从 MicroBlocks 开始你的硬件编程之旅

作者简介

种瓜系英荔教育架构师，同时为英荔官方合作伙伴——非营利编程教育组织 CodeLab 创始人、CodeLab Adapter 核心开发者、国内人工智能学术社区 PaperWeekly 联合创始人、在线教育开源社区 Open edX Authors & 中国社区发起人之一。

2022 年，种瓜担任 MicroBlocks 的中国区官方大使（由风靡全球的 Scratch 联合创始人兼首席架构师、 MicroBlocks 创始人 John Maloney 官方指定）。

英荔教育与 CodeLab 均为 MicroBlocks 官方合作伙伴，将共同面向全国推广这一小巧、快速、用户友好的图形化硬件编程平台，让其惠及更多编程群体。

MicroBlocks 是一种免费/自由的、类似于 Scratch 的图形化编程语言，支持许多具有教育属性的微控制器主板，如 micro:bit、ESP32/ESP8266、树莓派 Pico 等，欢迎使用 MicroBlocks 来学习物理计算/硬件编程。

MicroBlocks 中文主页（microblocksfun.cn）

MicroBlocks 简介

The challenge is not building it but understanding it。——Bret Victor 《Seeing Spaces》

让学习者专注于解决问题而不是操心系统机制。——John Maloney

MicroBlocks 是硬件编程（物理计算）领域的 Scratch, 它是第一个具有 Scratch 临界质量的硬件编程平台，能够帮助数以千万的新手真正入门。

MicroBlocks 试图解决什么问题呢？或者说当前的硬件编程领域存在哪些问题？

硬件编程太难入门了

入门太困难了！我在给老杨的礼物里记录了我们所受的苦：

我跟老杨便决定好好学习单片机编程（或者叫它硬件编程/物理计算），那时我已经有一些软件编程经验，但只是初学者。很快我们就发现，学习单片机太难了！可怕得像一场灾难。

翻了后一页，就忘了前一页的内容，因为每一页都有无数细节，根本记不住。也不知道哪些重要哪些不重要，作者只是一股脑都告述你。玲琅满目的新名词，看起来完全不像中文，读起来像生造词。每一个概念又牵扯出一大堆其他概念，好像永远没有尽头。我们这本看不懂，就看那本，但都差不多。

…

多年后，我在阅读《Mindstorms》时, 几乎感动得落泪，这是一个何等慈悲善意的心灵，为初学者少受些苦难，对教育界宣战，“要改变的是学校的教育机制，而不是孩子”。Seymour Parpert 所抨击的计算机教育里的那些灾难性想法/做法，我大多都亲历过，尽管这本书在我上学时，已经出版了 30 年（40 年后才有中文版)，但整个计算机教育领域好像闻所未闻似的（今天基本依然如此）。可想而知，主流计算机教育领域到处都是车祸现场（今天基本依然如此）。

当我遇到 MicroBlocks，我突然意识到，这可能是我十年前跟老杨一直寻找的东西。十年过去，它终于出现了。如果我们在上学时遇到它，能用它来做多少有趣的东西呀！

Arduino 与 MicroPython

正在阅读文章的你可能是一个有经验的 Maker（创客），觉得 Arduino 已经很好地解决了入门困难的问题，它让业余爱好者也可以很好地玩转硬件。的确，Arduino 是硬件编程领域的重大进步，让这个领域不再那么令人生畏。在 Arduino 之后，MicroPython 又进一步降低了门槛。

可能是门槛实在太高，即便降了不少，对于没有任何经验的编程新手，依然令人生畏。

图形化硬件编程

随着 Maker/STEM/少儿编程在教育领域引发越来越多的关注，更多的人试图进一步降低编程的门槛，让新手不仅能进行软件编程，也能成为 Maker，对现实世界的硬件进行编程，进而制作各种有趣的小发明。

Scratch 在帮助新手入门编程方面取得了巨大成功，截至今天（2022.11.22），单是 MIT Scratch 社区就已经有 9958 万的用户，年龄段分布从 4 岁（22 万）到 80 岁（1.2 万）。

他们在社区里一共创作了 1 亿 1708 万个程序项目！

也许是受到 Scratch 的鼓舞，人们想把 Scratch 的成功经验移植到硬件编程领域，他们的想法是，使用图形积木来控制硬件！

这便是今天数以百计的公司（Google、微软和乐高…）和高校（CMU、MIT、UC Berkeley…）正在做的事情。

可是，仅仅将代码图形化是不够的。

图形化编程环境通过减少编程过程的语法错误来帮助学习，一些研究表明，学习语法的困难只在早期阶段会遇到，学习编程的一个更大挑战是，学习者需要能够正确预测源代码的更改对程序运行行为的影响。

MicroBlocks: 解决真正的挑战

这个更大挑战正是 MicroBlocks 试图解决的大问题。

MicroBlocks 通过提供拥有活性（liveness）的编程环境，缩短了反馈循环，从而鼓励学习者通过「试错」进行实验和编程。这些改进极大提升了编程的「可理解性」。

MicroBlocks 相较于其他编程平台具体优越在哪些地方？我在比较图形化硬件编程平台做了细致讨论。

我曾经在硬件编程上吃了太多的苦，这正是我如此热衷于分享 MicroBlocks 的原因：不希望新手们再去忍受那些不必要的痛苦！

从 MicroBlocks 开始你的硬件编程之旅吧！