Середовище програмування Скретч

Середовище програмування Скретч

 Інформаційно-комунікаційні технології відкрили доступ до неймовірного різноманіття інтерактивних ігор, історій, анімації, моделей та інших видів динамічних, інтерактивних медіа-об‘єктів. Але здебільшого ці програми як вулиця з одностороннім рухом: ви можете лише переглядати, вибирати та використовувати те, що створили інші.

Scratch (Скретч) змінює цю ситуацію. Середовище програмування Скретч дозволяє самостійно розробляти і створювати різноманітні проекти, комбінуючи графіку, фотографії, музику і звуку в інтерактивній розробці. Скретч дає можливість створювати персонажі, що танцюють, співають і взаємодіють один з одним, або зображення, що оживають у відповідь на рух вказівника мишки, або, використовуючи зображення зі звуковими ефектами та музичні кліпи – інтерактивні вітальні листівки для друзів чи презентації для школи.

Назва Скретч походить від scratching – техніки, яку застосовують хіп-хоп діджеї: вони крутять вінілові платівки, змішуючи музичні фрагменти різних творчих манер (напрямків). Кожен користувач може зробити щось подібне і в Скретч – змішувати в різний спосіб різні медіа-об‘єкти (графіку, фотографії, музику, звуки).

Основа Скретч – графічна мова програмування, що дозволяє керувати діями (операціями) та взаємодією між різними медіа об‘єктами. Програмувати в Скретч набагато простіше, ніж у традиційних мовах програмування. Так, щоб створити скрипт, потрібно лише об‘єднати різнокольорові графічні блоки, як цеглинки в LEGO або пазли.

       Scratch – програма призначена для навчання дітей від 8 років основам програмування та дизайну. Програма являє собою середовище програмування, у якому можна створювати анімаційні проекти, ігри або інтерактивні історії та обмінюватись ними у мережі. Scratch представляє інформацію в ігровій та розважальній формі, що значно спрощує роботу з програмою. Програма містить модулі, що включають інструменти для роботи з скриптами, графічним та звуковим редакторами. Також Scratch дає можливість використовувати вбудовані логічні конструкції.

Основні особливості:

• навчання основам програмування у ігровій формі;

• розробка різних анімаційних проектів;

• велика кількість інструментів.

<https://youtu.be/SoeV633cTLg>

Готовий проект можна опублікувати на веб-сайті Скретч, розмістити на сервісах YouTube та Flickr. Можна  розмістити ваш Скретч – проект на будь-якій іншій веб–сторінці, наприклад, на персональній сторінці MySpace або Facebook. Знаходити нові ідеї для проектів можна, переглядаючи готові проекти на веб-сайті Скретч. Якщо дитині сподобався якийсь персонаж або картинка або скрипт, можна просто завантажити його та використовувати у власному Скретч-проекті.

Що учні вивчають і чому навчаються, створюючи інтерактивні історії, анімацію, ігри, музику та творчі роботи в Скретч?

По-перше, вони знайомляться з математичними й алгоритмічними ідеями, які будуються на досвіді роботи в середовищі.

По-друге, створюючи програми в Скретч, учні опановують фундаментальні алгоритмічні поняття, такі як повторення та розгалуження.

По-третє, вони покращують розуміння важливих математичних понять, таких як координати, змінні та випадкові числа. Важливо, що учні вивчають ці поняття в зрозумілому і мотивованому контексті.

Наприклад, при вивченні поняття змінної на уроках математики, зазвичай, учні не відчувають практичного зв′язку з поняттям. Але, вивчаючи змінні в середовищі Скретч, учні мають змогу застосувати їх у зрозумілих ситуаціях: контролюючи (регулюючи) швидкість анімації або слідкуючи за обрахунком результатів гри, яку вони створюють.

Працюючи над Скретч – проектами, школярі набувають досвіду щодо процесу проектування. Як правило, вони розпочинають з ідеї, створюють робочий прототип, експериментують з ним, отримують відгуки та коментарі від інших, у разі помилок виправляють і перероблюють його. Це безперервний процес: генерування ідеї, створення проекту, що призводить до появи нових ідей, які у свою чергу, ведуть до нових проектів, і так далі. Скретч формує основні навички XXI-го століття, які є вирішальними для успішної самореалізації в майбутньому: творче мислення, вільна комунікація, системний аналіз, ефективне співробітництво, вільне використання технологій, безперервне навчання.

Створення проектів у середовищі Скретч також допомагає учням поглиблювати рівень володіння інформаційними технологіями. Щоб вільно розмовляти англійською, іспанською або іншою іноземними мовами, потрібно не лише навчитись читати, але й писати, тобто вміти виразити себе за допомогою мови. Так само, щоб вільно володіти інформаційними технологіями, потрібно навчитися не просто взаємодіяти з комп’ютером, але й творити за його допомогою. Звичайно, більшість учнів не стане професійними програмістами, так само, як більшість із них не стане професійними письменниками. Але вивчення програмування дозволить більш повно і творчо самовиражатися, розвивати логічне мислення, розуміти роботу нових інформаційних технологій.

Більшість людей розглядають програмування як нудне, спеціалізоване заняття, займатися яким можуть лише ті, хто пройшов серйозну технічну підготовку. Традиційні мови програмування, такі якJava і C++ , дійсно важкі для вивчення.

Основне завдання Scratch – змінити таке ставлення до програмування. Щоб зробити математику, основи алгоритмізації та програмування більш привабливим і доступним для дітей, підлітків, а також тих, хто хоче навчитися програмувати, Скретч використовує кращі зразки архітектурних підходів та дизайну інтерфейсів.

