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原来风靡全球的儿童编程语言Scratch是这么来的!

现在好多7、8岁的孩子已经可以用编程语言写出一些有趣的小游戏了,而这一切都离不开那些功能强大的编程语言。

那么儿童编程语言是如何一步步走到今天,让7岁的孩子就能写出电脑游戏呢?

今天小C老师就为大家分享下儿童编程语言进化史。

Logo 语言的更新换代

在过去 50 年里,设计师们以 Seymour Papert (美国计算机科学家)创造的 Logo 语言为基础,造出了一大堆编程工具,它们虽然在界面上稍有不同,但其目的都是为了引导孩子们对编程进行思考。

Seymour Papert,美国麻省理工学院终身教授,教育信息化奠基人,数学家、计算机科学家、心理学家,近代人工智能领域的先驱者之一。

与此同时, MIT(麻省理工学院) 设计了一款全新的少儿编程工具—Scratch 。使用者可以不认识英文单词,也可以不会使用键盘。构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现,孩子们用鼠标拖动模块到程序编辑栏就可以了。如此简单的操作,让编程成为了一件很容易上手的事情。

→Scratch 2.0界面

在有人指导的情况下,6岁的孩子就可以照着例子完整的摆出一个能运行的程序。你没看错,确实是6岁哦。编写程序的过程中会用到涂鸦,录音,找图片这些有趣的过程。凭借有趣、可玩性高等特点,几乎所有的孩子都会一眼喜欢上Scratch这个软件,建立起写程序的欲望。

凭借这些显而易见的优势,基于模块的编程方法便成为了教学的标准。 在 CSTA 为中小学生制定的计算机课程教学标准中,也明确地将“在基于模块的可视化编程语言上进行构建和测试的能力”用于评估小学 5 年级学生的编程水平。

→编玩边学的Scratch界面

趋向幼龄化并引入机器人技术

其实在本世纪初,乐高就和 MIT 合作了一个项目,致力于将基于模块的编程带入到现实世界中。学生可以在电脑上写程序,然后把代码下载到他们搭建的机器人上。对于学生来说,看着自己一行行敲出来的代码变成现实是一件很有趣的事情。

早期 RIS (机器人发明系统)和 Scratch 很像。

2013 年推出的乐高机器人虽然变得更加复杂,但工作原理仍然不变。现在孩子们能够给组件增加输入参数,用来指定距离、时间、输出和其它的一些特性。

Martin Exner 在 Logo 和更晚一些的 Scratch 的启发之下,发明了这种简单的信息图,它被用来描述可视化的编程工具。

事实上,Logo 语言的大部分衍生产品都是为了特定的场景而被设计出来的:用于游戏、创建 3D 场景、画图、对机器人进行编程甚至是用来操纵一个虚拟的鱼缸。

超越 Logo

在现实世界里,计算机程序总是需要考虑一大堆的输入,以及一个逻辑条件是否成立。举一个例子,我们要决定今天需不需要早起。如果今天是星期六或者星期天,那我们就出去玩。如果今天是星期一,我们就得去收拾衣服。如果是星期四,就得倒垃圾。另外除了周末之后的日子,都要上学。那么该怎么设计程序才能解决这个逻辑问题呢?其实用简单有趣的Scratch就可以了。下面这幅图展示了如何使用 Scratch 对这个问题进行解答。

除了基于模块的编程方法之外,还有一种新的语言采用了不同的方法来教孩子编程。在 2015 年,Wonder Workshop 设计了一种流式的编程语言,叫Wonder。Wonder 让孩子们将注意力放在多个功能单元之间的连接,通过这种方法来创造一个状态机。这个状态机在任意时刻都只能处于一个状态,如果它正在处理某个任务,给定一个输入就可以让它改变状态去做一些其它的事情。

在我们日常生活里也有很多机器人和状态机的例子。比如自动售货机会在你投入正确的金额时吐出商品。状态机还能对很多其他的问题进行建模,就像句法分析、人工智能、通信协议、游戏中的角色发展,甚至包括神经系统。

1.培养严密的抽象逻辑思维能力。

编程是一种技能,但更重要的是教孩子用编程思维处理问题。编程体系有着非常严密的逻辑,影响着每个人的思考方式,在编程中学会这种思考方式对孩子看待问题以及处理问题都有着重要的指引作用。

编程是编写程序的缩写,就是让计算机为解决某个问题而使用某种程序设计语言,编写程序代码,并最终得到相应结果的过程;而编程思维是我们解决问题的一种方法,是逻辑思维的一种,就是利用我们已有的知识和工具,将自身的思路转化成逻辑运算的步骤,从而完成复杂的任务。

2.锻炼跨学科综合知识的运用和实践能力。

根据 STEM 教育理念,编程会涉及到工程、物理、数学等综合学科知识,也更加注重这些跨学科知识的运用,孩子必须通过灵活运用这些学科体系去完成一个既定的目标,在这样的过程中,孩子对各个学科的掌握就会有大大提升。

3.培养独立与自信的气质

编程涉及到的综合学科知识,不仅能极大提高孩子的综合能力,自己制作出游戏、动画、音乐等成果,会给予她们极大的成就感,更能树立孩子的自信心。

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