«ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ШКОЛЬНИКА В СРЕДЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ SCRATCH УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ОРЕНБУРГ — 2009 УДК 373.31 (075) ББК 74.263.2я73 Р 95 Исследования выполнены при поддержке Федерального агентства по ...»

В. Г. Рындак

В. О. Дженжер

Л. В. Денисова

ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

ШКОЛЬНИКА В СРЕДЕ

ПРОГРАММИРОВАНИЯ SCRATCH

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ОРЕНБУРГ — 2009

УДК 373.31 (075)

ББК 74.263.2я73

Р 95

Исследования выполнены при поддержке Федерального агентства по образованию в рамках реализации аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009–2010 годы) (№ 3.1.2/4125).

Рындак В. Г., Дженжер В. О., Денисова Л. В.

Проектная деятельность школьника в среде программирования Scratch: учебно-методическое посоР 95 бие / В. Г. Рындак, В. О. Дженжер, Л. В. Денисова. — Оренбург: Оренб. гос. ин-т. менеджмента, 2009. — 116 с.: ил.

Пособие включает рекомендации по организации проектной деятельности в среде программирования Scratch. Представлены разработки занятий, охватывающих 26 тем познавательного и творческого направления. Предложено примерное тематическое планирование внеучебной проектной научно-познавательной деятельности младшего школьника в соответствии с общеобразовательным стандартом второго поколения. Содержатся примерные темы междисциплинарных проектов для начальной, основной и старшей школы.

Книга может быть полезна учителям начальных классов, информатики, работникам учреждений дополнительного образования, студентам педагогических вузов, родителям и всем, кто заинтересован в интеллектуальном и творческом развитии детей.

УДК 373.31 (075) ББК 74.263.2я © Рындак В. Г., Дженжер В. О., Денисова Л. В., © Оренбургский государственный институт менеджмента,

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1.1. АВТОРСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ МЕТОДИКИ ОРГАНИЗАЦИИ ВНЕУЧЕБНОЙ

ПРОЕКТНОЙ НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКА С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ SCRATCH

1.2. ПОТЕНЦИАЛ СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ SCRATCH В ОРГАНИЗАЦИИ

ПРОЕКТНОЙ НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКА..........

1.3. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКА НАЧАЛЬНОЙ

ШКОЛЫ

1.4. ОРГАНИЗАЦИЯ ВНЕУЧЕБНОЙ ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКА С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ SCRATCH

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВНЕУЧЕБНОЙ

ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

СРЕДЫ SCRATCH

2.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ........... Проект 1. Знакомимся со Scratch. Наш Кот ходит и мяукает!.......... Проект 2. Скчки. Щекочем Лошадку

Проект 3. Играем на пианино и других музыкальных инструментах

Проект 4. Записываем и сочиняем музыку

Проект 5. Скчки-2

Проект 6. Используем слои

Проект 7. Планируем и делаем мультфильмы и комиксы (свободное проектирование)

Проект 8. Создаём свой объект в графическом редакторе............. Проект 9. Анимируем полёт пчелы

Проект 10. Создаём оркестр (синхронизируем многоголосье)....... Проект 11. Создаём плавные анимации

Проект 12. Изменяем Кота в зависимости от окружающих условий

Проект 13. Создаём мультфильмы и комиксы (свободное проектирование)

Проект 14. Знакомимся с переменными

Проект 15. Разворачиваем Пчелу в направление движения (развитие проекта 11)

Проект 16. Делаем мультфильмы, комиксы, игры (свободное проектирование)

Проект 17. Изучаем повороты

Проект 18. Создаём своего исполнителя

Проект 19. Изменяем направление движения в зависимости от условия

Проект 20. Рисуем разноцветные геометрические фигуры............ Проект 21. Рисуем натюрморт, пейзаж, портрет (свободное проектирование)

Проект 22. Создаём самую настоящую игру

Проект 23. Кот анализирует сложную окружающую обстановку... Проект 24. Создаём игры (свободное проектирование)................ Проект 25. Организуем диалог с пользователем

Проект 26. Создаём игры и творческие проекты (свободное проектирование).

Публичная защита проектов

Резерв учебного времени

2.2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ ТЕМ ПРОЕКТНОЙ

НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКА

Особенности проектной научно-познавательной деятельности младшего школьника

Особенности проектной научно-познавательной деятельности подростка

Особенности проектной научно-познавательной деятельности старшего школьника

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

УКАЗАТЕЛЬ ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

Мы живм в эпоху, когда знание перестало быть чем-то единым. Разделнное на «науки» и «дисциплины», оно теряет стройную целостность и предстат перед нами в виде лоскутов, из которых скроена картина мира. Школьное (да и профессиональное) образование есть не что иное, как изучение отдельных фрагментов этого пстрого витража. Можно ли сегодня считаться образованным человеком, не замечая и не понимая связей между элементами реальности? Вероятно, ответ на этот вопрос будет отрицательным. Многие исследователи полагают, что корни проблемы тянутся из организации школьного обучения. Например, Алан Кей 1, который интересуется не только «высокой» наукой, но внимательно следит за обучением детей, считает, что нужно как можно раньше дать ребнку мощный «инструмент для думания». Основное назначение этого инструмента — познание нового и создание связей между известным, развитие не только аналитического, но и синтетического мышления.

Психологическая наука говорит, что возраст младшего школьника приходится на сензитивный период, когда он способен сознательно осуществлять частично-поисковую деятельность. Это хорошо сочетается с использованием метода проектов, который особенно эффективен при внеурочной форме обучения и способствует усвоению знаний путм разрешения проблемных ситуаций.

В последние годы очень популярным стал язык (и среда) программирования Scratch (читается Скрэтч). Это не просто оборот речи: Scratch располагается на 24 месте среди всех (!) самых популярных языков программирования, включая такие, как C, Java, C++, C#, PHP, Pascal и другие2.

Двадцать четвртое место — у «игрушечного» детского языка (кстати, у Logo — 32). Это можно объяснить только огромной потребностью и педагогического сообщества в целом, и самих детей в средстве для «думания», исследования и самовыраОдин из разработчиков графического оконного интерфейса, создатель См. http://www.tiobe.com/index.php/content/paperinfo/tpci/ жения. К сожалению, Россия не входит в число стран, активно интересующихся Scratch. Мы собираемся, по возможности, исправить эту ситуацию.

Scratch был создан на языке Squeak3, который сам заслуживает особого разговора. Главным идеологом Scratch является ученик Пейперта Мич Резник из MIT Media Lab (Массачусетский технологический институт; это тот самый университет, где в 1968 г. С. Пейперт разработал Logo).

Возможно, язык распространился настолько быстро потому, что создавался не для изучения программирования. Scratch, с точки зрения теории, — объектно-ориентированный язык с возможностью создавать многопоточные программы. С практической точки зрения это простой в изучении, красивый, мощный инструмент, который не требует двухмесячного изучения, прежде чем появится возможность написать программу для решения квадратного уравнения. Никаких двух месяцев и, если не хотите, никаких квадратных уравнений.

Писать можно сразу, через десять минут знакомства с основами. Причм в отличие от Бейсика, на котором начать писать тоже очень легко, Scratch не поощряет плохого стиля программирования. Напротив, «правильные» программы на Scratch писать проще, чем «неправильные». Графика, анимация, музыка, видеоэффекты, и в то же время классическое событийно управляемое объектно-ориентированное и модное параллельное программирование. Каждый может брать вс, что ему нужно сейчас. А потом двигаться дальше.

