我所在的北京市第八十中學是全國信息學奧林匹克基地和特色校，歷來重視對信息學撥尖人纔的培養，從這裡走出了一大批在國內外信息學奧林匹克競賽中取得卓越成績的學生，其中有 20多人保送清華大學、北京大學。如今，少兒編程與信息學奧林匹克競賽得到了日益廣泛的關注，向我咨詢問題的家長也越來越多。其中，頻繁被咨詢的兩個問題為：如何判斷我家孩子適不適合學習信息學奧林匹克競賽的相關知識？有必要學習 Scratch圖形化編程嗎？
至於問題 1，我覺得很難回答，因為小學生和中學生還具有很強的可塑性，不宜過早下斷言。我更願意跟家長分享如何培養孩子的信息學素養。基於多年教學經驗，我發現信息學特長生普遍具有兩個特點：數學好、愛動腦。鋻於愛動腦是真正學好數學的基礎，可以說“愛動腦”是信息學特長生本質的特征。因此，我認為培養信息學素養核心的任務就是鼓勵學生勤動腦，盡量避免不動腦地記憶書本知識。
至於問題 2，我認為 Scratch對於從未接觸過編程的小學生和中學生是很好的編程入門工具。首先， Scratch不失專業性，在圖形化編程中同樣可以原汁原味地學到變量、列表、邏輯運算等通用編程知識；其次， Scratch極具趣味性，豐富的互動多媒體表現形式讓 Scratch比 Python、C 等編程語言更容易讓初學者建立起學習興趣；再次， Scratch具有擴展性，可以用於 Arduino/Micro:bit等智能單片機的快速開發，實現對智能家居、機器人、無人機等科技作品的智能控制。
近年來，經常有家長讓我推薦編程入門學習資料，因此我對市面上的編程入門書做了大致的調研。雖然市面上已經有眾多的 Scratch編程書，但是大部分效仿了大學編程書的寫法，類似案例步驟的說明書，缺少對讀者思維的引導，在知識點銜接上存在難度跳躍現像，給低齡學生的自學帶來了不小的挑戰。學生往往在學習“卡頓”後將編程書束之高閣，學習編程的熱情也逐漸冷卻。因此對家長和學生來說，選擇理想的編程入門書還是比較重要的。
本套編程書在降低編程學習入門門檻方面做了大量努力：基於建構主義的案例編排手法有助於學生循序漸進地掌握知識，有效地避免了知識點的難度跳躍；豐富翔實且按步驟分解的操作視頻可以在學生卡頓時時間給予幫助；以問題為切入點的寫作方式讓學生有跟老師對話的互動感，激發了學生的大腦活躍度，避免了被動的知識灌輸。
本書相比於步驟說明書式的編程書具有很大的改善，可以作為小學生和中學生入門信息學奧林匹克競賽的編程啟蒙書，次接觸編程的小學生和中學生都可以選用。
賈志勇
北京市第八十中學信息技術教研組組長
北京市骨干教師、北京市信息學名師工作室主持人
全國信息學奧林匹克競賽金牌教練
前.言
無論您是正在書架前徘徊著幫孩子挑選 Scratch入門圖書的父母，還是正在給自己挑選 Scratch教學參考資料的教師，或是想開始學習 Scratch的有志青少年，都建議您認真閱讀這個前言，這不僅有助於您判斷本書是不是適合，也有助於加深您對少兒編程的理解。
1．寫作動機
人類歷史中偉大的發明是什麼呢？有人認為是印刷機，有人說是蒸汽機、電燈、計算機、互聯網，然而有個人的答案卻是“幼兒園”。
提出這個觀點的人正是 Scratch少兒編程之父雷斯尼克，他從幼兒園孩子的學習過程中提煉出了“創造性學習螺旋理論”，並應用於全球“牛”的工科大學——麻省理工學院的教育教學中。研究發現該方法對於提升大學生的創新能力具有非常顯著的效果，表明該方法不僅僅適用於幼兒園小朋友，也適用於任何年齡段的學生。雷斯尼克還在麻省理工學院組建了“終身幼兒園”實驗室，推廣並踐行該理論。
