石晉陽 陳剛

[摘? ?要] 近年來，雖然兒童編程教育市場火爆，學界對計算思維的討論熱度不減，但有關“編程學習如何促進兒童思維發(fā)展”的理論回應并不充分?；诙磐慕涷瀸W習思想，梳理了“做中學”中經驗與思維的關系，重點闡釋了經驗學習中反思性思維的發(fā)生過程。通過對計算思維和反思性思維的概念辨析發(fā)現(xiàn)，作為兒童編程學習目標的計算思維往往指向問題解決，并且具有反思性特征。兒童編程學習是一種在“做”的經驗與反思經驗之間循環(huán)的反思性實踐活動。兒童編程學習源于興趣，但與兒童自主性、進取心等意志品質相關的持續(xù)努力才是推動反思性思維的持久動力。同時，還需要為兒童提供安全的編程情境和開放的互動對話作為思維發(fā)生的外部支持。

[關鍵詞] 經驗; 反思性思維; 做中學; 計算思維; 兒童編程學習

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 石晉陽（1982—），女，江蘇南通人。副教授，博士，主要從事教育技術哲學研究。E-mail：sjy8008@163.com。

一、引? ?言

隨著時代的發(fā)展，計算思維被認為是數字公民必備的關鍵素養(yǎng)之一。周以真教授認為，計算思維代表著一種普遍的認識和一類普適的技能，每一個人都應熱心于它的學習和應用[1]。然而，有研究者考察了國內少兒編程培訓現(xiàn)狀，提出質疑：“編程思維是一種過程思維，卻硬要被市場打造或虛構成一種結果性的具體能力?！盵2]在學校場域，近年來筆者通過對小學的田野調查發(fā)現(xiàn)，一線教師往往傾向于將編程學習看作是一種技術實踐活動，更推崇讓兒童在“做中學”，而對于兒童在編程中“學到什么”“為什么而學”“其思維何以得到發(fā)展”等理論問題鮮有深入探索。與火爆的少兒編程教育實踐形成對比的是，關于“兒童在編程學習中其思維是如何發(fā)展的”這一問題的理論回應新近才受到研究者的關注[3]，但還遠不夠充分。眾所周知，“做中學”教育思想源于約翰·杜威的經驗主義哲學，他崇尚“教育即生活、即成長、即經驗改造”，并系統(tǒng)論證了“做”的經驗與兒童思維發(fā)展之間的關聯(lián)[4]。因此，本研究試圖從杜威的經驗主義哲學思想出發(fā)，探索“兒童編程學習實踐中思維如何發(fā)生”這一問題。

二、“做中學”的經驗主義哲學基礎

（一）杜威論經驗與思維

根據杜威的經驗主義哲學，經驗是一個無所不包的統(tǒng)一體，是過程和方法的統(tǒng)一體[4]。經驗的根本旨趣在于促進學習者向“好”的方向生長，不僅具有心理發(fā)展價值，還具有生命成長意義。按照人與自然的接觸程度，杜威把經驗分為原初經驗和反思經驗。原初經驗是個體與自然的直接互動，側重于“做”;而反思經驗是有思維參與的行動，可以影響人的選擇行為[5]。杜威認為，“思維把單純意欲的、盲目的和沖動的行動轉變?yōu)橹腔鄣男袆印盵6]，思維是改造經驗的方法，是對經驗予以反思的方法，也是人類獨有的活動。而反思性思維（Reflective Thinking）意指對某個問題進行反復的、嚴肅的、持續(xù)不斷的深思[6]。與不完全或無效的思維不同，反思性思維的功能是把經驗含糊的、可疑的、矛盾的、某種失調的情境轉變?yōu)榍宄摹⒂袟l理的、安定的以及和諧的情境。因此，杜威把反思性思維明確定位為思維的一種較好方式，是真正的思維，因為真正的思維必然是以認識到新的價值而告終[6]，真正的思維一定會影響個人當下的經驗并促進經驗的成長。

