Глава 2. Эффективность использования программы GoogleScratch в педагогический процесс курса информатика средней школы
2.1. Цель, задачи, требования к результату изучения программирования по средствам GoogleScratch
Программа GoogleScratch, является одной из адаптированных программ для изучения основ программирования в средней школе.
Цель изучения раздела «Алгоритмика и основы программирования» — ознакомление детей с основами программирования посредствам программы GoogleScratch.
Задачи изучения раздела:
- Обучать основам программирования и алгоритмики;
- Способствовать самостоятельной деятельности для получения основных навыков программирования;
- Развивать познавательные интересы, интеллектуальных и творческих способностей детей;
- Воспитывать ответственное отношение информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения; избирательного отношения к полученной информации;
- Содействовать формированию опыта использование информационных технологий в индивидуальной, познавательной и проектной деятельности.
Содержание раздела разработана на основе:
- Федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования. Информатика и ИКТ (профильный уровень) (одобрен решением коллегии Министерства образования России и Президиумом Российской академии образования от 23 декабря 2003г. № 21/ 12, утвержден приказом Минобразования России «Об утверждении федерального компонента государственных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования» от 5 марта 2004г. № 1089).
- Примерной программы курса информатики и информационных технологий (базовый уровень) // Программы для общеобразовательных учреждений: Информатика. 2 — 11 классы. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.
При изучении данного раздела, предполагается проведение практических работ, направленных на отработку отдельных технологических приемов, а также практикума — интегрированных практических работ (проектов), ориентированных на получение целостного содержательного результата, осмысленного и интересного для учащихся.
Основной методический принцип изучения раздела — все познается через труд, через преодоление ошибок, через процесс решения задач. Материал разбит на несколько занятий, в каждом из которых есть разноуровневые задания. Реализация обучения происходит по следующей схеме: «ознакомление — усвоение — проверка».
Таблица 2. Тематическое планирование занятий в рамках раздела «Алгоритмика и основы программирования» в курсе ОИВТ в средней школе
| № | Этап | Практические задания | Тип урока |
| 1 | Введение в Scratch- программирование | Изучение интерфейса программы | Урок первичного предъявления новых знаний |
| 2 | Основы Scratch- программирования | Выполнение заданий, направленных на использование различных функций программ | Урок формирования первоначальных предметных навыков, овладения предметными умениями |
| 3 | Графический редактор | Создание кораблика посредствам графических функций программы | Урок повторения предметных задач, умений и навыков |
| 4 | «Электронное пианино» | Создание простейших программ по прописанному заданию | Урок решения практических, проектных задач |
| 5 | «Игра «Арканоид» |
2.2. Материалы теоретических и практических занятий с использованием GoogleScratch
Конспект урока №1 «Введение в Scratch- программирование»
Одно из самых удивительных занятий нашего времени — программирование. Повелителей компьютеров называют программистами. Они знают слова языков программирования, которым подчиняются компьютеры, и умеют соединять их в компьютерные программы.
В 2003 году группа исследователей под руководством Митчела Резника из MIT Media Lab решила сделать общедоступный язык программирования. Через 4 года появился Скретч (англ. Scratch — линия старта). Делать в нем компьютерные программы смогли даже дошкольники.
Секрет в том, что в Скретче нет слов, которые нужно знать наизусть и уметь писать без ошибок. Программы в Скретче не пишут, а собирают с помощью мышки из готовых блоков-команд, похожих на блоки конструктора Лего.
В любой момент в программу можно вносить любые изменения. При этом вы сразу увидите, как они отражаются на ее работе.
Создаваемые в Скретче программы называют проектами. Этот термин используется во всех сферах человеческой деятельности.
Проект — это создание чего-то нового для решения проблемы.
Мы живем среди проблем (от греч. problema — преграда, задача): маленьких и больших, простых и сложных, временных и вечных. Все вещи, машины, произведения искусства, компьютерные программы — созданы людьми для их решения, это — результаты проектов.
Скретч — инструмент создания разнообразных программных проектов: мультфильмов, игр, рекламных роликов, музыки, “живых” рисунков, интерактивных историй и презентаций, компьютерных моделей, обучающих программ для решения проблем: обучения, обработки и отображения данных, моделирования, управления устройствами и развлечения.
Для создания программных проектов Скретч имеет все необходимые средства: язык программирования, движок (интерпретатор) языка, графический редактор, систему помощи, образцы проектов, библиотеку рисунков и звуковых файлов. Все можно сделать здесь — в самой программе, и сейчас — сразу, без установки дополнительных программ.
