【专题】Micro:Bit: 为英国下一代数码人才奠基

 

在经历数次延期后,BBC从今年3月起开始向英格兰和威尔士所有7年级的学生、北爱尔兰8年级学生和苏格兰S1学生免费发放一百万台micro:bit设备。...

在经历数次延期后,BBC从今年3月起开始向英格兰和威尔士所有7年级的学生、北爱尔兰8年级学生和苏格兰S1学生免费发放一百万台micro:bit设备。作为一款口袋大小的可编程计算机设备,micro:bit旨在帮助任何水平的青少年利用科技来发挥创造力,并培养出新一代的数字化领军人才。

作为BBC Make it Digital项目的一部分,micro:bit可算是BBC近30年以来最雄心勃勃的教育项目。BBC与ARM、巴克莱、兰卡斯特大学、微软、三星、Technology Will Save Us 和the Wellcome Trust等31家企业和机构进达成合作关系,最终促成了这一项目的正式启动。而此项计划的大背景,正是席卷全球的数字化浪潮下,英国人对于计算机科学人才短缺的“国家级”反应。

尽管数码行业为英国经济的贡献比率达5%,但和许多发达国家一样,英国的劳动力队伍也被指无法赶上数码行业的发展步伐。此前更有业界人士警告说,英国儿童在学校所学习的技能无法满足21世纪的竞争需要。

有鉴于此,英国政府决定改革学校原有的信息和交流技术(ICT)课程,从2014年9月开始,英国学校的ICT课程也被编码和计算机课程所取代。这让未来的英国小学生不仅会玩玩电脑游戏,也将懂得如何制作这类游戏。

在这样的大环境下,BBC于今年推出的旨在让青少年学习计算机科学基础知识的micro:bit项目无疑会对他们的编程热情起到巨大的促进作用。

按计划,在接下来的数月中,全英所有的学校和家庭教育学生都会收到micro:bit设备,每个符合条件的学生都能拥有一台属于自己的micro:bit,并能将它带回家。此外,学校还会收到部分额外的micro:bit设备,可以让老师在其他年级中也教授micro:bit的编程内容。

学生们可以通过www.microbit.co.uk的编程程序、或者手机app,以及将micro:bit与其他设备和感应器相连,来编出任何他们所想要的程序,比如游戏、智能手表甚至是健身跟踪程序。网站上还有内容丰富的编程资源及教程,可以让老师、学生和家长充分发挥micro:bit的潜能。

在全国推广活动开始后,micro:bit硬件和大部分软件将会成为开放资源,民众也可以从零售商处购买到micro:bit设备。销售设备所得的收入将会被用来进一步鼓励更多的人来参与到编程活动中来。

BBC台长浩尔(Tony Hall)期望micro:bit能对英国创新的未来发展起到重大的影响作用,帮助这一代人成为未来的编程人员、程序员和数字先锋。

BBC学习部门的主管洛克斯(Sinead Rocks)也表示:“BBC micro:bit看似有无限的潜力,特别是当它与其他硬件配对时,我们迫不及待地想看到学生们会用它做什么。他们已经在测试和全国各地的活动中提出了各种各样的想法——一些想法帮助解决生活中一些日常挑战,一些想法有商业潜力。”

Make it Digital项目负责人塞西尔(Jessica Cecil)则希望能通过这个项目增加每个人对数字世界的了解。按计划,BBC将micro:bit这样易于上手的设备、多达5000个Make it Digital培训岗位,以及Girls Can Code 和 Calculating Ada等BBC电视节目。



Micro:bit设计:辅助编程教学的开发板

Micro:bit最终版本的设计由Technology Will Save Us负责。Technology Will Save Us的共同创始人科比(Bethany Koby)表示虽然计算机教育市场上有众多产品,但科比认为micro:bit针对的年龄段与其他产品都不同。

Micro:bit正面是一个LED矩阵,2个按钮和1个鳄鱼夹/边缘连接器2合1部件,可以连接到包括Raspberry Pi 和Arduino等众多设备。反面则可以看到一个micro USB接口,ARM处理器和1个重置按钮。主设计师范尼斯(Mike Vanis)表示,正面是用来展现编程效果的,而反面则能清楚地看到所有的科技元件,每个部件旁边都有标注和解释。

学生们可以用Blockly、TouchDevelop或者Python来进行编程,然后再用USB或者智能软件app将程序传送到micro:bit上。显示屏可以用来显示信息、动画或者玩简单的游戏。加速计和磁力计则可以帮助学生将设备变为一个简单的计步器或者健身追踪器。在连接到电脑时,micro:bit还可以被用来控制桌面软件。micro:bit甚至还可以被用来当做游戏手柄。
“计算机思考模式”
那些支持动手学习计算机科学的人认为,就像学生学习莎士比亚需要亲自观看演出才能真正理解作品一样,学习计算机的学生也需要掌握其基础的运作原理。