有學者認為，杜威學說中的反思具有實踐性，因為反思既是內隱的思維活動，又是外顯的探究行為[7]。實際上，杜威的意圖在于從經驗的視角闡釋反思性思維之于教育的重要價值。在杜威看來，反思性思維是一種內在“信念”，當一個人唯有面對疑難，心甘情愿地忍受困惑，不辭辛勞地進行探究，他才有可能有反思性思維[6];而反思經驗則是指一種有反思性思維參與的探究活動，亦是包含了過程與方法的統(tǒng)一體。

因此，有反思性思維參與的問題探究活動以經驗成長為目的，既包括兒童在問題解決過程中的概念化、假設、推理、檢驗等認知因素，還包括兒童在求解過程中的興趣動機、情感意志等非認知因素。落實到教育實踐中，杜威的經驗學習思想表明，學習者“做”的經驗與反思經驗必須經歷堅持不懈的循環(huán)互證的過程，才能實現(xiàn)學習者經驗的整體性成長和向善的道德意圖。由于反思性思維的參與對兒童獲得真正經驗生長的重要性，故而杜威極力推崇在教育過程中對兒童的反思性思維進行訓練，并將其作為教育的主要目的[6]。

（二）經驗學習中思維的發(fā)生過程

杜威主張“發(fā)展中的經驗就是所謂的思維”[8]。一個實際的經驗情境是思維的開端，而激發(fā)兒童反思性思維的參與是有效教學的關鍵。思維起源于某種疑惑、混淆或懷疑[6]，個體需啟動反思性思維，才能對經驗進行批判性的、多樣的、公開的考察[9]。因此，在經驗學習中，反思性思維的價值在于：（1）賦予事物以豐富的意義;（2）為行動的合理性提供指導;（3）為發(fā)明創(chuàng)造提供可能?？梢姡谌魏螁栴}的解決過程中，個體都需要啟動反思性思維，才能促進個體經驗的真正發(fā)展。

由于反思是一種有意識的活動，所以人的反思性思維必須經由學習和鼓勵才能獲得[10]。但在兒童學習過程中，反思常常不能自動發(fā)生，需要在細心而周到的教育指導下，才能在正確的方向上得到發(fā)展，并充分實現(xiàn)其機能[6]。由此可見，教育過程中的一切資源都應為促進兒童在實踐過程中進行反思性思維提供支持，才有可能實現(xiàn)個體經驗的持續(xù)成長。一般而言，反思性思維的發(fā)生應具備以下條件：（1）疑難的狀態(tài);（2）忍受困惑和堅持探索;（3）連接先前的經驗;（4）有意圖地連續(xù)行動，如開展為求得問題解決的方法進行尋找、搜索和探究等活動。由此，我們建構出一個經驗學習過程中反思性思維的發(fā)生框架（如圖1所示），主要包括教育目標、經驗過程、內在動力、外部支持四個部分。

杜威指出，“教學法的要素和思維的要素是相同的”[11]。因此，我們闡釋經驗學習的思維發(fā)生過程，旨在改善兒童編程教育的教學方法。在此基礎上，我們先對兒童編程學習的思維目標進行辨析，進而結合筆者在江蘇省D小學①兒童編程課堂上的田野調查資料，探討兒童編程學習中的思維發(fā)生問題。

三、編程學習的目標：反思性思維與計算思維辨析

（一）計算思維的問題解決取向

一般認為，思維是認知活動的最高級形式，可以完成感知覺、記憶等低級認知活動無法完成的任務，如概括規(guī)律、推斷未知等[12]。廣義上講，思維就是為了解決問題。

2006年以來，關于計算思維的定義一直爭議不斷，但我們發(fā)現(xiàn)大多數計算思維的定義是問題解決取向的。例如：周以真教授認為，計算思維是以有效處理信息的方式思考問題、構思并呈現(xiàn)解決方案的一系列思維活動[13];美國計算機科學教師協(xié)會和國際教育技術協(xié)會（CSTA & ISTE）于2011年為計算思維確立了一個操作性定義：計算思維是一種問題解決的過程，包括確定問題、分析數據、抽象表示、算法設計、評估方案、概括遷移等六個環(huán)節(jié)[14];在信息技術行業(yè)，谷歌認為計算思維是我們攻克難題的一種方式，當人們提出易被計算機解決或易通過大數據分析探尋內部規(guī)律的難題時，表明他們需要運用計算思維進行思考，運用計算思維解決問題包括四個步驟：分解、模式識別、抽象化、算法開發(fā)[15]。

