Scratch的標(biāo)志性貓咪形象

芥末堆 紅印兒 8月24日

關(guān)注計(jì)算機(jī)發(fā)展史的人應(yīng)該不會(huì)忘記1983年1月3日刊發(fā)的《時(shí)代》雜志。個(gè)人電腦第一次以1982年“年度機(jī)器”的身份登上雜志封面，打破了《時(shí)代》雜志以往僅甄選杰出個(gè)人作為“年度人物”的慣例。

對(duì)于當(dāng)時(shí)還是《商業(yè)周刊》科學(xué)記者的米切爾·雷斯尼克來(lái)說(shuō)，他人生中最重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)也發(fā)生在1982年，并且同樣與計(jì)算機(jī)有關(guān)。

1982年春天，米切爾·雷斯尼克前往舊金山報(bào)道西海岸計(jì)算機(jī)展，剛好趕上西蒙·派珀特做主旨演講。西蒙·派珀特是Logo編程語(yǔ)言的發(fā)明者，自20世紀(jì)70年代起，他一直致力于用Logo語(yǔ)言幫助兒童更具創(chuàng)造性地表達(dá)自己、實(shí)現(xiàn)想法。 

西蒙·派珀特的演講讓米切爾·雷斯尼克對(duì)計(jì)算機(jī)有了新的理解：“它不只是完成某項(xiàng)任務(wù)的工具，還可以是人們表達(dá)自我的新方式。”他很快申請(qǐng)入讀麻省理工學(xué)院，并成為西蒙·派珀特的學(xué)生，探究如何借助技術(shù)讓兒童成長(zhǎng)為具有創(chuàng)造性思維的人。 

米切爾·雷斯尼克在做分享

可視化編程平臺(tái)Scratch是米切爾·雷斯尼克團(tuán)隊(duì)在2007年交出的一份階段性成果。在Scratch編程環(huán)境里，用戶(hù)只需像拼搭積木那樣拖動(dòng)程序語(yǔ)句模塊，就可以創(chuàng)作自己的編程作品。目前，Scratch平臺(tái)上的注冊(cè)用戶(hù)約3000萬(wàn)，用戶(hù)遍布全球超過(guò)150個(gè)國(guó)家，平臺(tái)被翻譯成超過(guò)50種語(yǔ)言。 

Scratch官網(wǎng)上的介紹似乎可以概括這個(gè)編程學(xué)習(xí)平臺(tái)的初心和野心：“Scratch將幫助年輕人進(jìn)行創(chuàng)造性的思考、系統(tǒng)性的推理以及合作性的工作——這些都是生活在21世紀(jì)的重要技能。”

來(lái)自一只海龜?shù)膯l(fā)

研發(fā)Scratch的靈感可以追溯到1968年。這一年，西蒙·派珀特開(kāi)發(fā)出名為L(zhǎng)ogo的編程語(yǔ)言，這也是全球第一款針對(duì)兒童教學(xué)使用的編程語(yǔ)言。

與當(dāng)時(shí)其他的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言不同，Logo最主要的功能是繪圖。進(jìn)入Logo界面，光標(biāo)將被一只閃爍的小海龜取代。輸入“向前25”、“向左11”這樣易于兒童理解的語(yǔ)言和指令后，小海龜將在畫(huà)面上走動(dòng)，畫(huà)出特定的幾何圖形。

Logo編程語(yǔ)言的指令示意圖

整個(gè)20世紀(jì)80年代，全球成千上萬(wàn)的學(xué)生都在學(xué)習(xí)Logo語(yǔ)言。不過(guò)，學(xué)習(xí)熱情消散得也很快。一方面，編寫(xiě)Logo程序的過(guò)程充滿(mǎn)了不夠直觀(guān)的語(yǔ)法和標(biāo)點(diǎn)，使用門(mén)檻依然不低；另一方面，學(xué)生對(duì)使用Logo完成的任務(wù)并不感興趣，學(xué)習(xí)Logo變成一門(mén)技術(shù)活，而無(wú)關(guān)乎創(chuàng)造。 

