《表2 实物化编程教学案例》

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《计算思维培养阶段划分与教授策略探讨——基于皮亚杰认知发展阶段论》

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美国塔夫茨大学（Tufts University）艾略特·皮尔森儿童研究和人类发展学部的技术发展研究小组（Dev Tech Research Group）在探究有形实物编程（Tangible Programming）与机器人技术对低龄儿童影响的研究方面独树一帜。在一项名为Tangible K Robotics Program的项目中，主要研究学龄前幼儿如何以与其生理发育适当的实践方式积极参与到编程和机器人技术活动中，并由此培养计算思维和排序能力等[41][42]。课程以发展儿童学习过程中的“强大的想法（Powerful Idea）”展开，包括工程设计、机器人技术、顺序与指令流程和参数与传感器流程等四个模块。课程的展开多辅之以幼儿熟悉的学习与生活环境主题，除在其中体现程序机械等原理外，又与其他学科内容相联系渗透，实践材料主要为乐高组块、机器组件或装有传感芯片的程序块等。项目课程共计划20个小时的课堂时间，包括10小时的活动开展时间以及10个小时的最终项目制作时间，总计教学时长不变，课程分散在接下来的几个月当中，没有根据学校实际情况展开2—3小时的教学活动，执行教师合理安排各部分教学时长。每次主题都遵循相同的基本架构：（1）游戏引入，计算概念强化；（2）活动挑战，强化主题；（3）单独或协作探索；（4）交流研讨，共享策略；（5）自由探索，拓展延伸；（6）项目评估。研究结论表明，低龄儿童能够通过实物操作方式参与编程活动，并从中培养和发展计算思维能力[43]。工程设计流程主题中一课的教学案例如表2所示。