The cognitive and neural mechanisms of computer programming in young children: storytelling or solving puzzles?

幼儿计算机编程的认知和神经机制:讲故事还是解决难题?

基本信息

  • 批准号:
    1744809
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2019-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Research and policy changes over the recent years have brought a newfound focus on STEM for young children. Policy decisions regarding how and when to introduce computer science education would benefit from additional data. This project will investigate the cognitive and neural basis of learning computer science in early childhood. The project will use functional MRI to evaluate the novel hypothesis that engaging in programming activities can be similar to engaging in language comprehension and production. This project comes at a time when there is a re-envisioning of STEM in early childhood education as well as a push for integrating coding at all levels of the educational system. This empirical project will provide critical insights into the cognitive and neural basis of programming, which is key for furthering the goal to bring computer science for all and the design of learning technologies for young children.This interdisciplinary project will focus on understanding the cognitive and neural basis of computer programming in young children. Since computer programming is traditionally associated with problem solving it is taught as a STEM discipline. However, the underlying assumption that programming abilities are related to math and general problem solving skills has not gone unchallenged. Some researchers proposed that learning a programming language may also be related to the cognitive processes associated with literacy, akin to acquiring a foreign language. In this interdisciplinary project the research team will use functional MRI to evaluate whether engaging in coding and computational thinking primarily activates the domain-general problem-solving brain regions (the fronto-parietal multiple demand network), and whether it additionally engages the fronto-temporal language network. The team will ask this question by conducting a pilot study with children 8 years of age programming with ScratchJr, an introductory programming language developed by the PI. Understanding whether engaging in computer programming primarily relies on domain-general problem-solving resources or whether it additionally engages language processing mechanisms, will provide critical insights into the cognitive and neural basis of programming, which is needed for understanding learning trajectories in computational thinking, developing effective learning technologies, and making policy recommendations for incorporating the teaching of computer science.
近年来的研究和政策变化为幼儿带来了对STEM的新关注。关于如何以及何时引入计算机科学教育的政策决定将受益于更多的数据。这个项目将调查在幼儿时期学习计算机科学的认知和神经基础。该项目将使用功能性MRI来评估新的假设,即参与编程活动可以类似于参与语言理解和生产。这个项目是在儿童早期教育中重新设想STEM以及推动在教育系统的各个层面整合编码的时候推出的。这个经验项目将提供对编程的认知和神经基础的重要见解,这是进一步实现为所有人提供计算机科学和为幼儿设计学习技术的目标的关键。这个跨学科项目将专注于理解幼儿计算机编程的认知和神经基础。由于计算机编程传统上与解决问题有关,因此它被作为STEM学科教授。然而,编程能力与数学和一般问题解决能力相关的基本假设并没有受到挑战。一些研究人员提出,学习编程语言也可能与识字相关的认知过程有关,类似于学习外语。在这个跨学科项目中,研究小组将使用功能性MRI来评估参与编码和计算思维是否主要激活了解决问题的大脑区域(额顶叶多需求网络),以及它是否还参与了额颞语言网络。该团队将通过对8岁以下的儿童进行一项试点研究来提出这个问题,该研究使用了由PI开发的介绍性编程语言SockchJr。了解从事计算机编程是否主要依赖于域一般的解决问题的资源,或者它是否还从事语言处理机制,将提供关键的见解编程的认知和神经基础,这是需要了解学习轨迹计算思维,开发有效的学习技术,并结合计算机科学教学的政策建议。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Evelina Fedorenko其他文献

