STEM教育最早是美國提出的一種教育理念。1986年，美國國家科學(xué)委員會(huì)發(fā)表《尼爾報(bào)告》，報(bào)告提出突出科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程和技術(shù)的概念，被譽(yù)為STEM的開端。近年來美國通過資金資助等方式大力促進(jìn)STEM教育發(fā)展，甚至寫進(jìn)總統(tǒng)競(jìng)選綱領(lǐng)中。
  不容否認(rèn)，我國的教育主要還是應(yīng)試教育為主，孩子們無論小學(xué)還是中學(xué)，每天需要完成大量的背誦和刷題。其學(xué)習(xí)形式，一直以來都是結(jié)論性的知識(shí)傳授（背概念、背公式）、學(xué)科相對(duì)獨(dú)立（文理分科清晰）等特點(diǎn)，培養(yǎng)出來的孩子知識(shí)量非常大，解決單一學(xué)科問題的能力極強(qiáng)，這當(dāng)然不能算是缺點(diǎn)。但為應(yīng)對(duì)未來更復(fù)雜多變的科技社會(huì)需求，培養(yǎng)孩子的跨學(xué)科解決問題和交叉學(xué)科的能力勢(shì)在必行。
  市場(chǎng)上也出現(xiàn)了很多的STEM玩具，這些玩具自然是給孩子介紹科學(xué)，技術(shù)，工程和數(shù)學(xué)相結(jié)合的很好的工具，他們往往也喜歡從STEM玩具編程入手，“編學(xué)邊玩”。比如在新加坡，正嘗試改變只是在屏幕上學(xué)習(xí)的老方法，讓技術(shù)回歸學(xué)習(xí)者本身。遍布新加坡有160個(gè)學(xué)前教育中心，開發(fā)了適合孩子喜歡的教具、機(jī)器人、編程、建筑和工程等方面的工具，括：Bee-Bot，circuit stickers,little bits,Dash&Dot和KIBO等。
  下面就給大家介紹十個(gè)家長(zhǎng)必須了解的兒童少年編程工具，盡早引導(dǎo)孩子走進(jìn)趣味橫生、多學(xué)科交叉的編程世界。
  一、Scratch
  1、優(yōu)點(diǎn)
  （1）積木式的講故事以一種有趣的方式教授編碼的基礎(chǔ)知識(shí)。
  （2）由麻省理工學(xué)院，教學(xué)和編碼方面的權(quán)威開發(fā)。
  （3）免費(fèi)的。
  2、缺點(diǎn)
  （1）網(wǎng)站有點(diǎn)亂。
  （2）社交網(wǎng)絡(luò)方面可能不適合一些孩子。
  Scratch是一種免費(fèi)的兒童編程語言，由麻省理工學(xué)院終身幼兒園實(shí)驗(yàn)室開發(fā)。免費(fèi)資源還括入門教程、家長(zhǎng)課程指導(dǎo)和強(qiáng)大的用戶社區(qū)。就是在手頭沒有電腦的情況下，他們甚至可以用卡片來學(xué)習(xí)編程概念。
  Scratch使用一個(gè)積木視覺界面為孩子和父母創(chuàng)造一個(gè)搭建程序的體驗(yàn)，可以將編程組件(如操作、事件和操作符)堆疊在一起，形成一個(gè)或多個(gè)完整的程序。
  每個(gè)塊都有一個(gè)形狀，只允許它與一個(gè)兼容的對(duì)象相結(jié)合。例如，重復(fù)循環(huán)的形狀就像一個(gè)側(cè)面的“U”，讓你知道你需要在循環(huán)的開始和結(jié)束之間放置模塊或語句。
  Scratch可以用來制作真正的動(dòng)畫和游戲，既可以使用預(yù)先生成的圖像和字符，也可以上傳新的圖像和字符，Scratch也可以在沒有網(wǎng)絡(luò)連接的情況下使用。孩子們可以選擇在Scratch的在線社區(qū)分享他們的作品。