Эта книга была задумана в связи с разработкой общеобразовательных стандартов второго поколения. Как известно, в настоящее время продолжается активная работа по созданию новой образовательной системы в России. Одним из важнейших направлений здесь является разработка и внедрение новых образовательных стандартов. В структуре основных общеобразовательных программ и результатах их освоения проект концепции федеральных государственных образовательных стандартов общего образования [4] выделяет четыре компонента: фундаментальное ядро (определяет Разновидность Smalltalk.

содержание учебных программ и организацию образовательной деятельности по отдельным учебным предметам), базисный учебный план (регулирует педагогический процесс через инвариантную, вариативную части и внеурочную деятельность учащихся), примерные (базисные) учебные программы по предметам (дополняются программами развития универсальных учебных действий), систему оценки достижения требований стандарта.

Значимым, с нашей точки зрения, является введение в стандарт обязательной внеучебной деятельности учащихся, которая, по замыслу разработчиков, призвана в полной мере реализовать требования стандартов общего образования.

Предполагается, что часы, отводимые на внеучебную деятельность, будут использоваться по желанию учащихся и, в то же время, будут являться неотъемлемой частью образовательного процесса в школе. Именно здесь (по крайней мере, вначале) нам видится возможность использования Scratch.

Учителя информатики, начальных классов, предметники, родители — все, как мы надеемся, смогут использовать Scratch для организации и проведения своих занятий. Моделирование, презентации, средство для активизации мышления, учебные пособия, межпредметные проекты — вот неполный перечень того, где можно использовать Scratch. Хотя материал подобран для изучения в начальной школе (со второго класса), его можно использовать в среднем и старшем звене, внеся некоторые очевидные поправки. Некоторые темы междисциплинарных проектов для основной и старшей школы приведены в нашем пособии.

Все проекты, о которых идт речь в пособии можно http://sites.google.com/site/OrenScratch.

Эту книгу мы написали для учителей и родителей, которые, несмотря на повседневные заботы, усталость и нехватку времени, вс-таки не перестали замечать прекрасное, удивляться и радоваться ему.

Уважаемые коллеги! Эта книга — для вас.

1. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1.1. АВТОРСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ МЕТОДИКИ

ОРГАНИЗАЦИИ ВНЕУЧЕБНОЙ ПРОЕКТНОЙ

НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ШКОЛЬНИКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ

ПРОГРАММИРОВАНИЯ SCRATCH

Ключевым в нашей концепции является понятие «проектная научно-познавательная деятельность школьника», как совместная (с другими субъектами) или самостоятельная деятельность с использованием методов научного исследования, ведущим мотивом которой является познавательный интерес, и организованную в форме выполнения проектов. К методам научного исследования мы относим, например, работу с материалами по данной тематике, выдвижение и опровержение гипотез, планирование и проведение эксперимента, анализ и синтез, публичная защита полученных результатов.

Проектная научно-познавательная деятельность не является самоцелью, но рассматривается нами как среда, в которой наиболее естественным образом раскрывается личностный потенциал школьника. В этой связи целями проектной научно-познавательной деятельности школьника мы полагаем:

1. развитие интеллектуальных, познавательных и творческих способностей школьника;

2. развитие метапредметных умений (личностных, познавательных, коммуникативных, регулятивных);

3. развитие способов мыслительной деятельности;

4. формирование целостной картины мира и системного мышления на основе межпредметных Следует иметь в виду, что возрастные особенности младшего школьника не позволяют в полной мере реализовать проведение полноценных научных исследований. В то же время раннее включение в организованную специальным образом проектную деятельность творческого характера позволяет сформировать у школьника познавательный интерес и исследовательские навыки, которые в старшем возрасте пригодятся им для выполнения научно-познавательных проектов.

Организация научно-познавательной деятельности школьника требует использования инструмента (средства) для выполнения как исследовательских, так и творческих проектов. В качестве такого инструмента мы видим среду программирования Scratch (http://scratch.mit.edu). Наш выбор обусловлен следующими соображениями.

Во-первых, программная среда должна быть легка в освоении и понятна даже ученику начальной школы, но, в то же время, должна давать принципиальную возможность составлять сложные программы. Это позволяет постепенно направлять деятельность школьника в русло научно-познавательного исследования, не расходуя при этом силы на изучение каждый раз новой программной среды.

Во-вторых, нужная нам среда должна позволять заниматься как программированием, так и созданием творческих проектов. Это позволит вовлечь во внеучебную деятельность ребят не только с абстрактно-логическим, но и с преобладающим наглядно-образным мышлением.

Наконец, в-третьих, нам нужен программный инструмент, вокруг которого сложилось активно действующее, творческое, разнонаправленное, позитивно настроенное интернет-сообщество. Мы предполагаем, что школьники будут использовать его как пространство идей, как референтную группу для собственных проектов, как стимул для созидания.

Существует значительное количество разных учебных программных средств: языки высокого уровня (Pascal, C, C++, C#, Java и др.), специальные учебные языки (Logo, PervoLogo, ЛогоМиры, Star Logo, NetLogo, Squeak, Green Foot на основе Java и др.), разнообразные и очень популярные школьные исполнители (Роботландия, Кенгурнок, Чертжник, Кузнечик, Паркетчик и др.). Но ни одно из этих средств не удовлетворяет в полной мере перечисленным требованиям. Мы остановили свой выбор на среде Scratch после анализа е педагогического потенциала.

1.2. ПОТЕНЦИАЛ СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

SCRATCH В ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЕКТНОЙ

НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ШКОЛЬНИКА

Среда программирования. Scratch — это, в первую очередь, система программирования, обладающая всеми необходимыми атрибутами. Scratch имеет собственный редактор текста программы, построенный на интересной идее конструкторов Lego: все операторы языка и другие его элементы представлены блоками, которые могут соединяться один с другим, образуя скрипт (фрагмент кода). Важной особенностью блоков является их «специализация»: имеется несколько видов блоков и они могут составляться не произвольным образом, а лишь сообразно своему назначению. Так и в конструкторе Lego не каждую деталь можно соединить с любой другой. Это ограничивает количество возможных вариантов соединения, и, соответственно, исключает возможность появления синтаксических ошибок. Кроме этого имеется транслятор, унаследованный от Squeak, и отладчик, позволяющий выполнять программы в пошаговом режиме.

Как язык программирования, Scratch представляет собой разновидность объектно-ориентированного языка, наследника первого объектно-ориентированного языка Smalltalk.

Такая родословная Scratch позволяет программисту свободно использовать его в качестве инструмента для моделирования объектов и процессов реального мира. Встроенная и интуитивно понятная графическая подсистема языка позволяет легко проводить визуализацию динамики модели, а также включать в не элемент интерактивности.

Одной из важнейших особенностей Scratch как языка программирования является его событийно-ориентированный характер. Это означает, что все объекты взаимодействуют при помощи обмена сообщениями. Такая схема обмена информацией делает Scratch близким к современным объектно-ориентированным языкам и позволяет впоследствии более просто организовать переход к изучению Java, Delphi, C# и др.

Scratch является языком, в котором последовательно реализована идея многопоточности. Каждый скрипт любого объекта запускается в отдельном потоке. В отличие от процедурных языков, в которых принято последовательное выполнение кода, в Scratch скрипты могут выполняться и параллельно. Причм никаких дополнительных действий выполнять не требуется: вс это особенности языка.

Наконец, мы не знаем другого языка программирования, который бы имел средства для написания программ, умеющих получать информацию извне (из реального мира) без помощи клавиатуры и мыши. При наличии специального устройства, подключаемого к порту USB, программа на Scratch может «слышать» звуки, «чувствовать» освещнность в комнате, «ощущать» движения пользователя и выполнять в соответствии с полученной информацией различные действия.

Таким образом, можно выделить следующие имманентные свойства Scratch, имеющие значительный педагогический потенциал.

