Scratch 是由MIT Media Lab 開發的一種圖形化編程語言,同時也是一個在線社區。它將編程需要的基本技巧囊括其中,包括建模、控制、動畫、運算等,通過點擊、拖曳的方式完成編程。通過這個工具,孩子們可以更好地理解編程的思想,學習創意思考、系統推理和協同合作。 本書是以冒險故事為題材的程序設計學習教材,全書通過9個故事情節,巧妙地把學習和冒險結合在一起,使孩子們輕松愉快地理解和學Scratch 編程基礎知識。 本書適用于小學(6~12 歲)機器人創新教育。
《創客教育》
編委會
主編 鄭劍春
副主編 覃祖軍 吳俊杰 李夢軍
委員(以拼音為序)
陳 杰 程 晨 付志勇 傅 騫 高 山 葛 雷
管雪 黃 凱 李大維 李凌霄 梁森山 梁志成
廖翊強 劉玉田 毛澄潔 毛 勇 秦賽玉 邱信仁
沈金鑫 石李珊 孫效華 王繼華 王旭卿 翁 愷
吳向東 肖文鵬 謝 鵬 謝賢曉 謝作如 修金鵬
楊豐華 葉 琛 葉 雨 于方軍 余 袁明宏
張建軍 趙 凱 鄭小康 鐘柏昌 周茂華 祝良友
本書程序設計
秦賽玉 朱 清 薛科翼 王 偉 李 澤
序
人人創客 創為人人
少年強則國強。風靡全球的創客運動一開始就與教育有著千絲萬縷的聯系。這
種聯系主要產生在兩個方面:一是像3D 打印、智能機器、創意美食等融合了“高
大上”的最新科技和普通人可以操作的、方便快捷的東西,本身就有很強的吸引力,
很多孩子是被其吸引過來而不是被叫過來,這樣自然意味著創客教育有很大的教育
意義。二是創客教育對教育的更大挑戰是,讓孩子真正地面對真實社會。在自媒體
的時代,信息傳播的成本基本為零,任何一個人在任何一個年齡段都可以分享自己
的創意,甚至這個創意還在雛形階段,“未成形,先成名”。社交網絡上的真誠點贊
和可能帶來的潛在商機,讓投身創客學習模式的青少年在鍛煉動手能力和創新思維
的同時,找到了一個和社會直接對接的端口。
那么,一個好的創客應該具備什么樣的品質呢?首先是 “發現問題”,發現自
己和身邊人的任何一個微小需求,哪怕它很 “偏門”,比如一個用來檢測紫外線強
度是否過強的帽子。但是根據 “長尾理論”,有了互聯網,世界各地的朋友能夠搜
索到這種小眾的發明,然后為其埋單。其次是 “質感品位”,做一個有設計思維的人,
能夠用設計師的方式去思考,當別人看到自己設計的東西時有一種 “工匠精神”之
感——確實花了很多心思去設計,真誠地為自己點贊。也可以在開始時就有自己的
品牌特色,比如設計一個商標或者統一外部特征。物像人一樣,我們可以察覺到它
們的不同個性,好的設計像一個富有個性的人一樣有它的特色。通過欣賞好的設計,
并且去制造它,可以提高自己對質感的把握能力和對品位的理解能力,使自己的創
客作品能夠超越 “粗糙發明”的狀態,成為一個精致的造物。再次是要能夠駕馭價
值規律,可以從很多現成的套件入門,但是最終一定要能夠駕馭原始材料,如基礎
控制板、電子元器件、木頭、塑料、鋁等,因為只有這樣才能駕馭成本。幾乎沒有
小飯館會采用從大酒店訂餐然后再賣給自己的顧客的做法,因為它們無法賣出大酒
店的價格。同樣,用現成套件搭建的作品也賣不出去,因為它的成本太高,只是一
個很好的入門途徑。通過一步步的學習,最終學會了駕馭原始材料,就能夠實現物
品的使用價值和成本之間的飛躍。就像我們用廢舊物品制作一個機器人一樣,它仿
佛在對你說:“謝謝你給予了我新的生命,原來我一文不值,現在卻成為大家眼里
的明星。”而這種價值提升的過程也是創客特別引以為傲的地方。最后就是 “資源
和限制”,知道自己擅長什么、不擅長什么,才能很好地尋找合作伙伴,所有的創
新都在有限資源和無限想象力之間“妥協”。通過了解物和人的資源及限制,就可
以駕馭自己無限的想象力了。你肯定會想:“哦,我明白了,創客就是對于任何一
個自己或者別人微小的需求都能夠用有質感和品位的方式來滿足,從中得到價值上
的提升,并且能夠組建團隊創造性地解決問題的一群人。”那么我會回答:“嗯
我也不太清楚,因為創客領域的所有答案都要你親自動手去解決,你先去做,然后
告訴我,我說得對不對。”“那么,我要怎么做呢?”
