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培養(yǎng)編程思維——從Scratch開(kāi)始
面對(duì)最火熱的人工智能,越來(lái)越多的人意識(shí)到,未來(lái)編程會(huì)像英語(yǔ)一樣重要。
現(xiàn)在有許多青少年想學(xué)習(xí)編程,但是面多種類繁多的編程語(yǔ)言,是選擇C++、C、VB,還是JAVA、Python?我們的建議是“磨刀不誤砍柴工”,如果沒(méi)有任何編程基礎(chǔ),小學(xué)甚至初中的孩子,還是建議從Scratch開(kāi)始。

Scratch - 是什么?
在麻省理工學(xué)院的Scratch官網(wǎng)上,創(chuàng)始發(fā)明團(tuán)隊(duì)如此介紹Scratch:
使用 Scratch,你可以編寫(xiě)屬于你的互動(dòng)媒體,像是故事、游戲、動(dòng)畫(huà),然后你可以將你的創(chuàng)意分享給全世界。Scratch 幫助年輕人更具創(chuàng)造力、邏輯力、協(xié)作力。 這些都是生活在 21 世紀(jì)不可或缺的基本能力。
Scratch是MIT媒體實(shí)驗(yàn)室終生幼兒園小組開(kāi)發(fā)的一個(gè)免費(fèi)項(xiàng)目。

其實(shí),早在2008年,Scratch就發(fā)布了。歷經(jīng)了1.0、1.4到了2.0版本,Scratch的用戶群得到迅速的擴(kuò)大。不僅是中小學(xué)生,就連大學(xué)入門(mén)、美國(guó)宇航局(NASA)都把Scratch搬入了課堂,當(dāng)作學(xué)習(xí)編程的最佳工具。
Scratch作為人工智能學(xué)習(xí)、創(chuàng)客教育開(kāi)展的重要工具,得到了全世界的教育工作者、中小學(xué)生和家長(zhǎng)們的一致認(rèn)同。
我國(guó)對(duì)編程的重視
2017年7月,中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,提出人工智能的迅速發(fā)展將深刻改變?nèi)祟惿鐣?huì)生活、改變世界。我們要搶抓人工智能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇,構(gòu)筑我國(guó)人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢(shì),加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó),并強(qiáng)調(diào)“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目,在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程,逐步推廣編程教育,鼓勵(lì)社會(huì)力量參與寓教于樂(lè)的編程教學(xué)軟件、游戲的開(kāi)發(fā)和推廣。”

而在2016年7月,中華人民共和國(guó)教育部發(fā)布的《教育信息化“十三五規(guī)劃”》文件中,就明確提出“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在‘眾創(chuàng)空間’、跨學(xué)科學(xué)習(xí)(STEAM教育)、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用,著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,發(fā)揮信息化面向未來(lái)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用。”
創(chuàng)客教育正式以文件的形式列入教育部發(fā)展規(guī)劃,得到政府主管部門(mén)的廣泛支持和認(rèn)可。

Scratch的優(yōu)點(diǎn)
相對(duì)于C++、VB、JAVA、Python等語(yǔ)言來(lái)說(shuō),用于初學(xué)者教學(xué),我們覺(jué)得Scratch有以下這些優(yōu)點(diǎn):
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入門(mén)簡(jiǎn)單,無(wú)關(guān)原有編程基礎(chǔ),適合中小學(xué)學(xué)生初次學(xué)習(xí)編程語(yǔ)言時(shí)使用。
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內(nèi)容豐富,針對(duì)有興趣、喜愛(ài)繪畫(huà)的學(xué)生,提供角色繪制設(shè)計(jì)功能,為喜歡動(dòng)畫(huà)的學(xué)生提供情景設(shè)計(jì)功能,為喜歡游戲的學(xué)生提供簡(jiǎn)單游戲設(shè)計(jì)功能,甚至還能提供喜歡音樂(lè)的學(xué)生音頻處理的功能。
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通過(guò)使用Scratch,讓學(xué)生在動(dòng)畫(huà)、游戲設(shè)計(jì)過(guò)程中逐漸形成邏輯分析、獨(dú)立思考創(chuàng)新的思維方式,學(xué)會(huì)提出問(wèn)題,解決問(wèn)題。
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相比其他編程軟件,其更加直觀,學(xué)生能比較容易地看到自己的勞動(dòng)成果。
Scratch利于編程思維的培養(yǎng)
學(xué)習(xí)編程最基本的是編程概念的掌握,Scratch雖然是以積木形式進(jìn)行的編程,但它的8個(gè)編程部件都包含了常見(jiàn)的編程概念,如程序的三種基本結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和選擇結(jié)構(gòu),還有變量的定義和鏈表(數(shù)組)的使用等。Scratch在程序設(shè)計(jì)時(shí)引入了事件、線程、同步的概念。
例如Scratch中包含多種事件,如判斷角色是否碰到邊界、是否遇見(jiàn)某種顏色等;而多線程則是讓舞臺(tái)上的不同角色各自執(zhí)行不同的腳本,互不妨礙;在程序中不同角色間可以通過(guò)發(fā)送廣播和接受到廣播實(shí)現(xiàn)同步。學(xué)生在使用過(guò)程中自然而然就掌握了正確的編程概念。
學(xué)習(xí)編程最重要的是編程思想的培養(yǎng),要在程序?qū)W習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生利用編程解決問(wèn)題的能力。用Scratch編寫(xiě)的動(dòng)畫(huà)和游戲非常直觀,學(xué)生在學(xué)會(huì)了編程的基本原理和方法后,有興趣也有能力將動(dòng)畫(huà)和游戲編寫(xiě)得更逼真,更好玩。在修改動(dòng)畫(huà)游戲腳本的過(guò)程中,學(xué)生不斷地提出問(wèn)題,解決問(wèn)題,能夠根據(jù)自己的需求進(jìn)行分析,設(shè)定合適的角色與相應(yīng)的腳本,最終實(shí)現(xiàn)程序。

Scratch使用“搭積木”的方式進(jìn)行編程的教學(xué),對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)更加直觀,更加有趣。還能夠與其他學(xué)科對(duì)應(yīng),用簡(jiǎn)單的程序論證物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科的知識(shí)概念。適合在進(jìn)行其他編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)前作為起步學(xué)習(xí),為日后學(xué)習(xí)更深層次的編程語(yǔ)言打好基礎(chǔ)。
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