深度解读：当孩子学少儿编程时他们在学什么

时间：2020-03-27 10:40:27   来源：少儿编程   关注度：19096

关于编程，市面上的各种少儿编程课，总是要先制造焦虑：“AI 即将大范围代替人类工作啦，你要是不懂得和计算机打交道的语言，怎么在未来世界立足呢？”

爸爸妈妈们一听焦虑了，赶紧给孩子报班。各种图形化编程、机器人编程，孩子们玩得很开心，家长看着也挺满意。

但也有善反思的家长会发现：好多编程课，和教孩子画出赏心悦目图画的美术课一个路数，关键是要有漂亮的结果能让家长发朋友圈，孩子到底从中学到了什么却很难说清楚，教育机构鼓吹的“编程思维”又是怎么一回事也很难体会出来。

一方面，我觉得教育机构所谓的“编程思维”没啥稀奇的，甚至根本不需要上编程课，在生活中就可以学到；另一方面，我写了二十多年程序、深感编程对我的思维有很多积极影响，也觉得孩子有机会学编程实在是一件很好的事。所以今天，我想和大家分享下家长在不焦虑不盲从的同时，如何能让孩子从少儿编程中汲取养分和快乐。

今天的分享会分三部分：

首先是我从教女儿，以及女儿学校二十来个孩子 Scratch 编程课的体验中，观察到的：孩子们从编程中学到了什么？

然后是我研究了部分商业机构的课程，对此的思考：糟糕的编程课是什么样的？

最后是我的一些建议：孩子到底要不要学编程、怎么学？

我的观察：孩子可以从编程中学到什么

先来说说孩子们从编程中可以学到什么。多数编程教育机构的宣传，都是说“编程思维”。我猜原因有两个：一是这个词比较容易唬住不懂编程的家长，二是它比较容易教，练几次“如果...那么...否则..."/"重复执行...直到..."等条件控制语句，就可以宣称孩子掌握了编程思维了。

但其实，孩子能从编程中提升的技能，远在编程之外。

一、探索的习惯

首先，是探索的习惯。

可能很多家长提到编程的第一反应是：我不会哎，要不要找老师来教呢？但请看看这些学编程的工具：

这是 code.org 里”我的世界“主题的编程一小时 (https://code.org/minecraft )。把中央的代码积木拖动到右边工作区，拼接成完整指令，指挥 Steve 完成一关又一关的任务。

这是 lightbot 游戏 (http://lightbot.com/ )。简单的几个指令，指挥灯泡小人行走及点亮灯泡。看着简单，但很多编程概念都包含在内了，甚至连重载（overloading）都有。

这是和 lightbot 同一家公司出品的另一款编程游戏 spritebox  (http://spritebox.com/ )内容更复杂一些。但对孩子来说，跟随着一步步引导，从开始最简单的执行一句命令，到后面相当复杂的多层循环和条件判断的嵌套，就像玩游戏一样，一关关闯下来就都会了。

如果下次你再听到有人把“如果...那么..."/"重复执行...直到..."当成编程思维推销课程的时候，请记住：这些内容，靠上面几个游戏，让孩子自己摸索，一定都能学会。

让我们再来看 Scratch。

Scratch 的界面要复杂不少，功能也多得多。其实 Scratch 自带非常好的教程，点击菜单中的“提示”就能看到，就是下图中右侧的内容。很可惜教程是版的，所以孩子也许还是需要一点大人的帮助。

我之前给孩子们上 Scratch 课，发现孩子们最喜欢做的事情，就是东改改西换换，换用一些别的代码块或者设置一些超大/超小的数字看效果。

比如我们做一个游戏，其中星星出现的时候要闪烁三下好让玩家留意到，我给出的程序和效果是这样的：

孩子们会做什么呢？他们会把大小变化设成1或1000，会把等待时间设成 100 秒或 0.01 秒，还会把重复执行设置成几十亿次。所以他们会做出这样的代码：

小朋友们觉得这样的极速闪烁非常好玩，一群孩子都笑翻了，纷纷跑到自己的电脑上去尝试。有敏锐的孩子会问为什么能同时看到大小两个星星，知识面广的孩子就回答说是视觉残留。

类似的场景，在课堂上还有很多。往往在孩子的一个“咦，这是什么，我来试试看”的疑问背后，可以引发出一长串的问题：为什么会这样呢？和你的预期一致吗？如果换成那个又会是什么样的效果呢？这个功能可以用来做什么？

Scratch是一个再安全不过的环境，最坏情况无非就是把程序重启重新开始，所以可以放心让孩子大胆尝试。美妙的是，每拼接一块积木，都可以点击运行马上看到效果，这反馈-修正的过程是非常迅速的，所以孩子能很顺畅的自行探索。

所以，我想表达的第一点就是：lightbot 等编程游戏，和 Scratch 图形化编程工具，都是再好不过的让孩子尽情探索的玩具。“我来试试看”的口头禅，是这些玩具能带给孩子的最宝贵的财富。

二、通过切身的体验学数学

计算机界的最高奖项是图灵奖，2003年的图灵奖得主 Alan Kay 有一个非常棒的 TED 演讲 A powerful idea about ideas （https://www.ted.com/talks/alan_kay_shares_a_powerful_idea_about_ideas ） 。在这个演讲中，你可以看到 9 岁的普通孩子孩子通过玩 OLPC 电脑上的软件，得出了“加速度”的概念。

