Создание мультимедийног проекта в среде программирования Scratch 1.4

Муниципальное общеобразовательное учреждение

МО г. Саяногорск «Школа № 3

имени Героя России Сергея Медведева»

КОД __________________________

Естественно-научная

Создание мультимедийног проекта в среде программирования Scratch 1.4

Автор:

Каминский Иван Ярославович, 7 А класс

Руководитель:

Зайда Марина Николаевна, учитель  информатики

г. Саяногорск, 2018

Введение

В настоящее время основы компьютерной грамотности и использования сети Интернет стали неотъемлемой частью как умение писать и читать.

Резко возрос интерес к программированию. Это связано с развитием и внедрением в повседневную жизнь информационно-коммуникационных технологий. Существуют множество языков программирования, которые предназначены для выполнения конкретных задач. Scratch (Скретч) гораздо легче, чем все традиционные языки программирования Паскаль, Бейсик,  Си и т. д. Эта программа разрабатывалась как новая учебная среда для обучения школьников программированию. В Scratch можно создавать фильмы, играть с различными объектами, видоизменять их вид, перемещать их по экрану, устанавливать формы взаимодействия между объектами. Это объектно-ориентированная среда, в которой блоки программ собираются из разноцветных кирпичиков команд точно так же, как собираются из разноцветных кирпичиков конструкторы Лего. При этом блоки Scratch позволяют собирать только синтаксически верные конструкции, исключая ошибочные. Разные типы данных в среде обозначаются визуально различными формами и цветами, а значит, среда сама не допустит, чтобы пользователь создал неверно работающий код.

Применений возможностям Scratch можно найти множество: в этой среде легко создавать анимированные открытки, презентации, игры, мультфильмы. Ну и, конечно же, намного интереснее изучать строгие понятия из разных областей наук, такие как, например, координаты или случайные числа из математики, программируя движения какого-либо объекта, понятного и визуально привлекательного.

Можно предположить, что такая наглядность принесет гораздо больше пользы, чем правила в учебнике математики, написанные сухим академичным языком.

Важно и то, что готовыми проектами, созданными по этой технологии, можно обмениваться внутри сообщества, объединяющего весь мир, которое активно формируется сейчас в Интернете. Scratch полностью бесплатен, его свободно можно загрузить с сайта разработчиков, как версию для Windows, так и для Linux и др.

Цель работы: исследовать применение современных инноваций в области визуально - интуитивного программирования для популяризации естественно - математических наук среди учащихся.

Задачи, поставленные для достижения цели:

• ознакомиться с историей визуально - интуитивного программирования, рассмотреть потенциал программирования на Scratch в организации проектной научно-познавательной деятельности школьников;
• изучить среду программирования Scratch, ее возможности и характеристики, уточнить особенности программирования на Scratch;
• разработать свой проект и создать готовый программный продукт в среде Scratch;
• развивать интеллектуальные, познавательные и творческие способности, используя возможности программирования на Scratch.

Гипотеза: использование современных инноваций в области визуально - интуитивного программирования в среде Scratch привлечёт учащихся к изучению естественно-математических наук, а также возродит интерес к программированию.

Наука и технологии сегодня развиваются столь стремительно, что возникает необходимость серьёзно заниматься программированием, начиная с начальной школы.

Наиболее остро стоит проблема организации проектной образовательной деятельности по информатике в школе. Повышение интереса учеников указанной проблемы может базироваться на использовании в обучении программированию с помощью среды Scratch.

Преимущества изучения среды программирования Scratch заключаются в следующем: она предназначена для удовлетворения потребностей тех, кто желает изучать и использовать программирование для творческого выражения, а также тех – кто хочет добиться быстрых результатов. Для сегодняшних школьников – это немаловажно.

1. Теоретическое обоснование исследования

1.1 Среда программирования Scratch 1.4

Скретч (возможно от англ. from scratch— «с чистого листа», произносится «скрэтч») — визуальная объектно-ориентированная среда программирования для обучения школьников. Она основана на построении программ из разноцветных кирпичиков-команд. Название «Scratch» произошло от слова «scratching» — техники, используемой хип-хоп диджеями, которые крутят виниловые пластинки взад-вперёд руками для того, чтобы смешать музыкальные темы.

Scratch – это мультимедийная система. Большая часть операторов языка направлена на работу с графикой и звуком, создание анимационных и видеоэффектов, манипуляции с медиа информацией.

Создан в 2007 году. Скретч разрабатывался небольшой командой исследователей из Массачусетского технологического института во главе с Митчелл Резник (Mitchel Resnick), написан на языке Squeak.

Создавая этот язык, ученые поставили более широкую задачу, чем научить учеников программированию.

