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第一階段：LOgo語言

在上計(jì)算機(jī)課還需要戴上塑料鞋套進(jìn)機(jī)房的年代，教材里有專門一章介紹“小海龜繪圖”的，這也是很多人接觸到第一種編程語言。

“小海龜繪圖”（Turtle Graphics）所使用的編程語言叫 LOgo，是 1967 年從 LISP 語言的基礎(chǔ)上發(fā)明的，其輸出的表現(xiàn)結(jié)果是幾何圖形。由于繪圖的光標(biāo)一開始是一只小海龜，所以被親切地稱為“小海龜畫圖”。

這種語言的發(fā)明者就是西摩爾·派普特（Seymour Papert），一名來自南非的計(jì)算機(jī)科學(xué)家、數(shù)學(xué)家及教育家，是人工智能發(fā)展的先驅(qū)之一。他參與創(chuàng)辦了MIT Media Lab。這是第一款針對(duì)兒童教學(xué)使用的編程語言。派普特也由此被稱為“少兒編程之父”。

Logo最主要的功能是繪圖。進(jìn)入Logo界面，光標(biāo)將被一只閃爍的小海龜取代。輸入“向前25”、“向左11”這樣易于兒童理解的語言和指令后，小海龜將在畫面上走動(dòng)，畫出特定的幾何圖形。

Logo編程語言的指令示意圖

在 LOGO 編程語言的世界中，孩子可以在鍵盤上寫下指令，讓小海龜在畫面上走動(dòng)，無論是上下左右，還是按照一定的角度、速度或重復(fù)動(dòng)作等。這雖然看起來簡(jiǎn)單，但其背后的學(xué)科知識(shí)是人工智能、數(shù)學(xué)邏輯以及發(fā)展心理學(xué)的結(jié)合。簡(jiǎn)單的指令組合之后可以創(chuàng)造出非常多的東西。

不過，在 LOGO 語言發(fā)明的年代，計(jì)算機(jī)的價(jià)位在幾千美元一臺(tái)，對(duì)普通人來說根本用不起。于是派普特就發(fā)明了實(shí)體版“小海龜畫圖“。

孩子使用簡(jiǎn)易的鍵盤控制器（左邊），操縱“小海龜“畫出圖形（右邊半球形裝置）。這張照片是派普特的書《頭腦風(fēng)暴》（Mindstorms）的封面。Source: cyberneticzoo.com

讓兒童有機(jī)會(huì)利用科技去構(gòu)建知識(shí)、解決問題、創(chuàng)造性地表達(dá)自己。這是西摩爾·派普特推出Logo語言的本意，Logo語言可以說是Scratch的前身。

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第二階段：Lego?Mindstorm（樂高機(jī)器人）

1984年，時(shí)任樂高公司 CEO 的克伊爾德·克里斯丁森在電視中看到了一次派普特的采訪節(jié)目。當(dāng)時(shí)派普特正在電視中演示實(shí)體 LOGO 海龜。克里斯丁森認(rèn)為，實(shí)體化的海龜跟樂高的產(chǎn)品哲學(xué)有相通之處，二者如果能夠結(jié)合起來，一定是個(gè)不錯(cuò)的新產(chǎn)品。

在與樂高接洽后，帕普特提出了一個(gè)不同以往的想法。LOGO 和“小海龜”，以及 MIT Media Lab 的其它研究都需要將實(shí)物機(jī)器人與計(jì)算機(jī)連接。帕普特的新設(shè)想是，能否創(chuàng)造一個(gè)能替代電腦的樂高零部件——一個(gè)具有計(jì)算的功能，又能跟樂高一樣小巧，又足夠便宜的零部件。在當(dāng)時(shí)，這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，然而這也將會(huì)是一個(gè)巨大的革命式的創(chuàng)新。

但這個(gè)設(shè)想直到 1998 年才得以實(shí)現(xiàn)。那年，樂高發(fā)布了全新的可編程機(jī)器人產(chǎn)品——Mindstorms 系列。為向帕普特致敬，樂高用他 1980 年出版的書名作了注冊(cè)商標(biāo)。從此，樂高掀起了一場(chǎng)全球的機(jī)器人風(fēng)暴。

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第三階段：LOGO語言+樂高積木：Scratch的誕生

在 80 年代，同樣受到帕普特啟發(fā)的還有一名青年記者。一次偶然的機(jī)會(huì)，他聽了帕普特的演講，也由此改變了他對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)知。第二年，這個(gè)年輕記者拿著MIT的獎(jiǎng)學(xué)金，參加了帕普特的研討班。這個(gè)青年記者就是后來的“Scratch 之父“—— 米切爾·瑞斯尼克（Mitchel Resnick）。作為帕普特的學(xué)生，瑞斯尼克同樣也是其一生重要的合作者。

作為西摩爾理念的繼承者，瑞斯尼克在 LOGO 的影響下，推出了更先進(jìn)的面向兒童的編程語言——Scratch。Scratch 首個(gè)版本在 2007 年發(fā)布，在 LOGO 的理念與樂高機(jī)器人編程工具基礎(chǔ)之上，推出了更易于兒童理解的用命令圖塊搭建邏輯的編程方式。

在scratch編程界面，程序語句都以拼圖模塊的形式呈現(xiàn)，模塊按功能劃分為不同顏色。編寫程序時(shí)，用戶只需像拼插積木那樣把拼圖模塊壘在一起。只有當(dāng)程序在語法上合規(guī)合理時(shí)，模塊的接口才能對(duì)接上。用模塊接口的形狀作為拼插指引的設(shè)計(jì)借鑒自樂高積木。

2013 年，Scratch 發(fā)布了可直接在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器里在線操作的 2.0 版本。Scratch 3.0 版本也已經(jīng)發(fā)布，采用 Html5 的頁(yè)面技術(shù)，支持橫式和直式的圖形式程序撰寫，未來可以在 iOS & Android 手機(jī)平板及桌上電腦跨平臺(tái)的使用。

到今天，Scratch 的在線平臺(tái)已經(jīng)有超過 1800 萬注冊(cè)用戶，被翻譯成 70 余種語言，在 150 個(gè)國(guó)家里被使用，為兒童創(chuàng)造了一個(gè)低門檻的編程學(xué)習(xí)環(huán)境，也方便孩子將來學(xué)習(xí)其他編程語言。

派普特對(duì)兒童教育的貢獻(xiàn)不僅僅只是 LOGO 編程語言而已。其背后的思想對(duì)每一個(gè)現(xiàn)如今每一個(gè)教育工作者尤其是少兒編程教育的創(chuàng)業(yè)者們都會(huì)有很大啟發(fā)。

編程本身并不能使你成為更懂得思考的人，只有當(dāng)你通過編程，在電腦上做了某些模擬，然后加深了對(duì)世界的理解和認(rèn)識(shí)之后，你才真正接觸到了派普特說的強(qiáng)大理論。

假如說這個(gè)世界是由上帝創(chuàng)造的，那這位上帝應(yīng)該是一位數(shù)學(xué)家。我們身處的這個(gè)世界，從城市交通、空氣污染，到橋梁結(jié)構(gòu)、地質(zhì)演變，再到經(jīng)濟(jì)活動(dòng)以及人際互動(dòng)，無不可以用數(shù)學(xué)模型來幫助我們理解。帕普特自身是一位數(shù)學(xué)家，他深深明白這一點(diǎn)。而且他相信，這些模型不需要讀到研究生才有資格去學(xué)習(xí)，一個(gè)小孩也能學(xué)習(xí)，而且說不定小孩還能發(fā)現(xiàn)模型的漏洞。

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