Scratch 是 MIT 的 Meida Lab 创造的，在 Scratch 之前 Media Lab 还有 Logo 语言。你知道吗， Papert 发明 Logo 语言，其实并不是为了教孩子编程，而是为了给孩子一种适合他们的学习方法，用电脑来帮助孩子更好的学习。

Papert 在他的 Mind-Storms 这本书的序言 The Gears of My Childhood 中写到，他幼年时喜欢玩各种各样的齿轮，后来学数学轻而易举，他才发现玩齿轮的体验帮了他好大的忙，例如他会把二元一次方程想象成玩两个齿轮求齿的数量。他在书中是这么说的：

Logo 和 Scratch，其实是虚拟世界的齿轮，能帮助孩子们建构式的学习很丰富的数学知识。

举几个例子：

• 指挥小猫向前向后走，把星星变大再变小，这些代码可以教孩子正负数的概念

• 等待 1/0.5/0.25 秒，从中可以学习时间的概念，分数和小数的概念

• Scratch里角色的颜色变化一共分200级，把颜色设为210其实等同于把颜色设为10，类似的还有造型变化、亮度变化等等，不知不觉的，孩子就掌握了整除、余数、取模等等。

我最喜欢带孩子玩的是画图形。下面这张图是我给孩子们的第一堂用代码画画课的练习纸。指挥画笔重复执行往前走、旋转一定角度的命令，画出各种各样的图形。孩子们从中学到了什么？笛卡尔坐标系，角度，旋转一周是360度，3*120=4*90=6*60……才一年级的孩子乘法都没学呢，这些对他们来说却很容易理解他们也很乐意去学。

这就是我想说的第二点：通过编程，孩子们能获得很多关于数学的切身的体验，而这些经验有助于今后他们更轻松的学习数学。关于这一点，Tony Yet 写过一篇阐述 Papert 教育理念的文章 https://zhuanlan.zhihu.com/p/21841141  蛮值得一读的，推荐给大家。

三、工程化解决问题的能力

孩子们在依葫芦画瓢的开发了几个游戏后，总会想实现自己的创意，创作出自己的游戏。

这时候，你就可以引导他描述问题，把大问题一点点拆解成小任务，设计一条分步骤实现任务的路径，然后一点点的去实现它，不断调试根据结果一点点调整直到最终完成。

编程天然就是 PBL 式学习，在这个过程中，孩子的模块化思考、抽象思考、简化问题、寻找替代方案等等能力，都会得到锻炼。这种方式和别的物理世界的项目例如做木工活儿比起来，成本低廉还极其安全，所以不妨多练练。

不过这些能力对低年级的孩子来说还太难了一些，可以让他们先从看别人的项目、理解别人的代码开始做起。我的公众号里“读码探秘”栏目就是在做这方面的试验。

四、逻辑，算法

最后来讲讲逻辑与算法。编程，把我们很多思考问题、执行任务的过程显性的表示了出来。最基础的，有执行中的顺序、条件、循环，逻辑上的与，或，非。让思维变得可见，本身就已经对思考能力会有促进。

算法中有些非常有趣的东西。举一个最简单的例子：这是我带着三个孩子做平面版的“我的世界”，下面这一排是装备栏，最左边的那格是玩家手里当前的装备，是一把铲子。那一课的任务是要点击装备栏中任意一格，就把当前装备和这一格的内容交换。

一开始孩子们写的代码很简单：把a设成b，再把b设成a，不就行了吗

运行下一看，怎么两个都变成铲子了？冥思苦想想不出来。我用实物演示：左手一把尺子右手一支笔，要交换左右手的内容，手又太小无法同时握住两样，就必须先把一样东西临时放到桌上。这桌子，就是一个临时变量c。

一点点引导，他们终于得出了下面这个正确方式，学会了一个新算法：交换a和b的数值，需要一个临时变量c。把c设成a，再把a设成b，最后把b设成c，这样才行。我深深记得孩子们当时眼睛被点亮的样子。

这还只是最简单的算法。计算机世界有大量极其有趣的内容，都是很值得去了解的。

但为什么我会把逻辑、算法排在最后一位呢？因为去学这些算法、进行这样的思维训练，不一定需要通过编程。我们的生活中处处都有素材。

我女儿丢三落四总是忘了带课本和作业回家，我让她画了一张流程图，用到了顺序执行、if else和 foreach。

我们可以用回溯法来走迷宫，用二分法来查字典，有了决策树连晚上吃什么的争论都会少很多。

有一定的编程训练，有助于养成这样的习惯：对生活中的万事万物都问一句“它背后的算法是什么、有没有更好的实现方法”。

如果有相关计算机知识，也能更好的对生活中常见的事物给出具体的、有意思的解释，例如：商品的条形码是怎么回事？为什么会是三个角是黑块？为什么中间挡住了一块还是能够扫码扫得出来？

但这些能力提升的关键，在于思考，而不在于具体的编程。https://csunplugged.org/en/  这个不插电编程的网站上有非常丰富的资源， 国内有清华大学的终身学习实验室在做类似的尝试，我也正在设计一门三阶段的不插电编程教程，后续会在公众号放出。

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小结一下，以上是第一部分，我的观察——孩子们可以从编程中学到什么：

• 最重要的，养成探索的习惯。

• 其次，是通过编程可以建构式的学习很多别的领域特别是数学的知识

• 第三，是培养工程化解决问题的能力

• 最后，是用编程语言让思维可见，学习逻辑与算法

声明：文章来源于南瓜博士 ，作者Elfe