可视化编程应用：让儿童快乐地学编程

焦建利

可视化编程是指编程过程中可随时看到结果，程序与结果的调整同步。可视化编程泛指一切使用可视化元素的操作，代替文本（编码）输入的程序设计方式，它大体上就像画流程图一样，通过连接若干“盒子”和“箭头”来实现程序逻辑。传统程序设计给人的印象是长长的代码，而可视化编程则使人人都可以成为程序员。因此，在中小学信息技术教育的发展历程中，可视化编程始终是国际程序设计教学的重要发展方向。

然而，回顾我国中小学信息技术教育发展的历程，从上世纪80年代计算机教育发展到强调计算机素质，再从计算机素养发展到重视和突出信息素养。期间，在信息技术课程中虽然开设有“程序设计”模块，但是，程序设计教学逐渐被冷落，则是不争的事实。

从计算机教育到信息技术教育的发展演变

世界各国从20世纪80年代开始都特别重视将计算机引入到学校教育中。我国教育部1982年就在全国设立了五所计算机教育实验学校。1983年，教育部在总结试点学校经验的基础上，制定了计算机选修课的教学大纲，1984年颁发了《中学电子计算机选修课教学纲要（试行）》。在全世界程序设计思想的影响下，我国规定教学内容是简单的计算机工作原理和BASIC程序设计语言。

之后，教育工作者不断反思，自上世纪90年代中期开始，中小学计算机教育的“文化论”开始受到“工具论”的冲击。1999年，计算机课程更名为信息技术课程，2000年，“全国中小学信息技术教育工作会议”召开，会议提出了“在中小学大力发展信息技术教育”。

随着《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》（教育部，2000）和《基础教育课程改革纲要（试行）》（教育部，2001）的出台，信息技术教育的目标确定为信息素养的培养。之后，伴随着信息与通讯技术的发展，在过去的十多年时间里，我国中小学信息技术教育取得了巨大的成绩，也日益显示出信息技术教育的重大意义。

可视化编程：让青少年以轻松有趣的方式学习编程

史蒂夫·乔布斯曾经说过，“在这个国家，我觉得每个人都应该学习计算机编程，因为程序设计学习可以教会你如何去思考”。程序设计教学对儿童创造性思维能力的培养、思维训练以及创新能力培养具有至关重要的意义。

然而，如何教会儿童编程？特别是如何以一种儿童喜闻乐见的、有趣的方式学习程序设计是一个值得思考的问题。也因此，可视化编程（Visual Programming Language）成为世界各个国家重视青少年程序设计教学的人们始终努力的方向。

在计算机技术的发展历程中，涌现出过各种各样的程序设计语言：机器语言、汇编程序设计语言、高级程序设计语言（BASIC， FORTRAN、 PASCAL、 C、 C++、 Prolog、 Java、 C#等）、数据库管理语言（如SQL）、网络数据交换语言（如XML）等。可视化编程是在高级程序设计语言的基础上发展起来的，它是让程序设计人员利用软件本身所提供的各种控件，以一种可视化的方式，像搭积木似地构造应用程序。可视化编程因其可以使教学模式更加直观，教学效果提高更加明显而备受关注。

LOGO语言和Scratch软件是两款出自美国麻省理工学院的早期编程语言，也是两种与自然语言非常接近的可视化编程语言，它们通过“绘图”的方式，以一种寓教于乐的方式，来帮助青少年儿童学习编程。LOGO语言创始于1968年，是由美国国家科学基金会所资助的一项研究，在麻省理工学院（MIT）的人工智能研究室完成。而Scratch则是2007年推出，在推出之后，与LOGO当年的情景一样，许许多多的中小学纷纷将Scratch教学纳入信息技术课程之中。

随着LOGO、Scratch、BYOB、Alice、Treehouse、Hackety Hack、Codecademy、Codea等一批可视化编程工具的应运而生，以及支持学习者编程制品分享的在线社区的迅速兴起，以“社交化转向”为特征的计算参与，开始成为当今世界各国中小学程序设计教学实践中培养学生计算思维的新范式。

