作者：赵军
出版社：机械工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
Scratch趣味编程：逻辑思维培养与训练试读：
前言
要让孩子不输在起跑线上，“计算机逻辑思维”能力就要从小开始培养，即从培养编程能力开始。Scratch是一个简易的编程工具，适用于少儿、青少年甚至是初学程序设计的成年人。Scratch在北美和西欧非常普及，在亚洲地区，中国处于领先位置。现在，中国家庭中电脑的普及率已经不低了，Scratch编程系统的运行对于电脑配置的要求并不高——基本上最低配置的电脑也可以自如运行。因此，除了学校设置Scratch这门课程之外，家长也可以带着自己的孩子参照本书一起学习。“计算机逻辑思维”就是在编程训练中培养学生思维的习惯和过程，让他们在编程的过程中自己去发现问题，思考如何改进程序中的错误并解决问题。另外，编程可以让孩子学会很多解决问题的方法和途径，为了实现程序的目标，答案不是唯一的。“学习是习惯的养成”，从小培养孩子认识数字世界并掌握计算机逻辑思维能力是他们将来成功的基础之一。而培养“计算机逻辑思维”则需要先进的教育理念和工具，Scratch就是综合了先进教育理念的优秀工具之一。通过Scratch编程训练可以培养学生的综合能力——逻辑思维能力、创造力、分析能力、观察力、专注力、主动思考的能力、面对困难坚韧的毅力等，这些能力对孩子来说将是终身受益的。
本书的章节是按照信息技术的教学课程编排的，每章后面都编写了课后习题，书后还附上了习题的参考答案，因而适合作为中小学教学的教科书或自学的工具书。本书的读者对象主要是中小学的学生及其家长，没有任何程序设计经验的家长也可以使用本书在家里教自己的孩子学习程序设计——其实就是和孩子一起玩游戏，在“玩乐”中掌握程序设计的基本知识。
最后加两点说明：
1.本书所有的范例程序都是基于Scratch 2.0版本的子版本V456.0.4编写的，并且逐个调试并验证过。相信在本书正式出版之后，Scratch 2.0的子版本还会不断更新。不过，子版本的更新差异不大，大家在使用本书的范例程序时不会有影响，可以放心在学习和实践过程中参照使用。
2.本书所讲述内容中涉及的范例程序源代码、课后习题需要用到的辅助文件以及使用的相关设计素材，甚至是课后习题中编程题的参考程序源代码，都可以从下面的网址下载（统一压缩到一个文件中了）：
https://pan.baidu.com/s/18nQ24gisldAPyaT2EZSaxw
也可以扫描下面的二维码下载：赵军2018年5月—— 第1部分 ——概念篇第1章Scratch简介与动画原理
Scratch是用玩的方式学习编写程序的工具软件，不需要去学习和记忆复杂的程序语法，无论是游戏还是动画，所有的程序都可以通过堆“积木”（程序指令）的方式来轻松完成。当然，还是有前提的，我们必须先了解动画的原理与概念，再加上顺畅的流程规划与画面安排，才能完成精致、生动的Scratch作品。本章就先来认识Scratch以及动画的概念。1.1 Scratch简介与特色
Scratch是麻省理工学院媒体实验室（MIT Media Lab）终身幼儿园团队（Lifelong Kindergarten Group）所开发的一套图像化程序设计工具，可以用来创造交互式故事、游戏、多媒体动画与美术。Scratch主要是为8~16岁的孩子而设计的，不过edX平台上的计算机科学概论课程（详见下面的提示说明）也选用Scratch作为编写程序的教材，由此可见Scratch适合所有年龄层的人来学习。
Scratch官方网站的网址是https://scratch.mit.edu/，也可以在搜索引擎中输入“Scratch”进行搜索。搜索结果可能如图1-1所示。图 1-1
Scratch网站的标题包含Scratch开发者的期望，即Imagine（想象）、Program（程序）和Share（分享），通过学习Scratch启发和激励创意的想象，思考解决问题的步骤，作品完成之后上传到Scratch网站与世界各地的人分享与交流。
我们来看看Scratch有哪些与其他程序设计语言不一样的特色。（1）采用图像化积木组合式的程序设计：使用拖放积木的方式组合出程序，不用担心会像学习其他程序设计语言那样，因为不熟悉语法而导致程序错误（Bug，即程序中的缺陷或问题，俗称程序的“臭虫”）发生，极大地减少了挫折感。也因为不需要记忆语法，所以编程者能更专注于思考解决问题的步骤。（2）开放源代码：Scratch网站上的所有作品都是开放源代码（Open Source）的，当我们进入Scratch网站时，映入眼帘的就是各种各样的Scratch作品，如图1-2所示。图 1-2
进入作品页面之后，等待下载完成，点击作品就能播放。点击“观看程序页面”按钮就能看到别人是如何制作出这个作品的，Scratch成员可以自由发表评论和点“赞”，如图1-3所示。图 1-3
进入页面能清楚地看出他人设计作品的思考逻辑，如图1-4所示。图 1-4
提示：edX是麻省理工学院和哈佛大学合作创建的在线学习平台，是免费的大众学习平台，CS50（Introduction to Computer Science）计算机科学导论是其中的一门课程，任何人都可以去上课，课程的内容很广泛，涉及计算机原理、程序设计语言，甚至包含网络安全等内容，网址为https://www.edx.org/，进入网站后，再输入CS50进行搜索就可以找到这门课程。（3）完全免费，只要有网络和浏览器，随时都能编写程序：Scratch网站提供了在线编辑以及离线编辑两种模式，用户可以下载“Scratch 2Offline Editor”并安装在自己的计算机中，或者使用在线开发平台“Scratch Project Editor”来编写程序，如图1-5所示。图 1-51.2 下载与安装