2014年9月,英教育部根据《关掉还是重启?》报告而推出了一个要求学生从小学起学习编程的计算机课程大纲。如今的教学大纲认为,“高质量的计算机教育能让学生掌握计算机式的思考方法和创新性,从而理解和改变这个世界。”

英国计算机协会(BCS)的教育主管米切尔(Bill Mitchell)表示,micro:bit可以和物质世界进行互动,可以让学生观察到实际的效果,这能帮助他们理解计算机是如何在现实世界中解决问题的,这极为重要。

他希望这能让这一代学生在毕业时能拥有“分析真实世界问题的能力和找到可以解决这一问题的运算方法”。他认为这不仅能让英国领先于其他国家,还能对他们成人后大有裨益。

他认为,将新的教学大纲看成是为了培养出一代计算机程序员的想法完全是一种误解,真正的目的是为了培养出一代可以用计算机思维方式思考问题的儿童。

其实各国政府都认识到了这一点,美国总统奥巴马保证将会提供40亿美元资金用于学校的计算机科学教育。

米切尔希望这次活动能激励的不仅仅是计算机怪才们。他表示,当年的Micro只吸引了对专家级编程感兴趣的儿童,约占总量的10%。而对剩下的孩子来说,Micro的难度让他们难以掌握。

而使用易于上手的新编程语言,再加上micro:bit这样的设备,会给学生们带来完全不同的学习体验。

BCS预计有1/4的学校在执行新的计算机科学教学大纲方面表现相当优秀。因此米切尔认为,目前的挑战在于说服其他3/4的校长将计算机科学放到和数学和英语一样重要的地位上。
“靠BBC深入千家万户”
尽管有有和BBC政见不同的人认为,micro:bit项目只是BBC为了2016年电视观看许可费用复查而及时做出的“善意之举”。不过浩尔对此感到信心满满。他认为在这样一个转折点上,BBC可以让数字创意获得前所未有的关注,他也相信只有BBC才能有能力召集这么多有能力完成这个任务的组织和机构。

但很多老师都认为BBC的介入仍然十分有必要。CodeClub CEO萨克利夫(Clare Sutcliffe)表示,BBC处在一个十分特殊的地位,可以通过它的频道接触到全国人口中的很大一部分,可以让讨论计算机科学变成一个和讨论天气和交通一样普通的话题。

萨克利夫表示,很多志愿者都表示他们是通过Micro才学会的编程,也希望micro:bit能复制Micro的成功。按计划,除了向学生发放100万台micro:bit,BBC还会Code Club这样的课后俱乐部提供额外的Microbit 设备。

琼斯也认为,BBC可以深入到每户人家的家中,就像是Micro将个人电脑从爱好者的工作台普及到了厨房的桌子上一样。这是BBC才有可能做到的事情。

Micro:bit能否成功目前还未可知。这也是“试图激励一代人”时所必然遇到的难题之一。Make It Digital项目的负责人塞西尔(Jessica Cecil)希望30年后她的继任者能自豪地说出有很多数字创意产业的从业人员是受到了micro:bit项目的影响才进入了这一行业,就和当年的BBC Micro一样。

贝克也希望在20年后,能在和未来那些大公司的CEO聊天时听到对方说:“我的事业是从7年级第一次接触micro:bit开始的”。
正在进行的“编码革命”
Micro Bit其实并不是市面上唯一的微型计算机产品。CodeBug是另一款为了帮助儿童学习编程的类似产品。

相比起该领域的“明星产品”Raspberry Pi(树莓派),BBC micro:bit并非它的直接竞争对手,反而可以被看作是通往这类设备的大门。ARM新兴科技主管阿特金森(Gary Atkinson)表示,Raspberry Pi是一个完整的计算机平台,而micro:bit则是 一个“边缘设备”,是一个感应器,但不能运行Linux或者Windows系统,必须通过编程来实现不同目的。

此外,瑞典的初创公司Quirkbot也设计了一款产品,可以让学生编程和建造出一个由LED屏幕、马达和饮料吸管组成的生物。目前该公司正在和5所瑞典学校和12所其他国家的学校合作,为该设备设计教学内容。

BBC的记者维克菲尔德(Jane Wakefield) 表示,尽管他的儿子比这次Microbit发放的年级大了一岁,但他为了准备最近学校进行的一个STEM项目开始学习如何给Quirkbot编程。维克菲尔德发现儿子在编程达到预期目的时显得很自豪。作为一名家长,他也认为得到的结果值得儿子付出这些努力。“我发现开始时很难,但通过不断地尝试我开始慢慢掌握了这些知识。当我能让它开始移动和发光时,我感到了一种成就感。”小维克菲尔德说。


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