Основная идея проекта – стать частью образовательной программы детей и подростков, развить у них творческие способности, логическое мышление, свободу в использовании информационных технологий. Все это решается путем вовлечения учеников в создание собственных проектов: мультфильмов, демонстрационных роликов, программ-тренажеров, обучающих программ, компьютерных игр, интерактивных мультимедийных презентаций.

В основе программного продукта Scratch лежит графический язык программирования, включающий различные типы данных и структуры управления, реализованный в понятном, дружественном интерфейсе, доступном для понимания и использования учениками даже начальных классов. Кроме того, развитые алгоритмические конструкции языка Scratch и концепции объектно-ориентированного программирования позволяют создавать достаточно сложные и эффективные программы, делают эту среду полезной и для старшеклассников.

Относительно недавно вышла русскоязычная версия, в которой команды можно задавать по-русски. В Сети существует сообщество пользователей, обменивающихся программами, написанными на языке Скретч. Оно находится по адресу http://scratch.mit.edu.

В основе программного продукта Scratch лежит графический язык программирования, включающий различные типы данных и структуры управления, реализованный в понятном, дружественном интерфейсе, доступном для понимания и использования учениками даже начальных классов. Кроме того, развитые алгоритмические конструкции языка Scratch и концепции объектно-ориентированного программирования позволяют создавать достаточно сложные и эффективные программы, делают эту среду полезной и для старшеклассников.

Любая проектно - исследовательская работа в Scratch основана на законах естественных наук: физики, математики.

1.2. Описание среды программирования Scratch 1.4

После запуска программы экран имеет вид (см. рис.1) – это интерфейс программы.

   Рис. 1. Интерфейс программы

Главная область (см. рис. 2), это, конечно же, сцена (располагается в правой части экрана), на ней отображаются результаты работы проекта.

Рис. 2. Сцена

Чтобы на сцене что-нибудь происходило, необходимо создать спрайты (см. рис. 3), т.е. визуальные динамические объекты; для этого используются специальные кнопки (см. рис. 4).

Рис. 3. Спрайты                            Рис. 4. Кнопки создания новых спрайтов

Все, что создано, отображается на листе спрайтов, где можно выбрать один из спрайтов для настройки. При этом информация о текущем спрайте отображается в средней части экрана – поле скриптов (см. рис.5). Это поле предназначено для описывания поведения данного спрайта.

  Рис. 5. Поле скриптов

Верхнее поле содержит закладки (см. рис. 6), с помощью которых можно от просмотра скриптов перейти к просмотру возможных видов (рисунков) спрайта и связанных с данным спрайтом звуков. Краткая информация о выбранном спрайте: имя, текущий образ, координаты, направление и т.д. находятся выше (см. рис.  7).

Рисунок 6. Закладки

Рис. 7. Краткая информация о спрайте

В этой же области находится кнопка , вызываемая путем нажатия правой кнопки мыши на спрайт или звук, позволяющая сохранить спрайт или звук в виде отдельного файла.

Стоит подчеркнуть, что скрипты являются составной частью каждого спрайта, подобно визуальным образам и звукам. Общие атрибуты, относящиеся ко всему проекту в целом, можно присоединить к сцене: у нее также могут быть свои скрипты, образы и звуки.

При создании скриптов используется палитра блоков, которая занимает левую часть экрана (см. рис. 8). В ее верхней части располагаются 8 разноцветных кнопок, которые выбирают нужную группу команд: движение (см. рис. 8), внешность (см. рис. 9), звук (см. рис. 10), перо (см. рис. 11), контроль (см. рис. 12), сенсоры (см. рис. 13), числа (см. рис. 14), переменные (см. рис. 15). Команды выбранной группы отображаются в нижней части выбранного окна.

                          Рис. 8. Палитра блоков      Рис. 9. Внешность         Рис. 10. Звук            Рис. 11. Перо

Рис. 12. Контроль           Рис. 13. Сенсоры                 Рис. 14. Числа

Рис. 15. Переменные

Когда все готово, можно нажать кнопку  и перейти в полноэкранный режим, в котором сцена займет весь экран, а все остальные области убираются. Полученный режим очень напоминает просмотр готовой презентации в Power Point.

Практически все управление системой сосредоточено в верхней части экрана. Главное меню, выполнено в виде горизонтальных кнопок.

Рис. 16. Главное меню

Кроме них отдельно выделены кнопки переключения режима поворота спрайтов, панель инструментов, а также кнопки запуска и остановки скриптов.

Спрайты и сцены можно удалять (нажатие на правую кнопку мыши вызывает появление меню) или дублировать: создавать копии существующих объектов. Поведение каждого объекта определяется его программой – скриптом.

Костюм – это внешний вид объекта, он может меняться.

После изучения основных конструкций языка и возможностей среды можно работать над задачей по созданию и разработке собственного проекта.

