經(jīng)常有人問我們投少兒編程這一賽道的邏輯是什么。

從風(fēng)投的邏輯來說，我們看到中美編程教育普及的巨大懸殊帶來的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，另外也可以說是看到國家政策的鼓勵(lì)——編程陸續(xù)進(jìn)入各省高考考綱，并將其視為“下一個(gè)奧數(shù)級(jí)別的市場(chǎng)”。不過說到底，在中國少兒編程教育依然如此早期的階段，這是一個(gè)“因?yàn)橄嘈牛钥匆姟钡呐袛唷?/p>

 從“小海龜”到全球最火爆的樂高編程機(jī)器人 

 

這個(gè)“相信”來自一個(gè)可以追溯到半個(gè)世紀(jì)前的故事，跟一只“小海龜”有關(guān)。

 

大概長這樣：

 

可能很多 80 后對(duì)這只“小海龜”還有印象，學(xué)名叫“小海龜繪圖”。在上計(jì)算機(jī)課還需要戴上塑料鞋套進(jìn)機(jī)房的年代，教材里面專門有一章節(jié)詳細(xì)介紹“小海龜繪圖”。這也是很多人接觸到的第一種編程語言。

 

“小海龜繪圖”（Turtle Graphics）所使用的編程語言叫 LOGO，是 1967 年從 LISP 語言的基礎(chǔ)上發(fā)明的，比 C 語言還要早一些。與一般的計(jì)算機(jī)語言不同的是，LOGO 語言輸出的結(jié)果是幾何圖形。由于繪圖的光標(biāo)一開始是一只小海龜，所以被親切地稱為“小海龜畫圖”。

 

這種語言的發(fā)明者就是西摩爾·派普特（Seymour Papert），一名來自南非的計(jì)算機(jī)科學(xué)家、數(shù)學(xué)家及教育家，是人工智能發(fā)展的先驅(qū)之一。他參與創(chuàng)辦了MIT Media Lab。這是第一款針對(duì)兒童教學(xué)使用的編程語言。派普特也由此被稱為“少兒編程之父”。

 

在 LOGO 編程語言的世界中，孩子可以在鍵盤上寫下指令，讓小海龜在畫面上走動(dòng)，無論是上下左右，還是按照一定的角度、速度進(jìn)行重復(fù)動(dòng)作。這雖然看起來簡單，但其背后的學(xué)科知識(shí)是人工智能、數(shù)學(xué)邏輯以及發(fā)展心理學(xué)的結(jié)合。簡單的指令組合之后，可以創(chuàng)造出非常多的東西。

比如這樣：

甚至這樣：

有人甚至還寫了一本書叫《烏龜幾何》（Turtle Geometry），來教大家如何用簡單的 LOGO 語言玩出天際。也證明了 LOGO 語言不僅僅只是給小孩使用的，成人也可以使用。

Turtle Geometry ——The Computer as a Medium for Exploring Mathematics By Harold Abelson and Andrea diSessa  來源: mitpress.mit.edu

 

不過，在 LOGO 語言發(fā)明的年代，計(jì)算機(jī)的價(jià)位在幾千美元一臺(tái)，對(duì)普通人來說根本負(fù)擔(dān)不起。于是派普特就發(fā)明了實(shí)體版“小海龜畫圖“。

最初的時(shí)候“小海龜”只是一個(gè)三輪裝置并安裝了一個(gè)“尾巴”也就是一支筆。由 MIT 的 Tom Callahan 在 1969年—1970 年之間制作。來源：cyberneticzoo.com

 

孩子使用簡易的鍵盤控制器（左邊），操縱“小海龜”畫出圖形（右邊半球形裝置）。這張照片是派普特的書《頭腦風(fēng)暴》（Mindstorms）的封面。來源: cyberneticzoo.com

 

