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零基础的孩子应该怎样学习少儿编程?

2019-8-22 10:27


零基础的孩子应该怎样学习少儿编程?


推荐两本目前最适合少儿学习的Scratch编程书。

1、Scratch 3.0少儿游戏趣味编程


零基础的孩子应该怎样学习少儿编程?


第一章预览:

第1课 编程是一种流畅的表达

1.1 编程是一种表达

人类天生就会表达。所谓的表达,就是通过语言、声音、文字、图画等各种各样的形式,把内心的意思传达出来。要表达出来的东西通常是隐藏在人们内心之中的。我们的表达工具包括语言、声音、文字、图画等,那么,相应的表达方法也有很多种,比如唱歌、跳舞、画画、做手工、写文章、演奏乐器等。

编程实际上也是一种表达方式。从一定程度上讲,编程是和写作非常相似的表达方式。当我们学习写作文的时候,如果只是学习汉字的笔画、间架结构、语法、标点这些,那肯定是远远不够的,真正的挑战和难关在于对篇章和段落的构思和想法。想象一下,我们仅仅玩成语接龙这种游戏,可能也能够极大地丰富自己的词汇量,而且可能还会培养对语文的学习兴趣,但这能让你掌握写作方法,成为一名写作高手吗?我想这是很难的。

无论是写作,还是编程,都不是单纯的某一种技巧的积累,而是一种综合的素养和表达习惯或方式的培养,关键在于要具备流畅地进行表达的能力。作为表达的方式,编程和写作同样都能够帮助你开拓思维,整理思路,表达心声,进而培养出身份的认同感。


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1.2 编程的重要性和好处

早在2015年,美国前总统奥巴马在接受媒体采访的时候就表示:“我们需要让孩子们参与数学和科学,这不仅仅是一小部分孩子,而应该是所有人。所有人都应更早地学习如何编程。”在美国,STEAM教育理念受到普遍的重视和运用。孩子从比较小的年龄,就开始接受科学、技术、数学、艺术等方面的启蒙和熏陶。

在我国,特别是在一些经济比较发达的省份和地区,以中小学信息技术课程为基础的少儿编程教育也起步和发展较早。2014年,浙江省教育改革方案中,将信息技术科目(包含编程)纳入高考。2018年,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,提出完善人工智能教育体系,在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育。同年,全国计算机等级考试开始加入Python语言的内容。随后,一些省份在教育改革中加大了对编程的重视力度,山东省在小学六年级的信息技术教材中加入Python的内容,广东省也计划将信息技术纳入高考内容。除了学校教育,校外的少儿编程培训也如雨后春笋般地迅速发展起来,很多培训机构都开设了少儿编程的相关课程。


零基础的孩子应该怎样学习少儿编程?


为什么人们对学习计算机编程的热情激增,尤其是对于孩子学习编程如此重视呢?学习编程至少对孩子有以下几个方面的好处。

1.开发思维,增强逻辑思维能力

当学习编程的时候,孩子会成为一个很好的思考者。例如,孩子将学会如何把复杂的问题分解成简单的部分(也就是我们常说的分而治之的原理),学会如何找到问题并进行调试和解决,学会如何在一段时间内不断地迭代、完善和改进解决方案。而所有这些思维策略,一言以蔽之,就是“计算思维”的概念。在不知不觉之中,孩子的计算思维得到了开发,逻辑思维能力得到了增强。

学会了计算思维和逻辑思维,孩子们将会发现它不仅适用于计算机方面,而且也适用于所有的解决问题和设计活动中,甚至是生活的方方面面,例如,统筹烧开水沏茶的时间、确定按照菜谱炒菜的顺序、在超市中走最短的路径找到所有要买的东西等等。

2.培养孩子的专注力和细心程度

兴趣是最好的老师。一旦培养了对编程的兴趣,孩子就愿意投入时间、精力和热情来做这件事。此外,前面提到的查找问题并进行调试,几乎是编程过程中必不可少的步骤。有的时候,非常细微的错误,会导致程序无法运行。而无论是调试错误还是学会避免错误,都能够培养孩子的细致程度和耐性。

3.增加孩子的抽象思考能力

前面提到,编程和写作一样,是一种表达方式,更进一步来说,它们都是一种比较抽象的表达方式。具体来说,孩子需要把抽象的思路和想法,用有形的、具象化或符号化的东西表达出来。从这一点来说,编程是写作的一种延伸,它要求你“书写”出创新的东西,而这是以前所没有的东西,例如故事、游戏、动画、模拟等等。如果没有抽象思考的能力,不能充分发挥自己的想象力的话,是很难做到编程创新的。

