在眾多的圖形化編程語(yǔ)言或兒童編程學(xué)習(xí)工具中，由MIT媒體實(shí)驗(yàn)室和其終身幼兒園團(tuán)隊(duì)支持研發(fā)的Scratch (scratch.mit.edu) 算得上是中國(guó)地區(qū)最廣為人知的。Scratch的突出影響力不僅體現(xiàn)在注冊(cè)用戶超過(guò)680萬(wàn)以及發(fā)布共享項(xiàng)目超過(guò)970萬(wàn)這些數(shù)據(jù)上，更體現(xiàn)在大量出版的Scratch教程書(shū)籍、網(wǎng)友自建的Scratch論壇活躍度上，這在眾多的兒童編程教學(xué)工具當(dāng)中無(wú)出其右。

Scratch針對(duì)的目標(biāo)群體是8~16歲的兒童。而Scratch最突出的特點(diǎn)，便是提供用戶一套由積木系統(tǒng)組成的編程指令，積木類型包括以下10種：

類型 注釋 動(dòng)作 移動(dòng)角色、變換角度

外觀 改變角色外形，添加說(shuō)話/思考框，改變背景，放大或縮小角色

聲音 播放音頻文件

畫筆 通過(guò)控制畫筆的粗細(xì)顏色和形狀來(lái)畫畫

數(shù)據(jù) 新建變量和鏈表

事件 設(shè)定運(yùn)行代碼塊的驅(qū)動(dòng)事件

控制 條件指令“如果……那么……否則”、“重復(fù)”、“停止”等等

偵測(cè) 角色可與用戶創(chuàng)建或從PicoBoard、Lego WeDo導(dǎo)入的環(huán)境互動(dòng)

數(shù)字和邏輯運(yùn)算 數(shù)字運(yùn)算，隨機(jī)數(shù)字生成，且或非邏輯運(yùn)算

更多模塊 自定義指令積木或外部鏈接設(shè)備控制模塊

來(lái)看一看Scratch的界面和操作

用戶在中間區(qū)域選擇不同的編程指令“積木”后，在右邊的代碼界面自行組合，隨后在左側(cè)可視化窗口看到代碼的運(yùn)行結(jié)果。Scratch中指令積木的外形和顏色都根據(jù)編程上的語(yǔ)法意義區(qū)分了開(kāi)來(lái)。比如“控制”類的積木(如repeat重復(fù))是C字型的，意味著這類積木內(nèi)部應(yīng)該放置其他積木(塊)；輸出數(shù)字類型量的積木用橢圓形表示；輸出布爾量的積木則用六角形來(lái)表示等等。

Scratch開(kāi)創(chuàng)了積木式編程學(xué)習(xí)模式的先河

Scratch在2003年首次推出了桌面版，2005年首次推出了網(wǎng)頁(yè)版，2007年向公眾開(kāi)放并加入了社區(qū)分享功能，2013年推出了沿用至今的最穩(wěn)定版本Scratch 2.0，該版本同時(shí)支持網(wǎng)頁(yè)版和離線版。

Scratch開(kāi)創(chuàng)了模式化、積木式編程學(xué)習(xí)模式的先河，并激勵(lì)了許多相似或衍生產(chǎn)品的出現(xiàn)，如Blockly(Google于2012年公測(cè)發(fā)布)、SNAP!、Hopscotch、Tynker等等。而這種積木式的學(xué)習(xí)模式的原型，則是來(lái)自于Lego。

然而，在圖形化編程語(yǔ)言中，Scratch并非是真正的“老大哥”。事實(shí)上，Scratch受到了專業(yè)編程語(yǔ)言Action Script、Java Script以及針對(duì)兒童的初階編程語(yǔ)言Alice、Squeak、Edtoys等前輩的啟發(fā)，并融合了各方的優(yōu)點(diǎn)。Scratch 1.1~1.4 是基于Squeak（Smalltalk-80的一個(gè)實(shí)現(xiàn)）開(kāi)發(fā)的，而Scratch 2.0則是基于ActionScript開(kāi)發(fā)的，同時(shí)使用JavaScript引擎，并用Flash完全重寫。