Scratch正是雷斯尼克踐行“創造性學習螺旋理論”的成果，他希望借助 Scratch，讓青少年像幼兒園小朋友一樣進行快樂、健康的學習，通過“重新創造”來理解這個世界，通過“自由創造”來表達自己，通過“反思創造”來提升知識能力，而不是被動地接收外界強加的知識和信息。如今，連哈佛大學本科生的計算機科學課程（ CS50）都鼓勵大學生用 Scratch進行編程創作，可見低門檻、高天花板、寬圍牆的 Scratch已經當之無愧地坐穩了少兒編程語言的寶座。
在過去的 10年裡，全球已經有數千萬孩子使用 Scratch創建了自己的作品，這讓雷斯尼克非常欣慰。目前 Scratch在我國的滲透率還相對較低，但是近幾年增速明顯，越來越多的中國孩子投入到了 Scratch編程的學習中。
福祿貝爾於 1837年開辦家幼兒園，就是為了改變落後的“廣播教育”：教師在教室前面講授信息，學生們坐在各自的座位上，仔細地記下這些信息，並不時地背誦自己寫下來的內容，他們很少進行甚至不會進行課堂討論。福祿貝爾給孩子們提供與玩具、工藝材料和其他物體的接觸機會，讓孩子們通過“重新創造”來理解這個世界。他還創造了 20款玩具，這些玩具被稱為“福祿貝爾的禮物”。福祿貝爾的思想和他的“禮物”對著名教育理論家和實踐家蒙臺梭利產生了深遠影響，還啟發了玩具制造商，誕生了“樂高”等教育玩具。
在我國，受傳統“應試教育”模式根深蒂固的影響，以及升學壓力的干擾，有些 Scratch課程變成了一種披著素質教育“羊皮”的應試教育，很多課程和書本都在灌輸知識點，很多比賽和考級都在考查學生對知識點的掌握程度。“廣播教育”盛行的少兒編程漸漸走形，學習開始變得不再以學生為中心，不注重解決問題的思維過程，越來越少的人（包括愛子如命的父母們）會去真正關心學習編程的孩子到底是不是真的快樂。在“廣播教育”面前，人們更關心學生是不是一個安分老實的聽眾，並不希望聽到不一樣的聲音。
然而，筆者對國內的少兒編程教育還是充滿信心的，因為有很多有情懷的教育工作者在投入精力、為之奮鬥，所以越來越多的優質學習資源出現在網絡上，越來越多的好書相繼出版，也有越來越多的編程小創客走進大眾的視野，這些都是信心的源泉。筆者深刻認同雷斯尼克的教育理念，在 6年多的少兒編程教學過程中（兩位筆者都曾經作為外聘教師到中國人民大學附屬中學、北京市第四中學、清華大學附屬中學、北京學校等中小學講授編程課，創辦過一家少兒編程學習中心）也積累了一些引導學生進行思考的互動經驗，因此一直想結合自己的教學經驗撰寫一套融入學習方法的 Scratch圖
書，為我國少兒編程教育事業的發展盡綿薄之力。在一次跟清華大學出版社盛東亮、鐘志芳兩位編輯的交流過程中，了解到兩位老師也對少兒編程領域極為關注，一直想策劃一套相關圖書，因此一拍即合，立項了本套圖書。
2．寫作歷程
筆者在教學過程中積累了豐富的案例資源及相關教學經驗，此外，還曾負責兩本“教育bu全國普通高中通用技術國標教材”《機器人設計與制作》和《智能家居應用設計》
的編寫工作。教育bu國標教材的高標準要求在很大程度上鍛煉了筆者的寫作能力，因此，
筆者信心滿滿地答應 5個月內交齊稿件，然而，這一寫就是兩年。
首先是在案例的選擇上，發現原本積累的案例資源在難易程度上無法直接為每位學生搭建出循序漸進的難度階梯，因為很多知識點依賴現場教學中與學生交流的個性化指導，要將知識點與案例順暢融合，使每個學生學習“不卡頓”，並讓書本成為“會引導的老師”，這並非易事。所以目前見諸紙端的案例很多是重新設計的。
