少兒編程的學(xué)習(xí)要掌握哪些基本技能？

坦率的說(shuō)，少兒編程不是一個(gè)“寫(xiě)程序，做碼農(nóng)”的事情，少兒編程方向是一個(gè)基礎(chǔ)性的學(xué)科群體。少兒編程方向，未來(lái)可能會(huì)像數(shù)理化一樣，成為一個(gè)基礎(chǔ)性學(xué)科，甚至人文、藝術(shù)也可以基于它有延伸和融合。

做教育的人關(guān)心，家長(zhǎng)也關(guān)心，而當(dāng)我們接觸到大部分有這方面接觸的家長(zhǎng)來(lái)講，談及Minecraft、Scratch等等，都說(shuō)孩子們是超級(jí)喜歡。換言之，孩子們對(duì)電子游戲和計(jì)算機(jī)世界不是無(wú)感的，他們是最早投入和感興趣的一批人類群體。

無(wú)論我們是否回避，在孩子們基礎(chǔ)教育甚至高等教育的同步年齡段，以電子游戲和計(jì)算機(jī)世界為代表的生活方式都會(huì)大規(guī)模浸入孩子的真實(shí)生活。不管我們?nèi)绾螤?zhēng)議、甚至堅(jiān)決要求杜絕孩子接觸計(jì)算機(jī)，但事實(shí)上，我們絲毫拒絕不了計(jì)算機(jī)世界對(duì)孩子成長(zhǎng)的影響。

所以，無(wú)論你持有什么立場(chǎng)，不妨一起先來(lái)看一看。

少兒編程的基本背景

雖然大家可能對(duì)程序設(shè)計(jì)(也就是編程)、程序員(或者軟件開(kāi)發(fā)工程師)有一些聽(tīng)聞，但實(shí)際上真正了解少兒編程的并不多。

以Scratch為例進(jìn)行展示(后面通篇默認(rèn)都以Scratch為基礎(chǔ)工具)。Scratch是MIT研發(fā)并開(kāi)放的一個(gè)兒童圖形化編程的工具平臺(tái)?？梢栽趙eb上進(jìn)行操作和分享，也可以下載到計(jì)算機(jī)本地。兒童甚至成人都可以使用它，來(lái)制作動(dòng)畫(huà)賀卡，制作游戲，制作音樂(lè)，制作各種他們可以用編程完成的任務(wù)。非常的酷炫，所以也有人說(shuō)，會(huì)編程的孩子未來(lái)就像搖滾巨星一樣，在孩子他們的群體中。

Scratch是一個(gè)圖形編程的工作方式，非常 適合兒童，但相應(yīng)的它的編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)，相比較專業(yè)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言而言，就是一個(gè)簡(jiǎn)版——對(duì)于兒童起步而言，剛剛好。

孩子懂得這些指令的基本含義之后(他完全可以探索式的嘗試，弄懂大部分簡(jiǎn)單指令的含義)，他就可以把中間的指令拖拽到右邊，享受他控制小貓咪的樂(lè)趣，創(chuàng)造一些活動(dòng)場(chǎng)景和游戲的樂(lè)趣——這些就是編程過(guò)程。

所以這個(gè)兒童編程的過(guò)程，不是像我們軟件開(kāi)發(fā)工程師那樣，對(duì)著符號(hào)化的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)工作。而是面向一個(gè)圖形化界面，面向一個(gè)具有豐富角色和操作性的、能夠讓他控制全部的新游戲。少兒編程就像一個(gè)創(chuàng)世紀(jì)的游戲一樣。

少兒編程對(duì)于教育的作用

三個(gè)層面來(lái)回答少兒編程對(duì)于兒童教育的巨大作用。

第一層：少兒編程有著豐富的基本技能內(nèi)涵，可以在各個(gè)方面幫助到兒童。

第二層：少兒編程是一個(gè)學(xué)科融合的最佳平臺(tái)(之一)，可以提供跨學(xué)科的學(xué)習(xí)。

第三層：少兒編程可以完成很多高階能力的培養(yǎng)，在未來(lái)公立教育中的地位也會(huì)不斷提高。

少兒編程培養(yǎng)的基本技能

少兒編程涉及到的基本技能非常豐富，不僅僅是編程本身。我們前面說(shuō)，就以Scratch為例，至少有如下四個(gè)方面的基本技能方向：

1.數(shù)學(xué)方面

第一個(gè)方面就是數(shù)學(xué)。少兒編程圖形化編程，第一技能方向就是數(shù)學(xué)。我們前面注意到，兒童學(xué)少兒編程，首先注意的就是一個(gè)或一些角色在舞臺(tái)上的行動(dòng)——這其中就包括：

