בשנים האחרונות גובר המאמץ לשלב קידוד וחשיבה חישובית בחינוך לגיל הרך. כמגמה בין לאומית. ScratchJr עם יותר מ- 9.5 מיליון הורדות היא שפת התכנות הפופולרית ביותר הזמינה בחינם לילדים צעירים (גילאי 5-7). הנתונים מגלים כי מדינות כמו בריטניה והמדינות הנורדיות הנותנות דגש ללימודי מדעי המחשב עושות שימוש רב ScratchJr.
הרעיון לשלב תכנות מחשבים במערכת החינוך החל עוד מסוף שנות ה -60. באותה תקופה סימור פפרט ועמיתיו ב- MIT פיתחו את שפת התכנות הראשונה המיועדת לילדים, LOGO.
בעזרת שפה טקסטואלית פשוטה, ילדים יכלו להקליד פקודות ל"צב ", כך שהוא יוכל לנוע ולצייר צורות גיאומטריות על ידי גרירת עט (Papert, 1980).
הפופולריות של LOGO גדלה בכל העולם וגרסאות חדשות של LOGO פותחו ביותר מתריסר שפות מדוברות על מגוון מחשבים (The Logo Foundation,2015).
עם זאת, למרות שלוגו הייתה חלוצה במגמה ההולכת וגוברת של שפות תכנות לילדים, פפרט ראה את הפוטנציאל הגדול ביותר של הלוגו כחממה לרעיונות רבי עוצמה (Papert, 2000). כלומר ככלי המאפשר לילדים לפתח דרכי חשיבה חדשות ו"חשיבה על חשיבה "(Papert, 2005).
פפרט האמין מאוד בקונסטרוקציוניזם, פילוסופיית החינוך שלו שטענה כי כוחן של שפות התכנות הפך לבולט ביותר כאשר הן נותנות הזדמנויות לתמוך בעיצוב וביצוע של פרויקטים בעלי משמעות מבחינה חישובית שהזמינו ילדים לחשוב בדרכים חדשות (Papert, 1980) .
תכנות מספק הזדמנות לעסוק בחשיבה לוגית ומופשטת, בפתרון בעיות ובתהליך העיצוב היצירתי. בעשור האחרון פותחו שפות תכנות חדשות בהשראת LOGO ואחת מהשפות הפופולריות ביותר היא סקראץ (Resnick et al, 2009), ששוחררה לראשונה בשנת 2007 וזמינה בחינם, השפה פותחה על ידי מיטשל רזניק - תלמידו של פפרט.
סקראץ תוכננה לילדים מגיל 8 ומעלה, ומספקת ממשק ידידותי מבוסס אייקונים, כך שילדים יכולים ליצור סיפורים, אנימציות ומשחקים משלהם. יתר על כן, בעידן המדיה החברתית, ברגע שילדים יוצרים את הפרויקטים שלהם בסביבת הסקראץ הם יכולים לשתפם באופן מקוון עם קהילת עמיתים שמאפשרת להם עריכה ובניה מחדש של פרויקטים על ידי משתמשים אחרים.
כיום, למעלה מ- 29 מיליון פרויקטים נוצרו באתר (scratch.mit.edu) והמספר ממשיך לגדול מדי יום.
סקראץ תוכננה בעקבות המטפורה "רצפות נמוכות, תקרות גבוהות וקירות רחבים" (Resnick, 2009). כלומר, השפה מספקת דרכים קלות להתחיל
למתחילים (קומה נמוכה), דרכים לעבוד על פרויקטים מתוחכמים יותר ויותר לאורך זמן (תקרה גבוהה) ומסלולים מרובים למעורבות לכל הילדים עם תחומי עניין מגוונים (קירות רחבים). ההנחה בסביבת הסקראץ היא שלילדים יש ידע בסיסי בקריאה וכתיבה (על לבני התכנות יש מילים הקשורות לתפקידם), כמו גם יכולת לנהל מורכבות ואפשרויות כמעט אינסופית לפקודות.
כאשר ילדים הם מתחת לגיל 8, חסרה להם הבשלות התפתחותית להשתמש ב- Scratch מכיוון שהסקראץ מאופינת בהרבה פקודות ואפשרויות אין סופיות.
ScratchJr נוצרה כדי לטפל בבעיה זו. ולה קירות רחבים יותר מכיוון שהיא לא רק מרתקת את הילדים עם מגוון תחומי עניין אישיים, אלא גם עם שלבי התפתחות מגוונים (Bers and Resnick, 2015). ScratchJr)
הסביבה היא מגרש משחקים בטוח וחופשי לקידוד המציגה את רעיונות מדעי המחשב לחינוך לגיל הרך (Bers, 2018b). ממש כמו במגרש המשחקים, ילדים יכולים לבחור פעילויות שונות להשתמש בדמיונם תוך כדי ביצוע פרויקטים. בנוסף, הם מפתחים אסטרטגיות מופשטות, חשיבה רציפה ופתרון בעיות תוך כדי חשיבה מיחשובית.