從Scratch看什么是好的學(xué)習(xí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

Scratch開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目創(chuàng)建之初，總結(jié)出一門好的編程語(yǔ)言應(yīng)該滿足三個(gè)條件：低門檻(low floor)，即容易上手操作；高上限(high ceiling)，即允許使用者建立高度復(fù)雜的項(xiàng)目；寬壁壘(wide walls)，即支持各類項(xiàng)目的創(chuàng)建，能滿足用戶的不同需求。為了達(dá)到這三點(diǎn)要求，Scratch在不斷更迭的過(guò)程中，在保證用戶終身免費(fèi)使用的前提下，始終堅(jiān)定了三條核心設(shè)計(jì)原則：程序更易修改(More tinkerable)、項(xiàng)目更有意義(More meaningful)、社交氛圍更濃厚(More social)。

程序更易修改

MIT媒體實(shí)驗(yàn)室下的終身幼兒園團(tuán)隊(duì)與Lego有多年的合作經(jīng)驗(yàn)，參與過(guò)Lego Mindstorms和其他機(jī)器人產(chǎn)品的研發(fā)。開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在孩子們搭建積木的過(guò)程中，他們會(huì)積極地動(dòng)手嘗試，并在搭建過(guò)程中自發(fā)地改進(jìn)和創(chuàng)造。

Scratch的代碼窗口界面刻意被設(shè)計(jì)成類似實(shí)物桌子的樣子，便是在模仿孩子們玩Lego時(shí)的場(chǎng)景，方便孩子們隨意拖拽編程積木在這個(gè)“桌面”上。配合Scratch交互性極強(qiáng)的編程環(huán)境，用戶只要一觸發(fā)代碼塊的運(yùn)行，可即刻在左邊的可視化窗口觀察到運(yùn)行結(jié)果，并可在運(yùn)行過(guò)程中修改代碼，觀察修改后代碼對(duì)應(yīng)的觸發(fā)結(jié)果。

這種學(xué)習(xí)模式與一般編程學(xué)習(xí)工具倡導(dǎo)的“自上而下的規(guī)劃(top-down planning)”相反，被稱為“自下而上的修補(bǔ)(bottom-up tinkering)”，這樣的模式可能會(huì)讓學(xué)習(xí)過(guò)程有些雜亂無(wú)章，但用戶根據(jù)動(dòng)畫運(yùn)行結(jié)果來(lái)不斷修改代碼，這種探索實(shí)驗(yàn)式的學(xué)習(xí)途徑其實(shí)是更讓學(xué)習(xí)者感到舒適的。Scratch多次更新的過(guò)程中，也強(qiáng)調(diào)了通過(guò)這種模式培養(yǎng)孩子們“直覺(jué)思維(intuitive learning)”的能力。

項(xiàng)目更有意義

我們都知道，我們?cè)谧鲆患约赫J(rèn)為有意義的事情時(shí)，我們是最享受的，這時(shí)候?qū)W習(xí)也是最高效的。Scratch的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)也深知這一點(diǎn)。因此，Scratch在開(kāi)發(fā)之初非常關(guān)注兩點(diǎn)：多樣性和個(gè)性化。

多樣性是指Scratch支持用戶創(chuàng)建各類項(xiàng)目，不管是故事、游戲、動(dòng)畫，用戶都可以根據(jù)自己的需求和興趣在Scratch上完成相應(yīng)類型的項(xiàng)目。

個(gè)性化是指支持用戶在Scratch中導(dǎo)入圖片或音樂(lè)、錄音、畫圖等功能。這也是Scratch至今仍堅(jiān)持采用有些過(guò)時(shí)的二維位圖技術(shù)的原因。因?yàn)橹挥性谶@樣簡(jiǎn)潔單一的環(huán)境下，用戶的各式各樣的素材才能被充分地得到支持，項(xiàng)目才會(huì)充滿創(chuàng)造的無(wú)限可能性。