Scratch提供了在线版和离线版供用户自由选用，下面我们来看看从哪里可以使用这两种版本及离线版的下载与安装。1.2.1 在线开发平台
进入Scratch网站之后，点击Create按钮或TRY IT OUT按钮都可以进入在线开发平台，如图1-6所示。图 1-6
进入在线开发平台后，右边会有“开始使用Scratch”面板，只要跟着一步一步地操作就能完成一个作品。面板里总共有13个步骤，我们可以一步一步地操作，也可以打开步骤面板，点击想要观看的步骤，如图1-7所示。图 1-7
步骤列表的每个步骤都可以点击观看，如图1-8所示。图 1-81.2.2 离线版的下载与安装
如果在网络信号较差的环境，就可以下载离线版并安装在本地计算机上。读者可以使用浏览器进入Scratch网站，先在网页最下方将语言切换为简体中文，然后在网页的下方就可以看到“离线编辑器”的链接，如图1-9和图1-10所示。图 1-9图 1-10
进入下载页面后，必须先下载安装Adobe AIR，再下载安装Scratch离线编辑器，如图1-11所示。图 1-111.3 操作界面与设置
无论是使用Scratch在线版还是离线版，功能与操作界面大同小异，本书将以离线版为范本来进行说明。
如果读者的Scratch界面是英文的，那么点击菜单上的地球图标，选择“简体中文”，就可以将界面改成“简体中文”，如图1-12所示。图 1-12
跟着下面的介绍来认识Scratch的操作界面。1.3.1 操作界面
操作界面分为以下五大区块，如图1-13所示。
·菜单区：Scratch相关的设置以及文件打开/保存等功能。
·舞台区：呈现程序执行的效果。
·背景与角色区：列出使用的背景与角色缩图，以及背景与角色的新建与管理功能。
·指令积木区：“脚本”面板提供了十大类程序指令，点击即可显示该类提供的程序指令（或称为指令积木）。
·脚本区：将指令积木区的指令积木拖放到脚本区就能组合出各种各样的功能，“造型”面板以及“声音”面板还能定义角色的造型与声音。图 1-131.3.2 菜单区
菜单区的地球图标除了能设置语言，还能设置和调整指令积木的字体大小，按住Shift键不放，再点击地球图标，之后点击“set font size”菜单选项就能设置字体大小，如图1-14所示。“文件”菜单包含新建项目、打开及保存等菜单选项，如图1-15所示。图 1-14图 1-15“编辑”菜单包含撤销删除、小舞台布局以及加速模式等菜单选项，如图1-16所示。图 1-16
当点击“加速模式”时，舞台预览区上方会显示“加速模式”4个字（见图1-17），在播放时即可加速播放。打开本书提供下载的范例程序文件“ch01”文件夹中的turbo.sb2文件，开启之后点击绿旗按钮，视频就会开始播放（其实是程序在执行），读者可以比较一下正常速度与加速模式的差别。图 1-17
点击“提示”菜单之后会出现“所有提示”面板，里面有许多范例以及实用的提示说明，读者可自行阅读。1.3.3 切换舞台查看模式
Scratch提供了三种舞台预览模式：常规、缩小及全屏幕，默认是常规模式，如图1-18所示。
Scratch舞台大小是480×360像素，在1024×768以上的屏幕分辨率下，指令积木区与脚本区都能够完整地显示出来，如果在640×480或800×600的屏幕分辨率下，指令积木区有些工具可能会重叠，这时可以选择“小舞台布局”，将舞台缩小到240×180像素。图 1-18
选择“编辑”菜单中的“小舞台布局”选项，就会变成小舞台（240×180像素），如图1-19所示。图 1-19
点击舞台区的按钮，就可以切换成全屏幕的播放模式，如图1-20所示。图 1-201.3.4 认识舞台区与2D坐标系
舞台区是2D的绘图环境，所有图形都是以2D坐标来定义位置的，什么是2D坐标呢？
2D坐标是由x与y两轴组成的，绘制出来的图形或动画是平面的，坐标以（x，y）来表示；3D坐标与2D坐标最大的差异在于多了“深度”，也就是加上了z轴，所以绘制出来的图形会是立体的，坐标以（x，y，z）来表示，如图1-21和图1-22所示。图1-21 2D坐标图1-22 3D坐标
当我们拿相机进行拍照时，拍摄出来的照片就属于2D图像。尽管照片看起来可以感觉到深度，不过它们仍然是平面的图形，只是通过阴影使照片看起来有远近的感觉罢了。
Scratch是2D的绘图环境，所以图形是以（x，y）来指定位置的，单位是像素（px）。舞台大小为宽480px、高360px，舞台正中央是原点（0，0），水平方向是x轴，垂直方向是y轴，x轴往右是正数、往左是负数，y轴往上是正数、往下是负数，这些坐标值可参考图1-23所示的示意图。图 1-23
当鼠标指针在舞台区移动时，我们可以在舞台区下方看到鼠标指针的坐标值。点击角色区的角色，脚本区会显示角色中心点所在的坐标位置，如图1-24所示。图 1-241.3.5 背景与角色区
背景与角色区可以管理“背景”和“角色”，当选择的对象是角色时，指令积木区“脚本”面板中的指令积木会跟着变成角色使用的指令积木，例如在图1-25中的“脚本”面板选择的是“外观”，当选择角色时，就会变成角色可使用的外观指令积木，“造型”面板可以针对选择的角色进行造型的设置。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]