4.增强孩子思考能力和动手解决问题的能力

编程的过程中,总是会面临一道道的关卡和挑战,这就要求孩子开动脑筋,积极思考,并且学会利用已有的知识、手边的资源、伙伴和老师或家长的帮助来解决问题。一旦养成这种思考和解决问题的习惯,给孩子带来的成长和收获是巨大的——当他们面对现实生活中形形色色的问题的时候,也将会积极思考,不断尝试和破解难题。

5.培养认同感和成就感

最后,学会编程还将给孩子带来巨大的认同感和成就感。在现代社会中,数字科学和信息技术已经相当普及,而且其发展日新月异,这些都极大地影响和改变着我们的社会和生活。一旦掌握了用数字技术表达自己和解决问题的能力,孩子就会用全新的视角来看待自己,并且会因为拥有这一技能且对社会做出贡献而获得极大的成就感。

编程竟然对孩子有这么多的好处,那么你还等什么呢?还不快抓住机会,让你的孩子来学习和掌握这种技能,以这种方式来进行流畅的表达!

1.3 编程语言的类别和层级

计算机编程语言的发展大概有几十年的历史。这期间,编程语言经历了从低级语言向高级语言发展的过程。我们这里所说的低级语言和高级语言,并不是指语言的功能和水平等,而且是指编程语言与人类自身语言的接近程度上的区别。低级的语言更加接近于机器语言,计算机理解起来比较容易,人类理解起来比较困难,这是比较底层的语言。而高级语言的语法和表达方式,更加接近于人类自身的语言,需要通过一种叫作编译器和解释器的东西(你可把编译器和解释器想象成翻译人员)将其转换为计算机比较容易理解的机器语言,然后机器才能执行。

各种编程语言的分类和层级如下图所示。


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你一定已经听说过一些编程语言的名字,比如C、C++、Java、Python等等。我们现在所接触的这些现代编程语言,一般来说都是高级编程语言,其语法和人类自然语言比较接近,需要经过编译器或解释器才能转换为机器语言。还有一些更加易于学习的可视化语言,比如Scratch就是一种可视化语言,它们是在高级语言的基础上,经过包装或定制后,才成为更加容易学习和理解的编程语言的。

你可能会问,为什么不直接学习C、C++、Python这样的高级语言,而要学习Scratch这样的可视化语言呢?这主要是因为Scratch对于青少年来说更加容易理解和上手。Scratch包含了讲故事、做动画、设计游戏等功能元素,而这些元素都特别能够激发孩子的学习兴趣。等到他们通过Scratch逐渐熟悉和掌握了编程语言的一些基本原理,再去进一步学习Python或C++等高级语言,就会容易很多。

因此,学习编程需要一个从易到难的过程,而Scratch真的是一种更不错的入门语言,对于孩子来说更是最佳的选择。

觉得合适可以入手

2、Scratch 3.0少儿游戏趣味编程


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内容第一章预览

1.1 Scratch 3.0新功能简介

Scratch 3.0是继Scratch 2.0取得巨大成功后,MIT发布的最新版本。它是一个经过完全重新设计和实现的版本。

Scratch 3.0是使用HTML 5编写的,这和基于Adobe Flash技术的Scratch 2.0有很大的不同,得到更加普遍的支持,并且不需要任何的插件就可以运行。

通过细致的对比,我们发现Scratch 3.0的更新有如下几个核心原则,一是功能更加完备,二是让新用户更容易上手,三是更好地适应多种设备,尤其是移动设备(平板电脑和手机)。下面,我们就从几个方面来介绍一下Scratch 3.0的一些变化和更新吧!