事实上，在过去几年间，在国内，有一批热衷对中小学信息技术课程教学进行改革的教师，他们对单纯由信息素养主导的中小学信息技术课程进行了反思，并创造性地运用Scratch之类的可视化编程语言，开展可视化程序设计教学，积极推动Scratch及相关传感器技术的教学应用，尤其是学生创新思维能力培养上的应用，取得了可喜的成绩。

跳房子：基于iPad的儿童可视化编程应用

遥想当年，邓小平讲“计算机要从娃娃抓起”，我想他强调的应该不仅仅是从小就抓计算机应用，还应该包括借助计算机通过编程教学从小培养孩子的创新思维能力。因此，在计算机教育阶段，计算机课程的学习，基本上就等同于某一种编程语言的学习了，因学生在算法和数据结构等方面缺乏基础，加之当时计算机珍贵稀少，联系机会很少，学生所学较难实践应用，所以教学效果并不理想。

最近一些年，随着移动终端的普及，不少学校开展了基于平板电脑、笔记本电脑等移动终端的一对一数字化学习，而基于平板电脑的可视化编程应用开始倍受人们的重视。后来，受Scratch的启发，利用Javascript、HTML5和其他开放Web标准开发的基于iPad的可视化编程应用不断涌现出来，HopScotch、Daisy the Dino以及Tynker就是最有影响力的两款。

Hopscotch，其中文翻译为“跳房子”。这款应用程序非常适合8～12岁的儿童使用，它采取模块化代码和图形编程界面，儿童只需要拖动编程模块到代码区域就可以完成一个功能，不需要进行任何输入操作，就像是堆积木一样，这样“编”出来的程序有点类似于游戏，互动性很强。

Hopscotch还专门开发了一款更加适合低幼儿童使用的、基于iPad的可视化编程应用，Daisy The Dino，它采用“自由创作”和“挑战升级”两种模式，以更加直观、有趣的方式培养低幼儿童的编程兴趣和创造的乐趣。

另外一款可视化编程应用叫Tynker。它是一个基于网页的学习平台与一个可视编程语言，为中小学教师和在校中小学生提供编程学习服务。Tynker可以在课堂上和回家以后使用，教师和家长只要通过其网站给孩子们注册，后者就可以访问基于Web的课程和学习内容，这些学习内容既有游戏、练习，也有互动式辅导及答疑。

可视化编程应用：让儿童快乐学编程

随着移动终端的日益普及，以可视化的方式，借助可视化编程应用，让儿童快乐有趣地学习编程，从而培养学生创新性思维能力，相信业已成为许多教育工作者、学生家长以及广大教师的共同愿景。

那么，究竟如何借助可视化编程应用，让儿童快乐有趣地学编程呢？关中客这里分析自己的几点建议：

第一，iPad不只可以“切西瓜”、追电视剧，还可以用来做很多事情，其中包括教授孩子编程。教师和家长应当身先士卒，率先垂范，树立终身学习的榜样。

第二，了解可视化编程应用，建议下载安装Hopscotch，对于幼儿园以及小学中低年级的孩子，可以安装Daisy the Dino。安卓平板也可以检索获取适合Andriod操作系统的可视化编程应用。

第三，克服学生对编程的恐惧心理，在学龄前和小学中低年级以游戏为核心，以鼓励“创造”为主要目标。

第四，示例演练，模仿尝试，跟孩子一起探索。先让孩子采用“挑战过关”的模式，熟悉基于平板的可视化编程基本操作，再鼓励孩子模仿，家长和孩子一起尝试探索是非常重要的且值得鼓励的举措。

第五，鼓励孩子将自己的作品上传到相关社区，分享交流，和其他小伙伴、老师、家长一起展示自己的作品、分享编程的快乐。endprint