上海大学教育机器人比赛:儿童编程现象引发关注

近日,上海大学举行了一场教育机器人比赛。参赛选手有千余名儿童,其中学龄前儿童达 100 人。这些儿童中最小的只有 4 岁,这引发了社会各界的广泛关注。六七岁的儿童能够写出电脑游戏,这在几年前是难以想象的。毕竟,一直以来,“程序猿”“码农”都代表着一批从事高精专技术领域的人。如今的事实是,一线城市的很多儿童可能还未接受专业的汉字教育,却已经掌握了简单的编程语言。

上海大学教育机器人比赛:儿童编程现象引发关注

编程语言没错,这是编程教育入门的基础性内容。如何设计出适用于广大青少年儿童群体的编程工具,成为这门课题研究的重要部分。毕竟编程本身确实存在技术门槛。麻省理工学院(MIT)设计开发了一款面向少年的简易编程工具 Scratch,它无疑是很惊艳的,可称得上是积木式编程学习模式的先祖。然而,即使它是先祖,或许也难以避免存在不尽如人意的地方。

Scratch天花板明显:入门教育成功,但也止步于入门?

少儿编程教学主要运用“图形—代码—算法”的阶段式体系。前期进行图形学习很关键。若图形学习过于难,缺乏耐心的儿童可能很快就会失去学习兴趣。若图形学习过于简单,对今后的学习几乎没有帮助,无法体现少儿编程的真正价值。因此,在选择少儿编程教育学习软件时,往往需要注意以下几个方面:一是好玩,二是易上手,三是对未来学习有成长性帮助。

目前来看,Scratch 在少儿编程市场中可以说是处于领先地位的。它具有很好玩的特点,同时也很容易上手。

先说好玩这一点。小孩子通常对什么最感兴趣呢?答案无疑是动画和游戏。而 Scratch 的成功,实际上正是基于这两点。它利用图形化的操作图形编程平台,借助编程游戏、网页以及动画等形式,来帮助儿童学习编程。在“玩”的过程中,儿童能够学到知识和技能。

然后是容易上手。对于某些孩子而言,他们或许还没有认全 26 个英文字母,然而完成图形化积木块的拖拽却轻而易举。孩子通过用鼠标将模块拖动到程序编辑栏来实现构成程序的命令和参数。用户选择中间区域的适当“积木”后,可在右边的代码界面自行进行组合,同时在左侧可视化窗口能看到代码的运行结果,其操作简单且方便使用,这正是 Scratch 快速流行的关键之处。

然而,Scratch 具有诸多明显的益处。但起初,它并非专门为少儿而开发。Scratch 的诞生是为了让人们能拥有一款简单易操作的图形化编程工具,此工具可被使用。它没有提供系统的学习计划、课程或方案。它依靠开源社区来实现用户的聚集以及作品的共享。同时,它也不关心且不引导孩子们未来是否会学习代码编程。

真正合格的少儿编程产品需对孩子未来编程学习有成长助力。要尽可能将顺序结构、循环结构、选择结构等融入其中,还要融入一些编程常见的结构和概念。

Scratch 在少儿编程市场有诸多借鉴意义。然而,由于受限于自身的创作理念,在如今少儿编程教育不断发展和完善的当下,其弊端逐渐暴露出来。

除此之外,前面我们提到过,少儿编程教学主要运用“图形—代码—算法”的阶段式体系。低龄儿童教育处于图形阶段时,往往很容易就能得到满足。然而,在高年龄段的编程群体中,很少有人会再使用 Scratch。在美国,Scratch 的受众仅为低龄儿童。由此可知,在国内市场,整个编程教育体系尚不完善,Scratch 难以涵盖青少年儿童编程学习的整个周期。

有关资料显示,美国少儿编程课程体系标准之一是计算机教师协会 K12 计算机教育标准。7 - 8 岁时使用 Scratch 进行编程学习,9 岁及 9 岁以上则分别采用 Python 代码编程和 NOIP 算法编程。这也印证了即便 Scratch 不存在理念方面的问题,在少儿编程领域仍有很明显的局限性。