為了促進兒童在編程環(huán)境中發(fā)展思維，MIT的Scratch開發(fā)團隊提出了計算思維學習和評估的三維框架，包括計算概念、計算實踐、計算觀念三個層次[16]。這一框架認為兒童通過編程學習應該獲得與計算相關的概念類知識、問題解決經驗，并形成相應的價值觀念。根據廣義知識分類理論，陳述性知識是能直接陳述的知識，功能在于通過直接敘述回答“是什么”的問題，可依靠記憶習得;而程序性知識是借助某種作業(yè)形式間接推測其存在的知識，用以在活動中解決“怎么辦”的問題，需要依賴學習者主動的思維參與才能習得。由此可見，計算概念屬于陳述性知識，而計算實踐和計算觀念則是程序性知識。在Scratch編程學習過程中，與計算相關的概念是計算思維的知識基礎，而面向“如何做”的計算問題解決過程和方法則是計算思維的關鍵要素。

可以看出，問題解決取向的計算思維培養(yǎng)，側重于“做”，但并不是盲目的“做”，學習者要對習得的方法進行抽象化并遷移到新情境中加以應用、創(chuàng)造，需要主動的思維參與才能實現(xiàn)。

（二）計算思維的反思性特征

杜威認為，有意義的教育活動必然是蘊含著思維的活動，知識、技能和思維并非三個相互獨立的教育目的[8]。學習者必須在利用計算機解決各類問題的情境中持續(xù)進行探究，即不斷進行實踐與反思的循環(huán)活動，才可能獲得分解、概括、序列化、評估、抽象化等思維能力。學習者在每一個環(huán)節(jié)都需要不斷地對已有經驗進行反思，深入考慮“我是怎么做的” “為什么這樣做”“還可以怎樣改進”等問題，每一次反思都是為了思維的發(fā)展，為了經驗的生長。這種蘊含在經驗學習中的反思性思維活動正是杜威所推崇的。因此，從經驗學習論出發(fā)，計算思維是主體的一種綜合能力，這種能力主要在特殊的人機協(xié)同問題解決情境中通過主體的行動與反思循環(huán)過程得到提升。

根據杜威的思想，反思性思維的培養(yǎng)是兒童經驗成長的中心，通過“做中學”方式培養(yǎng)反思性思維這一教育目的在兒童編程學習活動中依然居于根本性地位。由此，作為兒童編程學習目標的計算思維也具有反思性特征。而且，在兒童編程學習過程中，反思性思維既是計算思維習得的必備條件，也是這一過程的關鍵發(fā)展目標。

進一步，在核心素養(yǎng)框架下思考“教育應該培養(yǎng)什么樣的人”，也繞不開反思性思維這一關鍵目標。經合組織（OECD）的核心素養(yǎng)研究項目所建構的核心素養(yǎng)概念框架就表明：核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與反思性思維的發(fā)展密切相關[17]。值得注意的是，該核心素養(yǎng)框架中所涉及的“溝通、自主、問題解決、創(chuàng)造力”等詞匯都是區(qū)別于“基本知識與技能”的高階素養(yǎng)，偏重于元認知因素及動機、態(tài)度等非認知因素[18]。與此相應，CSTA & ISTE也指出，計算思維不僅包括個體在利用計算機解決問題方面的認知特征，還涉及個體的非認知因素，如處理復雜性的信心、在困境中堅持、對歧義的容忍度和合作能力等方面[14]?？梢姡杂嬎闼季S為培養(yǎng)目標的編程學習是一種反思性實踐活動，并非孤立地指向探究性活動中認知能力的發(fā)展，而是與自我效能感、意志力等心理驅動機制，以及與他人的協(xié)同互動等社會性因素相關聯(lián)。