《創客教育》系列叢書提供了充分選擇的空間,里面琳瑯滿目的創客項目,總
有一款會適合你。那么,親愛的朋友,如果你現在能夠對自己說,第一,我想學,
而且如果一時找不到老師,我愿意自學;第二,我想去做一個快樂、自由的創造者,
自己開心也能夠幫助身邊的人解決問題,那么你在思想上已經是一個很優秀的創客
了。試想,一個“人人創客、創為人人”的社會應該是怎樣的呢?我們認為一定是
一個每個人都能夠找到自己最愿意干的事,每個人都能夠找到適合自己的項目“搭
檔”的世界。我們說得到底對不對呢?請大家動動手,親自驗證吧!
叢書編委會
2015年6月
前言
從國內第一套Scratch 教程——《趣味編程Scratch 》正式出版以來,受到了學
生、家長、教師的廣泛好評。多年來,收到許多全國各地發來的課程規劃思路和
Scratch 教學建議,其中大家討論最多的還是兩個問題:Scratch 為何而來,我們的
學生向何而去。如何把Scratch 結合到培養學生創新精神和創造能力的教育活動中,
成為我們必須思考、必須解決的問題。MIT Media Studio 僅是為了讓學生學會編程
嗎?將Scratch 引入課堂僅是激發學生的學習興趣嗎?學生創作作品僅是一些游戲、
趣味軟件嗎?我想,Scratch 為何而來,應是為了學生的未來而來;學生向何而去,
也必然是向著未來而去。創新精神、創造能力是立足當今乃至未來社會的關鍵能力。
Scratch 以趣味編程為起點,結合科學、技術、工程、藝術和數學等探索一條創新之路。
2013 年,Code.org 發起了“HOUR OF CODE”活動,向全球推廣編程教育。
在180 多個國家,有數千萬學生參與了這項活動,一小時編程活動的課程支持超過
30種語言,參加這項活動的學生完全不需要經驗,參與者的年齡可以從4 歲到104 歲。
2014 年4 月18 日,來自全國各地23 個省的Scratch 愛好者、知名創客以及來
自中國香港和臺灣的教育專家260 多人齊聚常州,參加為期兩天的2014 “中小學
STEAM”論壇暨Scratch 現場教學。這次聚會是為了Scratch ,為了STEAM ,更是
為了探討如何讓STEAM 的精神和創造力滲透中小學信息科技創新教育活動中。本
次活動還安排了兩個教學現場,開設了四節教學研討課,來自北京市景山學校的毛
澄潔老師、常州市虹景小學的秦賽玉老師、上海市外國語中學的王麗麗老師以及常
州市局前街小學的王偉老師,分別給全體參會的教師展示了“Scratch 編程——闖
關大冒險”“Scratch 傳感板的初級應用”“引用Labplus硬件進行的反應時間測定實驗”
以及“Scratch 距離傳感器創意應用”的四個活動。從此,Scratch 被更多中小學熟知。
同時,中國最大的Scratch 教學群 “貓友匯”在國內掀起了Scratch 的教學熱潮,各
學校對Scratch 課程的需求也發生了很大變化。本書就是在這樣的背景下,基于學
習科學理論及學生的思維發展特點,全新開發的一套Scratch 2.0 課本。希望通過本
書,能夠服務更多教師和學生,共同翻開程序設計教育的新篇章。
本書所有程序均可從www.maoyouhui.org 下載。同學們可以到www.
haohaodada.org 小試身手,和全國的同學們比一比。
由于編者水平所限,書中難免存在不足,敬請廣大讀者批評指正。
編 者
2015年9月
活動1 “麥克一號” 5.3“麥克一號”變身 57
1.1 不明飛行物 1 活動6 叢林之舞
1.2 坐標定位 6 6.1 跳舞的印第安人 60
1.3 自我介紹 9 6.2 快樂的演奏家 63
活動2 小試身手 6.3 叢林中的狂歡 68
2.1 初探飛船 14 活動7 神奇火山
2.2 自動駕駛 18 7.1 糖果火山 72
2.3 駕駛飛船 23 7.2 接糖果 77
活動3 時光之門 7.3 收獲 83
3.1 神奇的畫筆 28 活動8 外敵入侵
3.2 有趣的多邊形 31 8.1 奇妙的攝像頭 87
3.3 打開時光之門 36 8.2 抓糖果 91
活動4 迷宮探險 8.3 躲避外星人 94
4.1 迷宮之路 40 活動9 最后的決戰
4.2 巧走迷宮 43 9.1 抵抗外敵 98
4.3 成功脫險 48 9.2 歡慶勝利 104
活動5 穿越叢林 附錄A Blockly
5.1 變幻叢林 50 附錄B mBlock
5.2 智能的“麥克一號” 54