Скретч – это не только среда программирования, но и социальная сеть(http://scratch.mit.edu), которая объединяет пользователей из разных стран. Здесь можно опубликовать свои проекты и посмотреть чужие, скачать их, изменить. Отсюда можно бесплатно загрузить последнюю версию программы по ссылке: http://scratch.mit.edu/download.
Откроем для себя Скретч! Запустите программу с помощью ярлыка на рабочем столе или меню пуск — программы. Если программа не установлена — сделайте это сейчас.
Вы увидите окно программы. Исследуйте части интерфейса, выделенные красным цветом. Поиграйте некоторое время и попробуйте выяснить назначение основных элементов интерфейса.
Слово интерфейс переводится с англ. как поверхность, это то, что вы видите после запуска программы: ее окна, кнопки, символы. Он предназначен для управления программой. Кстати, как вы думаете, что можно считать интерфейсом велосипеда?
Конспект урока №2 «Основы Scratch- программирования»
Скретч — компьютерная модель реального мира. Мир состоит из множества объектов (лат. objectum — предмет), обитающих в общем пространстве. Объекты — это все, что существует в природе: люди, животные, ветер, снег, дерево, солнце, буквы, мороженое, конфеты и т.д.
В Скретче объекты называют спрайтами (англ. Sprite — вымышленный герой, эльф), а пространство — сценой.
При включении программы автоматически создается спрайт кота с именем Спрайт1.
Как вы думаете, можно ли сделать в Скретче спрайт Бабы-Яги?
Можно создать множество новых спрайтов с помощью трех звездных кнопок. Список всех спрайтов проекта размещен под сценой.
Запустите Скретч. В программе есть библиотека готовых спрайтов:
Animals — животные; Fantasy — сказочные персонажи; Letters — буквы и цифры; People — люди; Things — вещи; Transportation – транспорт.
Чтобы добавить новый спрайт из библиотеки, нажмите на среднюю кнопку под сценой, которая выглядит как папка.
Постарайтесь выяснить, что делают две другие звездные кнопки?
Попробуйте переименовать спрайты. Имя можно изменить на более понятное в специальном окошке. Где оно расположено в интерфейсе программы?
Чтобы удалить спрайт, воспользуйтесь инструментом ножницы над сценой или щелкните по спрайту правой кнопкой мыши для выбора команды удаления. Узнайте, что делают другие инструменты слева и справа от ножниц, а также другие команды правой кнопки.
При включении программы автоматически создается фон1: белый прямоугольник, имеющий 480 точек по ширине и 360 точек по высоте. В компьютерной графике минимальную точку изображения и экрана называют пиксел (можно говорить — пиксель).
Сцена неподвижна, как аквариум, но ее обитатели ведут себя, словно непоседы, постоянно перемещаясь вверх и вниз, налево и направо.
Чтобы перемещениями спрайтов можно было легко управлять, сцена имеет прямоугольную систему координат — декартову (в честь французского математика Рене Декарта, который придумал ее в 1637 г.):
Пространство сцены условно разделено осями координат Х и У, которые пересекаются в центре сцены. Здесь — начальная точка отсчета. На каждой оси есть отрицательное и положительное направления.
Координаты позволяют спрайтам не заблудиться на сцене и найти любую точку, т.к. каждый пиксел имеет точный адрес из двух чисел.
Сцену также можно представить как электронную таблицу или доску для игры в шашки и шахматы, в которой каждая строка и колонка имеют числовое название, а их пересечение образует адрес каждой ячейки.
Попробуйте самостоятельно определить, где на сцене находятся положительные и отрицательные области значений Х, У. Что такое направление?
Сцена и спрайты могут иметь графические (изображения — рисунки, фотографии) и звуковые файлы. Изображения спрайтов называют костюмами, а сцены — фонами.
Образы и звуки для каждого объекта хранятся в независимых областях в сборочном центре программы. Там же расположены скрипты объектов, но с ними мы познакомимся немного позже.
Фон и костюм можно нарисовать, нажав на кнопку рисовать, или взять готовый рисунок из файла с расширением JPG, BMP, PNG, GIF через кнопку импорт. Чтобы выполнять действия со сценой или спрайтом, их нужно выбрать мышью в списке объектов. Активный объект выделяется голубой рамкой вокруг, как на рисунке.