四、作為反思性實踐的編程學習：過程、動力與支持

根據杜威的經驗學習理論，唯有融入了反思性思維的問題探究行動，才能真正促進兒童的經驗成長。本文將在兒童編程教育場景中具體闡釋這種反思性實踐中思維發(fā)生的循環(huán)方式、內部動力及外部支持。

（一）行動與反思：思維發(fā)生的循環(huán)方式

Logo語言發(fā)明者Papert認為，電腦為兒童提供了探索自我思維過程的機會，編程是他們思考的情境，而Logo編程語言則是思考的工具[19]。但也有研究表明，學生很少能夠自行探索編程，他們需要結構化的指導和為其搭建的腳手架支持，如果沒有人對學生進行計算實踐和計算觀念方面的指導，學生便很難積極反思自己的經驗，編程經驗也就沒有教育效果，因此，學生不僅僅是編寫代碼，還應該“思考著做”（Thinking-doing）[20]。也就是說，實踐與反思并不是割裂的，而是呈兩股交織的“麻花辮”形態(tài)。學生不能只是模仿著編寫代碼，還必須邊想邊做，做完一部分之后還要反思“這是怎么做的”“下一步該如何做”等問題，才有可能獲得有價值的經驗。

一般而言，兒童編程的教學模式有模仿、探究、創(chuàng)造三種類型。由于小學階段常規(guī)課堂的課時有限，最典型的教學模式是模仿式范例教學和探究式任務教學兩類[21]。在編程入門教學中，大多數教師較為重視小學生對范例的模仿，因為在范例模仿過程中，學生可以熟悉編程環(huán)境、編程的基本方法，并養(yǎng)成遇到問題積極思考的習慣。隨著編程教學的進一步推進，探究式任務教學要求教師在有限的時間內關注到每一位學生的思維發(fā)展，教師需要精心安排任務，并為學生的思維發(fā)展搭建多種腳手架，例如：引入思維導圖、出聲思維、寫程序注釋等輔助手段促進學生思維的發(fā)展。

根據思維的活動方式，可以把思維分為再現(xiàn)性思維和創(chuàng)造性思維，前者指直接運用已有知識經驗解決問題，后者指能獲得新知識并產生新穎的思維成果[12]。研究表明，體驗過Scratch編程的兒童往往會青睞其創(chuàng)作功能，他們認為通過編程可能實現(xiàn)自己的新想法[21]。但是，對接觸編程機會有限的孩子而言，要利用編程軟件創(chuàng)新編寫足夠復雜的游戲或故事作品并不容易。實際上，創(chuàng)造學習模式往往存在于編程社團學習或競賽情境中。研究者認為，一個學習者具備的知識越深刻，其思維過程越具有分析力、實驗性和創(chuàng)造力[22]。也就是說，學生不可能憑空創(chuàng)造，他必須對課程內容和引發(fā)創(chuàng)新的創(chuàng)造過程有深刻的理解，才可能創(chuàng)造[22]。由此可見，編程對兒童思維的培養(yǎng)是在量與質上的經驗累積，教育者不僅需要為兒童設計足夠量的變式練習，還需要為他們提供有效的反思支持以保證知識的深度，從而使思維實現(xiàn)質的飛躍。

學習者只有在主動直面難題或困境時仍然持續(xù)行動，反思性思維才有可能被啟動。不僅如此，思維的發(fā)展還依賴經驗的積累、持續(xù)的探究、反思技能的提升。但兒童在學習編程時并不一定能自覺啟動反思性思維，也并不一定總能積極地持續(xù)參與編程活動以獲得成長。因此，我們將沿著杜威思維教學思想繼續(xù)討論兒童編程學習的內在動力和外部支持。

（二）興趣與努力：思維發(fā)生的內在動力

如前所述，兒童編程學習是一種以思維培養(yǎng)為目標的經驗學習，連續(xù)的經驗過程是兒童思維發(fā)展的關鍵。筆者在田野調查中發(fā)現(xiàn)，大多數兒童表示對編程學習感興趣[21]。調查還表明，雖然兒童編程學習源于好奇或興趣，但好奇心卻不足以維持學習的動力。比如D小學的趙老師就坦言：“編程如果難度不是很大，女生還能保持興趣，難度大了興趣就會下降。男生也一樣，除非數學特別好、興趣特別濃?！盵21]實踐表明，直接的興趣并不能為兒童學習編程提供持續(xù)的動力。由此，我們需要重新認識學習中“興趣”的意義。

