可視化編程應用：讓兒童快樂地學編程

焦建利

可視化編程是指編程過程中可隨時看到結(jié)果，程序與結(jié)果的調(diào)整同步。可視化編程泛指一切使用可視化元素的操作，代替文本（編碼）輸入的程序設計方式，它大體上就像畫流程圖一樣，通過連接若干“盒子”和“箭頭”來實現(xiàn)程序邏輯。傳統(tǒng)程序設計給人的印象是長長的代碼，而可視化編程則使人人都可以成為程序員。因此，在中小學信息技術(shù)教育的發(fā)展歷程中，可視化編程始終是國際程序設計教學的重要發(fā)展方向。

然而，回顧我國中小學信息技術(shù)教育發(fā)展的歷程，從上世紀80年代計算機教育發(fā)展到強調(diào)計算機素質(zhì)，再從計算機素養(yǎng)發(fā)展到重視和突出信息素養(yǎng)。期間，在信息技術(shù)課程中雖然開設有“程序設計”模塊，但是，程序設計教學逐漸被冷落，則是不爭的事實。

從計算機教育到信息技術(shù)教育的發(fā)展演變

世界各國從20世紀80年代開始都特別重視將計算機引入到學校教育中。我國教育部1982年就在全國設立了五所計算機教育實驗學校。1983年，教育部在總結(jié)試點學校經(jīng)驗的基礎上，制定了計算機選修課的教學大綱，1984年頒發(fā)了《中學電子計算機選修課教學綱要（試行）》。在全世界程序設計思想的影響下，我國規(guī)定教學內(nèi)容是簡單的計算機工作原理和BASIC程序設計語言。

之后，教育工作者不斷反思，自上世紀90年代中期開始，中小學計算機教育的“文化論”開始受到“工具論”的沖擊。1999年，計算機課程更名為信息技術(shù)課程，2000年，“全國中小學信息技術(shù)教育工作會議”召開，會議提出了“在中小學大力發(fā)展信息技術(shù)教育”。

隨著《中小學信息技術(shù)課程指導綱要（試行）》（教育部，2000）和《基礎教育課程改革綱要（試行）》（教育部，2001）的出臺，信息技術(shù)教育的目標確定為信息素養(yǎng)的培養(yǎng)。之后，伴隨著信息與通訊技術(shù)的發(fā)展，在過去的十多年時間里，我國中小學信息技術(shù)教育取得了巨大的成績，也日益顯示出信息技術(shù)教育的重大意義。

可視化編程：讓青少年以輕松有趣的方式學習編程

史蒂夫·喬布斯曾經(jīng)說過，“在這個國家，我覺得每個人都應該學習計算機編程，因為程序設計學習可以教會你如何去思考”。程序設計教學對兒童創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)、思維訓練以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有至關重要的意義。

然而，如何教會兒童編程？特別是如何以一種兒童喜聞樂見的、有趣的方式學習程序設計是一個值得思考的問題。也因此，可視化編程（Visual Programming Language）成為世界各個國家重視青少年程序設計教學的人們始終努力的方向。

在計算機技術(shù)的發(fā)展歷程中，涌現(xiàn)出過各種各樣的程序設計語言：機器語言、匯編程序設計語言、高級程序設計語言（BASIC， FORTRAN、 PASCAL、 C、 C++、 Prolog、 Java、 C#等）、數(shù)據(jù)庫管理語言（如SQL）、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換語言（如XML）等。可視化編程是在高級程序設計語言的基礎上發(fā)展起來的，它是讓程序設計人員利用軟件本身所提供的各種控件，以一種可視化的方式，像搭積木似地構(gòu)造應用程序。可視化編程因其可以使教學模式更加直觀，教學效果提高更加明顯而備受關注。

LOGO語言和Scratch軟件是兩款出自美國麻省理工學院的早期編程語言，也是兩種與自然語言非常接近的可視化編程語言，它們通過“繪圖”的方式，以一種寓教于樂的方式，來幫助青少年兒童學習編程。LOGO語言創(chuàng)始于1968年，是由美國國家科學基金會所資助的一項研究，在麻省理工學院（MIT）的人工智能研究室完成。而Scratch則是2007年推出，在推出之后，與LOGO當年的情景一樣，許許多多的中小學紛紛將Scratch教學納入信息技術(shù)課程之中。