1.1.1 新版本的运行环境和功能支持

前面已经提到了,Scratch 3.0是基于HTML 5技术重新编写的,这是Scratch 3.0和之前的版本的一个显著的区别。之前的Scratch 2.0是基于Adobe Flash技术,要运行离线版本,离不开Adobe AIR的支持,需要下载和安装Adobe AIR。由于HTML 5是当今大多数浏览器所支持的实际的标准技术,实际上,Scratch 3.0能够在任何现代浏览器上更好地运行。

Scratch 3.0能够支持Chrome、Microsoft Edge、Firefox和Safari等浏览器的桌面版,还支持Chrome和Safari的移动版。建议使用IE浏览器的用户先将浏览器升级为Microsoft Edge,再使用Scratch 3.0。

Scratch 3.0能够在桌面计算机、笔记本电脑和平板电脑上工作(要求操作系统为iOS 11或Android 6以上的版本)。在平板电脑上,暂时还不能使用“按下X键”积木以及右键菜单功能。在手机上,可以运行Scratch 3.0程序,可以查看Scratch 3.0项目,但是不能够创建和编辑项目。

Scratch 3.0使用了WebGL技术将项目呈现到舞台上。WebGL(Web Graphics Library)是一种3D绘图标准技术,得到了几乎所有现代浏览器的支持,它可以为HTML 5 Canvas提供硬件3D加速渲染,这样Web开发人员就可以借助系统显卡在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型了,还能创建复杂的视觉效果。可是,有一些较旧的计算机和操作系统可能不支持WebGL。对于那些无法运行WebGL的用户,建议仍然使用Scratch 2.0离线编辑器。

1.1.2 升级到Scratch 3.0

Scratch 2.0的用户最关心的一个问题是,自己以前的项目、收藏、社区功能、工作室等内容素材,如何能够迁移到Scratch 3.0环境中呢?好消息是,不必为此而担心。当Scratch 3.0正式发布的时候,已有的社区功能,包括用户的项目、档案、工作室和评论等,都将自动地迁移到新的Scratch 3.0网站。

那么,在Scratch 3.0发布之后,人们是否还能够继续使用Scratch 2.0呢?实际上,Scratch 1.4和Scratch 2.0的离线编辑器将继续可供使用,因此,Scratch 2.0离线编辑器未来还将在相当长的一段时间里和Scratch 3.0并行存在。我们用Scratch 2.0离线编辑器创建的项目,将会上传到在线社区中。

此外,Scratch 3.0的网站还将提供最新的离线编辑器Scratch Desktop的下载和安装,而该离线编辑器将使用全新的Scratch 3.0功能界面。

1.1.3 Scratch 3.0界面上的显著变化

熟悉Scratch 2.0的用户已经感受到了,Scratch 3.0的界面经过了重新调整,变化还是非常显著的。正如前面所提到,Scratch 3.0在界面上做出的改变的原则,是为了让新用户更加容易上手。概括起来,Scratch 3.0界面上有以下几个方面的变化。

项目编辑器布局更加直观

舞台区放到了右边,而项目编辑工作区放到了左边。这样布局的目的是为了更加直观。设计者发现之前的Scratch 2.0的很多新手在第一次使用的时候,不知道应该把积木放到哪里,因此Scratch 3.0的编辑器采用了一种更加直观、自然的布局方式,从左到右依次是:积木区、工作区、舞台和角色区。这样一来,初次接触Scratch 3.0的用户,能够更快地熟悉项目编辑器的用法。实际上,Scratch最初的1.0版本,采用的就是这种布局。

此外,在Scratch 3.0中,编辑器中有一个主要的标签页的名称也变了——从“脚本”变成了“代码”。其实代码和脚本的概念和含义是相似的,但是标签页的名称改为“代码”后,用户能够更快地知道这个标签页的主要功能是什么。细心的用户还会发现,每个标签页的名称前面有一个小小的图形化的图标,真是起到了一目了然的作用。

在Scratch 3.0中,随着舞台区调整到右边,角色和背景工作区也相应地从左下方调整到了右下方。

积木块变大

当前用户使用的设备越来越多样化,包括桌面计算机、笔记本电脑、移动设备等,Scratch 3.0需要适应各种广泛的设备。为了能够在平板电脑上工作得更好,Scratch 3.0的积木块变得更大了一些,这样,用户更容易对积木块进行拖拽。我们注意到新用户通常比较难以点击和拖拽较小的界面元素,而更大的积木块有助于解决这一问题。

积木块的调整和扩充

Scratch 3.0不仅对积木的外观进行了调整,对积木的组织也进行了调整,还扩充了一些积木类型,使得积木的数目更多,功能更加完备。

音乐、画笔、视频侦测都作为单独的一组积木,放到了扩展积木之中,需要使用这些积木的时候,用户要点击“代码”标签页左下角的“添加扩展”图标,来添加它们。此外,在点击“添加扩展”打开“选择一个扩展”窗口后,你会发现这里还有“文本朗读”“翻译”两类积木,这是Scratch 3.0中新增的两类积木。