這樣的結(jié)果自然背離了西蒙·派珀特推出Logo語(yǔ)言的本意，即讓兒童有機(jī)會(huì)利用科技去構(gòu)建知識(shí)、解決問(wèn)題、創(chuàng)造性地表達(dá)自己。于是，在繼承Logo初衷的基礎(chǔ)上，米切爾·雷斯尼克從可操作性、意義性和社交性三個(gè)方面進(jìn)行改良，設(shè)計(jì)出Scratch編程平臺(tái)。 

“Scratch”的名字來(lái)源于DJ打碟時(shí)擺弄碟片的情景：來(lái)回調(diào)試唱片，用充滿(mǎn)創(chuàng)意的方式把不同的音樂(lè)片段混合到一起。在Scratch編程環(huán)境中，用戶(hù)也會(huì)像DJ那樣把圖片、動(dòng)畫(huà)、照片、音樂(lè)、聲音等媒體形態(tài)拼搭在程序里。 

“我們用圖形化語(yǔ)言替代了編輯文本語(yǔ)言，從而讓Scratch更容易上手；我們?cè)赟cratch里引入音樂(lè)、圖片、聲音等多種媒體形式，讓編程過(guò)程更貼近兒童的興趣；Scratch平臺(tái)還擁有分享和交流機(jī)制，兒童可以在社交中向同輩學(xué)習(xí)。” 米切爾·雷斯尼克解釋。

數(shù)字版樂(lè)高積木 

在Scratch編程界面，程序語(yǔ)句都以拼圖模塊的形式呈現(xiàn)，模塊按功能劃分為不同顏色。編寫(xiě)程序時(shí)，用戶(hù)只需像拼插積木那樣把拼圖模塊壘在一起。只有當(dāng)程序在語(yǔ)法上合規(guī)合理時(shí)，模塊的接口才能對(duì)接上。

用模塊接口的形狀作為拼插指引的設(shè)計(jì)借鑒自樂(lè)高積木。實(shí)際上，在導(dǎo)師西蒙·派珀特之外，給米切爾·雷斯尼克的職業(yè)生涯帶來(lái)最重要影響的就是樂(lè)高了。

Scratch平臺(tái)上一個(gè)音樂(lè)生日賀卡項(xiàng)目的程序腳本界面

“能夠引人思考的玩具才是我的興趣所在?！泵浊袪枴だ姿鼓峥嗽谛伦鳌督K身幼兒園》里寫(xiě)道。在他看來(lái)，樂(lè)高積木恰好給兒童提供了想象、創(chuàng)造與分享的空間。

1983年，米切爾·雷斯尼克剛來(lái)到麻省理工學(xué)院不久，就與西蒙·派珀特嘗試基于樂(lè)高積木研發(fā)項(xiàng)目。他們將樂(lè)高積木與Logo語(yǔ)言結(jié)合，當(dāng)樂(lè)高模型與電腦連接后，兒童就能夠通過(guò)Logo程序控制樂(lè)高積木。這款硬件與軟件的組合后來(lái)被稱(chēng)為“樂(lè)高/Logo”，在1988年由樂(lè)高公司作為產(chǎn)品推出。 

1989年12月，米切爾·雷斯尼克接到了時(shí)任波士頓計(jì)算機(jī)博物館教育主管娜塔莉·臘斯克的電話(huà)，她希望借用一些樂(lè)高/Logo作為博物館假期活動(dòng)的材料。為期一周的活動(dòng)效果出奇地好，活動(dòng)結(jié)束后，還不斷有孩子返回博物館詢(xún)問(wèn)樂(lè)高/Logo組件到哪里去了。 

孩子們?cè)囉脴?lè)高/Logo的過(guò)程讓米切爾·雷斯尼克意識(shí)到，專(zhuān)門(mén)供兒童使用的編程軟件幾乎沒(méi)有。“專(zhuān)業(yè)性軟件如Java、C++超出了兒童的駕馭能力，一些可以編程的APP又只能輸出特定的游戲程序。”米切爾·雷斯尼克回憶。 