其次是在內容的組織上，開始借鋻了大學計算機教材的“操作步驟詳解”加“知識要點說明”的內容組織方式，卻發現無論如何精心地設計“知識要點說明”，都無法完整地表現出其背後的思維過程，難以傳遞課堂中的啟發式引導，而且讀者完全可以忽略操作步驟之外的任何說明。因此，筆者又花了大量時間學習國內外優秀的計算機圖書，基於皮亞傑的“建構主義學習理論”和雷斯尼克的“創造性學習螺旋及 4P法則”，結合筆者多年來在課堂上的教學互動經驗，從而提出了“ 6A教學法”： Arouse（激發興趣）、Ask（提出問題）、Analyze(分析問題 )、Act（解決問題）、Acquire（收獲總結）、 Assess（測評鞏固）。“6A教學法”使本書的案例內容既得到了很好的結構化組織，又
保證了表達上的靈活性。
本書的創作過程還經歷了突如其來的新冠肺炎疫情，筆者在老家度過了十多年來
長的一個假期，本書的很多內容是在童年時代的書桌上完成的。編寫此書的過程讓
筆者想起了很多童年時期的學習生活場景，那時候的筆者還沒見過計算機呢，真羨慕現在的小朋友有這麼多好的學習資源。
將 5個月的稿件拖稿到了兩年，讓筆者忐忑的應該就是出版社的催稿了，然而這次幸運地遇到了無比耐心的編輯，從來沒有給我們帶來交稿的時間壓力，而是一再鼓勵我們按自己的思路進行創作上的嘗試，寧缺毋濫是我們達成的共識。感謝清華大學出版社盛東亮和鐘志芳編輯在編寫本書過程中的一路陪伴！
3．本書特點
筆者認為解決問題的思維過程比掌握的具體知識點重要 1001倍，故本書的特點就是努力創造一切讓學生進行思考的條件，具體表現在以皮亞傑的“建構主義學習理論”為核心指導思想，以問題驅動式學習 (Problem-Based Learning，PBL)為核心教學方法，將“提出問題—分析問題—解決問題”的邏輯思維路徑貫穿於全書每個知識點的構建中。
本書還具有如下特點：
（1）重視選擇真實生活情境作為案例背景。
一方面，孩子們的深層次熱情和幸福感來自與真實世界的互動連接，而非虛擬世界的娛樂刺激；另一方面，在人類的思維認知之樹中，對現實生活的認知是根，而對虛擬世界的想像是葉，根深方能葉茂。因此，本書用心選擇真實生活中的情境作為案例背景，以期培養孩子熱愛生活、善於觀察生活的品質。例如，以“自然界中的母愛”引出“小雞保衛戰”案例，加深小朋友對母愛的認識及感恩之心；以“久坐問題”引出“體感切水果”案例，讓小朋友關注肩頸運動的重要性；以“無人超市”引出“智能小超市”案例，讓小朋友關注科技給生活帶來的便利。
（2）分析問題時盡量從現實生活尋找類比。
建構主義認為新知識無法灌輸進大腦，而是在舊知識基礎上生長起來的，找到新舊知識間的關聯，並鼓勵孩子探索是教學的關鍵，因此從現實生活中尋找類比，有助於孩子快速地建立起對陌生概念的認知。例如，用哈利波特和西遊記裡的“咒語”來類比“程序”；利用“體溫與看病”“室溫與開風扇 /空調”這兩個生活化例子來解釋閾值的概念；通過“爸爸媽媽騎車帶我們去上學”來理解順序結構和選擇結構；借“糖醋排骨”的制作流程來講解算法的含義、特點、流程圖繪制方法及基本邏輯結構。
（3）每個案例後都留有個性化創意拓展空間。