1984年，時(shí)任樂高公司 CEO 的克伊爾德·克里斯丁森在電視中看到了派普特的采訪節(jié)目。當(dāng)時(shí)派普特正在電視中演示實(shí)體 LOGO 海龜。克里斯丁森認(rèn)為，實(shí)體化的海龜跟樂高的產(chǎn)品哲學(xué)有相通之處，二者如果能夠結(jié)合起來，一定是個(gè)不錯(cuò)的新產(chǎn)品。

 

隨后，克伊爾德訪問了 MIT Media Lab。在與樂高接洽后，派普特提出了一個(gè)不同以往的想法。LOGO 和“小海龜”，以及 MIT Media Lab 的其它研究都需要將實(shí)物機(jī)器人與計(jì)算機(jī)連接。派普特的新設(shè)想是，能否創(chuàng)造一個(gè)能替代電腦的樂高零部件——一個(gè)具有計(jì)算的功能，又能跟樂高一樣小巧，又足夠便宜的零部件。在當(dāng)時(shí)，這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，然而這也將會(huì)是一個(gè)革命式創(chuàng)新。

 

但這個(gè)設(shè)想直到 1998 年才得以實(shí)現(xiàn)。那年，樂高發(fā)布了全新的可編程機(jī)器人產(chǎn)品——Mindstorms 系列。為向派普特致敬，樂高用他 1980 年出版的書名作了注冊(cè)商標(biāo)。從此，樂高掀起了一場(chǎng)全球的機(jī)器人風(fēng)暴。樂高 Mindstorms 在 1998 年 9 月發(fā)售，當(dāng)年 12 月 1 日即全部售罄。時(shí)至今日，樂高機(jī)器人依然是全球最火爆的教育機(jī)器人。

為了致敬派普特，樂高以其著作名命名了可編程機(jī)器人產(chǎn)品——Mindstorms 系列。來源: MIT News

Logo 的發(fā)展和 Scratch 的誕生 

 

在 80 年代，同樣受到派普特啟發(fā)的還有一名青年記者。一次偶然的機(jī)會(huì)，他聽了派普特的演講，也由此改變了他對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)知。第二年，這個(gè)年輕記者拿著 MIT 的獎(jiǎng)學(xué)金，參加了派普特的研討班。這個(gè)青年記者就是后來的 “Scratch 之父”—— 米切爾·瑞斯尼克（Mitchel Resnick）。作為派普特的學(xué)生，瑞斯尼克同樣也是其一生重要的合作者。

 

樂高公司和 MIT Media Lab 一直保持著密切的聯(lián)系和合作。1989 年，樂高向 MIT Media Lab 捐助了一個(gè)教授席位，派普特也理所當(dāng)然成為了第一位“LEGO Professor of Learning Research（樂高學(xué)習(xí)研究教授）”。在派普特退休之后，為了紀(jì)念他，這個(gè)席位名稱改為 LEGO Papert Professorship of Learning Research，并傳給了他的得意門生瑞斯尼克。

 

作為西摩爾理念的繼承者，瑞斯尼克在 LOGO 的影響下，推出了更先進(jìn)的面向兒童的編程語言——Scratch。Scratch 首個(gè)版本在 2007 年發(fā)布，在 LOGO 的理念與樂高機(jī)器人編程工具基礎(chǔ)之上，推出了更易于兒童理解的用命令圖塊搭建邏輯的編程方式。

2013 年，Scratch 發(fā)布了可直接在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器里在線操作的 2.0 版本。Scratch 3.0 也已開放了測(cè)試版本，采用 HTML5 頁面技術(shù)，支持橫式和直式的圖形式程序撰寫，未來可以在 iOS 和 Android 手機(jī)平板、電腦上跨平臺(tái)使用。

 

到今天，Scratch 的在線平臺(tái)已經(jīng)有超過 1800 萬注冊(cè)用戶，被翻譯成 70 余種語言，被 150 個(gè)國家的人民使用。Scratch 語言與各種硬件和軟件相結(jié)合，被廣泛使用在學(xué)校、家庭以及校外的計(jì)算機(jī)、編程教育等。教師也用 Scratch 語言來進(jìn)行數(shù)學(xué)、科學(xué)、地理、歷史、藝術(shù)等教學(xué)。Scratch 為兒童創(chuàng)造了一個(gè)低門檻的編程學(xué)習(xí)環(huán)境，也方便孩子將來學(xué)習(xí)其他編程語言。

