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像堆积木那样学习程序的设计 　　【摘 要】Scratch是美国麻省理工学院媒体实验室（MIT） 于2007年开发的图形化编程工具。在美国哈佛、加州大学伯克利分校等世界名校都开设了Scratch课程。我们于2012年将其引入，作为我校的校本课程。本文结合我们在Scratch教学中的一些做法与对程序设计的一些看法，阐述Scratch对青少年学习程序设计的意义。 　　【关键词】信息技术；Scratch；程序设计 　　【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 　　【论文编号】1671-7384（2013）06-50-02 　　程序设计是给出解决特定问题的程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计中，最重要的是对问题的分析、设计、测试和排错，编码只是程序设计的一部分，但平时我们在程序设计教学中，无论是教师还是学生，都把大量时间放在了编码这一环节上。 　　对于很多教师来说，他们总是认为，教会学生程序设计，首先就要学生掌握一门语言，让学生记住一大堆的保留字的拼写、各种程序结构的语言、语法。在这个基础上，补充一些数据结构和算法知识，使学生能够通过编程来解决一些生活中的现实问题。我们认为，这是一种偏见，是一种对程序设计理解的误区，也是我们教师作为学生时学习程序设计的次序所带来的误区。学生在程序设计的过程中，也把大部分时间浪费在正确的命令拼写和完整的语法结构之上，大部分的排错问题都是出在语言本身而不是程序设计上。换句话说，教程序设计成了教程序语言！对于高中、大学的学生，语言的学习障碍可能还不是太大，而对于义务教育阶段的学生，语言障碍是非常严重的。然而，也正是义务教育阶段的孩子，他们的创造性思维是最强的，不必也不应把宝贵的学习时间浪费在语言上。 　　在义务教育阶段教学程序设计这一分支内容，目的是让学生掌握程序设计的基本思想，而不是掌握一门程序设计语言的使用，更多的是让学生了解程序设计的核心内容。联合国教科文组织（UNESCO）在1994年委托国际信息处理学会（IFIP）编写的文件《中学信息学课程》中提到：“这里所指的程序设计是非技术性的程序设计。更确切地说，应该是把‘你自己做的事情’转变成‘别人能做的事情’。这就要求能详尽地描述完成任务的过程，以便其他人或其他设备能准确地重复这一项工作。”其实，当PC在20世纪70年代末80年代初首次出现时，教育界有一种教会全部学生如何编程的初始热情。成千上万的学校在教授数以百万计的学生在LOGO或者Basic上写一些简单的程序。Seymour Papert（著名的学习科学家、人工智能专家）在1980年出版的Mind Storms（《头脑风暴》）一书中提到，LOGO将成为重新思考教育与学习方式的基石。从那时起，计算机开始在儿童的生活中普及，但是很少学生会学习编程。在今天，很多人都将编程视为一种小众的、技术性的活动，只适合小部分人学习。 　　究竟是什么原因使教学编程偏离了它的初衷呢？ 　　1.早期的编程语言难以应用，许多学生都不能掌握编程的语法。 　　2.编程一般与一些学生不感兴趣或没有相关经验的活动相联系，比如生成一个素数列表，或者简单地画一条直线。 　　3.一般缺乏对正确程序的深层次探索的鼓励以及对错误程序的指导。 　　Papert认为，编程语言应该 “地板要低”（Low Floor）、“天花板要高”（High Ceiling）、“墙体要宽”（Wide Walls），即低进入门槛和高创造空间。此外，编程语言需要支持众多不同类型的项目，以满足不同人群的兴趣和学习类型，使得他们可以参与进来。但要满足这三个要求，其实并不简单。 　　针对这些问题和要求，MIT媒体实验室的终身幼儿园小组在2007年开发了Scratch软件。它通过鼠标拖动指令模块，以搭积木的方式设计程序，并通过一个舞台，让设计者简单、直观地看到设计的结果，将抽象的程序设计可视化。Scratch包含动作、控制、外观、侦测、声音、数字和逻辑运算、画笔、变量这八大类指令模块，把建模、控制、动画、事件、逻辑运算等都包含在内。从动作指令到控制语句，从传感响应到面向对象，从数值运算到线程调度，涉及程序设计的方方面面。 　　其实，程序设计的目的是把我们想做的事情以算法描述的方式表达出来，而算法描述最直观和最简单的办法就是画流程图。当流程图画出来了，程序设计基本上也就完成了。如何让流程图变成可执行的程序，那是语言的事情，也是软件的事情。对于程序设计本身来说，这只是其中的一个环节。如果这个环节可以让软件代劳，那么我们就可以集中精力去做流程设计了。Scratch就能很好地实现这个功能。在Scratch程序设计中，学生们不需要再去为语言和语法头痛了，因为他们只是需要像堆积木一样来设计程序。这样的设计就使学生们能把更多的精力放在程序设