坐標(biāo)系：舞臺(tái)是一個(gè)以中心為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系，x軸正方向?yàn)橛?，y軸正方向?yàn)樯?。通過(guò)(x，y)坐標(biāo)點(diǎn)，來(lái)控制所有角色的位置。

數(shù)據(jù)類型：最常見(jiàn)的是整數(shù)和小數(shù)，即實(shí)數(shù)集(在Scratch中所有實(shí)數(shù)是一個(gè)數(shù)據(jù)類型)，另外還有布爾類型(真或假)、字符串類型(一段文本)。

數(shù)據(jù)的比較：也就是數(shù)學(xué)中三種基本順序，大于、等于和小于。

算術(shù)運(yùn)算：加減乘除是四種基本運(yùn)算，兒童在編程過(guò)程中，常常需要在具體的場(chǎng)景中來(lái)運(yùn)用這四種基本運(yùn)算。另外還有取模運(yùn)算和四舍五入。

數(shù)學(xué)函數(shù)：在編程過(guò)程中，兒童將接觸到一些基本的數(shù)學(xué)函數(shù)，包括取絕對(duì)值，三角函數(shù)，對(duì)數(shù)函數(shù)以及指數(shù)函數(shù)等。可以非常直觀的通過(guò)函數(shù)圖像的自動(dòng)喵點(diǎn)畫(huà)圖及生活應(yīng)用來(lái)理解它們。

幾何圖形：在編程過(guò)程中，一類常見(jiàn)的任務(wù)就是圖形繪制。這個(gè)過(guò)程中，兒童將大量接觸幾何圖形，并從坐標(biāo)系中進(jìn)行圖形繪制和操控。

所以這里面有著大量的數(shù)學(xué)學(xué)科內(nèi)容，而且，這些內(nèi)容都在具體的問(wèn)題和任務(wù)場(chǎng)景中出現(xiàn)，既包括基本算術(shù)和幾何圖形知識(shí)，也包括函數(shù)以及坐標(biāo)系等中學(xué)數(shù)學(xué)核心概念。通過(guò)它們?cè)诰唧w任務(wù)中的應(yīng)用，兒童不僅操控了這個(gè)虛擬世界，而且會(huì)切身鍛煉到、應(yīng)用到數(shù)學(xué)知識(shí)和能力。

2.邏輯方面

編程的基礎(chǔ)，既有數(shù)學(xué)，也有邏輯。邏輯思維能力，是兒童發(fā)展的一個(gè)基本能力，在文理各個(gè)方向都是十分重要的基礎(chǔ)。少兒編程，可能是第一次對(duì)兒童正式的、系統(tǒng)的進(jìn)行邏輯方面的鍛煉。

邏輯變量：起點(diǎn)就是邏輯變量或事件的真或假。真或假是邏輯世界的兩個(gè)基本值。

比較邏輯：對(duì)于用比較判斷的邏輯，是兒童有直接經(jīng)驗(yàn)并可以學(xué)習(xí)的基本邏輯判斷，大于、等于、小于三種邏輯判斷。

事件邏輯：其次是事件邏輯，基于事件的判斷，也是兒童比較熟悉的。少兒編程用幾種基本的事件模式，來(lái)生成事件判斷語(yǔ)句。在Scratch中都是以“觸碰”為核心動(dòng)作來(lái)構(gòu)建的。

邏輯運(yùn)算：在簡(jiǎn)單的邏輯推理中，三種基本邏輯運(yùn)算是最重要的基礎(chǔ)。即與邏輯、或邏輯和非邏輯——這三種基本邏輯在少兒編程中大量的使用到。

邏輯控制：然后就是一組邏輯控制，包括條件判斷、循環(huán)控制和等待。這些既是少兒編程的基本邏輯控制語(yǔ)句，也是邏輯思維鍛煉的一個(gè)基本工具。

所以在少兒編程中，邏輯思維的訓(xùn)練是一個(gè)基本訓(xùn)練，這也是程序設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)科學(xué)方向的一個(gè)基本核心特征。兒童將在大量的問(wèn)題解決和任務(wù)控制中，形成系統(tǒng)化的有邏輯的解決方案。突出鍛煉到兒童的邏輯思維能力。這種邏輯訓(xùn)練的密集度，不是其它活動(dòng)所能比擬的。