 

瑞斯尼克在 TED 的演講 Learn to code, code to learn，完整地闡釋了 Scratch 編程的操作以及學(xué)習(xí)編程的意義

 

派普特的思想遺產(chǎn) 

 

派普特對(duì)兒童教育的貢獻(xiàn)不僅僅是 LOGO 編程語言而已，其背后的思想對(duì)現(xiàn)如今每一個(gè)教育工作者，尤其是少兒編程教育的創(chuàng)業(yè)者們都有很大啟發(fā)。

 

不過在闡述派普特的思想之前，必須提到瑞士著名心理學(xué)家、哲學(xué)家讓·皮亞杰（Jean Piaget ，1896-1980，認(rèn)知發(fā)展論的提出者），他也被認(rèn)為是偉大的教育思想家。

皮亞杰在二十世紀(jì)中葉提出了建構(gòu)主義（Constructivism）學(xué)習(xí)理論，目標(biāo)是關(guān)注學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的。該理論指出，人們會(huì)基于過往的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)世界的理解來構(gòu)建知識(shí)（constructing knowledge），而不是獲得知識(shí)（acquiring knowledge）。

孩子理解周圍的世界，不是通過學(xué)習(xí)大人所掌握的知識(shí)，或只是作為一個(gè)空容器被灌輸知識(shí)，而是作為一個(gè)活躍的個(gè)體與世界互動(dòng)并構(gòu)建出不斷發(fā)展的理論。皮亞杰把適應(yīng)看作智力的本質(zhì)，他把兒童看成建造個(gè)人知識(shí)理論的小哲學(xué)家和科學(xué)家。他認(rèn)為活動(dòng)既是感知的源泉，又是思維發(fā)展的基礎(chǔ)。

 

多年以后，派普特把皮亞杰的理論充分地融會(huì)貫通到 LOGO 語言的設(shè)計(jì)和實(shí)踐之中。他曾在 1958 年～1963 年期間師從皮亞杰，研究兒童發(fā)展的理論。

 

在他 1980 年的著作《頭腦風(fēng)暴》中，他寫到：“通過編寫計(jì)算機(jī)程序，孩子們既能嘗試著理解和掌握最現(xiàn)代、最強(qiáng)大的技術(shù)工具，有機(jī)會(huì)觸及科學(xué)和數(shù)學(xué)的最深處，并且體會(huì)到創(chuàng)建智能模型的美。”時(shí)至今日，這樣的觀點(diǎn)仍然是非常具有前瞻性的。

派普特的教育思想主要有四個(gè)核心點(diǎn)：

1. 孩子在動(dòng)手中學(xué)習(xí)。在他看來，好的教育不是如何讓老師教得更好，而是如何提供充分的空間和機(jī)會(huì)讓學(xué)習(xí)者去構(gòu)建自己的知識(shí)體系。當(dāng)孩子們?cè)谥谱饕恍?duì)自己有意義的作品時(shí)，如編故事、編程序或是音樂創(chuàng)作時(shí)，孩子們正處于學(xué)習(xí)知識(shí)的最佳狀態(tài)。他被自己的熱情所驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)地去獲取知識(shí)，而不是痛苦地被填鴨。

2. 可觸摸的實(shí)體幫助思考具象化。

3. 強(qiáng)大的理論可以賦能個(gè)體。

Powerful idea 在派普特的教育思想中非常重要，不過他并沒有在書中直接定義什么是 Powerful idea。這個(gè)理念，將 TED 引入中國的葉富華曾有過一個(gè)很形象的解釋：

編程本身并不能使你成為更懂得思考的人，只有當(dāng)你通過編程，在電腦上做了某些模擬，然后加深了對(duì)世界的理解和認(rèn)識(shí)之后，你才真正接觸到了派普特說的 Powerful ideas。