編程圖書的撰寫離不開案例，但是書中隻能呈現出案例的一種實現方式。如何給學生留有更多的個性化創作空間呢？本書一方面在“問題分析”中盡量尋找問題的不同解法；另一方面在每個案例後面都留有拓展問題，鼓勵學生在每個案例的基礎上進行個性化拓展；在“學習測評”環節還給學生準備了與案例類似的設計題，鼓勵學生創造性地進行知識遷移。
（4）完成每個案例後及時進行收獲總結。
本書在每個案例後都從“生活態度”“知識技能”“思維方法”三方面進行了收獲總結，一方面有助於讓學生養成總結、歸納的好習慣；另一方面方便日後復習時的信息檢索。
（5）提供豐富的線上學習資源和答疑服務。
筆者提供了在線演示視頻、原始素材文件、學員案例作品等線上資源作為本書的有力補充。對於剛入門一個新領域的學習者來說，害怕的無疑是看著書中的圖文指導卻依舊在計算機上無法實現程序效果，尤其是對文字理解能力還比較有限的中小學生。因此本書還提供了分步演示視頻和分步程序示例，初學者再也不用擔心學不會了！
4．6A教學法
提出並踐行“ 6A教學法”是本書的突破，它是筆者結合皮亞傑的“建構主義學習理論”、雷斯尼克的“創造性學習螺旋及 4P法則”及自身多年教學經驗的思想成果。在撰寫本書的同時，筆者已經將“ 6A教學法”用於線上線下的少兒編程教學實踐，在激發學生主動思考、活躍課堂氛圍方面收到了非常好的效果。
“創造性學習螺旋”是指像幼兒園小朋友一樣自發地接觸和探索周圍世界的過程，包括“想像—創造—遊戲—分享—反思—想像”的多次反復循環，具有很大的發散性和不確定性，比較適用於個性化探究式學習，在實際應用過程中，創造性學習螺旋對活動組織者的要求比較高。一方面需要具備比較豐富的知識儲備；另一方面需要具備比較好的組織協調能力。雷斯尼克為此提煉出了指導活動組織的“4P法則”，具體包括項目（Project）、熱情（ Passion）、同伴（ Peers）和遊戲（Play）四項，該法則是落實創造性學習螺旋的非常實用的簡易思維框架。
“6A教學法”中的 Arouse環節側重於通過真實生活中的情境激發學生的創作熱情（Passion），並賦予學生創作的使命感和目標感。書中每節的情景導入即“ 6A教學法”中的 Arouse環節。例如，案例“聰明小管家”通過放眼人類的機器人夢想，鼓勵學生用自己的智慧創作出虛擬的機器人小管家，讓學生的創作熱情油然而生；案例“多彩花兒開”介紹了花兒的美好和凋零的無奈，讓學生樂於化身為設計永不凋零花朵的護花使者。
“6A教學法”中的 Ask— Analyze— Act環節是創造性解決問題的基本路徑，也是進行知識建構的有力工具。首先，在 Ask環節將案例拆解為一個個循序漸進的問題，引導學生基於問題的螺旋式探究學習；其次，在 Analyze環節進行“舊輔新知”和“思維點撥”，為學生開展問題分析搭建“腳手架”；後，在 Act環節讓學生動手解決問題，體會遊戲（ Play）的樂趣。在上述實施過程中，因為緊密圍繞著“提出問題—分析問題—解決問題”的路徑進行，本書如同在與學生對話一樣，不斷啟發學生思考，就像是陪伴學生進行探險的同伴（Peers），而不是冷冰冰的說明書。
“6A教學法”中的 Acquire和 Assess環節有助於鞏固學生對知識和技能的掌握，並作為效果反饋完成“學以致用”的學習閉環。在本書中，收獲總結部分對應 Acquire環節，以表格形式總結本節主要內容。Assess環節以答題的方式對知識進行鞏固。
5．使用建議
本書適合青少年學習使用，其中 8歲以下的學生適合在父母或老師的陪伴下使用。此外，本書還可以作為校內少兒編程興趣班和校外少兒編程培訓機構的輔導用書。
