在全球化和信息化時代，教育的新概念層出不窮。近年來，來自美國科學教育領域的STEM教育，不僅在各種校外教育機構中蓬勃發展，也進入了正規學校教育，甚至被寫進了國家科學課程標準。
STEM是科學（Science），技術（Technology），工程（Engineering），數學（Mathematics）四門學科英文首字母的縮寫，STEM教育是這四個領域中教學與學習的結合體。
STEM教育涵蓋的內容相當廣泛，社會上眾多機構都打著STEM教育之名，開設各種教育培訓課程。在各種形式的STEM教育中，兒童編程得到了廣泛關注。
一方面，計算機編程是一種用途廣泛的技能，父母可能希望自己的孩子儘早接受計算機編程訓練，以其未來成為出色的軟件工程師，為獲得良好的職業發展奠定基礎。另一方面，計算機編程是訓練邏輯推理能力的良好工具，對於孩子更好的理解數學和物理原理有很好的啟發作用。
那麼，如果你想讓孩子學習計算機編程，應該從哪裡開始呢？應該選擇哪些編程工具和編程語言呢？以下我們嘗試對比和分析目前常見的適合兒童使用的編程語言和工具，供家長參考。
01 Scratch
優勢
- 方塊式、以一種有趣的講故事的方式教授編碼的基礎知識。
- 由麻省理工學院開發，麻省理工學院是教學和編程領域的權威。
- 免費、開源。
不足
- 網站頁面有點混亂。
- 社區所帶有的社交功能方面可能不適合某些孩子。
Scratch是由麻省理工學院的“終身幼兒園”（Lifelong Kindergarten）實驗室開發的一種免費的兒童編程語言。通過配套的入門教程、針對父母的課程說明以及強大的用戶社區，為這門免費兒童編程語言提供了良好的支持。Scratch配有學習卡片，當孩子離開計算機時，他們也可以使用這些卡片來學習Scratch編程概念。
Scratch使用積木式視覺界面為孩子和父母創建類似搭建腳手架的編程體驗。可以通過堆疊、組合不同編程組件塊（例如動作，事件和運算符）來進行編程。
每個塊的形狀僅允許將其與兼容的對象組合。例如，重複循環的形狀像是一個側面的“ U”形，提醒編程者需要在循環的開始和結束之間放置其他功能塊。
Scratch可用於使用預先設置的圖像和角色或通過上傳新的圖像和角色來製作真實的動畫和遊戲。在沒有互聯網連接的情況下也可以使用Scratch ，孩子們還可以在Scratch的在線社區中分享他們的作品。
由於Scratch是免費的並且得到了良好的支持，它是對兒童友好的編程語言，也是我們首先建議嘗試的兒童編程語言之一。另外，我們可以很容易看出Scratch在後文列出的許多其他對兒童友好的編程語言（如Blockly）中的影響。
- 建議年齡：8至16歲
- 環境要求：運行Mac，Windows或Linux的計算機
02 Blockly
優勢
- 乾淨的塊式編程方法。
- 可將塊翻譯成通用的編程語言。
- 由Google支持。
不足
- 除了將塊轉換為代碼外，沒有太多功能。
- 該項目的未來存疑。
Blockly是Google對Scratch 的改進，它使用了相同的互鎖構建塊映射，但它可以使用幾種不同的編程語言（包括JavaScript，Python，PHP，Lua和Dart）作為輸出代碼的選擇。這使Blockly成為可視化編輯器，而不僅僅是一種對兒童友好的編程語言。
將塊鏈接在一起時，可以實時在屏幕的側面看到代碼，並且可以即時切換編程語言，方便查看同一程序功能在不同編程語言中的差異。這使得Blockly非常適合在各個年齡段教授代碼知識，包括年齡較大的孩子和成年人，他們可能不喜歡幼稚的貓等Scratch中的卡通形象。
Google正在與MIT合作，基於Blockly平臺開發下一代Scratch。
Blockly設計為Andriod的Backbone（Backbone:一套JavaScript框架與RESTful JSON的應用程序接口，也是一套大致上符合MVC架構的編程範型），可運行Android應用程序。
Blockly尚未像Scratch那樣得到充分開發，並且可用的教程也不多。Blockly定位是為所有年齡段的程序員提供一個強大的編程環境。
- 建議年齡：10+
- 環境要求：運行Windows，Mac OS或Linux的計算機
03 Alice
優勢
- 更直接的設計可以幫助更多的孩子學習。
- 由卡內基梅隆大學免費贊助。
不足
- 對於年幼的用戶來說，推行“純”編碼可能太早了。
- 在關於頁面，用了一半的篇幅解釋項目的名稱“愛麗絲”的來歷…
Alice是一個免費的3D編程工具，旨在教授C++等面向對象的編程語言的概念。它使用熟悉的積木方法，使兒童可以通過視角移動、3D模型和場景變換進行編程來創建遊戲或動畫。