之所以要把音乐、画笔、视频侦测等积木放到“添加扩展”中,是因为设计者发现新用户往往会觉得这些积木的功能比较复杂,如果还是放在原来的积木分类中,会继续增加新用户学习和使用Scratch的难度;而放到“添加扩展”之中,一旦用户熟悉了这些积木的功能,在需要使用的时候,他们总是可以很方便地添加它们。

绘图编辑器更加灵活

在Scratch 3.0中,绘图编辑器的工作区变得更小了一些,这主要是为了更好地适应各种设备和浏览器窗口,让绘图编辑器的工作区能够灵活调整大小。绘图编辑器的工作区保留了放大和缩小按钮,并且当放大到一定程度的时候,工作区会出现左右滚动条和上下滚动条。

声音编辑器的修改

在Scratch 3.0中,声音编辑器做出了一些细微的调整,使得编辑声音更加直观而有趣。目前,Scratch 2.0声音编辑器中的一些常用功能还处于缺失状态,比如,修改一段声音的选定的部分;但是这些功能在后续将会逐渐补齐。

1.2 Scratch网站

既然了解了Scratch是什么,那么接下来,我们就一起到Scratch的官方网站看一下。第一次打开网站后的页面如下所示。


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可以看到,在非常醒目的位置,宣布了发布新版Scratch的消息。在页面下方,列出了一些“精选项目”,这些都是Scratch用户开发和提交的项目。

Scratch 3.0页面的资源变得更加丰富了。在页面顶端有一行菜单。如果点击“创建”,则会打开Scratch 3.0的在线编辑器,我们就可以开始创作自己的项目、进行编程等等。注意,点击页面中部的“开始创作”按钮,也会起到同样的作用。如果点击页面顶部的“发现”,则会开始浏览Scratch 3.0网站上保存的项目。点击“创意”则会打开Scratch网站所提供的一系列视频教程,可以帮助初学者快速了解和掌握Scratch。点击“关于”,会打开关于Scratch软件的介绍,有分别针对家长和教师等不同人群的说明。点击右方的“加入Scratch社区”,这可以创建账号或者使用已有的账号登录到Scratch社区。最右方的“登录”按钮,用来直接通过已有的用户账号登录网站。

我们先通过“创建”菜单或者页面上的“开始创作”按钮,进入Scratch 3.0编辑器吧。编辑器的正中央,是一个简短的52秒的视频教程,说明了用Scratch能够做什么,简单介绍了如何使用它。Scratch 3.0设计者的这种开场白,就是为了让初学者有一种亲切感。

你可以点击播放按钮


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,观看这个视频。看完这个视频,可以点击右边的


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按钮,继续观看下一个相关的视频,或者点击上面的“关闭”按钮,关闭视频,直接开始动手尝试。


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注意编辑器左上方的菜单项中,有一个


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按钮,点击其右边的小三角,可以打开一个语言菜单项,从中可以选择编辑器界面所采用的语言。一共有近50种语言可供选择,可见Scratch 3.0在全世界有多么流行!当你第一次访问Scratch 3.0在线版的时候,记住,首先通过这个语言菜单选择“简体中文”。


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1.3 Scratch的环境搭建1.3.2 创建Scratch社区用户

Scratch支持在线和离线两种编程方式。在在线方式下,你不需要单独安装软件,直接进入Scratch的官方网站,输入用户名和密码登录后,即可使用。但是,要使用在线方式,我们需要注册一个登录账户。点击首页右上角的“加入Scratch社区”的按钮。注意,也可以先点击“创建”按钮,打开Scratch 3.0编辑器,然后点击编辑器右上角的“加入Scratch”按钮进行注册。


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将会弹出一个“加入Scratch”的界面。在“选一个Scratch用户名称”文本框中输入想要注册的用户名,在“选一个密码”文本框中输入想要设置的密码,在“确认密码”文本框中再次输入完全相同的密码。


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需要注意的是,如果你想要注册的用户名已被别人注册过,那么界面上会提示“很抱歉,这个名称已经被使用”。这种情况下,你需要换一个用户名来注册,你可以尝试在想要注册的用户名后增加数字或字母。另外,还需要注意的是,用户名称不能是中文的,只能包含英文字母、数字、符号、-和_。