The processing complexity of English relative clauses
英语关系从句的处理复杂性
  • DOI:
    10.1093/acprof:oso/9780199677139.003.0006
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    E. Gibson;Harry J. Tily;Evelina Fedorenko
  • 通讯作者:
    Evelina Fedorenko
Please Scroll down for Article the Quarterly Journal of Experimental Psychology the Time-course of Lexical and Structural Processes in Sentence Comprehension
请向下滚动查看《实验心理学季刊》文章《句子理解中词汇和结构过程的时间进程》
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Harry J. Tily;Evelina Fedorenko;E. Gibson
  • 通讯作者:
    E. Gibson
Memorable words are monogamous: The role of synonymy and homonymy in word recognition memory
好记的单词是一夫一妻制的:同义词和同音词在单词识别记忆中的作用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kyle Mahowald;Phillip Isola;Evelina Fedorenko;E. Gibson;A. Oliva
  • 通讯作者:
    A. Oliva
Language is primarily a tool for communication rather than thought
语言主要是一种交流工具,而非思考工具。
  • DOI:
    10.1038/s41586-024-07522-w
  • 发表时间:
    2024-06-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Evelina Fedorenko;Steven T. Piantadosi;Edward A. F. Gibson
  • 通讯作者:
    Edward A. F. Gibson
The Interaction of Syntactic and Lexical Information Sources in Language Processing: The Case of the Noun-verb Ambiguity
语言处理中句法和词汇信息源的相互作用:名动歧义案例
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Evelina Fedorenko;S. Piantadosi;E. Gibson
  • 通讯作者:
    E. Gibson

Evelina Fedorenko的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

脐带间充质干细胞微囊联合低能量冲击波治疗神经损伤性ED的机制研究
  • 批准号:
    82371631
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
亚低温调控颅脑创伤急性期神经干细胞Mpc2/Lactate/H3K9lac通路促进神经修复的研究
  • 批准号:
    82371379
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于再生运动神经路径优化Agrin作用促进损伤神经靶向投射的功能研究
  • 批准号:
    82371373
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Neural Process模型的多样化高保真技术研究
  • 批准号:
    62306326
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
声致离子电流促进小胶质细胞M2极化阻断再生神经瘢痕退变免疫机制
  • 批准号:
    82371973
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
生理/病理应激差异化调控肝再生的“蓝斑—中缝”神经环路机制
  • 批准号:
    82371517
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
LIPUS响应的弹性石墨烯多孔导管促进神经再生及其机制研究
  • 批准号:
    82370933
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
弓状核介导慢性疼痛引起动机下降的神经环路机制及rTMS干预研究
  • 批准号:
    82371536
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
听觉刺激特异性调控情绪的神经环路机制研究
  • 批准号:
    82371516
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
TAG1/APP信号通路调控的miRNA及其在神经前体细胞增殖和分化中的作用机制
  • 批准号:
    31171313
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Neural and affective mechanisms underlying prospective self-control costs
潜在自我控制成本的神经和情感机制
  • 批准号:
    10660515
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Neuronal mechanisms of model-based learning
基于模型的学习的神经机制
  • 批准号:
    10722261
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Neurocognitive Mechanisms of Sentence Production Impairment in Aphasia
失语症句子产生障碍的神经认知机制
  • 批准号:
    10735595
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Music4Pain Network: A research network to advance the study of mechanisms underlying the effects of music and music-based interventions on pain.
Music4Pain Network:一个研究网络,旨在推进音乐和基于音乐的疼痛干预措施的影响机制的研究。
  • 批准号:
    10764417
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Circuit mechanisms of arbitration between distinct reinforcement learning systems
不同强化学习系统之间的仲裁电路机制
  • 批准号:
    10608739
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Predictive Functions and Neural Mechanisms of Spontaneous Cortical Activity
自发皮质活动的预测功能和神经机制
  • 批准号:
    10572486
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Resilience to cognitive decline and resistance to Alzheimer's disease and related neurodegenerative diseases in individuals from Colombia with autosomal dominant dementias
哥伦比亚常染色体显性痴呆患者对认知能力下降的抵抗力以及对阿尔茨海默病和相关神经退行性疾病的抵抗力
  • 批准号:
    10721433
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Understanding how social interactions influence reward-seeking behaviors: Developmental mechanisms
了解社交互动如何影响寻求奖励的行为:发展机制
  • 批准号:
    10716898
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Brain Mechanisms Underlying Changes in Neural Oscillations through Adolescent Cognitive Maturation
青少年认知成熟导致神经振荡变化的大脑机制
  • 批准号:
    10675169
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
Unraveling the synaptic and circuit mechanisms underlying a plasticity-driving instructive signal
揭示可塑性驱动指导信号背后的突触和电路机制
  • 批准号:
    10686592
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了