  Scratch是所有上榜的兒童編程語言中視覺吸引力的一種，但它真正火的原因是它允許學(xué)生自由表達(dá)，它背后的整個(gè)想法是簡(jiǎn)化動(dòng)畫制作、游戲設(shè)計(jì)和交互式故事的構(gòu)建過程，這樣任何人都可以從頭開始。孩子們感覺就像使用Scratch的真正的游戲設(shè)計(jì)師，即使是完全的新手也可以在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)造出簡(jiǎn)單的，完全定制的游戲。
  Scratch還有一個(gè)龐大的在線社區(qū)，來自世界各地的注冊(cè)用戶超過1500萬。只要遵守麻省理工學(xué)院Scratch團(tuán)隊(duì)制定的規(guī)則，任何人都可以成為會(huì)員。
  Scratch平臺(tái)和它的社區(qū)的另一個(gè)偉大之處在于，你需要將你的項(xiàng)目和他們的代碼存儲(chǔ)在Scratch服務(wù)器上，這使得年輕的學(xué)習(xí)者能夠研究更高級(jí)的，創(chuàng)造復(fù)雜的游戲。
  因?yàn)镾cratch是免費(fèi)的，并且得到了很好的技術(shù)支持，所以它是面向兒童編程的首選語言。市面上的很多機(jī)器人的APP都是用Scratch編程的。
  建議年齡:8至16歲
  要求:運(yùn)行Mac、Windows或Linux的計(jì)算機(jī)
  二、Blockly
  1、優(yōu)點(diǎn)
  （1）清晰干凈的模塊化風(fēng)格。
  （2）將代碼塊翻譯成通用的編程語言。
  （3）由谷歌支持的。
  2、缺點(diǎn)
  （1）除了將代碼塊翻譯成代碼外，沒有什么特色功能。
  （2）這個(gè)項(xiàng)目正在優(yōu)化中，前途未知。
  Blockly是谷歌使用相同的模塊化方法對(duì)Scratch進(jìn)行的增強(qiáng)性改進(jìn)，重點(diǎn)是它可以用幾種不同的編程語言輸出代碼，括JavaScript、Python、PHP、Lua和Dart。這使得Blockly成為一個(gè)可視化編輯器，而不僅僅是一個(gè)兒童專用的編程語言。
  當(dāng)您將代碼塊鏈接在一起時(shí)，您可以在屏幕的一側(cè)看到代碼，并且可以動(dòng)態(tài)地切換編程語言，以查看相同基本程序的語言語法差異。這使得Blockly非常適合教授各種年齡層的代碼，括年齡較大的孩子和成年人。著名的code.org網(wǎng)站就是采用Blockly編程語言。
  Blockly是Android App Inventor的核心，可以用來開發(fā)運(yùn)行中的Android應(yīng)用程序。麻省理工學(xué)院接管了這個(gè)廢棄的谷歌項(xiàng)目。目前Blockly還沒有完整的開發(fā)文檔，也沒有很多可用的教程。然而，Blockly作為一個(gè)面向所有年齡的程序員的強(qiáng)大的編程環(huán)境，前途可能會(huì)很不錯(cuò)。
  建議年齡:10+
  要求:運(yùn)行Windows、Mac OS或Linux的計(jì)算機(jī)
  三、Alice
  1、優(yōu)點(diǎn)
  （1）更直觀的設(shè)計(jì)，幫助更多的孩子學(xué)習(xí)。
  （2）由卡內(nèi)基梅隆大學(xué)免費(fèi)贊助。
  2、缺點(diǎn)
  （1）對(duì)于孩子來說，向“純”編碼的推進(jìn)可能太快了。
  （2）About頁面的一半內(nèi)容都在解釋項(xiàng)目為什么叫“Alice”。
  Alice是一個(gè)免費(fèi)的3D編程工具，用來教授像c++這樣的面向?qū)ο缶幊陶Z言的概念。它使用熟悉的積木方法，允許孩子們通過編寫攝像機(jī)動(dòng)作、3D模型和場(chǎng)景來創(chuàng)建游戲或動(dòng)畫。
