面向K12的可视化编程平台的比较分析

孙小娟

（重庆电子工程职业学院 重庆 401331）

K12是美国基础教育的统称，K即Kindergarten，12指12个年级，相当于国内由幼儿园至高三。面向K-12的编程，主要是指采用可视化编程语言，即编程过程中采用一切可视化的元素，使原来文本化的编程语言转化成图形模块化，以游戏、情景动画和积木构建等形式呈现，可随时看到编程的结果。可视化编程的方式使用户在编程的同时，锻炼其编程思想和逻辑思维，将计算机编程与孩子的兴趣爱好相结合，加强孩子思维能力的锻炼。

一、国内外K12编程教育现状

乔布斯曾经说过，这个国家的每个人都应该学会计算机编程，因为它能教会你如何思考。计算机产品的用户越来越趋向于低龄化，同时计算机编程的教育相应地也会趋向于低龄化。在欧美许多国家，儿童编程的重要性等同于阅读、写作、算数这三项基本技能。许多国家将编程教育纳入了公立学校的日常课程。在美国，儿童编程已经俨然是一种普及的教育理念，有完整的教育体系，并已经形成了比较完善的产业链。

浙江省2017年的新高考方案已将信息技术（含编程）纳入高考科目，虽然国内公立学校很少有开设k12编程教育课程，但民间有很多培训机构，其中主流K12软件编程平台有中国少儿编程网、维度积木、童程童美、编程猫、编玩边学、小极客、星空少儿编程网和一些scratch相关的培训机构等，针对硬件的可视化编程有乐高、arduino等，比较少，且普遍是软硬件分离的。

二、常见的面向K12的可视化编程工具

（一）APP inventor

App inventor，是一款最初由谷歌开发，目前由美国麻省理工学院维护和运营的应用软件。App inventor使用图形化的编程界面，即使用户不熟悉程序设计，没有专业的编程知识，也可以才用拖拽的方式进行可视化的编程，创建基于安卓的可以在手机设备上运行的应用程序软件。学生通过创建移动应用程序，并在手机设备上运行，不仅可以获得创造的乐趣，还可以锻炼其计算思维、逻辑思维以及解决问题的方法。软件的基本界面如图1所示。

图1 App inventor界面

图2 scratch界面

（二）scratch

scratch是由麻省理工学院媒体实验室Lifelong Kindergarten小组开发的一个项目，包含编程语言和在线社区，使用者遍布150多个国家，有超过40种的语言版本。scratch的设计初衷用户是面向8到16岁的孩子，其服务是免费的，允许用户创建自己的动画，游戏和故事，还可以通过scratch的在线社区与世界各地的其他共同学习scratch的爱好者一起分享自己创造的劳动成果[1]。软件的基本界面如图2所示。

（三）pencilcode

pencilcode是由谷歌工程师DavidBau和他的儿子AnthonyBau一起开发的应用于多个领域的开源项目，是一种基于网页的在线模块化编程网站。用户只需要登陆pencilcode.net网站就可以免费使用该工具。它是一种协作式的编程网站，可以画画、音乐及创作游戏，小到6岁的孩子都可以使用它。项目的运行离不开源代码，pencilcode是完全采用JavaScript语言开发的。软件的基本界面如图3所示。

图3 pencilcode界面

三、结束语

以上三种编程工具均适用于K12用户，简单易学，图文并茂，用户需要根据自己的需求去选择适合自己的工具。他们的底层思想都是比较相似的，都是基于积木式编程理念, 学会使用其中一个平台，希望学习另外一个的时候，比较容易上手。同时，他们又各有特点，

Scratch完全免费且开源，用户可以自己填充官网没有的素材；兼容性强，适用于mac、Windows、Ubuntu等操作系统；虽然scratch原本是英文的，但下载安装后，scratch会根据计算机的ip地址自动转化语言，如大陆地区下载scratch后，scratch会自动将语言转化成简体中文。Scratch也是目前国内少儿编程教育应用最广泛的工具，因其使用拖拽式，图形化编程，可以让孩子更容易理解编程中的逻辑和语句，让孩子更喜欢编程。Scratch，但需要一直连接主控板，不能将程序上传至主控板进行更多硬件操作，对高年级学生不适用。

App inventor 是一个可以在安卓手机上快速搭建App的平台。如果孩子大一点，10岁以上，对手机应用的使用比较熟悉的话，建议学习App Inventor，因为这种语言的开发需要对Android编程有初步的了解，但是开发的应用适用范围较广，只要是Android操作系统的移动端都可以使用，而且这个年龄的孩子需要参加一些电子竞技比赛。App Inventor开发的应用也可以注入编程机器人，还可以通过二维码将生成的APK应用下载到其它移动终端，从这一点上看，MIT App Inventor略胜一筹。

Pencil Code是一个协作编程网站，用于绘画，播放音乐和创建游戏。它也是一个实验数学函数，几何，图形，网页，模拟和算法的地方。主要语言为Coffeescript，同时支持多种编程语言如Javascript、HTML和CSS。可以调整语言以块或文本形式工作的编辑器来学习专业的编程语言，创作艺术，音乐，游戏和故事。了解一些艺术，音乐或游戏方面的想法。

总之，App Inventor将编程块与APP相结合，可以开发手机app应用，理解编程思维的实际应用。Scratch可以制作与编程猫类似的动画背景和游戏，比较适合做创意、动画、声音等，作为创意作品展示功能非常强大。且Scratch平台有开放接口给Microbit 等外围设备，那么孩子可以学习跨平台的链接，与创造，这样可以比较系统的学习，学习会更深入和有一定的教育意义。pencilcode利用其编程块，可以绘制各种图案或音乐等，既可以锻炼艺术细胞又可以学习编程，满足孩子的好奇心和探索欲。