Простота и дружественность интерфейса позволяют начинать изучение программирования, как только дети научатся читать.

Редактор текстов как конструктор дает возможность на подсознательном уровне превратить «учбу» в «не учбу», а кроме того — сократить количество ошибок в программе.

Ориентированность на графику, так как доказана эффективность обучения с опорой на наглядно-образное мышление.

Объектная ориентированность позволяет изучить основные способы создания программ с объектами. Заметим, что Scratch — своеобразный объектно-ориентированный язык.

В нм отсутствуют концепции, без которых многие вообще не представляют себе объектно-ориентированную технологию.

Например, при изучении Scratch ученик не описывает классов, не использует полиморфизм, не строит деревьев наследования, не сталкивается с инкапсуляцией. Есть объект, его поля и методы (переменные и скрипты). Но отсутствие названных концепций создат трудности программирования, особенно заметные при разработке сложных проектов. Многочисленные повторения кода ведут, в конце концов, к идее наследования, многочисленные однотипные сообщения для разных объектов — к идеям полиморфизма и абстрактных классов.

Лгкость изменения полей (и совершения ошибок при таких изменениях) приводит к мысли о сокрытии данных, то есть инкапсуляции. При этом важно, что эти идеи не сообщаются педагогом неподготовленному ученику (даже для студентов 1-2 курса физико-математического факультета названные концепции бывают слишком абстрактны), а самозарождаются, и впоследствии падают на подготовленную почву.

Ориентация на обработку событий способствует формированию метаумения устанавливать причинно-следственные связи, развитию логического мышления, закладывает основы системного мировосприятия через демонстрацию систем как объектов со связями. Наблюдая за поведением таких объектов, ученик приобретает умение отделять существенные признаки предмета от несущественных.

Такая аналитико-синтетическая работа характерна для начальных этапов поисково-исследовательской деятельности (Н. А. Менчинская).

Многопоточность позволяет не просто строить модели объектов, но создавать модели действительно комплексных систем, причм без излишних технических сложностей. Кроме того, параллельное программирование сегодня является чрезвычайно востребованной технологией, что делает раннее знакомство детей с ней полезным в плане будущей профессиональной ориентации.

Среда проектирования. Scratch не только язык программирования, но и удачная среда для проектной деятельности, поскольку вс необходимое для такой деятельности включено в его состав. Кроме названных выше редактора, компилятора и отладчика имеются:

графический редактор для создания и модификации визуальных объектов;

библиотека готовых графических объектов (некоторые из них содержат наборы скриптов);

библиотека звуков и музыкальных фрагментов;

большое количество примеров.

Непосредственно в среду Scratch не входит, но также играет огромную роль динамичное и дружелюбное сообщество любителей Scratch, к которому можно подключиться при помощи Интернета. В сообществе, организованном при Массачусетском технологическом институте (США), можно разместить свои работы, послушать похвалы и критику, найти единомышленников, почерпнуть новые идеи. Одна из ключевых особенностей Scratch состоит в том, что проекты распространяются с исходными кодами, так что в принципе отсутствует (или почти отсутствует) идея копирайта. Поскольку речь не идт о коммерческих разработках, это не вызывает недовольства. Напротив, именно благодаря такой свободе возможен быстрый обмен идеями, что не может не сказаться на количестве работ, выложенных в открытый доступ.

Несмотря на то, что каждый может взять любую работу и позаимствовать оттуда код, повторяющихся работ (попросту говоря, — плагиата) очень мало. И это несмотря на то, что заимствования кода приветствуются. По всей видимости, здесь мы наблюдаем процесс самоорганизации, в результате которого банальный плагиат трансформируется в заимствование и дальнейшее развитие идей.

Уточним возможность реализации междисциплинарных проектов. Именно междисциплинарность позволит школьнику создать единую картину мира, наводя мостики между различными, иногда, на первый взгляд, довольно далкими друг от друга науками. В этом случае возможности Scratch неоценимы, так как он доступен не только представителю точных наук. Учитель-гуманитарий, например, может использовать Scratch для создания динамичных и интерактивных презентаций.

Отметим, что работа в среде Scratch может быть организована как индивидуально, так и коллективно. Разделение функций и ролей среди участников проекта может быть основано на следующих принципах:

по функции или роду деятельности (сценарист, художник, программист и т. п.);

по частям проекта (каждый участник выполняет одновременно несколько ролей, разрабатывая свою часть общего проекта).

Первый способ деления может быть применн в разновозрастных группах, в группах с разным опытом проектной работы, в группах, где учащиеся имеют различные способности или типы мышления, т. е. в разнородных группах.

Второй способ подходит для однородных групп. Однако эти рекомендации не носят жсткого характера и могут варьироваться в зависимости от ситуации.

Среда моделирования. Перечисленные особенности Scratch делают его очень удобной, практически идеальной средой для обучения моделированию.

Моделирование представляет собой один из наиболее универсальных методов познания действительности. Для нас в настоящем контексте важен его педагогический потенциал, а также возможность реализовать этот потенциал в Scratch.

Мысленный образ модели основан на анализе изучаемого объекта и может быть представлен в примитивах некоторого языка своими компонентами и связями. В нашем случае идеальный объект моделирования разделяется на компоненты, а затем воссоединяется (синтезируется) в новой среде, отличной от мозга, а именно в среде Scratch: происходит объективация идеальной структуры. Такой подход характерен для построения любой модели, поэтому простейшие аналитико-синтетические действия будут вынужденно производиться учеником.

Следующим шагом после создания модели является проверка е на адекватность и, если нужно, — коррекция.

Тестирование производится в режиме игры с моделью. Это не наблюдение за столбцами цифр, не слежение за колебаниями абстрактных графиков, а именно игра. Во время игры автор замечает свои недоработки, неточности и ошибки. Затем соотносит их с кодом и вносит необходимые исправления. Заметим, что во многих курсах моделирования этап анализа проводится очень скомкано. Происходит это в силу того, что результаты моделирования слишком абстрактны и не вызывают сопереживания у учеников. С моделями на Scratch интересно поиграть, а если в «игре» что-то не так, то можно легко исправить ошибку.

Среди моделей на Scratch можно выделить: простую или интерактивную анимацию; феноменологическую модель объекта, процесса или явления; математическую модель.

Уточним, что может быть очень простая программа для реализации математической модели и очень сложная для интерактивной анимации.

Таким образом, от других языков программирования, используемых в школе, Scratch отличается изначальной направленностью на создание моделей, работу с моделями. Это делает его незаменимым инструментом для организации проектной научно-познавательной деятельности.

Среда для творчества. Было бы неверным представлять Scratch только как средство организации учебной деятельности. Он может использоваться и как инструмент творчества. В Интернете огромное количество проектов исключительно эстетической направленности. Огромное количество визуальных эффектов делает Scratch очень привлекательным в качестве средства самовыражения. Несмотря на отсутствие «научности», такие проекты лишь первый шаг к более серьзной проектной научно-познавательной деятельности учеников, так как по мере роста мастерства растут и здоровые амбиции создателей. Хочется новых идей, новых инструментов, что и выводит автора «творческих» проектов к «исследовательским» проектам (слова здесь взяты в кавычки потому, что зачастую очень сложно бывает провести границу между проектами разного вида).

Отметим, что Scratch может использоваться как единый инструмент для самых различных возрастов и типов мышления. Практически с того момента, как ребнок научился читать (и даже раньше: просто в этом случае блоки языка рассматриваются как своеобразные иероглифы) и до 14-16 лет.

Обобщая сказанное, выделим педагогический потенциал как совокупность ресурсов, возможностей и способностей среды Scratch.

