一項近期研究在幼兒教育情境中比較證據仍有限的背景下,探討機器人程式設計是否能在促進學齡前兒童運算思維(CT)與執行功能(EFs)方面,相較於離線程式設計帶來額外效益。
研究團隊以中國一所公立幼兒園中198名5至6歲兒童為對象,進行隨機對照試驗。受試者被隨機分派至三組:使用 Matatalab 套件的機器人程式設計組(n = 66)、採用紙筆活動的離線程式設計組(n = 66),以及進行常規幼兒園活動的照常教學對照組(n = 66)。介入期為12週,每週1次、每次60分鐘。CT以 TechCheck-K 測驗評估(15題;本研究 Cronbach’s alpha = 0.79);EFs則以 Early Year Toolbox 任務測量,分別評估抑制控制(Go/No-Go)、工作記憶(Mr. Ant)與認知彈性(Card Sorting)。測量於基線、介入第6週與第12週施測,並以線性混合效應模型分析介入效果;研究亦回報介入執行忠實度為97%。
結果顯示,隨時間推移,機器人程式設計組與離線程式設計組在CT表現上皆優於對照組,且至第12週時機器人程式設計組的CT提升幅度高於離線程式設計組。就EFs而言,機器人程式設計組在抑制控制、工作記憶與認知彈性三項指標上,隨時間的表現皆優於離線程式設計組與對照組;組內分析亦指出,僅機器人程式設計組在12週後於上述EF指標呈現顯著提升。多數機器人程式設計組兒童對可程式化機器人抱持正向觀感,包括易用性(79%)、有用性知覺(91%)、技術焦慮(91%)、滿意度(94%)、態度(82%)與持續使用意圖(85%)。
研究指出,兩種方式皆可支持學齡前兒童CT發展,但機器人程式設計可能帶來更顯著且更持久的效益,尤其在EFs方面。作者建議未來研究應擴大樣本多樣性、延長追蹤期、結合量化與質性證據,並持續檢驗EF測量工具與不同程式設計教具的適切性與效度。
文獻來源(開放取用):Zhang, X., Chen, Y., Hu, L., Hwang, G. J., & Tu, Y. F. (2025). Developing preschool children’s computational thinking and executive functions: unplugged vs. robot programming activities. International Journal of STEM Education, 12(1), 10.