焦建利

可視化編程是指編程過程中可隨時(shí)看到結(jié)果，程序與結(jié)果的調(diào)整同步?？梢暬幊谭褐敢磺惺褂每梢暬氐牟僮?，代替文本（編碼）輸入的程序設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)程序邏輯。傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)給人的印象是長(zhǎng)長(zhǎng)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(xué)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(shè)計(jì)教學(xué)的重要發(fā)展方向。

然而，回顧我國中小學(xué)信息技術(shù)教育發(fā)展的歷程，從上世紀(jì)80年代計(jì)算機(jī)教育發(fā)展到強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)素質(zhì)，再從計(jì)算機(jī)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(shè)有“程序設(shè)計(jì)”模塊，但是，程序設(shè)計(jì)教學(xué)逐漸被冷落，則是不爭(zhēng)的事實(shí)。

從計(jì)算機(jī)教育到信息技術(shù)教育的發(fā)展演變

世界各國從20世紀(jì)80年代開始都特別重視將計(jì)算機(jī)引入到學(xué)校教育中。我國教育部1982年就在全國設(shè)立了五所計(jì)算機(jī)教育實(shí)驗(yàn)學(xué)校。1983年，教育部在總結(jié)試點(diǎn)學(xué)校經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定了計(jì)算機(jī)選修課的教學(xué)大綱，1984年頒發(fā)了《中學(xué)電子計(jì)算機(jī)選修課教學(xué)綱要（試行）》。在全世界程序設(shè)計(jì)思想的影響下，我國規(guī)定教學(xué)內(nèi)容是簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)工作原理和BASIC程序設(shè)計(jì)語言。

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

隨著《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》（教育部，2000）和《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》（教育部，2001）的出臺(tái)，信息技術(shù)教育的目標(biāo)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(shí)間里，我國中小學(xué)信息技術(shù)教育取得了巨大的成績(jī)，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(xué)習(xí)編程

史蒂夫·喬布斯曾經(jīng)說過，“在這個(gè)國家，我覺得每個(gè)人都應(yīng)該學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程，因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)學(xué)習(xí)可以教會(huì)你如何去思考”。程序設(shè)計(jì)教學(xué)對(duì)兒童創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)、思維訓(xùn)練以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有至關(guān)重要的意義。

然而，如何教會(huì)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(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)是一個(gè)值得思考的問題。也因此，可視化編程（Visual Programming Language）成為世界各個(gè)國家重視青少年程序設(shè)計(jì)教學(xué)的人們始終努力的方向。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程中，涌現(xiàn)出過各種各樣的程序設(shè)計(jì)語言：機(jī)器語言、匯編程序設(shè)計(jì)語言、高級(jí)程序設(shè)計(jì)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(luò)數(shù)據(jù)交換語言（如XML）等?？梢暬幊淌窃诟呒?jí)程序設(shè)計(jì)語言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是讓程序設(shè)計(jì)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(yīng)用程序?？梢暬幊桃蚱淇梢允菇虒W(xué)模式更加直觀，教學(xué)效果提高更加明顯而備受關(guān)注。

LOGO語言和Scratch軟件是兩款出自美國麻省理工學(xué)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(xué)習(xí)編程。LOGO語言創(chuàng)始于1968年，是由美國國家科學(xué)基金會(huì)所資助的一項(xiàng)研究，在麻省理工學(xué)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(dāng)年的情景一樣，許許多多的中小學(xué)紛紛將Scratch教學(xué)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(yīng)運(yùn)而生，以及支持學(xué)習(xí)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(jì)算參與，開始成為當(dāng)今世界各國中小學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維的新范式。

事實(shí)上，在過去幾年間，在國內(nèi)，有一批熱衷對(duì)中小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行改革的教師，他們對(duì)單純由信息素養(yǎng)主導(dǎo)的中小學(xué)信息技術(shù)課程進(jìn)行了反思，并創(chuàng)造性地運(yùn)用Scratch之類的可視化編程語言，開展可視化程序設(shè)計(jì)教學(xué)，積極推動(dòng)Scratch及相關(guān)傳感器技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用，尤其是學(xué)生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)上的應(yīng)用，取得了可喜的成績(jī)。

跳房子：基于iPad的兒童可視化編程應(yīng)用

遙想當(dāng)年，鄧小平講“計(jì)算機(jī)要從娃娃抓起”，我想他強(qiáng)調(diào)的應(yīng)該不僅僅是從小就抓計(jì)算機(jī)應(yīng)用，還應(yīng)該包括借助計(jì)算機(jī)通過編程教學(xué)從小培養(yǎng)孩子的創(chuàng)新思維能力。因此，在計(jì)算機(jī)教育階段，計(jì)算機(jī)課程的學(xué)習(xí)，基本上就等同于某一種編程語言的學(xué)習(xí)了，因?qū)W生在算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面缺乏基礎(chǔ)，加之當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)珍貴稀少，聯(lián)系機(jī)會(huì)很少，學(xué)生所學(xué)較難實(shí)踐應(yīng)用，所以教學(xué)效果并不理想。

最近一些年，隨著移動(dòng)終端的普及，不少學(xué)校開展了基于平板電腦、筆記本電腦等移動(dòng)終端的一對(duì)一數(shù)字化學(xué)習(xí)，而基于平板電腦的可視化編程應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的基于iPad的可視化編程應(yīng)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(yīng)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(dòng)編程模塊到代碼區(qū)域就可以完成一個(gè)功能，不需要進(jìn)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(diǎn)類似于游戲，互動(dòng)性很強(qiáng)。

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(yīng)用，Daisy The Dino，它采用“自由創(chuàng)作”和“挑戰(zhàn)升級(jí)”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(yīng)用叫Tynker。它是一個(gè)基于網(wǎng)頁的學(xué)習(xí)平臺(tái)與一個(gè)可視編程語言，為中小學(xué)教師和在校中小學(xué)生提供編程學(xué)習(xí)服務(wù)。Tynker可以在課堂上和回家以后使用，教師和家長(zhǎng)只要通過其網(wǎng)站給孩子們注冊(cè)，后者就可以訪問基于Web的課程和學(xué)習(xí)內(nèi)容，這些學(xué)習(xí)內(nèi)容既有游戲、練習(xí)，也有互動(dòng)式輔導(dǎo)及答疑。

可視化編程應(yīng)用：讓兒童快樂學(xué)編程

隨著移動(dòng)終端的日益普及，以可視化的方式，借助可視化編程應(yīng)用，讓兒童快樂有趣地學(xué)習(xí)編程，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維能力，相信業(yè)已成為許多教育工作者、學(xué)生家長(zhǎng)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(yīng)用，讓兒童快樂有趣地學(xué)編程呢？關(guān)中客這里分析自己的幾點(diǎn)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(zhǎng)應(yīng)當(dāng)身先士卒，率先垂范，樹立終身學(xué)習(xí)的榜樣。

第二，了解可視化編程應(yīng)用，建議下載安裝Hopscotch，對(duì)于幼兒園以及小學(xué)中低年級(jí)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(yīng)用。

第三，克服學(xué)生對(duì)編程的恐懼心理，在學(xué)齡前和小學(xué)中低年級(jí)以游戲?yàn)楹诵?，以鼓?lì)“創(chuàng)造”為主要目標(biāo)。

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(guān)”的模式，熟悉基于平板的可視化編程基本操作，再鼓勵(lì)孩子模仿，家長(zhǎng)和孩子一起嘗試探索是非常重要的且值得鼓勵(lì)的舉措。

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