假如說這個(gè)世界是由上帝創(chuàng)造的，那這位上帝應(yīng)該是一位數(shù)學(xué)家。我們身處的這個(gè)世界，從城市交通、空氣污染到橋梁結(jié)構(gòu)、地質(zhì)演變，再到經(jīng)濟(jì)活動(dòng)以及人際互動(dòng)，無不可以用數(shù)學(xué)模型來幫助我們理解。派普特自身是一位數(shù)學(xué)家，他深深明白這一點(diǎn)。而且他相信，這些模型不需要讀到研究生才有資格去學(xué)習(xí)，一個(gè)小孩也能學(xué)習(xí)，而且說不定小孩還能發(fā)現(xiàn)模型的漏洞。

 

4. 自我反省可以幫助孩子看清自己的思考與周遭環(huán)境的聯(lián)系。

自我反省就像是編程過程中的調(diào)試（debugging），程序中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤（bug），需要反復(fù)調(diào)試，孩子可以通過調(diào)試自己來發(fā)現(xiàn)、分析并修正錯(cuò)誤。這個(gè)過程是由孩子自己驅(qū)動(dòng)的，教師扮演的角色只是在必要時(shí)給出反饋和提供支持。調(diào)試的技能就是分析和解決問題的能力，在兒童學(xué)習(xí)過程中非常重要，能夠在現(xiàn)實(shí)生活中訓(xùn)練出批判性思維，孩子腦中的調(diào)試程序是“智力活動(dòng)的本質(zhì)”。

 

在 1984 年拍攝的一段視頻中，派普特堅(jiān)信電腦將成為未來學(xué)校和家庭的重要組成部分，就像紙和筆一樣。他也闡述了自己的理念：

“孩子學(xué)習(xí)編程，其實(shí)是在學(xué)習(xí)一些重要概念，如運(yùn)動(dòng)、反饋、工業(yè)設(shè)計(jì)的原則等等，但是最重要的是他們學(xué)習(xí)到的知識(shí)是一個(gè)統(tǒng)一的整體，科學(xué)、數(shù)學(xué)等正式學(xué)科和他們熱愛的玩具和游戲不是分離的。孩子們甚至可以在學(xué)齡前就獲得這些知識(shí)?！?/p>

 

皮亞杰和派普特兩人的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論成為了此后兒童編程教育思想的基礎(chǔ)。從皮亞杰的理論，我們可以看到少兒編程科學(xué)的世界觀和靈魂所在：對(duì)活動(dòng)和交互的重視，讓孩子在玩耍中不斷創(chuàng)建和調(diào)整心智模式。

 

 30 多年前中國的青少年編程普及嘗試 

 

上世紀(jì) 80 年代，中國也開始逐步向青少年普及計(jì)算機(jī)知識(shí)。

1982 年，上海市教育局從每個(gè)區(qū)挑選了 8 名小學(xué)生和 8 名中學(xué)生，對(duì)他們進(jìn)行最基本的計(jì)算機(jī)培訓(xùn)，從而試驗(yàn)一下兒童對(duì)計(jì)算機(jī)教育的適應(yīng)程度。在一些老師的指導(dǎo)下，這些少年接受了中國最早期的計(jì)算機(jī)教育。

 

11 歲的李勁是其中一名學(xué)生。他是上海少年宮有名的電腦迷。在當(dāng)時(shí)，電腦還是用金星彩電做顯示器，分辨率很低，不過李勁樂于“無需花錢，只需動(dòng)腦子就實(shí)現(xiàn)自己的想法”。他在 12 歲那一年編出了第一個(gè)程序。那是一個(gè)高射炮打飛機(jī)的游戲，大約 100 行代碼。

 

參加這次培訓(xùn)的三個(gè)月后，上海市進(jìn)行了第一次計(jì)算機(jī)編程競賽，李勁是第一名，他在當(dāng)時(shí)打印了一條 Sin 曲線。

 