点击“下一步”按钮,选择“出生年和月”“性别”和“国家”,然后点击“下一步”按钮。

接下来需要在“您的监护人的信箱”的文本框中输入邮箱的地址,并且在“确认信箱地址”的文本框中再次输入同样的邮箱。如果愿意接受来自Scratch团队的更新通知,勾选下方的复选框。


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好了,我们已经成功创建了账户。


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点击下方的“好了,让我们开始吧!”按钮,就可以用该账户登录Scratch了。

为了更好地获取资源和共享我们的编程成果,本书主要以在线的方式来介绍Scratch编程。为了方便不能随时上网的读者,下面我们来介绍一下离线版的安装方式。

1.3.2 Scratch的离线安装

Scratch也支持离线编程方式,也就是在没有连接Internet的时候,同样可以使用Scratch来编写程序。不过要使用离线方式,需要先下载和安装相应的软件后才可以使用。

打开Scratch的官网,在页面底端的“支持”类别中选择“离线编辑器”。


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Scratch离线编辑器支持Windows 10和MacOS。我们将以Windows为例,介绍安装步骤,先在“选择操作系统”处点击选中Windows图标。


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Scratch 3.0的一个重要的修改是不再基于Adobe Flash技术,因此,离线版也不再像以前的版本一样,先要下载Adobe AIR。在这个页面的下方,有两张图说明了下载安装的步骤,可以看到,下载和安装过程变得非常简单!


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直接点击“下载”按钮,就可以开始下载,在下载后得到的文件是Scratch Desktop Setup 1.2.0。只需要双击该文件,就可以开始安装Scratch 3.0离线版。

安装完之后,桌面上会出现一个


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图标。只要点击该图标,就可以打开Scratch 3.0离线版编辑器,如下图所示。注意,Scratch 3.0离线版改变了名称,叫作“Scratch Desktop”(Scratch桌面版),它使用的是全新的Scratch 3.0的功能界面。


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现在,我们完成了离线版本的安装,即使没有连上互联网,同样也可以编写Scratch程序了。

1.4 项目编辑器介绍

不管是在线使用还是离线使用Scratch,项目编辑器都是我们必不可少的工作平台和操作界面。让我们先来认识和熟悉一下它吧!

使用刚刚注册的账户登录Scratch网站。点击页面左上方的“创建”按钮,如下图所示。


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系统会自动创建一个新的项目。Scratch 3.0的项目编辑器分为5个区域,分别是菜单栏、操控区、代码区、舞台区和角色列表区,如下图所示。

顶部是菜单栏,包括语言、文件、编辑、教程、加入Scratch和登录等菜单和功能选项。最左边的一列是操控区(也就是项目编辑区),由3个标签页组成,分别用来为角色添加代码、造型和声音,也可以设置和操作舞台背景;对代码、角色、背景、声音等的主要操控都是在这里完成的。中间比较大的空白区域,是代码区(也叫作脚本区),可以用来针对背景、角色编写积木代码,操控区的9个大类、100多个积木都可以拖放到代码区进行编程。右上方为舞台区,这里呈现程序的执行效果。右下方是角色列表区,这里会列出所用到的角色缩略图以及舞台背景缩略图。


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小贴士


如果你看到代码、脚本、造型等术语,感觉有点发懵,先不要着急,我们很快会在第2章对这些术语和概念一一进行介绍。随着学习本书后面游戏开发的内容,你会越来越熟悉它们,甚至能够应用自如。

1.4.1 舞台区

界面右上方是舞台区,该区域会显示程序执行的结果。左上方的绿色旗帜按钮


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是程序启动按钮,点击它开始执行程序;左上方红色按钮


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是停止按钮,点击它可以停止程序运行。在区域的右上角是全屏按钮


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,点击它,舞台会扩展为全屏模式。在全屏模式下,舞台区的右上角会出现


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按钮,点击它可以退出全屏模式。


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在编辑器默认的布局中,舞台区占有较大的面积。点击舞台区的右上方的


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按钮,可以使用缩略布局样式,改变舞台区和角色列表区的布局,从而使得代码区占据更大的操作空间,以便于编程,如下图所示。


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在缩略布局样式下,点击舞台区右上方的


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按钮,编辑器将返回默认的布局样式。用户可以根据自己的具体需求,通过这两个按钮,对编辑器的布局进行调整。

如果没看过瘾,根据书名去网店购买吧。嘻嘻



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