2. Экспериментальное исследование

Создание компьютерной игры в среде Scratch 1.4

Изучая программу Scratch, возникла идея исследовать возможности программы для создания проектов компьютерных игр.

Скретч содержит широкие возможности манипуляции с визуальными данными развивает навыки работы с мультимедиа информацией, облегчают понимание принципов выполнения алгоритмических конструкций и отладку программ. Наличие операторов «идти в указатель мыши», «повернуться к указателю мыши», «если край, оттолкнуться» и так далее позволяет создавать динамичную графику детям, еще не владеющим математическим аппаратом манипулирования графическими объектами в координатной системе.

Использование шаблонов картинок и звуков из существующих библиотек, создание собственных файлов, выполнение таких операций с файлами проектов, как Сохранить, Открыть, Создать, позволяет ученикам быстро освоить работу с файловой системой и стандартными приложениями.

А так же в Скретч можно отработать правила приоритета арифметических операций при расчёте математических выражений, создавая скрипты с вложенными друг в друга зелёными блоками.

• Создаем проект игры «Пинг-понг». (Приложение 1)

Для этого проекта будем создавать программу, которая позволяет одному пользователю играть в пинг-понг с помощью мышки. Используя команды из блоков Сенсоры, Данные, Операторы и др.

Для создания программы создаем три новых объекта (Спрайт2, Спрайт3, Спрайт4) и фон (Сцену). Для каждого объекта необходимо написать программу – скрипт, которая должна выполнять определенные функции и связана с другими скриптами.  

Справа в окне скриптов отображается программа собранная из блоков команд.  Слева – результат выполнения скрипта (см рис. 17, рис. 18, рис. 19).

3. Заключение

В результате исследования выяснилось, что Скретч-истории, выполненные с целью моделирования, могут быть сделаны самими учащимися для демонстрации на занятиях, проведения исследований, поиска ответов на поставленные вопросы. Примерам может служить созданный проект игры: «Пинг-понг».

Цель нашего исследования была достигнута: среда Scratch позволяет создавать проекты, направленные на создание игр.  При создании скриптов в Scratch не требуется написания текстов программ на формализованных языках программирования, так как здесь предоставлены все необходимые графические средства для изображения данных и структур управления. Совмещая графические блоки, можно создать программу и запустить ее на выполнение в той же среде Scratch.

Все поставленные задачи в начале нашего исследования были выполнены: изучены возможности и потенциал среды Scratch1.4; создан собственный проект игры пинг-понг.

В результате проделанной работы гипотеза подтвердилась, в итоге осуществленного экспериментального исследования было установлено, что среда Scratch располагает всеми  возможностями для создания проектов.

Используя Скретч, мы научились выбирать интересные для нас направления работы, формулировать свои идеи, воплощать их в жизнь, делиться результатами. И на этом наша работа ещё не закончена. За кажущейся простотой Скретча скрываются возможности, которые необходимо использовать и в старших классах для создания математических моделей исследования.

Основываясь на вышеперечисленном, я считаю, что использование современных инноваций в области визуально - интуитивного программирования в среде Scratch возродит интерес к программированию, а также привлечёт учащихся к изучению естественно-математических наук.

Источники.        

Белова Г.В. Программирование в среде ЛОГО. Первые шаги. – М.: Солон, 2007

Великович Л., Цветкова М. Программирование для начинающих. – М.: Бином, 2007

Еремин Е.А. Газета «Информатика». Среда Scratch – первое знакомство. – М.: Первое сентября, 2008 – №20 (573) – С. 17–24.

Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы. Построение и анализ. 2-е издание, 2007

Красиков И.В., Красикова И.Е. Алгоритмы. Просто как дважды два. – М.:ИКФ «ЭКСМОС», 2006

http://ru.wikipedia.org/wiki/

http://letopisi.ru/index.php/

http://scrаtch.mit.edu/

http://www.chirp.scratchr.org/dl/ChirpCompiler-setup.exe

Список использованной литературы

1. http://www.tiobe.com/index.php/content/paperinfo/tpci/ 
2. http://letopisi.org/index.php/Scratch  
3. http://scratch.mit.edu 
4. http://elrond.tud.ttu.ee/~vilip/Scratch/Vene_Juhend/Scr_juhend.html 
5.  http://ru.wikipedia.org/wiki 
6. Патаракин Е. Руководство для пользователя среды Scratch //http://www.supercode.ru/download/scratch_by_patarakin.pdf
7. Еремин Е.А. Газета «Информатика». Среда Scratch – первое знакомство. – М.: Первое сентября, 2008 – №20 (573) – С. 17–24.
8. Учитесь со Scratch, сообщество учителей, родителей и просто творческих людей. /scratch/