מטרת פיתוח ScratchJr, הייתה לעצב שפת תכנות מקדמת לא כדי להכין תלמידים לתארים במדעי המחשב (בגלל המחסור במתכנתים ומפתחי תוכנה בתעשייה), אלא לספק לילדים את הכלים האינטלקטואליים להשתלב בחברה האזרחית.
קידוד הוא יותר מיומנות טכנית; זו דרך להשיג אוריינות ה-21, במאה כמו קריאה וכתיבה. למידה קוד מערבת ילדים בדרכי חשיבה חדשות המכונה ע"י חוקרים כחשיבה מחשובית (Wing, 2006; Bar and Stephenson, 2011; International Society for Technology Education and the Association for Teachers Association) , 2011; Lee et al. 2011).
חשיבה מחשובית היא היכולת לפתרון בעיות באמצעות כלים של טכנולוגיה ממחושבת. היא כוללת:
ניסוח בעיות באופן שניתן להיעזר במחשב ובכלים אחרים כדי לפתור אותם
ארגון וניתוח של המידע באופן לוגי
ייצוג המידע באמצעות הפשטות כגון מודלים והדמיות
אוטומציה של הפתרונות באמצעות חשיבה אלגוריתמית (סדרה של צעדים)
זיהוי, ניתוח ויישום פתרונות אפשריים במטרה להשיג את השילוב היעיל והאפקטיבי ביותר של פעולות ומשאבים
הכללת ויישום תהליך הפתרון למגוון רחב של בעיות
חשיבה מחשובית מכילה כלים מנטאליים אנליטיים הטבועים בתחום מדעי המחשב, כולל חשיבה רקורסיבית, יישום הפשטה בעת חישוב משימה מורכבת ושימוש בנימוקים היוריסטיים כדי לגלות פתרון.
כלים אלו ישימים באופן אוניברסלי (Wing, 2011). לכן, ניתן ללמד אותם, לא רק באמצעות קורסים במדעי המחשב, אלא באופן משולב עם תחומי לימוד אחרים בבית הספר ומגיל צעיר.
מחקרים מראים כי גם מבחינה כלכלית וגם מבחינה התפתחותית, להתערבויות חינוכיות שמתחילות בגיל הרך יש עלויות נמוכות יותר והשפעות עמידות (Cunha andHeckman, 2007). בעוד שרוב יוזמות הקידוד הלאומיות החלו להתמקד בילדים גדולים יותר, ישנם מאמצים להתמקד בילדות המוקדמת. באירופה, מדינות כמו בריטניה
התאימו את תכנית הלימודים שלהן כך שתכלול קידוד, החל מגיל הרך. באסיה השיקה סינגפור את יוזמת PlayMaker בפריסה ארצית שמביאה רובוטיקה, בין טכנולוגיות קידוד אחרות, לכיתות לגיל הרך (Digital News Asia, 2015; Sullivan and Bers, 2017).
עם זאת, להכנסת קידוד שיתחיל מוקדם, יש צורך בטכנולוגיות וגישות פדגוגיות המתאימות מבחינה התפתחותית ושמתייחסות לבגרות הקוגניטיבית והיכולות של ילדים צעירים (Bers, 2018b) ScratchJr נולד מתוך הצורך הזה.
ממשק ScratchJr מאפשר לילדים להשתמש בלבנים השולטות בתנועה, במראה, בסאונד, בתקשורת ועוד (Bers, 2018b). ל- ScratchJr יש לוח לבני תכנות, ספריית פרויקטים, עורך פרויקטים ראשי וכלים לבחירה וציור של תווים וגרפיקה ברקע. ילדים גוררים בלוקים לאזור התסריט ואז מצמידים אותם יחד כדי ליצור תוכניות .
גושי התכנות מסודרים בשש קטגוריות המיוצגות על ידי צבעים שונים: גושי טריגר (הפעלה) צהובים, גושי תנועה כחולים, גושי מראה סגולים, גושי סאונד ירוקים, גושי זרימת בקרה כתומים וגושי קצה אדומים. כאשר מרכיבים אותם כפאזל, גושי התכנות הללו מאפשרים לילדים לשלוט על פעולות הדמות שלהם על המסך. תכנות הבלוקים משתרעות על מושגים החל מרצף פשוט של תנועות ועד מבני בקרה מורכבים יותר.
העיצוב של סביבת ScratchJr תומך בפתרון בעיות בכך שהוא מפחית נטלים קוגניטיביים מיותרים האתגרים ברמה מתאימה ומסייעת לילדים צעירים להקדיש מספיק משאבים קוגניטיביים לתהליכי החשיבה הרבים הגבוהים הכרוכים בדמיון וביצירת תוכנית.
לסיכום
סביבת ה-ScratchJr מאפשרת ליצור סיפורים, אנימציות ומשחקים, הילדים אינם צריכים לדעת קרוא או כתוב. בגילאי 5-7 הילדים כהמשך טבעי לשפת הדיבור רוכשים את שפת הקריאה, ושפת התכנות נרכשת בקלות כשהיא שפה של סמלים המתאימה במיוחד לגילאים אלו.
בעזרת מערכת הסמלים הילדים לומדים לתת הוראות למחשב ולהפעיל דמויות ומשחקים.