社交氛圍更濃厚

Scratch這個(gè)名字，靈感來(lái)源于DJ打碟時(shí)“scratching”的技巧，即“混合不同的聲音”。因此，Scratch一個(gè)相當(dāng)重要的概念便是“remix”，即“重新混合”。這不僅指Scratch希望用戶通過(guò)組合代碼積木、圖片、音樂(lè)、照片等元素做出有創(chuàng)意的項(xiàng)目，更是指Scratch鼓勵(lì)大家在社區(qū)中互相學(xué)習(xí)，并通過(guò)互相修改、優(yōu)化對(duì)方的代碼來(lái)改進(jìn)項(xiàng)目。

自Scratch推出2.0版本后，Scratch從一門編程語(yǔ)言轉(zhuǎn)變成了一個(gè)語(yǔ)言與社區(qū)并重的產(chǎn)品。Scratch社區(qū)已是Scratch不可分割的一部分，其活躍的社區(qū)氛圍也是Scratch達(dá)到如此大影響力的主要原因。

“人工智能之父”Marvin Minsky曾說(shuō)過(guò)：LEGO has a great grammar but not much literature。意思是，盡管Lego有一套非常適合孩子們學(xué)習(xí)的模式方法，卻沒(méi)有提供太多讓孩子們可以借鑒的優(yōu)秀作品范例。Scratch 2.0新增的“一鍵分享”功能，便體現(xiàn)出Scratch對(duì)“再創(chuàng)造”理念的重視，這種“分享”、“再創(chuàng)造”的概念極大推進(jìn)了學(xué)習(xí)者之間的合作以及對(duì)開(kāi)源的理解。不少Scratch經(jīng)典項(xiàng)目便是由來(lái)自多個(gè)不同國(guó)家的孩子跨國(guó)合作完成的。當(dāng)然，擁有超過(guò)40種語(yǔ)言的翻譯版本是這一切跨國(guó)合作的基石。

在自身影響力越來(lái)越大的階段，Scratch在2009年7月推出了針對(duì)編程教育者的論壇ScratchED，除此之外，無(wú)論是在三條核心設(shè)計(jì)原則還是目標(biāo)群體定位策略上，Scratch都沒(méi)有改變，始終如一地堅(jiān)持了它的產(chǎn)品初衷，把使命定位在培養(yǎng)孩子們的“Digital fluency”（指使用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言流暢表達(dá)的能力）上。Scratch認(rèn)為，編程只是幫助我們表達(dá)的一種媒介，而非謀生的一種手段。編程能力就和讀寫能力一樣，即便我們不會(huì)成為專業(yè)的程序員或作家，這些能力都是我們需要掌握的基本能力。

在這些核心理念的牽引下，Scratch在版本更新過(guò)程中，明顯多媒體功能和多線程編程越來(lái)越突出，而Scratch編程語(yǔ)言的限制卻相對(duì)越來(lái)越明顯。比如，Scratch 2.0版本加強(qiáng)了與外部鏈接設(shè)備的互動(dòng)，包括基本的攝像頭、錄音設(shè)備以及LEGO WeDo、LEGO Mindsotrms、Arduino和Scratch板等等，增強(qiáng)了多媒體功能；然而Scratch 2.0版本只支持一維數(shù)組（即數(shù)列l(wèi)ists），盡管2.0版本和1.4版本一樣支持浮點(diǎn)標(biāo)量和字符串，但字符串的可操作范圍會(huì)相對(duì)更少。

不過(guò)，Scratch畢竟只是孩子學(xué)習(xí)編程的工具，并非Smalltalk和Squeak那樣的全功能應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。而Scratch早期所受到的批評(píng)，例如“孩子們難以在沒(méi)有大人指導(dǎo)的情況下學(xué)會(huì)Scratch”，早已通過(guò)降低語(yǔ)言門檻和豐富Scratch的教程資源等途徑彌補(bǔ)了。也許Scratch還會(huì)受到更多的質(zhì)疑和批評(píng)，但它始終如一的使命感、極大的包容性以及博取眾長(zhǎng)的更新能力，終究會(huì)成就它無(wú)限的成長(zhǎng)空間，成為更有效、更具影響力的兒童編程學(xué)習(xí)工具。

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