Под ресурсами Scratch мы понимаем все его особенности как языка и системы программирования. В первую очередь к ним относятся: объектная ориентированность;

поддержка событийно-ориентированного программирования;

параллельность выполнения скриптов; дружественный интерфейс; разумное сочетание абстракции и наглядности; организация текстов программ из элементарных блоков; наличие средств взаимодействия программ на Scratch с реальным миром посредством дополнительного устройства; встроенная библиотека объектов; встроенный графический редактор;

активное интернет-сообщество пользователей.

К возможностям Scratch отнесм проекцию его ресурсов в психолого-педагогический и методический планы, то есть те его свойства, которые напрямую проистекают из наличных ресурсов. Наиболее существенны, на наш взгляд, возможности Scratch направленные на: изучение основ алгоритмизации; изучение объектно-ориентированного и событийного программирования; знакомство с технологиями параллельного программирования; моделирование объектов, процессов и явлений; организацию проектной деятельности, как единоличной, так и групповой; организацию научно-познавательной деятельности; установление межпредметных связей в процессе проектной и научно-познавательной деятельности; организацию кружковой работы с направленностью на художественное творчество.

Способности Scratch определяются нами как проявление его возможностей в отношении развития личностных качеств учеников. Потенциальность этой связи заключается в вероятностном характере объективации возможностей Scratch.

К наиболее значимым новообразованиям относятся [8]: ответственность и адаптивность; коммуникативные умения;

творчество и любознательность; критическое и системное мышление; умения работать с информацией и медиасредствами; межличностное взаимодействие и сотрудничество;

умения ставить и решать проблемы; направленность на саморазвитие; социальная ответственность.

Таким образом, педагогический потенциал среды программирования Scratch позволяет рассматривать е как перспективный инструмент (способ) организации междисциплинарной внеучебной проектной научно-познавательной деятельности школьника, направленной на его личностное и творческое развитие.

И, наконец, перечисленные особенности Scratch оказывают влияние на развитие таких личностных качеств ученика [8]: ответственность и адаптивность; коммуникативные умения; творчество и любознательность; критическое и системное мышление; умения работать с информацией и медиасредствами; межличностное взаимодействие и сотрудничество; умения ставить и решать проблемы; направленность на саморазвитие; социальная ответственность.

Таким образом, в качестве способов организации внеучебной проектной научно-познавательной деятельности школьника мы выделяем:

1. использование среды программирования Scratch в качестве системообразующего элемента;

2. выполнение научно-познавательных и творческих проектов междисциплинарного характера;

3. работа над выполнением проектов в разновозрастных группах.

К наиболее существенным особенностям предлагаемой модели внеучебной деятельности мы относим:

1. выполнение проектов в среде программирования Scratch (с возможностью впоследствии перейти к 2. возможность как индивидуальной, так и групповой работы (в том числе в разновозрастных группах);

3. работу на выбранном уровне сложности;

4. отсутствие жсткого регламента, что предполагает возможную необязательность посещения занятий, выполнения заданий и т. п., т. е. индивидуальную образовательную траекторию для каждого ученика;

5. безотметочная система оценивания;

6. свободный выбор тематики работы при поощряемой полидисциплинарности;

7. доведение проекта до защиты как одно из наиболее важных правил;

8. возможность свободно обмениваться мнениями, как внутри своей группы, так и с коллегами;

9. равноправие «научных» и «творческих» проектов.

Выделим некоторые типы проектов, выполняемых в среде Scratch:

с элементами искусственного интеллекта учебная модель, демонстрационный эксперимент;

По содержанию проекты разделяются на свободные и предметные (например, в рамках школьной дисциплины).

Для успешной работы в среде Scratch желательно, чтобы школьник имел предварительную практику работы за компьютером, включающую знания и умения и по следующим направлениям:

o назначение основных устройств компьютера для o включение и выключение компьютера и подключаемых к нему устройств;

o операционная система MS Windows:

панель задач (назначение каждой из четырх функциональных частей: кнопка «Пуск», панель быстрого запуска приложений, область операции над файлами и папками (создание, сохранение, открытие, копирование, переименование);

навыки набора текста на компьютере;

окна и их элементы (меню, панели инструментов, вкладки, кнопки, полосы прокрутки, запуск и завершение программы.

К общеучебным умениям, которыми должен владеть школьник для успешного вхождения в данный курс, мы относим умение читать.

Как видно, указанные требования к специальным (связанным с информационными технологиями) и общеучебным умениям являются минимальными и позволяют проводить занятия в среде Scratch уже в начальной школе. Тем более что проектно-преобразовательная деятельность младшего школьника тесно связана с коммуникативной, игровой и эстетической и по существу носит творческий характер [12].

1.3. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ

ВЫПУСКНИКА НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ

Среди требований к уровню подготовки выпускника начальной школы мы выделяем примы проектной деятельности и освоенность средства проектной деятельности — среды Scratch.

Требования к уровню усвоения примов проектной деятельности Младший школьник, участвующий в проектной научно-познавательной деятельности, по окончании начальной школы должен:

1. отдельные способы планирования деятельности:

1.1. составление плана предстоящего проекта в виде рисунка, схемы;

1.2. составление плана предстоящего проекта в виде таблицы объектов, их свойств и взаимодействий;

1.3. разбиение задачи на подзадачи;

2. распределение ролей и задач в группе;

1. составить план проекта, включая:

1.1. выбор темы;

1.2. анализ предметной области;

1.3. разбиение задачи на подзадачи;

2. проанализировать результат и сделать выводы;

3. найти и исправить ошибки;

4. подготовить небольшой отчт о работе;

5. публично выступить с докладом;

6. наметить дальнейшие пути развития проекта;

иметь первичные навыки 1. работы в группе;

2. ведения спора;

3. донесения своих мыслей до других.

Требования к уровню освоенности средства проектной деятельности — среды программирования Scratch Младший школьник, участвующий в проектной научно-познавательной деятельности с использованием среды Scratch, по окончании начальной школы должен:

1. Алгоритмы и блоки 1.1. Понятие алгоритма 1.2. Исполнитель 1.3. Система команд исполнителя 1.4. Реализация алгоритмов: блоки Scratch 2. События 2.1. Виды событий 2.2. Сообщения 2.2.1. Источник 2.2.3. Обработчик 3. Графический редактор 3.1. Рисование 3.2. Модификация 3.3. Центрирование 4. Математический базис 4.1. Отрицательные числа 4.2. Декартова система координат 4.3. Десятичные дроби 4.4. Операции отношения 4.5. Логические операции «И», «ИЛИ»

4.6. Случайные числа 4.7. Арифметические операции и функции 4.8. Градусная мера угла 5. Объекты 5.1. Создание 5.2. Свойства 5.3. Методы (скрипты) 5.4. Последовательность и параллельность 5.5. Взаимодействие 1. работать в среде Scratch.

1.4. ОРГАНИЗАЦИЯ ВНЕУЧЕБНОЙ ПРОЕКТНОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКА С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ SCRATCH

В начальной школе (2–4 классы) занятия должны проводиться из расчта 3 часа в неделю, 34 недели в год в течение трх лет; итого 306 часов (в соответствии с базисным учебным планом стандартов второго поколения [2]). За компьютером учащиеся проводят только часть этого времени, а остальные часы делятся между изучением литературы, выбором тем, планированием, подготовкой докладов, участием в конференциях и пр.

Предлагаемые учебный план и рабочая программа рассчитаны на 2–3 классы (204 часа с резервом времени в часов), однако могут быть использованы не только в начальном и общем, но и в дополнительном образовании без существенных доработок, т. к. являются «точками входа» во внеучебную проектную научно-познавательную деятельность.