Отправим героя в пустыню или, куда вы захотите. Для этого достаточно добавить рисунок пустыни в список фонов сцены через кнопку импорт.
1. Выберите Сцену в списке объектов
2. Выберите вкладку Фоны.
3. Нажмите кнопку Импорт
4. Откройте папку Nature (природа)
5. Выберите левой кнопкой мыши файл beach-malibu
6. Нажмите кнопку Ок для добавления выбранного фона
7. Повторите шаги 4-6 для импорта изображения desert
8. Теперь у вас в списке 3 фона. Любой фон можно отобразить на сцене, кликнув по нему левой кнопкой мыши. Выберите мышкой поочередно разные фоны, чтобы отобразить их на сцене
9. Порядок фонов в списке можно менять, перемещая их мышью в нужную позицию. Переместите любой фон с одного на другое место в списке.
10. Удалите ненужный белый фон1, нажав напротив него кнопку с крестиком.
11. Сохраните проект в файле Упражнение_1.
Поведение есть у всех, даже у неподвижного пространства. Оно, например, может менять внешность. Ученикам за поведение порой ставят оценки и угощают чем-нибудь вкусненьким.
Бутерброд состоит из хлеба, масла и колбасы, а из чего состоит поведение? Из действий и сообщений. Люди, животные, насекомые, технические устройства способны действовать и сообщаться. Вы, наверняка, видели, как светофор с помощью цвета сообщает водителям и пешеходам, когда можно двигаться на перекрестке.
У поведения есть две тайны, которые позволяют предсказывать будущее.
Секрет №1
Поведением управляет сценарий — точный порядок действий и сообщений. Если вам известен, например, сценарий фильма, то вы точно знаете, когда и как именно поступит каждый герой, что и кому он скажет.
Секрет №2
Поведение всегда запускается событием, которым может быть действие или сообщение.
В Скретче действия совершает человек (пользователь программы) мышью иклавиатурой, а сообщения передают друг другу спрайты и сцена.
Поведение — это упорядоченные действия и сообщения объекта в ответ на событие.
В Скретче сценарий называют английским словом скрипт, которое переводится как сценарий.
скрипт=сценарий
Скрипты также, как изображения и звуки, добавляются во внутрь именно того объекта (спрайта или сцены), который был выделен мышкой в списке объектов. Чтобы собрать скрипт, нужно для выделенного объекта перетянуть блоки действий из левого окна в центр, соединяя их в стопку (или стек — стопка в переводе с англ. stack) .
Первый блок — это всегда блок события, запускающего скрипт на выполнение.
Попробуйте собрать сценарий. В Скретче объекты называют спрайтами, пространство — сценой, а порядок их действий — скриптами. Каждая точка сцены имеет точные координаты из двух чисел: Х — У. Графические и звуковые файлы, а также скрипты каждого объекта являются их личной собственностью и хранятся изолированно для каждого.
Конспект урока №3 «Графический редактор»
В Скретче есть свой редактор изображений, в котором можно сделать и отредактировать рисунок для спрайта и сцены. В версии программы Скретч 1.4 он работает только с растровыми изображениями, как и стандартный редактор Paint. В новой версии Скретч 2, которая доступна для зарегистрированных пользователей в их аккаунтах на сайте Скретч http://scratch.mit.edu/, есть и растровый редактор, и векторный.
Слово растр пришло из латинского языка, его буквальное значение — грабли.
Растровые изображения состоят из цветных точек (пикселов — сокращение от двух английских слов pix element, т.е. элемент изображений), упорядоченных в строки и столбцы. Если растровое изображение сильно увеличить, то каждая его точка (пиксел) превратится в квадрат. Чтобы убедиться в этом, достаточно увеличить масштаб просмотра любой фотографии. Попробуйте сами!
Как вы думаете, почему растровые изображения называют граблями?
Мы с вами научимся делать растровые изображения в Скретче.
Есть пять вариантов использования и запуска редактора. Завершается работа с рисунком нажатием на кнопку ОК для сохранения изображения или Отменить, если вы решили не хранить результат.
Используя инструменты, линия и заливка, нарисуйте Кораблик.
Если программа Скретч еще не запущена, запустите ее.
Запустите редактор, нажав кнопку рисования нового спрайта
Выберите инструмент Линия на панели инструментов и нужную толщину линии.