3.設(shè)計(jì)思維

設(shè)計(jì)思維是人們提出的對(duì)未來(lái)社會(huì)有重大意義的思維方式，它是一種面向問(wèn)題解決的、創(chuàng)新的系統(tǒng)思維方法。這也是屬于STEM課程方向內(nèi)少兒編程的優(yōu)勢(shì)之一。我們的兒童將學(xué)會(huì)系統(tǒng)的思維方法來(lái)分析、分解問(wèn)題(需求)，并通過(guò)綜合的資源來(lái)解決問(wèn)題。

基本設(shè)計(jì)：在Scratch的編程世界中，任何一個(gè)問(wèn)題需求或任務(wù)，都需要在背景、角色及行為上進(jìn)行思考和分解。它們是這款編程工具提供的基本視角和思維框架。

角色表達(dá)：在角色的行為表達(dá)過(guò)程中，基本的表達(dá)工具是外觀圖形的控制和聲音音樂(lè)的控制(Scratch提供21種樂(lè)器的模擬)。一個(gè)角色的外在行為和表達(dá)，無(wú)非這些方面。

交互邏輯：在事件過(guò)程中，背景、角色、行為所組成的一個(gè)完整世界中，核心邏輯是通過(guò)它們交互來(lái)完成的。除了程序所控制的軟件層面的交互之外，Scratch還提供豐富指令對(duì)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備(如鼠標(biāo)、鍵盤(pán))以及外部的自動(dòng)化控制元件的操作能力，這使得少兒編程的解決問(wèn)題方式，擴(kuò)展到了硬件層面，擴(kuò)展到了生活中的自動(dòng)控制層面。

所以，少兒編程是一個(gè)具有豐富資源和場(chǎng)景可能性的學(xué)科方向，以驅(qū)使兒童深入的、創(chuàng)新的考慮問(wèn)題的解決方法，并鍛煉到兒童的設(shè)計(jì)思維。隨著問(wèn)題的復(fù)雜度，以及兒童問(wèn)題解決方案的復(fù)雜度，和方案中操控設(shè)備復(fù)雜度的提升，兒童的設(shè)計(jì)思維能力在不斷提升。

4.程序設(shè)計(jì)

最后再談一談少兒編程對(duì)程序設(shè)計(jì)能力的提升——這是顯而易見(jiàn)的，這是本門(mén)的功能。雖然我們前面說(shuō)，就編程啟蒙工具Scratch這一類而言，它的語(yǔ)言設(shè)計(jì)是簡(jiǎn)版的，但對(duì)兒童而言卻是剛剛好。

程序設(shè)計(jì)的基本方面：程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的基本方面，包括數(shù)據(jù)與變量的概念，包括語(yǔ)句和模塊(函數(shù))，都是程序設(shè)計(jì)的基本概念。

計(jì)算機(jī)科學(xué)的方面：另外，Scratch中還有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的支持，這是計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本核心內(nèi)容之一，還有對(duì)消息機(jī)制的應(yīng)用，這在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中大量的應(yīng)用著。同樣的，需要使用到流程圖等設(shè)計(jì)工具。

系統(tǒng)運(yùn)行邏輯：目前我們的社會(huì)，是一個(gè)人機(jī)協(xié)作的社會(huì)。相當(dāng)多的職業(yè)和職位，都需要和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)打交道。理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的原理，最好最深入的方式就是理解一段程序。少兒編程每個(gè)任務(wù)，都會(huì)涉及到系統(tǒng)啟動(dòng)、運(yùn)行和結(jié)束的基本過(guò)程。

工程技術(shù)研發(fā)邏輯：這既屬于元認(rèn)知層面的訓(xùn)練，同時(shí)也是STEM學(xué)科方向的基本特征之一。兒童在少兒編程過(guò)程中，將學(xué)會(huì)如何分析問(wèn)題(需求)，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)、研發(fā)、測(cè)試，并在應(yīng)用中體會(huì)著解決問(wèn)題的快樂(lè)。深刻理解在工程意義上而言解決一個(gè)真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程。

通過(guò)以上數(shù)學(xué)方面、邏輯方面、設(shè)計(jì)思維和程序設(shè)計(jì)四個(gè)方向基本技能介紹，我們可以得出結(jié)論，少兒編程，對(duì)比現(xiàn)在學(xué)校里的所有學(xué)科而言，都有鮮明的特色和優(yōu)勢(shì)。它對(duì)我們兒童的教育和鍛煉，恰恰是許多學(xué)科所不能提供的。

所以，少兒編程對(duì)于兒童的基本技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，有著巨大的、不可替代的作用。