Это означает, что начинать обучение по этим планам можно со 2 класса, но практически эти материалы могут быть использованы для работы в более старших классах, если со средой Scratch школьники не знакомы.

Количество часов, отводимых на каждый проект, условно и может варьироваться в зависимости от уровня подготовленности школьников. Кроме того, следует учитывать специфику собственно проектной деятельности, предполагающей движение в собственном темпе и направлении. Возможны ситуации, когда часть ребят справится с заданием раньше остальных. В таком случае оставшееся время они будут заняты свободным проектированием.

Если точка входа в проектную деятельность приходится на второй класс, то овладев основами среды Scratch к четвртому классу, школьники смогут заниматься собственно межпредметной проектной деятельностью. Аналогично, если точкой входа является пятый класс.

Примерное тематическое планирование внеучебной проектной деятельности школьника (точка входа) 1. Анимация. Знакомимся со Scratch. Наш Кот ходит и мяукает!

Цель: знакомство со средой Scratch.

2. Интерактивная анимация. Скчки. Щекочем Лошадку.

Цель: закрепление изученного с дополнительным продвижением в изучении интерфейса 3. Музыкальный. Играем на пианино и других музыкальных инструментах.

Цель: знакомство с музыкальными возможностями Scratch.

4. Музыкальный. Записываем и сочиняем музы- Цели: (1) научиться записывать музыку с нот;

(2) развитие творчества.

5. Анимация с обработкой событий. Скчки-2. Цель: изучение взаимодействия объектов на основе обмена сообщениями.

Цели: (1) закрепление изученного материала;

(2) научиться перемещать объекты в различные 7. Свободное проектирование. Планируем и де- лаем мультфильмы и комиксы.

Цель: (1) знакомство с этапами проектирования; (2) развитие творчества.

8. Анимация. Создам свой объект в графическом редакторе.

Цель: научиться создавать собственные спрайты и анимировать их.

Цель: научиться создавать костюмы к готовым объектам папки Costumes.

10. Музыкальный. Создам оркестр (синхронизи- руем многоголосье).

Цели: (1) закрепить навыки работы с графическим редактором; (2) закрепить навыки синхронизации скриптов при помощи сообщений;

(3) закрепить навыки создания музыкальных композиций.

11. Анимация. Создам плавные анимации. Цели: (1) познакомиться с понятием «система координат» и научиться соотносить движение спрайта с системой координат Scratch;

(2) закрепить понятие параллельности потоков.

12. Анимация с элементами ИИ. Изменяем Кота в зависимости от окружающих условий.

Цель: знакомство с командами ветвления.

13. Свободное проектирование. Создам мульт- фильмы и комиксы.

Цели: (1) закрепление изученного материала;

(2) закрепление этапов планирования; (3) включение в деятельность обсуждения проектов; (4) развитие навыков самоконтроля.

14. Анимация с элементами ИИ. Знакомимся с переменными.

Цели: (1) познакомиться с задачами, в которых возникает необходимость в переменных; (2) познакомиться с группой блоков переменные.

15. Анимация. Разворачиваем Пчелу в направле- ние движения.

Цели: (1) закрепить понятие переменной; (2) закрепить понятие системы координат.

16. Свободное проектирование. Делаем мульт- фильмы, комиксы, игры.

Цели: (1) развитие творчества; (2) закрепление планирования в виде составления таблицы объектов, их свойств и взаимодействий;

(3) развитие умений коллективной работы (распределение ролей, задач, навыков взаимодействия); (4) развитие чувства ответственности; (5) постепенный переход к более сложным проектам.

Цели: (1) познакомиться с градусной мерой углов; (2) познакомится с группой блоков перо (аналог языка Logo).

18. Графика. Создам своего исполнителя. Цели: (1) закрепить понятия градусной меры угла и поворота; (2) вспомнить понятие исполнителя.

19. Графика с элементами ИИ. Изменяем направ- ление движения в зависимости от условия.

Цели: (1) закрепить понятие градусной меры угла; (2) вспомнить команды ветвления.

Графика. Рисуем разноцветные геометрические фигуры.

Цели: (1) закрепить понятие градусной меры угла; (2) изучить средства рисования группы перо; (3) познакомиться с выражением единиц в процентах; (4) познакомиться с правильными геометрическими фигурами и изучить способы их рисования.

Свободное проектирование. Графика. Рисуем натюрморт, пейзаж, портрет.

Цели: (1) развитие творчества; (2) закрепление этапов планирования.

Игра. Создам самую настоящую игру.

Цели: (1) изучение понятия переменной; (2) изучение планирования в виде составления таблицы объектов, их свойств и взаимодействий.

С элементами ИИ. Кот анализирует сложную окружающую обстановку.

Цель: изучить логические операции и соответствующие им блоки в разделе операторы.

Свободное проектирование. Игра. Создам Цели: (1) развитие творчества; (2) закрепление планирования в виде составления таблицы объектов, их свойств и взаимодействий; (3) развитие умений коллективной работы (распределение ролей, задач, навыков взаимодействия) и чувства ответственности.

Интерактивный. Организуем диалог с пользователем.

Написать простую программу, ведущую диалог с пользователем от имени Кота.

Цели: (1) изучить тип данных «строка»; (2) познакомиться с группой строковых блоков в разделах операторы и сенсоры; (3) научиться использовать строки при создании диалоговых проектов.

26. Свободное проектирование. Создам игры и творческие проекты.

Цели: (1) развитие творчества; (2) приобретение и развитие умений коллективной работы.

Цели: (1) развитие коммуникативных умений;

(2) развитие умений публичных презентаций результатов деятельности.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВНЕУЧЕБНОЙ

ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКА С

SCRATCH

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДЫ

ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ

В начальной школе (точка входа) основной упор при организации проектной деятельности школьника делается на изучении среды Scratch, как основного инструмента осваиваемой деятельности. Помимо этого значительное внимание должно уделяться планированию деятельности, как важному этапу проектирования. Поэтому на реализацию каждого, даже самого простого, проекта отводится довольно много часов.

Это связано с тем, что для младшего школьника работа над проектом — новая, а потому сложная деятельность. Поэтому следует оказывать школьнику помощь и поддержку и, в то же время, всячески поощрять его самостоятельность.

Отметим одну особенность работы в среде Scratch, характерную для современных программных сред. Так же как в MS Word мы работаем с документом, а в MS Excel — с книгой, так в Scratch мы всегда работаем над проектом. Это связано, по всей видимости, с тем, что создание любого, даже самого простого продукта в Scratch — анимации, мелодии, презентации и т. п., всегда требует наличия вполне определнной цели деятельности, постоянной сверки полученного результата с исходным замыслом и исправления ошибок. При работе над сложным проектом, состоящим из большого количества объектов, которые содержат сложный программный код, возникает необходимость разбиения исходного проекта на подзадачи. При этом решать каждую такую подзадачу в принципе могут разные участники единого проекта.

Как правило, если цель конечная цель проекта содержится у ребнка в голове (а не представлена в виде рисунка, таблицы или плана), возможны многократные и трудно исправимые ошибки при реализации проекта. В этом случае часто оказывается, что результат сильно отличается от исходного замысла. Поэтому мы считаем, что уже в начальной школе необходимо познакомить ребят с планированием, как важной частью полноценной проектной деятельности (проект 7), которая проходит в несколько этапов. Большинство авторов описывают схожие этапы проектной деятельности, хотя называют и описывают их несколько по-разному [9, 7, 5, 6]. Учитывая специфику проектной деятельности в среде Scratch, мы выделим следующие е этапы.

Подготовительный этап. На этом этапе происходит постановка цели (конечного результата деятельности); составляется план деятельности: выделяются все объекты предстоящего проекта, их свойства и взаимодействия; выделяются отдельные подзадачи и последовательность их выполнения.