2 年后，1984 年 1 月，上海舉辦十年科技成果展，集中體現(xiàn)全上海電子技術(shù)近 10 年的發(fā)展。有關(guān)計(jì)算機(jī)成果的展臺(tái)有兩個(gè)，其中包括一些兒童做的計(jì)算機(jī)程序的演示，李勁作為代表專為大會(huì)做一些演示工作。

2 月 16 日，一位老人參觀了展覽，特地在李勁操作的電腦前停留了 6 分鐘。李勁給他們演示了一些計(jì)算機(jī)動(dòng)畫小程序和一個(gè)下棋的游戲。這位老人對(duì)李勁贊賞有加，看完他的表演，站起來和李勁握手，問他幾歲，李勁答13 歲。

老人摸著李勁的頭說：“計(jì)算機(jī)普及要從娃娃抓起。”

這位老人就是鄧小平，這句話在當(dāng)時(shí)得到了廣泛傳播，也極大地推動(dòng)了全國性的電腦學(xué)習(xí)熱潮。所以今天我們所說的少兒編程熱潮，早在 30 多年前就已經(jīng)開始萌芽了。

 

1984 年，13 歲的李勁為鄧小平演示編程操作。李勁現(xiàn)在在微軟亞洲研究院擔(dān)任研究員

 

1984 年中國舉辦了第一屆青少年程序設(shè)計(jì)競賽。同年，計(jì)算機(jī)課程首次進(jìn)入上海的高中課堂，翌年成為高中階段的必修課。

1989 年，中國青少年計(jì)算機(jī)編程競賽團(tuán)隊(duì)參加了國際信息學(xué)奧林匹克競賽。中國青少年程序設(shè)計(jì)競賽正式更名為信息學(xué)（計(jì)算機(jī)）奧林匹克競賽，標(biāo)志著中國青少年正式與世界先進(jìn)的青少兒編程教育接軌。

當(dāng)年被鄧小平“摸頭殺”的李勁，也一直保持著對(duì)計(jì)算機(jī)編程的熱情。李勁在他16 歲時(shí)憑借計(jì)算機(jī)特長破格被清華大學(xué)錄取，在 23 歲時(shí)成為當(dāng)時(shí)中國最年輕的計(jì)算機(jī)博士，在中國的圖形圖像編碼領(lǐng)域有很大的學(xué)術(shù)成就。目前在微軟研究院擔(dān)任研究員。

 

微軟研究院部分合影。第二排左三是李勁，就是當(dāng)年鄧小平視察上海工作時(shí)，談及“計(jì)算機(jī)的普及要從娃娃抓起”身旁的小孩，也被稱為“鄧摸頭”。 來源：智東西

 

這一代青少年，是直接在互聯(lián)網(wǎng)世界中成長起來的，他們被稱為“數(shù)字原住民”。這些孩子在嬰幼兒時(shí)期就知道手機(jī)和平板上可以看小豬佩奇，點(diǎn)開某個(gè) App 里面的小動(dòng)物可以說話。他們熟練地使用電腦或手機(jī)瀏覽網(wǎng)頁、玩游戲、看視頻，但并不知道如何利用他們手中的工具去創(chuàng)造東西，這是非?？上У?。

 

時(shí)至今日，有多少人通過當(dāng)年這場(chǎng)全國性的計(jì)算機(jī)科普運(yùn)動(dòng)，長大后走上了計(jì)算機(jī)相關(guān)的職業(yè)道路？像李勁這樣的人一定是少數(shù)。但又有多少人通過學(xué)習(xí)編程，享受探索、創(chuàng)造、調(diào)試事物的樂趣？就像派普特所說的那樣，“讓孩子對(duì)電腦編程，而不是讓電腦對(duì)孩子編程”。

 

西摩爾·派普特（Seymour Papert） 1928.2.29 - 2016.7.31

今天（7 月 31 日）是派普特逝世兩周年，我們通過對(duì)少兒編程的追本溯源、通過重讀他的思想，來紀(jì)念他。

原文鏈接：https://www.huxiu.com/article/255150.html