杜威提出的興趣學說認為，興趣作為自我的表達可以分為兩個階段，即直接的興趣和愉悅的情緒階段以及間接的興趣和意志的知性階段[6]。興趣的真正意義在于推動兒童向較高水平發(fā)展，而不是停留在短時愉悅情緒的滿足上;兒童帶著興趣主動努力，比毫無興趣的被動刻苦對兒童精神培養(yǎng)的價值更高，更有利于兒童的經驗成長。

兒童在行動中遇到問題或困境，有可能啟動反思性思維;當兒童行動時不愿或不能啟動反思性思維時，他就可能產生畏難情緒或者轉移注意力，甚至放棄學習。因此，遇到困難后還能主動努力是我們應該真正珍視的東西[23]。可見，持續(xù)而主動的努力有助于維持意志層面的興趣，也是發(fā)展兒童反思性思維的持久動力。

由于努力使行動包含目標的嚴肅性、專注性和明確性，它有助于形成堅定性和服務于有價值目標的堅持習慣[23]。一方面，基于興趣的努力與目標、行動、人格等要素有機地勾連起來，成為激發(fā)學生反思性思維的內在動力，體現(xiàn)了經驗學習對培養(yǎng)兒童自主性的價值。另一方面，興趣與努力相伴隨形成學習內驅力，能激發(fā)兒童的進取心，這是一種指向自我成長的高級情感。這種與堅毅、意志力關聯(lián)的反思性思維品質，體現(xiàn)出經驗學習的道德意蘊，為在兒童編程教育中貫徹“立德樹人”根本目標提供了明確思路。

在兒童編程學習活動中，以興趣和努力為核心的學習動力系統(tǒng)需要多方面的支持，這些支持涉及學習機會的創(chuàng)造、活動主題的適切性、學習共同體的建構、資源的可得性等方面。例如：與生活相關的問題可以激發(fā)學生的興趣與持續(xù)努力，D小學的小學生從生活中使用自動售貨機的經驗出發(fā)，發(fā)揮自主性，持續(xù)探索其工作原理，通過編程設計，模擬創(chuàng)作了一個自動售貨機。在此過程中，學習興趣源于生活，但是學習的持續(xù)動力卻來自問題探究過程中不懈的努力?？梢姡幊虒W習者迫切求解的愿望和堅持不懈的毅力是啟動反思性思維的強勁動力，也進一步明確了編程學習對計算思維的意志力、道德感、價值觀念等非認知因素培養(yǎng)的重要意義。

（三）情境與對話：思維發(fā)生的外部支持

1. 安全的情境支持

如前所述，反思性思維參與的學習活動是一個問題探究過程，學習者親歷了整個探究流程，既可能走向成功，也可能遭遇失敗。但是對于具有良好習慣的學習者而言，失敗的經驗與成功的經驗具有同等價值。也就是說，反思性思維往往發(fā)生在允許失敗的情境中，允許失敗意味著學習情境應讓學生感到心理安全。在安全的學習情境中，失敗也可以啟動反思性思維，激發(fā)兒童克服困難的斗志。Papert教授曾用“Hard fun”來描述兒童使用Logo編程的學習體驗[19]，以表明編程環(huán)境應該給兒童提供“有價值的困境”，促使兒童啟動反思性思維、持續(xù)努力并最終獲得成就體驗。

筆者在小學采訪時發(fā)現(xiàn)，受到課時等因素的影響，常規(guī)編程課堂上的兒童面對規(guī)定任務情境時，往往較難獲得有審美價值的成就體驗，而參與編程社團的學習者更有機會體驗到“Hard fun”這一審美瞬間。例如：D小學編程社團的方同學已經成功創(chuàng)作了多個作品，他回顧與隊友共同創(chuàng)作的經歷時感慨：大家一起在困境中持續(xù)努力的體驗是美妙的，“動感籃球場制造上面沒什么困難，就是在編程序的時候容易出問題，參數只要有一點點的不對，都可能導致機械運行得不太好。編程后面九天都在細調這些參數……進行細細的調試，直到很完美了為止，最多的一次我們嘗試了90多次。必須要有耐心，沒耐心的話是學不成的”[21]。