Организационный этап — распределение ролей в группе по виду деятельности (художник, программист, музыкальный редактор и т. п.) или по подзадачам.

Осуществление проекта. На этом этапе разрабатывается визуальное представление объектов и их скрипты.

Здесь же происходит отладка кода.

Презентация проекта и рефлексия — демонстрация проекта классу, обсуждение и оценивание проекта; формулирование выводов.

При оценивании итогового проекта следует обращать внимание на такие элементы проекта, как:

1. наличие заставки и титров с указанием авторства;

2. наличие соответствующего музыкального сопровождения с указанием в титрах авторов музыки;

3. продуманность интерфейса игры;

4. наличие этапа подведения итогов игры;

5. художественное оформление;

6. техническую сложность;

7. защиту от ошибок;

8. практическую значимость проекта.

Помимо собственно проекта следует оценивать умения групповой работы. В выборе критериев такого оценивания мы ориентируемся на опыт работы Центра образования «Школа здоровья» (Москва) [3]. Умение организовывать работу в группе следует оценивать по:

1. наличию и функциональности разделения обязанностей;

2. информированности группы о результатах работы;

3. вкладу каждого члена группы.

Представленные рекомендации к проведению занятий содержат следующие разъяснения:

o материал, введнный при разработке проекта (новые понятия среды и языка программирования Scratch, из математики и информатики);

o комментарии для учителя;

o скрипты базового и расширенного проектов

ПРОЕКТ 1. ЗНАКОМИМСЯ СО SCRATCH. НАШ КОТ ХОДИТ И МЯУКАЕТ!

Цель: знакомство со средой и языком программирования Scratch.

Тип проекта: анимация.

Продолжительность: 3 часа.

Направления развития проекта 1. Бесконечное движение Кота с отражением от стен и сменой костюмов 2. Кот мяукает при ударе о стену;

3. при нажатии на стрелку вверх Кот меняет цвет или применяется другой эффект;

4. при нажатии на стрелку вниз эффект должен отмениться;

5. при нажатии на пробел Кот говорит «Привет!»;

6. при щелчке мышью по Коту он мурлычет.

Введнный материал и пояснения Элементы интерфейса: сцена; группы блоков; стиль вращения; вкладки скриптов, костюмов и звуков; кнопки СТАРТ и СТОП; смена направления движения спрайта;

изменение имени спрайта; режимы просмотра (малый экран, полный экран, режим демонстрации); главное меню (пункт FILE).

Типы блоков: обычные (stack blocks); С-образные (C-shaped «mouth»); шапочки (hats); логические датчики.

Группы блоков:

контроль: всегда (бесконечный цикл); когда движение: идти [ ] шагов; если край, оттолкнуться.

внешность: следующий костюм; изменить [ ] звук: играть звук [ ]; играть звук [ ] до сенсоры: касается [ ].

Десятичная дробь. Отрицательное число.

Понятия исполнителя, системы команд исполнителя (СКИ), алгоритма, линейного алгоритма, цикла, события, параллельности Поля ввода: обычное и со списком.

Меню: стандартное горизонтальное, контекстное меню. Меню блоков.

Спрайт можно перетаскивать мышкой по сцене.

Выполнить скрипт (или команду) можно двойным щелчком по нему (по ней). Причм команду можно выполнить прямо в панели команд, не перетаскивая е в панель скриптов.

Скрипт, выполняющийся в данный момент, имеет белое обрамление.

Текущее направление движения спрайта показано синим отрезком около изображения спрайта в информационной панели вверху экрана. Его можно изменить при помощи перетаскивания мышкой конца отрезка.

с п р а й т а по умолчанию на имя, подходящее к Вашему проекту. Наш спрайт можно назвать, например, «Кот»: русские буквы поддерживаются. В результате изменятся и названия некоторых блоков, и содержимое выпадающих списков. Скажем, блок когда щлкнут по {Sprite 1} станет называться когда щлкнут по {Кот}.

Без команды если край, оттолкнуться спрайт убежит за край экрана.

этом спрайт перевернтся вверх ногами), только поворот влево-вправо, не поворачивать. Это зависит от выбранной кнопки на панели текущего спрайта (слева от спрайта).

Если щлкать по костюмам спрайта, его изображение на сцене меняется соответственно.

Команда ждать [ ] секунд требует понимания понятия д е с я т и ч н о й д р о б и. Это понятие довольно легко ввести, если сначала использовать целые числа для задержки. Убедившись вместе детьми, что с задержкой в 1 секунду (наименьшее целое число) Кот движется слишком отрывисто, подводим их к понятию десятичного числа.

«Вы видите, что целая секунда — это очень много для нас…»

Нарисовать на доске прямую линию — секунду.

«Как нам подставить в поле ввода число меньшее одной секунды? Давайте разделим эту секунду на 10 равных частей (или долей, как дольки мандарина)…»

Разделить линию-секунду на десять частей.

«И возьмм ноль целых секунд...»

Записать на доске 0.

«Поставим запятую, чтобы показать, что теперь мы будем брать десятые доли этой секунды…»

Поставить запятую после нуля.

«А теперь запишем столько десятых долей секунды, сколько нам нужно, например, 3…»

В итоге получится запись 0,3.

«Это число читается так: ноль целых три десятых.

То есть наша задержка будет составлять ноль целых секунд и три десятых доли секунды».

При работе с командой изменить [ ] эффект на [ ] дети сталкиваются с о т р и ц а т е л ь н ы м и ч и с л а м и. Здесь можно ограничиться представлением отрицательного числа как противоположного положительному: сначала изменили эффект (например, цвет) на 30, а потом вернм обратное значение, т. е.

изменим эффект на –30. Позднее, при работе над проектами, требующими использования понятия системы координат, к отрицательным числам следует вернуться на другом уровне (см. проект 11).

Одним из наиболее существенных моментов при создании первого проекта является введение понятия п а р а л л е л ь н о с т и. Из курса математики первого класса дети уже знакомы с понятием параллельных прямых. К сожалению, сложно провести удачные аналогии между параллельностью в геометрии и программировании. Удобнее всего опираться на понятия об одновременности и последовательности действий.

Следует противопоставить параллельное и последовательное выполнение действий примерами из окружающей жизни: мы можем одновременно идти и говорить (параллельное выполнение), нам не нужно прерывать одно из действий, чтобы выполнить второе. Но мы не можем одновременно отрезть кусок хлеба и намазывать на него масло (это требует последовательного выполнения действий).

В Scratch команды одного скрипта реализуют последовательное выполнение (следование). Команды разных скриптов одного объекта реализуют параллельное выполнение команд этим объектом. Здесь особое внимание обратим на следующий момент. Продемонстрировать последовательное выполнение команд было бы естественно через добавление команды играть звук [мяу] в скрипт движения Кота.

Однако внешне это будет выглядеть как параллельное выполнение и у ребят может возникнуть путаница с пониманием последовательного и параллельного выполнения команд. Это объясняется особенностями команд играть звук [ ] и играть звук [ ] до завершения. Мы настоятельно рекомендуем учителю до урока (без детей) поэкспериментировать с этими командами и «почувствовать» разницу между ними.

На уроке ребятам нужно сразу предложить составить отдельный скрипт мяуканья с проверкой условия касания края.

При этом сначала используйте команду играть звук [ ], убедитесь вместе с детьми, что Кот мяукает «неправильно».

Следует разобрать (или объяснить), отчего это может происходить: из-за задержки в первом скрипте Кот успевает проверить касание края несколько раз, и соответственно несколько раз начинает произносить звук. После этого замените команду на играть звук [ ] до завершения и отметьте разницу.