На рабочем поле выберите место, где будет располагаться Ваш рисунок и, нажав левую кнопку мыши, не отпуская ее, проведите линию необходимой вам длины (Шаг 1). Чтобы получить ровную линию, удерживайте при ее рисования клавишу Shift. Чтобы убрать лишнее, используйте инструмент ластик
Чтобы сделать изображение цветным, используйте инструмент Заливка . Для выбора цвета щелкните один раз левой кнопкой мыши по цвету в палитре, который вам необходим.
- Установите центр рисунка.
- Сохраните рисунок образа спрайта, нажав на OK.
- Используя команду экспорт костюма, сохраните рисунок в графическом файле с именем Кораблик. Сохраненный таким способом рисунок можно в дальнейшем использовать в любом документе в качестве иллюстрации.
Конспект урока №4 «Электронное пианино»
Цель проекта: учащиеся должны создать фрагмент пианино, которое способно воспроизводить звуки, играть готовые мелодии и показывать анимацию.
Реализация проекта: учащиеся были поделены на 3 группы. Первая группа – создание фрагмента пианино, написание скриптов воспроизведения звуков, запись мелодии. Вторая группа – разработка фона и спрайтов, создание воспроизведения звуков, содействие в записи мелодии. Третья группа – разработка скрипта движения спрайта.
Для начала необходимо заранее подготовить изображения клавиш. Их можно нарисовать в графическом редакторе Paint, или с фотографии пианино аккуратно вырезать, так как мы сделали в нашем проекте.
При помощи объектов, собирается фрагмент пианино. Каждая картинка является отдельным объектом, называемым спрайтом. Каждый спрайт должен будет иметь 2 костюма – обычное состояние и нажатое состояние, а также воспроизводить нужный звук (ноты). В итоге мы должны получить фрагмент пианино.
Создается этот фрагмент следующим образом: в области спрайтов нажимается кнопка создания нового спрайта. В появившемся окне следует нажать кнопку «импорт», и в появившемся окне выбрать нужный спрайт. Данная процедура проводится столько раз, сколько спрайтов нужно отобразить на сцене. После того, как фрагмент готов, нужно разработать небольшое меню, которое будет упрощать работу с программой.
Левая кнопка «Готовые мелодии» является выпадающим меню, т.е. при нажатии на кнопку появляется новая кнопка рядом. Правая кнопка «Стоп» останавливает скрипт, прекращается воспроизведение звуков и анимации, на экране появляется информация о проекте.
Основное оформление готово. В дальнейшем мы еще вернемся к оформлению, для того чтобы предать нашему проекту больше интерактивности и красоты. Но на данном этапе все нужные объекты уже созданы.
Теперь переходим к созданию скриптов каждому спрайту. Начнем с нот, так как все остальные объекты будут опираться именно на эти скрипты. Сразу нужно отметить, что скрипты нот будут отличаться только непосредственно самой нотой, т.е. звуком, который данный спрайт должен воспроизвести. Поэтому целесообразнее сначала полностью решить, что должно быть в скрипте каждой ноты, для того чтобы в дальнейшем использовать уже готовый скрипт для всех остальных нот.
В данном проекте у спрайта ноты должны быть следующие возможности: при нажатии на спрайт левой кнопкой мыши – воспроизводить нужный звук; при проигрывании готовой мелодии подсвечиваться в тот момент, когда нота, закрепленная за спрайтом звучит; перейти к костюму отображающему не нажатое состояние, в тот момент когда нажимается кнопка «Стоп».
Выбираем крайнюю левую ноту в нашем фрагменте, ноту «соль». Ищем спрайт этой ноты в панели спрайтов и щелкаем по нему два раза левой кнопкой мыши – данное действие откроет панель скриптов именно для этого спрайта. Также можно щелкнуть два раза левой кнопкой мыши по самому спрайту.
Исходя из этого, видно, что в работе спрайта участвуют три скрипта. Первый скрипт воспроизводит звук при нажатии на спрайт. При этом спрайт меняет свой костюм на следующий, т.е. нажатую ноту, воспроизводит звук под номером 43 (нота соль) продолжительностью 0,25 секунды и затем возвращается в исходное положение. Второй скрипт применяется тогда, когда играется готовая мелодия. «Когда я получу 1» означает то, что выполнение данного скрипта будет только после получения сообщения «1». Номера сообщений выбираются следующим образом: крайняя левая нота имеет сообщение 1, следующая – сообщение 2 и так далее. В данном случае меняются только лишь костюмы с интервалом в 0,25 секунды. Третий скрипт отменяет выполнение двух предыдущих скриптов и возвращает спрайт в исходное положение.