基因存在差异就容易出现水土不服的情况:随着学习进程不断深入,Scratch 本身所具有的先天性弊端就会逐渐显现出来。

国内少儿编程教育近几年发展得很热烈。其中许多是参照 Scratch 模式或者对 Scratch 进行“再加工”。然而,国内计算机教师协会 K12 计算机教育标准仅将 Scratch 定位为入门。在行业的后来者中,有一些取得了成功的企业。这些企业通常都汲取了 Scratch 的经验和教训,并且在理念上有着自己独特的思路。在此我们不妨以同一款游戏 Scratch 为依据,将其与国内编程教育平台进行对比,看看思考理念的不同会使平台发展情况产生怎样的差异。

在某论坛上,有网友发出了一个比较。这个比较是关于 Scratch 与编程猫在同样一款投篮游戏的代码数量方面的。并且,二者所使用的模块数量差异是非常明显的。

Scratch积木脚本截图

这位 Scratch 用户通过对数据进行计算以及迭代,成功模拟出了球的物理效果,并且累计使用了 347 个积木盒子。而编程猫作为一款游戏,仅仅用了七行代码就完成了编程。

编程猫源码编辑器积木脚本截图

比较二者可以发现,编程猫在很多细节上更易让中国青少年儿童理解。编程猫的源码编辑器大幅削减了对编程技能的要求,它通过用积木模块来实现所需功能,进而激发孩子对模块背后的代码和算法的学习兴趣。在 Scratch 入门之后的教育过程中,很可能会引导用户走入误区,他们会把所有精力都放在功能实现上,而没有更多精力去关注作品类型和内容创新。同时,“拖拽编程”的局限性也会逐渐显现出来。

后来的玩家们相较于 scratch 似乎更有优势,呈现出“青出于蓝而胜于蓝”的态势。编程猫作为行业后辈,继承了 scratch 门槛低、易上手、有未来教育意义等优势。从多个方面来看,Scratch 受困于本地化特征问题,其在中国市场的布局并不理想。

首先,从创作角度来看,通过前面的案例对比,可以发现编程猫在开发用户创作性方面表现更为突出。并且在创作工具方面也进一步丰富了。其平台作品数量在国内已经突破 250 万。而对于 Scratch 而言,由于存在教学设计问题以及创作工具的缺乏,要达到 250 万的作品数量对它来说是比较困难的,显得有些过于遥远。或许这是后发者的优势,其在产品设计方面更为完善,具备入门、技术培养、用户交互、逻辑思维、创作想象等多方面能力培养的功效。而且,因为在工具上投入巨大,所以编程猫的产品更新换代速度较快,产品已经迭代了几百次,在很短的时间内形成了自身的工具矩阵。

其次,在平台支持方面,受益于国内移动互联网的优越发展环境,编程猫等国内玩家在移动端的布局走在了 scratch 的前面。编程猫的产品覆盖了 web 端和移动端。其最新移动端图形化编程产品 Nemo 能够在移动端创作编程作品。在页面设计上,也更符合儿童的审美。

再次,在底层技术层面,编程猫运用的是 JS,而 Scratch 运用的是 flash。JS 的运行效率较为突出,其用户体验也更好。同时,JS 在与不同设备和端的适配性方面表现更佳,与硬件产品的连接性也更好。所以,在对产品进行比较时,结果是很明显的。

最后,少儿编程教育在中国属于新事物,培养用户的认知需要经历一个过程。基于此,国内平台常常能够想出良好的办法。比如,编程猫为不同学科的教学提供了支持,能够制作适合各种学科的编程作品。而在美国教育环境下成长起来的 scratch 面对中国儿童时,会出现很多“水土不服”的状况。

事实上,Scratch 在很大程度上与谷歌开发的开源安卓系统有相似之处。为了与 iOS 对抗,谷歌宣布安卓系统开源,并且允许手机厂商对其进行更改以及免费使用。原先的安卓系统在具体应用时会有一定的不足。因此,三星推出了基于安卓深度制定的手机 ROM,华为也推出了,小米同样推出了。这些手机 ROM 都是在安卓的基础上,根据各自厂家的特点和理念,发展成了不同的安卓系统。