由此可見，開放包容的學習情境，可以讓學生感到心理安全，能夠激發(fā)學生進行主動反思的熱情，促進學生自由地試驗或嘗試新想法。以Scratch編程環(huán)境為例，該軟件環(huán)境具有“低門檻、高天花板”的特性，不但提供了高包容度的編程情境，還給予學習者“嘗試—錯誤”的實踐機會，允許他們個性化地設計不同的角色、背景、規(guī)則等。在這樣的情境中，學習者感到心理安全，更容易獲得思維自由，也更能激發(fā)創(chuàng)造力。

2. 開放的對話支持

當前，為了克服現(xiàn)代課程觀的單向度后果，后現(xiàn)代課程觀追求多元而開放的課程設計理念，旨在促進人的心靈成長。多爾構建的4R課程是最具代表性的后現(xiàn)代課程。其中，“回歸性（Recursive）”思想深受杜威經驗主義哲學的啟發(fā)。多爾認為，回歸性反思是后現(xiàn)代課程的核心，昭示著課程學習本質上是一個循環(huán)過程[9]。后現(xiàn)代主義課程觀推崇的回歸性反思可以推動個體在一個開放的框架中動態(tài)發(fā)展自身的能力，反思在其中發(fā)揮著積極且核心的作用，使得經驗本身得以連續(xù)和成長。

多爾認為，回歸性反思旨在發(fā)展能力，是人類創(chuàng)造意義的方式，也是人們通過與環(huán)境、他人、文化等進行反思性互動形成“自我感”的方式;而對話是回歸性反思的絕對必要條件[9]。可見，在學習過程中，反思不僅僅是個體的內省過程，還發(fā)生于對話互動中。因此，回歸性的兒童編程課程是以反思為核心、面向學習者經驗成長的學習實踐過程。在兒童編程教育中，教師應在教學中設定開放性的問題情境，鼓勵師生、生生之間進行開放性的會話，以便充分調動學生的反思性思維。

一方面，在編程學習情境中，教師逐步放開對學習過程的控制，鼓勵學生進行開放而積極的對話互動。學生在對話中調動反思性思維，將注意力集中在范例的抽象層面，不僅可以發(fā)展自身的編程能力，還能在多種關系互動中更深刻地理解“自我”。另一方面，教師可以采用反思工具引領對話，幫助學生回顧、討論和評估自己的思維過程與方法。例如：一些教師在兒童編程教學中常常使用語言轉換方法，鼓勵兒童發(fā)揮類比思維，將表達任務的自然語言轉換為計算語言，不但可以發(fā)展計算思維，還可以發(fā)展交流技能;一些教師則鼓勵學生利用可視化思維技術將想法轉換為圖表，如流程圖、規(guī)則表單等;還有一些教師更傾向于鼓勵學生為自己編寫的代碼添加注釋，通過邊寫邊反思代碼與目標之間的關聯(lián)，形成良好的計算思維習慣。

五、結? ?語

在更廣泛的語境中，立德樹人是我國教育事業(yè)的根本任務，立德是方法，樹人是目的。我們發(fā)現(xiàn)，杜威的經驗教育思想與立德樹人有本質上的一致性，兒童在學習情境中持續(xù)地通過親身經驗與積極反思，不僅是為了獲得知識技能，更是為了實現(xiàn)“人”的成長。本文回顧“做中學”教育理論的哲學基礎，明晰了反思性思維在兒童編程教育和計算思維培養(yǎng)中的重要價值，期望能對兒童編程教育實踐提供一些有益的理論啟示。在經驗成長視角下，兒童編程教育的目的不是培養(yǎng)掌握編程技能的工具人，而是要培養(yǎng)具有反思性思維、能適應未來人工智能社會、德才兼?zhèn)涞臅r代新人。

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