與Scratch凌亂的界面相比，拖放界面和簡單的播放按鈕對某些學生而言可能不會造成太多困擾。可以將程序（Alice中的“方法”）轉換為Java IDE（例如NetBeans），以便編程的學生從可視的模塊構建界面過渡到標準的代碼編程。
卡內基-梅隆大學開發了愛麗絲。該網站可能看起來並不漂亮，但是該程序仍在開發和研究中。
- 建議年齡：10+
- 要求：運行Mac，Windows或Linux的計算機
04 Swift Playgrounds
優勢
- 導航頁面使用有趣的主題將Swift命令轉換為類似遊戲的操作。
- 由Apple開發和贊助。
- 免費。
不足
- 僅支持Swift，將孩子們鎖定到iOS應用開發中。
- 僅在iPad上運行。
Swift是用於構建iOS應用的編程語言。Swift Playgrounds是一個iPad應用程序，旨在教孩子們如何使用Swift進行編程。它可以從Apple免費下載，不需要任何編程知識。
該應用程序包含許多有關Swift命令的教程，通過這些命令可在3D世界中移動名為Byte的人物角色。儘管不需要編程知識，但是孩子們需要知道如何閱讀教程並具有一定的解決問題的毅力。拖放代碼塊可以消除拼寫錯誤，但是Swift Playgrounds不使用互鎖塊界面。 一旦您的孩子精通Swift Playgrounds，他們就可以開始在Swift中進行開發。
- 建議年齡：10+
- 要求：iPad
05 Twine
優勢
- 將重點放在構建故事的想法，而不是構建計算機程序。
- 免費且易於使用。
不足
- 由志願者社區開發，可能得不到維護。
- 網站頁面過時。
Twine適用於對創建遊戲和講故事感興趣但對編程的技術細節不在意的孩子。
Twine是一個免費的非線性的講故事的應用程序，各個年齡段的人都可以使用它，包括大量的成年人和教育工作者。使用Twine，您無需學習任何代碼，它沒有教用戶如何編碼，而是教他們如何構造和呈現非線性遊戲和故事。
Twine中的故事由文字和圖片頁面組成，就像是網站。每個頁面都可以使用文本，鏈接和圖像進行修改，它對於角色扮演類型的遊戲特別有效，其中每個玩家的選擇都進入了故事的新分支。
雖然此應用程序不教編碼，但它確實教了很多對遊戲設計師至關重要的規劃和設計技能。該應用程序有很多的教程，有活躍的用戶社區的良好支持。
你可以通過在線創建Twine故事，也可以下載應用進行離線編輯。
- 建議年齡：12歲以上
- 要求：Windows，Mac OS或Linux
06 樂高頭腦風暴EV3
優勢
- 使用機器人技術使孩子參與數學和科學編程。
- 樂高的良好聲譽。
不足
- 需要使用Mindstorms系統，必須購買該系統。
- 內部嵌入了一些產品推銷。
學習編程的另一種方法是研究機器人技術。市面上有各種各樣的機器人套件可以用於編程，但LEGOMINDSTORMS系統擁有最大的用戶群體，也是最好的對孩子友好的可視化編程應用程序之一。
免費下載編程環境，但是您需要配合購買的LEGO Mindstorms套件才能運行程序。一些學校和公共圖書館提供供學生使用的LEGOMindstorms工具包，或者您也可以尋找附近的LEGO俱樂部來使用。
樂高EV3編程軟件可以在平板電腦和計算機上運行，並且使用了構建塊（LEGO積木）來編程，就像Scratch和Blockly一樣。樂高EV3傾向於水平構建程序，看起來更像流程圖。學生結合動作，變量和事件來操縱他們的LEGO Mindstorms作品。對於年幼的孩子來說，編程語言非常簡單，而對於年長的孩子和成年人來說，這種編程語言仍然充滿挑戰。
除了LEGO Mindstorms編程環境外，LEGO還使用開放源代碼Linux內核，可以通過Python和C++等傳統編程語言對其進行修改和編程。
- 建議年齡：10歲以上（年齡較小的孩子可以在知道下使用）
- 要求：EVA3需要運行Mac OS或Windows的計算機或運行Android或iOS 的平板電腦。要運行程序需要一個或多個LEGO EV3機械手。
07 Kodu
優勢
- 使用遊戲設備學習編程。
- 易用的界面使學習變得有趣。
不足
- 依靠較舊的硬件。
- 該項目本身可能已經終止。
Kodu是Microsoft專門為Windows和Xbox 360設計的遊戲編程應用程序。Windows版本是免費的，但Xbox 360版本是付費的。孩子們可以使用該應用程序來探索和設計3D世界中的遊戲。
Kodu的圖形界面引人入勝，而Xbox版本的編程完全可以通過遊戲控制器完成。如果您擁有支持它的硬件，那麼Kodu是一個較舊但仍然可靠的選擇。
- 建議年齡：8至14歲
- 要求：Windows 7及以下版本或Xbox 360
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