， the use of picture books to cultivate the calculative thinking of young children has become an emerging way. In this paper， four picture books for children are selected as the objects for content analysis， to encode the concepts and attitudes of calculative thinking， as well as core abilities. It is found that among the concepts and attitudes of calculative thinking， “solving open problems” and “teamwork and communication skills” are the most valued concepts and attitudes in picture books. Among the core competencies of calculative thinking， data-related skills， algorithms and programs， automation， etc.， are the most valued core competencies in picture books. Therefore， the importance of context introduction and task setting， the preliminary learning of programming languages， the attention to gender differences in calculative thinking education， the highlighting of problem-solving ability and transfer ability are all important issues in calculative thinking education based on picture books.

Key words：calculative thinking; picture books; children

（責任編輯：楊 波）