Scratch是由MIT媒體實驗室為青少年開發的圖形化編程工具,用于創作交互式故事、動畫、游戲和其他程序,憑借其良好的界面交互設計,幾乎所有年齡的人都能使用Scratch。作為一種新型的程序設計語言,Scratch具有高級編程語言的許多特性,如對象、事件、線程、同步、子程序、函數、數組、關系運算和邏輯運算等。Scratch采用高度模塊化封裝設計,屏蔽了各種低級的編譯錯誤,使人得以專注于編程邏輯本身,在中小學計算機編程教育領域越來越受歡迎,甚至在一些大學,也開設Scratch課程作為編程教育的入門課程。
本書精心挑選和設計的100個妙趣橫生的編程案例,涵蓋了數字黑洞、分形圖、曲線方程、圓周率、趣味自然數、古算趣題、邏輯推理、數學游戲、玩撲克學算法等方面的內容,為廣大中小學生提供了一本編程進階的參考教材。
我國的詩詞文化源遠流長,古代數學家文理兼修,為考生出的“應用題”也是那么富有詩意。比如,這道“詩”題——
遠望巍巍塔七層,紅燈點點倍加增;
共燈三百八十一,請問尖頭幾盞燈?
像這樣的古算詩題,直到今天讀起來依然朗朗上口,理解起來又淺顯易懂。本書也收集了一些妙趣橫生的古算詩題,與讀者一起分享和感受這份數學的詩意。
在浩瀚的宇宙中有能吞噬一切的神秘黑洞,連光也無法逃脫。而在數學上也有類似奇特的現象,人們稱之為“數字黑洞”,它們會按照自身的規則“吞噬”掉一切數字。本書將帶讀者領略這些妙趣橫生的數字黑洞,比如西西弗斯黑洞,它會將一切數字轉換為123,并無限重復下去;而被稱為“冰雹猜想”的數字黑洞,它會把任意自然數最終變換為1,而且它的變換過程有時簡直“驚心動魄”。
宇宙間萬物極其復雜,而其構成卻是簡單的細胞、原子、分子等極其微小的事物。在數學中,一條線段、一個三角形、一個四邊形或是一個六邊形等看似簡單無比的幾何圖形,按一定規則重復之后,卻能產生令人稱奇的復雜圖案。本書將帶領讀者創造出美麗的雪花、勾股樹、二叉樹以及謝爾賓斯基三角形等神奇的分形圖。
算法是程序的靈魂,但學起來卻不容易。我們都知道學習編程最重要的是動手實踐,但是在學習算法原理時,明明感覺自己懂了,而當編程實現時卻又無從下手或是不得要領。本書將帶領讀者不用編程就能學習排序算法,通過撲克游戲領悟排序算法原理,反復練習就能掌握它們,之后再編程自然倍感簡單,小學生也能輕松掌握。
此外,本書還將帶領讀者感受數學之美,只要一個簡潔的曲線參數方程,就能一筆畫出妙趣橫生的曲線圖案,比如笛卡兒心形線、玫瑰曲線、蝴蝶曲線、外擺線等;還將帶領讀者觸摸“數學皇冠上的明珠”,編程驗證被稱為世界近代三大數學難題之一的“哥德巴赫猜想”……
一言以蔽之,本書通過100個妙趣橫生的編程案例,激發學生的求知欲望,引導學生向數學和算法領域前進。
本書不是零起點教材,適合受過Scratch入門教育的中小學生和編程愛好者使用。如果讀者之前學過使用Scratch編寫小游戲,已經掌握了Scratch軟件的基本操作,那么本書將非常適合讀者進一步提升編程能力。
好了,讓我們一起開始妙趣橫生的Scratch編程之旅吧!
謝聲濤2018年1月