  拖放界面和簡(jiǎn)單的播放按鈕可能比Scratch混亂的界面對(duì)一些學(xué)生來說更容易理解。Alice中的程序或“方法”可以轉(zhuǎn)換成諸如NetBeans之類的Java IDE，這樣編程學(xué)生就可以從可視化構(gòu)建模塊接口過渡到標(biāo)準(zhǔn)編程語言。
  卡內(nèi)基梅隆大學(xué)發(fā)展了愛麗絲這個(gè)項(xiàng)目，目前仍在開發(fā)和研究中。
  建議年齡:10+
  要求:運(yùn)行Mac、Windows或Linux的計(jì)算機(jī)
  四、Swift Playgrounds
  1、優(yōu)點(diǎn)
  （1）可將快速命令轉(zhuǎn)換成像打游戲一樣有趣的指導(dǎo)攻略。
  （2）由蘋果公司開發(fā)和贊助。
  （3）免費(fèi)的。
  2、缺點(diǎn)
  （1）兼容性不好，孩子只能進(jìn)入iOS進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)。
  （2）只能在iPad上運(yùn)行。
  Swift是一種用于構(gòu)建iOS應(yīng)用程序的編程語言。Swift Playgrounds是一個(gè)iPad應(yīng)用程序，旨在教孩子們?nèi)绾斡肧wift編程。它是從蘋果公司免費(fèi)下載的，不需要任何的編程基礎(chǔ)。
  這款應(yīng)用含了很多關(guān)于不同Swift命令的教程，在這個(gè)例子中，這些命令是用來在3D世界中移動(dòng)一個(gè)名為Byte的角色的。雖然不需要編程知識(shí)，但孩子們需要知道如何閱讀教程，并有解決問題的毅力。拖放代碼消除了拼寫錯(cuò)誤，但Swift Playgrounds不使用諸如Scratch那樣的積木塊界面。
  建議年齡:10+
  要求:iPad
  五、Twine
  1、優(yōu)點(diǎn)
  （1）重點(diǎn)是將一個(gè)故事的想法串聯(lián)起來，而不是構(gòu)建一個(gè)計(jì)算機(jī)程序。
  （2）免費(fèi)，易于使用。
  2、缺點(diǎn)
  （1）由一個(gè)志愿者社區(qū)開發(fā)。
  （2）網(wǎng)站陳舊。
  Twine是為那些對(duì)創(chuàng)建游戲和講故事感興趣，但對(duì)編程的技術(shù)細(xì)節(jié)感到沮喪的孩子設(shè)計(jì)的。
  Twine是一款免費(fèi)的非線性講故事應(yīng)用程序，適用于各個(gè)年齡段的人，括許多成年人和教育者。使用Twine，您不需要學(xué)習(xí)任何代碼。它不是教用戶如何編寫代碼，而是教他們?nèi)绾螛?gòu)建和呈現(xiàn)非線性游戲和故事。
  Twine故事由文本和圖像組成，就像網(wǎng)站一樣。設(shè)計(jì)界面顯示連接的頁面，每個(gè)頁面都可以用文本、鏈接和圖像進(jìn)行修改。這對(duì)于“創(chuàng)作你自己的歷險(xiǎn)記”類型的游戲尤其有效，因?yàn)槊總€(gè)玩家的選擇都將進(jìn)入故事的一個(gè)新的分支。
  雖然這個(gè)應(yīng)用程序不教編程，但它確實(shí)教了很多對(duì)游戲設(shè)計(jì)師和故事講述者至關(guān)重要的規(guī)劃和設(shè)計(jì)技能。該應(yīng)用程序得到了wiki、教程和活躍用戶社區(qū)的良好支持。
  您可以通過托管的應(yīng)用程序在線創(chuàng)建Twine故事，或下載用于離線編輯的應(yīng)用程序。
  建議年齡:12歲以上(強(qiáng)烈建議讀者)
  要求:Windows、Mac OS或Linux