PK人工智能(AI时代孩子怎能不会编程思维跟仔爸学Scratch项目制作)

作者简介

徐定华（仔爸） 信息技术高级教师。2005年至今从事信息学奥赛辅导，2013年开始研究Scratch等图形化编程语言，专心研究创客和编程教学，规划儿童编程学习路线并付诸实践。近年来，在高校、师训及网络平台中分享编程教学经验近二十次。曾经主办中国有名的Authorware网站，主编《Authorware多媒体课件制作实用教程》一书。

内容简介

前 言 未来已来，在这个飞速发展的时代，计算机已成为人们学习和工作必不可少的工具，编程也将成为每个人必须掌握的一项技能，这将极大地利于人们的学习和工作。政策支持，家长关心，全社会都在关注编程和STEM教育，作为有远见的你，一定会让自己和孩子去接触编程、了解编程、学习编程，你准备好了吗？ 为什么要让孩子学习编程 几十年前，我们提出“计算机要从娃娃抓起”，这句口号完成了计算机硬件的普及，现在我们要提出“编程要从儿童抓起”，因为这将为未来社会培养一大批具备计算思维的人才。 儿童学习编程，可以培养他们的： 计算思维（Computational Thinking） 计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。当需要求解问题时，具有计算思维的人首先会考虑这个问题有多难？解决这个问题有多少种方法，而哪种方法最高效？通过编程还是其他工具来解决问题？计算思维使人们能像计算机科学家一样去思考和解决问题。 创造能力（Creative Thinking） 所谓创造能力，是指产生具有新设想的创造思维能力和能创造新事物的创造技能。在今天瞬息万变的世界里，没有什么比创造力更重要。现在的孩子，每天要完成大量的作业，缺少想象、创造、玩乐、分享以及反思等这些能培养创造力的重要阶段。孩子们在玩游戏上得心应手，却无法创造出他们自己的游戏，而学习编程就是要给予他们创造的机会，让他们从科技的消费者变为创造者。 项目化学习（Problem-Based Learning，简称PBL） 以问题为导向的教学方法，是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创，目前已成为国际上较流行的一种教学方法，尤其适合儿童编程教学，学习编程不再是枯燥的语法学习，而是将学习内容融入到一个个小项目中，通过完成项目来习得知识与技能。 编程有助于孩子逻辑思维的锻炼，系统观的形成以及创造能力和解决问题能力的培养。人工智能时代需要的是，能够和机器人协调工作并且富有创意和想象力的复合型人才，让孩子们学习编程，拥有编程思维，具备无可替代的价值。 孩子学习编程学什么 有人一听到编程，就认为是在计算机里输入密密麻麻的字母，还称这样的人是码农。其实，随着计算机技术的发展，现在儿童学习编程，大可不必敲代码。小孩子通常都非常喜欢乐高积木，美国麻省理工学院媒体实验室的米切尔·雷斯尼克（Mitchel Resnick）教授根据乐高积木的原理，组织研发了一款适合青少年使用的图形化编程工具—Scratch。Scratch可以让孩子实现自己的想法，创作出互动故事、艺术作品、游戏或是动画。 根据儿童以形象思维为主的特点，用图形化编程语言帮助孩子学习编程，从而进一步学习计算思维和创新能力。不用学习任何语言，类似于乐高搭积木，通过简单的拖拽积木模块即可完成一个程序的编写，这样可避免孩子在学习编程之初被英文单词、编程语法难住而失去学习的兴趣，而是侧重培养孩子的编程思维、逻辑思维和计算思维，轻松实现自己的创意和想法。同时，孩子们设计完成的作品，可以放到Scratch官方网站进行分享和交流。 如何规划孩子的编程学习路线 仔爸建议孩子学习编程的路线是这样的，可以在一至三年级接触Scratch这类的图形化编程软件，初步认识编程，了解如变量、循环语句、选择语句等程序概念，然后又可以分两条路进行学习，一条是继续学习图形化编程，并结合硬件扩展编程创意空间，或者接触安卓手机编程语言App Invetor开发手机APP。另一条路线是，学习代码类编程语言，小学生可以从Pascal或 Python开始学习。