開(kāi)發(fā)一款適合兒童的認(rèn)知水平、能夠融入兒童喜歡的媒體形態(tài)、具有開(kāi)放性創(chuàng)造空間的編程軟件看起來(lái)是一個(gè)剛需，有關(guān)Scratch雛形的設(shè)想也就此開(kāi)始醞釀。 

如今看來(lái)，Scratch的確像是數(shù)字版的樂(lè)高積木。Scratch的研發(fā)過(guò)程也像搭建樂(lè)高積木那樣經(jīng)歷了自下而上、漸進(jìn)迭代的階段，僅Scratch 1.0的開(kāi)發(fā)過(guò)程就持續(xù)了4年。

三角原則與4“P” 

在可視化編程功能之外，Scratch最與眾不同的地方或許在于它背后的設(shè)計(jì)理念。

說(shuō)起設(shè)計(jì)編程語(yǔ)言，西蒙·派珀特總會(huì)強(qiáng)調(diào)“低地板”和“高天花板”的原則。“低地板”是指技術(shù)手段能給新手提供簡(jiǎn)單易上手的起點(diǎn)，“高天花板”是說(shuō)學(xué)習(xí)體驗(yàn)?zāi)軌虬梢椎诫y的循序漸進(jìn)過(guò)程。例如，Logo語(yǔ)言就讓兒童可以從繪制極簡(jiǎn)的三角形開(kāi)始，最終畫(huà)出復(fù)雜的幾何圖像。

師承西蒙·派珀特的米切爾·雷斯尼克給Scratch新增了一個(gè)設(shè)計(jì)維度，即“寬墻壁”。這意味著編程語(yǔ)言要能支持不同類(lèi)型的項(xiàng)目和學(xué)習(xí)路徑，學(xué)習(xí)的入口和跑道都應(yīng)該是寬廣的。

“低地板+高天花板+寬墻壁”的三角設(shè)計(jì)理念反映在Scratch平臺(tái)上目前超過(guò)3700萬(wàn)個(gè)編程作品里。打開(kāi)Scratch網(wǎng)頁(yè)，可以看到音樂(lè)生日賀卡、撿蘋(píng)果小游戲、螃蟹跳舞動(dòng)畫(huà)等難度和主題都各異的編程項(xiàng)目。

另外還有4個(gè)以字母“P”開(kāi)頭的關(guān)鍵詞像基石一樣支撐著Scratch的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。米切爾·雷斯尼克用一句話(huà)來(lái)解釋?zhuān)骸?strong>在具體的項(xiàng)目(Project)中，孩子做著自己充滿(mǎn)熱情(Passion)的事，并與同伴(Peer)交流共進(jìn)，整個(gè)過(guò)程都伴隨著游戲(Play)精神?！?/p>

在Scratch平臺(tái)，每個(gè)程序都是一個(gè)項(xiàng)目，兒童依照自己的興趣確定項(xiàng)目的主題、語(yǔ)境、目的和實(shí)現(xiàn)方式。項(xiàng)目完成后，設(shè)計(jì)者只需點(diǎn)擊“共享”按鈕，作品就會(huì)進(jìn)入到Scratch在線(xiàn)學(xué)習(xí)社區(qū)中。之后，任何人都可以看到開(kāi)源的程序腳本，并進(jìn)行借用和改編。 

Scratch上有各式各樣基于興趣形成的工作室

共享共創(chuàng)的文化讓交流和協(xié)作變得容易，基于專(zhuān)業(yè)性或興趣愛(ài)好的互補(bǔ)配對(duì)協(xié)作很常見(jiàn)。例如，Scratch平臺(tái)上可以創(chuàng)建包含多個(gè)項(xiàng)目的工作室，其中有一類(lèi)工作室叫“反饋工作室”。在這里，希望獲得項(xiàng)目反饋的成員與喜歡點(diǎn)評(píng)項(xiàng)目的成員被聯(lián)結(jié)起來(lái)，彼此為對(duì)方提供價(jià)值。 

