开发案例
现代计算机(www.moderncomputer.cn) 2019.08 下
文章编号:1007-1423(2019)24-0091-06 DOI:10.3969/j.issn.1007-1423.2019.24.021
基于 Blockly 的青少年可视化编程开发平台设计
彭佳汉,李俊德,彭程,秦天文,王拣贤,李刚毅,赖晓晨
(大连理工大学软件学院,大连 116000)
摘要:
近年来,青少年编程备受关注,如何使青少年尽早具备一定的编程思维能力,逐渐成为研究者关注的热点问题。基于
Blockly 设计适合青少年可视化编程开发的平台,使青少年在学习编程理论知识的同时,还可用代码块独立地开发游
戏、动画电影以及解决实际问题,从而提高编程能力。
关键词:
儿童编程;思维训练;编程开发;编程可视化
基金项目:
国家级大学生创新创业训练计划支持项目(No.2019101410901010716)
0 引言
近年来,提升青少年的编程兴趣和培养学生的编
程能力成为了国内外关注的热点,越来越多的国家意
识到青少年编程教育的重要性。在国外,麻省理工学
院在 2003 年就曾打造适用于儿童的 Scratch 程序语
言,以一种可视化的程序设计工具在众多平台上学习
使用
[1]
。在我国,2016 年教育部印发《教育信息化“十三
五”规划》的通知,将信息化教学能力纳入学校办学水
平考评体系,并强调“STEM 是一种以项目学习、问题解
决为导向的课程组织方式,它将科学、技术、工程、数学
有机地融为一体,有利于学生创新能力的培养”
[2]
。因
此,社会迫切需要加强青少年编程教育力度,优化孩子
的逻辑思维模式,培养孩子的综合能力,以使青少年在
未来发展中更具竞争力,更好地为科技发展做出贡献。
1 研究现状
目前,国内市场推出了许多与儿童编程相关的
App 以及编程平台。目前儿童编程行业面临着以下的
现状:
绝大多数的儿童编程产品采用开源的 Scratch 作
为教学内容,只提供课程。儿童编程产品是多基于 PC
Web 的编程平台,导致绝大部分儿童编程实现需要依
赖电脑,做不到即时学习。绝大硬件、软件产品倾向于
游戏娱乐,只能达到编程思维启蒙,并不能真正教用户
编程开发。并且当今市场上线下、线上编程教学课时
费昂贵,用户门槛极高,即使支付了高昂的费用,也未
必能达到预期效果
[3]
。
本文将基于 Google 的可视化图形编程语言 Block⁃
ly 和 Scratch 技术,设计的一款可视化编程框架,并提
供各种功能的 API。同时,为 6~12 岁年龄段的青少
年提供能够独立完成图形界面 App 设计的平台,和免
费教程教学,大大降低昂贵的教学成本。孩子们不需
要掌握复杂的编程语言和开发知识,只需拖拽已封装
好接口的代码块,以一种可视化的方式,在学习编程理
论知识同时,又能独立开发出游戏应用、动画电影以及
解决实际问题的编程开发,而且可训练编程思维,真正
让青少年学会开发程序,体验编程乐趣。
2 系统设计
22..11 系统架构系统架构
开发系列模块依照青少年对 Blockly 积木接口编
程开发掌握度分为“入门级”、“基础级”和“进阶级”三