编程教育情况类似,编程猫等这类参与者其实就和华为、三星等类似。如今国内市场的编程教育有两种,一种是借助 Scratch 开展的幼龄化编程教育,另一种是针对程序员的成人版编程教育。然而,“纯 Scratch 式”的发展模式必然难以在国内市场很好地发展壮大,而经过本地化改造的平台常常能够在众多中脱颖而出。

除此之外,Scratch 在美国仅需完成编程入门的任务。之后的学习,在美国的教育体系中有明确规划。而在中国现有的教育体制下,没有成熟的编程教育体系。一旦完成入门学习,很可能就此荒废。目前国内市场中优质的编程教育玩家通过改造 Scratch,使其提供的教学服务已超越 Scratch 的入门级,更能适应中国用户的学习需求。在受欢迎程度上超越 Scratch 是理所当然的。例如,目前少儿编程教育行业的佼佼者编程猫,其编程工具矩阵覆盖 2D 图形化编程工具创作平台源码编辑器、3D 沙盒游戏式图形化编程创作平台“代码岛”、基于 python 的编程工具 wood 编辑器等。

国内少儿编程平台超越了 Scratch 所能提供的教学服务,这是国内少儿编程平台能够“后来者居上”的原因。

向“试验田”看齐:教研体系为主,技术模式为辅

从政策层面来讲,国务院和教育部先后提名了编程教育。此后,全国主要省市陆续开始开展编程教育。各种与“编程”相关的文件发布出来,这表明这门课程正越来越受到重视。在 2017 年底,浙江的新高考已经明确把信息技术学科(包含编程)纳入高考的考试科目,北京、山东等教育大省也紧跟在其后。南京教育局已经将编程纳入南京中考特招生的范畴。同时,关于编程的比赛以及创客大赛也在不断增多。

这一切似乎都预示着编程教育的春天即将到来。那么,影响未来竞争格局的决定因素究竟会是什么呢?在我看来,打磨教研产品是关键因素。

在中国市场,前面我们提到过,编程猫等玩家比行业前辈 Scratch 更受欢迎,其中一个重要原因是课程的完善性。它对 Scratch 以后的教学内容进行了有效延伸,但从去年的情况来看,这部分延伸还不够,没有打破长期以来 Scratch 教育与程序员开发编程教育中间空白的“断层”区域。

而且,现在已经有一些相对成熟的玩家出现了。不过,少儿编程市场仍处于发展的初期阶段。在这个时候,谁最先研发出标准化、体系化的教学模式,并且把适合中国少儿甚至 K12 教育的编程教研体系打磨好,谁就能够率先定义市场标准,抢占行业的制高点。

二流的企业凭借规模和产品来获得胜利,真正一流的企业是靠引领行业标准化来取得胜利的。在编程教育领域的头部玩家竞争当中,依靠的绝不是所谓的技术以及模式。

在编程学习期间,高等院校才会教授真正高精专的教育内容。这部分内容有技术门槛。对于少儿或 K12 教育范畴内的 steam 教育来说,只需学习最基础的内容。目前编程教育头部玩家中,这部分内容已不是门槛,就如同语数外教学,培训机构和 K12 覆盖的学校通常无需在大学课堂研究的高等数学、英语四六级、大学语文等方面下大力气。

在商业模式方面,不存在壁垒。很多行业都能表明,模式上的优势容易被复制和模仿。目前编程教育市场大多是在进行基于软件教育或者“线上+线下”相结合模式的探索。

真正能够打造出未来国内编程教育教研体系的玩家,其品牌影响力会比其他玩家高,也更容易获得用户的信任。这一教育体系在具体方向上,会靠近中高考,向浙江、南京等已纳入中高考的“试验田”学习,其产品设计能契合这些地区中高考大纲的设计要求。然而,对于 Scratch 而言,它或许根本无法适应中国市场的本地化教育特征。这就是目前国内编程市场领先的不是 Scratch,而是累计用户超过 200 万的编程猫的原因。作为行业前辈的 Scratch,在中国市场可能确实比不过本地的行业后辈们。

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