Scratch家族 

2018年8月1日，Scratch 3.0測(cè)試版發(fā)布，這是自2013年Scratch 2.0問(wèn)世以來(lái)的又一次升級(jí)。Scratch 3.0將能夠在平板電腦上兼容，并加入了更豐富的圖像編輯、聲音編輯、谷歌翻譯等功能。另外，Scratch 3.0還可以與樂(lè)高教育頭腦風(fēng)暴EV3機(jī)器人和WeDo 2.0機(jī)器人兼容。

作為Scratch的締造者，米切爾·雷斯尼克和團(tuán)隊(duì)認(rèn)為Scratch不僅是一種編程語(yǔ)言，更是一個(gè)在線(xiàn)學(xué)習(xí)社區(qū)?！拔覀兊氖滓蝿?wù)是為世界各地的年輕人提供創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，幫助老師、家長(zhǎng)、設(shè)計(jì)師、研究者及其他人了解在線(xiàn)技術(shù)和在線(xiàn)社區(qū)是如何支持創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的?！彼凇督K身幼兒園》中寫(xiě)道。

考慮到Scratch線(xiàn)上社區(qū)里不同受眾的特點(diǎn)，圍繞Scratch的衍生內(nèi)容日漸增多。 

ScratchEd是為教育者專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的獨(dú)立頁(yè)面，支持故事分享、互通教育資源、線(xiàn)上討論等功能。目前，ScratchEd上的教育者資源覆蓋幼兒園到大學(xué)全學(xué)段，內(nèi)容類(lèi)型包括教案、課程、評(píng)測(cè)、教材等多種，涉及的學(xué)科領(lǐng)域有數(shù)學(xué)、音樂(lè)、社會(huì)科學(xué)、視覺(jué)藝術(shù)等。

由于Scratch主要面向8-16歲兒童，針對(duì)5-7歲低齡兒童的ScratchJr便相應(yīng)推出。相比Scratch，ScratchJr以平板電腦為載體，編程模塊的體積更大、素材庫(kù)中的圖片更多、拼插方式也更直接。

 ScratchJr的界面示意圖

除了線(xiàn)上學(xué)習(xí)社區(qū)，Scratch還有遍布全年的名為“Scratch日”的線(xiàn)下交流活動(dòng)。2017年，全球舉辦了超過(guò)1000場(chǎng)Scratch日活動(dòng)。在推特的“#ScratchDay”話(huà)題下，人們用各種語(yǔ)言記錄著Scratch日的編程、分享和游戲體驗(yàn)。 

另外，米切爾·雷斯尼克還與Two Sigma投資管理公司的聯(lián)合創(chuàng)始人大衛(wèi)·西格爾創(chuàng)立了Scratch基金會(huì)，為Scratch、ScratchJr、ScratchEd的研發(fā)和運(yùn)營(yíng)提供支持。 

“建造的快樂(lè)和創(chuàng)造的驕傲(Joy of Building and Pride of Creation)”是樂(lè)高的品牌意涵之一，也是米切爾·雷斯尼克很喜歡的一個(gè)口號(hào)。他希望Scratch能將這個(gè)愿景繼續(xù)帶到線(xiàn)上世界，讓不論來(lái)自何種背景的兒童都能通過(guò)編程表達(dá)自我、成為創(chuàng)造性的思考者。

在那本以個(gè)人電腦作為封面的《時(shí)代》雜志里，一位資深作者寫(xiě)道：“計(jì)算機(jī)曾被認(rèn)為是遙遠(yuǎn)的、不詳?shù)某橄笪锲罚?982年，它變得更個(gè)性化、更小巧，人們可以拿住并把玩它?！比缃?，計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)所能撬動(dòng)的人類(lèi)創(chuàng)造力似乎都離我們更近了。

麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室與樂(lè)高集團(tuán)合作30周年