Листинг 1. Пример реализации бесконечного движения Кота с отражением от стен и дополнительными эффектами Если убрать команду ожидания из скрипта движения, то перестанет корректно обрабатываться проверка условия касания края в скрипте мяуканья.

В конце каждого занятия обязательно с о х р а н я й т е п р о е к т ы через меню FILE / СОХРАНИТЬ ПРОЕКТ. По умолчанию проекты сохраняются в папку SCRATCH PROJECTS (местоположение папки — МОИ ДОКУМЕНТЫ). Желательно сразу приучить детей пользоваться кнопкой СОЗДАТЬ НОВУЮ ПАПКУ в окне сохранения программы.

ПРОЕКТ 2. СКЧКИ. ЩЕКОЧЕМ ЛОШАДКУ

Цель: закрепление изученного с дополнительным продвижением в изучении интерфейса среды.

Тип проекта: интерактивная анимация.

Продолжительность: 3 часа.

Лошадка скачет вперд-назад;

добавить звук «галопа»;

при ударе Лошадки о край раздатся ржание;

при щелчке мышью по Лошадке она говорит «Ой, изменить последний скрипт так, чтобы Лошадка говорила «Ой, щекотно!» при касании указателя мыши.

Введнный материал и пояснения Элементы интерфейса: панель инструментов (кнопки удаления, роста, сжатия спрайта) ; кнопка выбора нового спрайта; кнопка импорта костюма для спрайта; кнопка импорта звуков; меню FILE /

ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА…

Ввод и редактирование текста при описании проекта.

Любой звук после выбора можно прослушать (кнопка с треугольником).

Имена костюмов можно менять, так же как и имена спрайтов (вкладка «костюмы»).

Полезно для каждого проекта создавать о п и с а н и е, в которое включается имя и класс автора, дата последнего изменения (или номер версии), правила управления.

Листинг 2. Пример реализации проекта (вариант 1 соответствует п. 4, вариант 2 — п. 5) Ещ раз обратить внимание детей на параллельность выполнения некоторых действий. Цикл основного скрипта движения и цикл проигрывания звука галопа всегда выполняются одновременно. Это особенно хорошо видно во время работы программы: все скрипты, выполняющиеся в данный момент, имеют белое обрамление.

ПРОЕКТ 3. ИГРАЕМ НА ПИАНИНО И ДРУГИХ МУЗЫКАЛЬНЫХ

ИНСТРУМЕНТАХ

Цель: знакомство с музыкальными возможностями Scratch.

Тип проекта: музыкальный.

Продолжительность: 2 часа.

Направления развития проекта 1. Используя блоки, Когда клавиша [ ] нажата и ноту [ ] играть [ ] тактов, создать аналог 2. Добавить возможность выбора инструмента.

3. Поиграть на свом инструменте.

4. Изменить программу так, чтобы «инструмент» играл Элементы интерфейса: новых нет.

Группы блоков:

звук: ноту [ ] играть [ ] тактов; выбрать Нота, такт, длительность ноты, тон, диез, бемоль, бекар.

Это очень простой проект, который вызывает массу положительных эмоций у детей (листинг 3). Если дети не знакомы с основами музыкальной грамоты, у них могут возникнуть вопросы о том, что за число стоит в поле «такт». Не углубляясь в музыкальную терминологию, достаточно сказать, что это длительность ноты. Для имитации работы пианино это число менять не нужно, оно должно быть одним и тем же для всех нот. В следующем проекте мы вернмся к этому понятию.

Более полная имитация пианино получится, если использовать и чрные клавиши, для обозначения которых вводятся понятия диеза (#) и бемоля ( ).

Обязательно следует выделить время для игры на «инструменте». Интересно, что можно играть аккордами:

аккордный звук извлекается одновременным нажатием на несколько клавиш. Можно сделать имитацию аккордеона: при нажатии на одну клавишу должен звучать аккорд.

Листинг 3. Фрагмент программы имитации пианино

ПРОЕКТ 4. ЗАПИСЫВАЕМ И СОЧИНЯЕМ МУЗЫКУ

Цели: (1) научиться записывать музыку с нот; (2) развитие творчества.

Тип проекта: музыкальный.

Продолжительность: 3 часа.

Ход работы и направления развития проекта 1. Создать новый проект «Песенка».

2. Составить программу проигрывания мелодии «Чижик-пыжик» (рис. 1).

3. Добавить ударные инструменты.

4. Создать «мини-оркестр», играющий припев известной детской песенки «Мы едем, едем, едем» (рис. 12).

5. При желании сочинить свою мелодию.

Группы блоков:

контроль: повторить [ ];

звук: установить громкость [ ]; барабану [ ] Нота, такт, размер такта, длительность ноты, реприза, пауза.

Если для имитации пианино не требовалось менять длительность нот, то для записи даже самой простой мелодии не обойтись без понятия такта, размера такта, длительности ноты.

Заметим, что в Scratch один такт соответствует целой длительности. Поэтому команда, например, ноту [60] играть [0,5] тактов означает проигрывание ноты До половинной длительности.

Команда оставшиеся [ ] тактов означает паузу заданной длительности.

Чаще всего музыкальные размеры тактов обозначаются по количеству четвертей, содержащихся в одном такте.

В таблице 3 приложения 1 (стр. 102) приведены обозначения нот и пауз различных длительностей и их количество в одном такте наиболее простых размерностей: 4, 4 и 4.

Сначала необходимо научить ребят записывать в Scratch мелодии с уже готовых нот. Для этого надо следует подготовить раздаточный материал: таблицу обозначения длительности нот и пауз, рисунок соответствия названия нот и их положения на нотном стане (рис. 9, прил. 1) и обязательно нотные записи различных мелодий.

После того, как дети справятся с песенкой «Чижик-пыжик» (лист. 4) можно переходить к составлению программы проигрывания произвольной мелодии. Для этого надо научиться записывать мелодию в виде нот. Здесь могут помочь записи нот с их названиями и следующие пояснения.

Каждый музыкальный такт начинается с так называемой сильной доли. Например, в известной песенке «Маленькой лочке/ Холодно зимой» сильные и слабые доли будут распределяться по слогам и тактам так:

«МА-лень-кой» (такт); «Ё-лоч-ке» (такт); «ХО-лод-но зи-»

(такт); «-МОЙ» пауза (такт) и т. д. Музыкальный акцент делается на сильную долю. Тогда нотная запись этой мелодии будет выглядеть как на рис. 2 (предложите детям записать е самостоятельно).

Рис. 2. Нотная запись мелодии «Маленькой лочке»

Следует очень чтко отсчитывать такты, иначе мелодия может не получиться.

До сих пор в Scratch для повторения выполнения каких-либо действий использовался бесконечный цикл. Если мелодия содержит повторяющиеся фрагменты можно воспользоваться циклом, повторяющим действия конечное число раз (в отличие от бесконечного цикла всегда). В нотной записи повторение обозначается знаком репризы.

Листинг 4. Мелодия «Чи- Листинг 5. Мелодия «Мажик-пыжик» ленькой лочке»

Громкость инструментов различна, поэтому е можно и нужно регулировать.

Один объект может проигрывать мелодии только одним инструментом. Например, можно составить программу, в которой Кот играет все партии песенки «Тра-та-та» (рис. 12) одним инструментом. Но будет лучше, если каждую партию этой мелодии будет играть отдельный инструмент. Для каждого инструмента понадобится отдельный объект. Обратите внимание, команда ноту [ ] играть [ ] тактов ограничена двумя октавами. Но в некоторых случаях (как, например, для второй партии мелодии «Тра-та-та») могут понадобиться очень низкие звуки. Их можно получить простым подсчтом полутонов от одной известной ноты до другой.

