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因?yàn)樗{(lán)湖資本投資了一家少兒編程教育公司,加上現(xiàn)在少兒編程賽道火熱。于是經(jīng)常有人問我,你們投少兒編程的邏輯是什么?
從風(fēng)投的邏輯,我們可以是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);也可以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?,所以看見”的判斷?/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)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(zhǎng)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,教材里有專門一章介紹“小海龜繪圖”的。這也是很多人接觸到第一種編程語言。
“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。與一般的計(jì)算機(jī)語言不同的是,LOGO 語言輸出的表現(xiàn)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、速度或重復(fù)動(dòng)作等。這雖然看起來簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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
Source: 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)普通人來說根本用不起。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 1969-1970 年之間制作。Source: cyberneticzoo.com
孩子使用簡(jiǎn)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。Source: 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一次派普特的收集節(jié)目。當(dāng)時(shí)派普特正在電視中演示實(shí)體 LOGO 海龜??死锼苟∩J(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,帕普特提出了一個(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。帕普特的新設(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)巨大的革命式的創(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。為向帕普特致敬,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。
為了致敬帕普特,樂高以其著作名命名了可編程機(jī)器人產(chǎn)品——Mindstorms 系列。 Source: MIT News
Logo 的發(fā)展和 Scratch 的誕生
在 80 年代,同樣受到帕普特啟發(fā)的還有一名青年記者。一次偶然的機(jī)會(huì),他聽了帕普特的演講,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,參加了帕普特的研討班。這個(gè)青年記者就是后來的“Scratch 之父“—— 米切爾·瑞斯尼克(Mitchel Resnick)。作為帕普特的學(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,帕普特也理所當(dāng)然成為了第一位“LEGO Professor of Learning Research(樂高學(xué)習(xí)研究教授)”。在帕普特退休之后,為紀(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 的頁面技術(shù),支持橫式和直式的圖形式程序撰寫,未來可以在 iOS & Android 手機(jī)平板及桌上電腦跨平臺(tái)的使用。
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,在 150 個(gè)國家里被使用。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語言服務(wù)于其數(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。
帕普特的思想遺產(chǎn)
派普特對(duì)兒童教育的貢獻(xiàn)不僅僅只是 LOGO 編程語言而已。其背后的思想對(duì)每一個(gè)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)者們都會(huì)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),今天他也被認(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)的”小孩子版”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),他把兒童看成建造自己的個(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)即是感知的源泉,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合貫穿到 LOGO 語言的設(shè)計(jì)和實(shí)踐之中。他曾在 1958-1963 年期間師從皮亞杰研究?jī)和l(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?!斑@樣的觀點(diǎn)時(shí)至今日,也是非常具有前瞻性的。
帕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)。(Children learn by doing.)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。Tangible objects support concrete ways of thinking.
3) 強(qiáng)大的理論可以賦能個(gè)體。(Powerful ideas can empower the individual.)
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。帕普特自身是一位數(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)。就像程序中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤(bug),需要反復(fù)調(diào)試一樣,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)“ 。
在一段 1984 年拍攝的視頻中,帕普特堅(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。他也闡述了他的理念,“孩子通過學(xué)習(xí)編程,他們?cè)趯W(xué)習(xí)一些重要概念:運(yùn)動(dòng)、反饋、工業(yè)設(shè)計(jì)的原則等等,但是最重要的事他們學(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。孩子們甚至可以學(xué)齡前就獲得這些知識(shí)?!?/p>
皮亞杰和帕普特兩人的建構(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)。從皮亞杰的理論里,我們都可以看到之后兒童編程科學(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
中國也在差不多上世紀(jì) 80 年代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。在一些邊學(xué)邊教的老師的指導(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)的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 歲那一年編出了他的第一個(gè)程序。那是一個(gè)高射炮打飛機(jī)的游戲,大約 100 行。
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(jìng)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)成果展有兩個(gè)展臺(tái),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)畫的小程序和一個(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,到今天我們所說的少兒編程熱潮,早早 30 多年前就已經(jīng)開始了。
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(jìng)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(jìng)賽團(tuán)隊(duì)參加了國際信息學(xué)奧林匹克競(jìng)賽。中國青少年程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽正式更名為信息學(xué)(計(jì)算機(jī))奧林匹克競(jìng)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”的李勁也一直延續(xù)著對(duì)計(jì)算機(jī)編程的熱情,李勁在 16 歲時(shí)憑借計(jì)算機(jī)特長(zhǎng)破格進(jìn)入清華大學(xué),在 23 歲時(shí)成為當(dāng)時(shí)中國最年輕的博士,在中國的圖形圖像編碼領(lǐng)域有大量的學(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”。 Source:智東西
這一代青少年是直接在互聯(lián)網(wǎng)中浸泡中成長(zhǎng)起來的一代,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)最終走向了計(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?就像帕普特所說“讓孩子對(duì)電腦編程,而不是讓電腦對(duì)孩子編程”。
*藍(lán)湖資本是新一代的研究驅(qū)動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)投資基金,專注于互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)軟件等科技行業(yè)的早期投資。
本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)“藍(lán)湖資本”(ID:BlueLakeCapital),作者:Yinchao 。文章為作者獨(dú)立觀點(diǎn),不代表芥末堆立場(chǎng)。
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