到了初中和高中，可以尝试学习C++参加信息学奥赛，从Pascal或Python转到C++其实是很容易的，毕竟编程语言除了语法不同，背后的编程原理和思想其实是一样的。 本书由来 编程作为目前社会上一个最热门的话题，受到越来越多家长、教育工作者甚至社会人士的关注，这得益于信息技术在社会生活中所起的作用越来越大，而编程作为信息技术中最重要的一个内容，起到了至关重要的作用。进入21世纪，许多政治界和IT界精英人士集体倡议，让每个儿童都学会编程。这不是让每个人都成为程序员，而是通过学习编程，培养孩子的逻辑思维、计算思维，为今后的学习和工作带来帮助。 仔爸自2004年开始辅导学生学习信息学奥赛至今，最大的感受是，编程学习是少数聪明人的游戏。这里我们需要区分编程竞赛与编程普及两个不同的概念，它们是不能等同的。让更多的孩子学习编程，应用编程，是我们应该倡导，也是要努力的方向。 2013年，我开始将Scratch引入我的信息技术课堂，孩子们反响非常好。以往孩子上课结束而留在教室与我讨论内容的情况很少，即使有，也是课外的一些内容。自从我在课堂开始进行Scratch编程教学，孩子们与我讨论的话题渐渐多了起来，下课铃响了，还有许多孩子希望能留在教室继续编程，继续讨论。这样的现象，让我备感欣喜。 2015年，我开始尝试通过网络进行儿童编程教学，让更多的学生能接触到儿童编程，学习儿童编程。为此我创办了仔爸编程公众号，将自己平时编程教学中的所思所想，以及一些相关的技巧，撰写成文章发表在上面。我制作的编程学习微视频也受到许多家长和孩子的欢迎。2016年我开始在网易云课堂、荔枝微课等平台发布儿童编程网络教学资源，学习受众人数在一万人次以上。我会在荔枝微课上不定期开展儿童编程、信息学奥赛公益讲座，普及儿童编程方面的理念与知识。 恰逢我的大儿子徐仔仔正是小学就读阶段，我的儿童编程教学经验与公众号的撰写，也是从教他编程这件事得到启发，我也不断地构建自己针对儿童编程的学习之路，2017年在公众号发表了《如何规划儿童编程学习路线》一文，解答了许多家长在培养孩子学习编程问题上的许多困惑。2018年，我在荔枝微课上进行了两场关于儿童编程学习的公开课讲座，受众人数近2000人次。 2016年，我组织信息技术教研组成员共同开发的《Scratch项目化程序设计》获得市级精品课程，优秀校本课程。2018年我负责制作的微课《Scratch创意设计入门与提高》获得浙江省精品微课。我觉得，使用Scratch进行儿童编程教学，大有可为，因此我也萌发了撰写一本基于项目式学习的Scratch入门书籍的欲望，让更多的孩子能接触编程，学习编程，这是我撰写本书的初衷。 Scratch 3.0与Scratch2.0相比，界面更加漂亮，积木也更大，同时新增了部分模块，对中文的支持也更加友好，还支持与Micro：bit、乐高EV3等硬件进行通信，让编程变得更加丰富。此外，Scratch3.0能够支持在电脑、手机、平板等各种终端设备上使用。 本书以全新的Scratch3.0为环境进行写作，精心编写了35个实战项目案例，内容涉及2个动画作品、4个艺术作品、3个数字故事、4个交互式作品、8个数学问题、5个游戏作品、9个人工智能作品。通过这些生动有趣的实例，引导孩子以编程的形式表达创意。 本书特色： 1.书中设置二维码，孩子在练习每个项目的过程中遇到难题时，扫码即可观看完整语音教学视频，节省时间，方便快捷，提高学习效率。 2.从科学角度出发，为每个项目增设两大环节。 “项目拓展”环节：在完成普通难度的项目的同时，又对孩子提出了2-3个更高难度的要求，以提升孩子对编程的掌握能力。 “项目评价”环节：列出当前项目的几大重要知识点，让孩子对相关学习情况进行自我评价，给自己打分。同时，积极鼓励孩子将自己的作品分享给小伙伴，并请他们进行点评。 3.这是一本基于项目式学习的Scratch入门书籍，项目学习法现已成为国际上较流行的一种教学方法，尤其适合儿童编程教学，摆脱枯燥的程序语法学习，将学习内容融合到一个个小项目中，孩子通过完成项目来习得知识与技能。