隨著LOGO、Scratch、BYOB、Alice、Treehouse、Hackety Hack、Codecademy、Codea等一批可視化編程工具的應運而生，以及支持學習者編程制品分享的在線社區(qū)的迅速興起，以“社交化轉(zhuǎn)向”為特征的計算參與，開始成為當今世界各國中小學程序設計教學實踐中培養(yǎng)學生計算思維的新范式。

事實上，在過去幾年間，在國內(nèi)，有一批熱衷對中小學信息技術(shù)課程教學進行改革的教師，他們對單純由信息素養(yǎng)主導的中小學信息技術(shù)課程進行了反思，并創(chuàng)造性地運用Scratch之類的可視化編程語言，開展可視化程序設計教學，積極推動Scratch及相關傳感器技術(shù)的教學應用，尤其是學生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)上的應用，取得了可喜的成績。

跳房子：基于iPad的兒童可視化編程應用

遙想當年，鄧小平講“計算機要從娃娃抓起”，我想他強調(diào)的應該不僅僅是從小就抓計算機應用，還應該包括借助計算機通過編程教學從小培養(yǎng)孩子的創(chuàng)新思維能力。因此，在計算機教育階段，計算機課程的學習，基本上就等同于某一種編程語言的學習了，因?qū)W生在算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面缺乏基礎，加之當時計算機珍貴稀少，聯(lián)系機會很少，學生所學較難實踐應用，所以教學效果并不理想。

最近一些年，隨著移動終端的普及，不少學校開展了基于平板電腦、筆記本電腦等移動終端的一對一數(shù)字化學習，而基于平板電腦的可視化編程應用開始倍受人們的重視。后來，受Scratch的啟發(fā)，利用Javascript、HTML5和其他開放Web標準開發(fā)的基于iPad的可視化編程應用不斷涌現(xiàn)出來，HopScotch、Daisy the Dino以及Tynker就是最有影響力的兩款。

Hopscotch，其中文翻譯為“跳房子”。這款應用程序非常適合8～12歲的兒童使用，它采取模塊化代碼和圖形編程界面，兒童只需要拖動編程模塊到代碼區(qū)域就可以完成一個功能，不需要進行任何輸入操作，就像是堆積木一樣，這樣“編”出來的程序有點類似于游戲，互動性很強。

Hopscotch還專門開發(fā)了一款更加適合低幼兒童使用的、基于iPad的可視化編程應用，Daisy The Dino，它采用“自由創(chuàng)作”和“挑戰(zhàn)升級”兩種模式，以更加直觀、有趣的方式培養(yǎng)低幼兒童的編程興趣和創(chuàng)造的樂趣。

另外一款可視化編程應用叫Tynker。它是一個基于網(wǎng)頁的學習平臺與一個可視編程語言，為中小學教師和在校中小學生提供編程學習服務。Tynker可以在課堂上和回家以后使用，教師和家長只要通過其網(wǎng)站給孩子們注冊，后者就可以訪問基于Web的課程和學習內(nèi)容，這些學習內(nèi)容既有游戲、練習，也有互動式輔導及答疑。

可視化編程應用：讓兒童快樂學編程

隨著移動終端的日益普及，以可視化的方式，借助可視化編程應用，讓兒童快樂有趣地學習編程，從而培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維能力，相信業(yè)已成為許多教育工作者、學生家長以及廣大教師的共同愿景。

那么，究竟如何借助可視化編程應用，讓兒童快樂有趣地學編程呢？關中客這里分析自己的幾點建議：

第一，iPad不只可以“切西瓜”、追電視劇，還可以用來做很多事情，其中包括教授孩子編程。教師和家長應當身先士卒，率先垂范，樹立終身學習的榜樣。

第二，了解可視化編程應用，建議下載安裝Hopscotch，對于幼兒園以及小學中低年級的孩子，可以安裝Daisy the Dino。安卓平板也可以檢索獲取適合Andriod操作系統(tǒng)的可視化編程應用。

第三，克服學生對編程的恐懼心理，在學齡前和小學中低年級以游戲為核心，以鼓勵“創(chuàng)造”為主要目標。

第四，示例演練，模仿嘗試，跟孩子一起探索。先讓孩子采用“挑戰(zhàn)過關”的模式，熟悉基于平板的可視化編程基本操作，再鼓勵孩子模仿，家長和孩子一起嘗試探索是非常重要的且值得鼓勵的舉措。

第五，鼓勵孩子將自己的作品上傳到相關社區(qū)，分享交流，和其他小伙伴、老師、家長一起展示自己的作品、分享編程的快樂。endprint