Основні особливості Скретч:

• Блочне програмування. При створенні проектів необхідно просто об’єднати різнокольорові графічні блоки в стеках. Форма блоків розроблена таким чином, що їх можна зібрати лише в синтаксично правильні конструкції. Різні типи даних мають різну форму блоків, підкреслюючи їх несумісність. Робити зміни в стеках можна й під час виконання програми, що дозволяє досліджувати роботу програми та більше експериментувати з новими ідеями.

• Маніпуляції даними. При створенні проектів можна одночасно використовувати графіку, анімацію, музику та звуки. У такий спосіб розширюються можливості щодо управління медіа-даними.

• Спільна робота та обмін. На сайті проекту Скретч (http://scratch.mit.edu) можна ознайомитися з проектами інших користувачів, завантажити їх та повторно використати, опублікувати власні проекти. Таким чином навколо проекту Скретч формується міжнародна спільнота користувачів.

Скретч пропонує низьку підлогу (легко розпочинати), високу стелю (можна створювати складні, комплексні проекти) та широкі стіни (підтримка великого спектру проектів). Розробники середовища зробили акцент на простоті , іноді за рахунок функціональності задля зрозумілості.

Учні, працюючи над Скретч-проектами, мають можливість вивчити важливі алгоритмічні концепції, такі як повторення, розгалуження, змінні, типи даних, події і процеси. Скретч уже використовується для вивчення цих понять слухачами різного віку від початкової школи до вищих навчальних закладів.

Скретч – проект з відкритим вихідним кодом, але з “закритою” командою розробників: вихідний код є у вільному доступі, але додатки розробляються.

Основні терміни середовища Скретч:

Алгоритм – послідовність дій (команд), виконання яких призводить до очікуваного результату.

Анімація – рухоме мальоване зображення (мультиплікація)

Блок (blocks) – окрема команда, яка використовується в сценарії.

Комп’ютерна програма – це алгоритм, записаний однією з мов програмування та призначений для виконання комп’ютером.

Координати – це величини, що визначають положення точки в просторі.

Мова програмування – це система позначень для опису алгоритму, призначеного для виконання комп’ютером.

Подія в середовищі Скретч – натискання на задану клавішу, виконання кліку кнопкою миші по виконавцю, надходження повідомлення від іншого виконавця.

Програмування – це процес створення комп’ютерних програм.

Програміст – це фахівець, що займається творенням комп’ютерних програм.

Проект – це сукупність об’єктів, скриптів, звуків, які збережено в окремому файлі та використовують разом.

Скретч (from scratch – «с чистого листа») – візуальне об’єктно-орієнтоване середовище програмування для навчання школярів.

Скрипт (scripts) – (сценарій, метод) – послідовність команд, яка визначає, які дії і в якому порядку слід виконати певному виконавцю.

Спрайт – невеличке зображення, яке можна рухати по екрану та змінювати його вигляд.

Стек (stack) – набір послідовно з’єднаних різнокольорових графічних блоків в межах однієї події.

Сцена (Stage) – це місце де виконуються створені проекти: ігри, історії, анімації.

Цикл – це алгоритмічна структура, що дозволяє кілька разів повторити задану послідовність команд.

Головне меню середовища містить наступні команди (рис. 1):

• новий– створити новий проект;

• відкрити– відкрити проект;

• зберегти– зберегти поточний проект;

• зберегти як– зберегти проект з новим ім’ям;

• відправити!– розмістити проект на сайті Scratch;

• скасувати– відмінити останню команду;

• мова– вибір мови інтерфейсу;

• додатково– відкрити додаткове меню;

• потрібна допомога?– он-лайн довідка

Команди роботи з об’єктами згруповані в окремі блоки і відрізняються кольором:

• Рух(синій колір) – команди переміщення об’єктів;

• Вигляд(фіолетовий колір) – команди зміни зовнішнього вигляду об’єктів;

• Звук(бузковий колір) – звуки, ноти та музикальні інструменти;

• Олівець(зелений колір)- команди керування пером або олівцем, яким можуть малювати об’єкти середовища.

• Керувати(помаранчевий колір);

• Датчики (голубий);

• Арифметика (світло зелений) – команди;

• Змінні (червоний колір).

      Коли учні створюють проекти в Scratch, вони опановують навички, які їм знадобляться для успішної самореалізації та майбутнього успіху:

• творче мислення;

• ясне спілкування;

• системний аналіз;

• використання технологій;

• ефективна взаємодія;

• проектування;

• постійне навчання.

Scratch розроблявся як нове навчальне середовище для навчання школярів програмуванню і позиціювався авторами як альтернатива «культурі PhotoShop». У Scratch можна створювати фільми, гратися з різними об’єктами, видозмінювати їх вигляд, переміщувати їх по екрану, встановлювати форми взаємодії між об’єктами. Це об’єктно-орієнтоване середовище, в якому блоки програм збираються з різнокольорових “цеглинок” команд так само як машини збираються з різнокольорових блоків у конструкторах Лего.

Можна взяти будь-який об’єкт і здійснити над ним дії:

• видозмінити його зовнішній вигляд за допомогою фіолетових команд — блоків зовнішнього вигляду;

• перемістити його за допомогою синіх команд блоків переміщення;

• помістити команди переміщення і видозміни всередину оранжевих блоків керування;

• додати до керуючих блоків “цеглинки” звуків.

У результаті виконання простих команд може отриматися складна модель, в якій взаємодіятимуть багато об’єктів, наділених різними властивостями. Початковий рівень програмування такий простий і доступний, що Scratch може слугувати як навчальний засіб не тільки старших, але і молодших школярів.