Например, мы хотим выяснить номер ноты СОЛЬ (на рис. соответствующая клавиша окрашена голубым цветом), зная, что нота ДО (соответствующая клавиша окрашена жлтым цветом) имеет номер 60. Между этими нотами 5 полутонов (промежутков между клавишами). Тогда, 60 5 = 55. Это и есть тот номер, который нужно вписать в команду как в обычное поле ввода.

Рис. 3. Интерфейс команды проигрывания нот в Scratch Добавив ударные инструменты, получим целый оркестр. Однако слишком большая численность оркестра, а также большое число повторений приводит к рассогласованию игры «музыкантов». Это связано с тем, что параллельность процессов в компьютерных системах достигается за счт квантования процессорного времени: фактически мы имеем дело с псевдо-параллельностью. К вопросу согласования игры музыкантов мы вернмся чуть позже, после введения понятия сообщения.

ПРОЕКТ 5. СКЧКИ- Цель: изучение взаимодействия объектов на основе обмена сообщениями.

Тип проекта: анимация с обработкой событий.

Продолжительность: 4 часа.

Ход работы и направления развития проекта Проект основан на проекте Скчки.

Добавить новый объект lion1-a.

Изменить имя объекта на «Лев».

Добавить Льву костюм lion1-b.

При ударе Лошадки о край Лев должен сказать «Ах ты, Лошадка отвечает Льву, поддерживая диалог.

Листинг 6. Пример имитации трио «Гитара–флейта–ударные» (проект 4) Введнный материал и пояснения Элементы интерфейса: новых нет.

Группы блоков:

контроль: передать [ ]; когда я получу [ ].

Понятие сообщения, обработчика сообщения.

Технология обмена сообщениями — одна из наиболее важных в объектно-ориентированном программировании.

При задании имени сообщения можно использовать русские буквы.

Название сообщения должно иметь смысл.

В блоке когда я получу [ ] можно выбрать только уже существующие сообщения.

Листинг 7. Пример реализации передачи и обработки сообщений (проект 5)

ПРОЕКТ 6. ИСПОЛЬЗУЕМ СЛОИ

Цели: (1) закрепление изученного материала; (2) научиться перемещать объекты в различные слои.

Тип проекта: анимация.

Продолжительность: 2 часа.

Ход работы и направления развития проекта 1. Открыть проект Скчки-2.

2. Добавить новый объект rock (гора) из папки Things (вещи). Переименовать объект в Гора. Разместить гору в центре сцены и увеличить размер горы при помощи кнопки роста спрайтов.

3. Используя команды перейти в верхний слой и перейти назад на [ ] слов добиться, чтобы Лошадка пробегала позади горы, когда щлкнут по горе, или перед горой, когда щлкнут по сцене.

Элементы интерфейса: новых нет.

Группы блоков:

внешность: показаться; спрятаться; перейти Перед выполнением проекта следует показать детям возможность перемещения объекта в верхний слой можно прямо на сцене, щлкнув по нему мышкой и слегка потянув.

Можно добавить большее количество новых объектов и показать, что в таком случае размещение объектов на нужном уровне при помощи мышки довольно затруднительно.

Объект можно спрятать и заставить его появиться в нужный момент.

Листинг 8. Работа со слоями (проект 6)

ПРОЕКТ 7. ПЛАНИРУЕМ И ДЕЛАЕМ МУЛЬТФИЛЬМЫ И КОМИКСЫ

(СВОБОДНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ)

Цели: (1) знакомство с этапами проектирования; (2) развитие творчества.

Тип проекта: анимация, динамический комикс.

Продолжительность: 6 часов.

Введнный материал и пояснения Этапы проектной деятельности: постановка цели, составление плана, реализация, проверка (тестирование программы, анализ результатов).

Используя полученные знания, ребята могут создавать свои собственные содержательные мультфильмы динамические комиксы, интерактивные открытки.

Необходимо приучить детей к составлению чткого плана предстоящего проекта на бумаге. План должен содержать:

1. цель в виде рассказа или рисунка с пояснениями;

2. выделение всех имеющихся объектов, их свойств (костюмов и звуков) и поведения (действий и взаимодействий).

При выполнении проекта может возникнуть необходимость в новых блоках, ещ не изученных возможностях Scratch. Нам кажется, что правильно будет поддержать авторов, показав им несколько новых примов для реализации собственных задумок, выходящих за рамки.

ПРОЕКТ 8. СОЗДАЁМ СВОЙ ОБЪЕКТ В ГРАФИЧЕСКОМ РЕДАКТОРЕ

Цель: научиться создавать собственные спрайты и анимировать их.

Тип проекта: анимация.

Продолжительность: 4 часа.

Ход работы и направления развития проекта 1. Нарисовать новый объект: нераспустившийся цветок 2. Добавить этому объекту несколько (не менее трх) костюмов, изображающих стадии раскрытия цветка:

от бутона (костюм № 1) до полностью раскрытого цветка (последний костюм).

3. Произвести анимацию, последовательно сменяя костюмы объекта с небольшой задержкой.

4. Добавить звуковое сопровождение.

5. Добавить восход солнца. Распускание цветочка происходит только утром.

Введнный материал и пояснения Элементы интерфейса: кнопка РИСОВАТЬ НОВЫЙ ОБЪЕКТ ; информационная панель объекта.

Графический редактор в Scratch: выбор цвета в палитре; инструменты «кисточка», «ластик», «заливка», «прямоугольник», «эллипс», «линия», «пипетка»; выбор размера кисти; кнопки ОТМЕНА (undo, отменить последнее действие), ОТМЕНА (redo, отменить отмену), ОЧИСТИТЬ; установка центра вращения объекта.

Инструменты графического редактора, примы создания изображения, способы создания анимации. Циклы.

Создание собственных анимированных объектов — это сильный мотив для ребят, ориентированных на художественное творчество. Для них программистский аспект будет достаточно сложен. Не следует форсировать их развитие в области программирования.

Инструменты редактора можно рассматривать безотносительно к проектированию.

Для создания изображений удобно пользоваться графическим планшетом.

Объект «Солнце» имеет один костюм. Для реализации восхода Солнца не строго по вертикали, а по диагонали, ему следует сменить направление движения — схватить мышью синий вектор направления на информационной панели и повернуть его против часовой стрелки (рис. 4). По умолчанию объект имеет направление 90 (движение вправо).

Если дети ещ не знакомы с понятием системы координат, следует возвращать Солнце в исходную позицию (например, в левый нижний угол сцены) путм простого перетаскивания мышкой.

Рис. 4. Информационная панель объекта «Солнышко»

Первый костюм цветка придтся сделать «с нуля». Но создание каждого следующего костюма нужно проводить на основе предыдущего. Для этого на вкладке «Костюмы» надо нажать кнопку КОПИРОВАТЬ у самого нижнего костюма.

Появится копия этого костюма, у которой теперь можно нажать кнопку РЕДАКТИРОВАТЬ (рис. 5). Удалив при помощи ластика некоторые детали изображения и дорисовав необходимые, получим новый костюм.

Рис. 5. Вкладка костюмов нового объекта Листинг 9. Пример реализации проекта

ПРОЕКТ 9. АНИМИРУЕМ ПОЛЁТ ПЧЕЛЫ

Цель: научиться создавать костюмы к готовым объектам папки Costumes.

Тип проекта: анимация.

Продолжительность: 2 часа.

Ход работы и направления развития проекта Создать новый проект.

Добавить новый спрайт Animals\bee1.

Изменить имя спрайта на «Пчела».

Перейти на вкладку Костюмы.

Создать копию костюма (кнопка «копировать»).

Нажать кнопку «редактировать» нижнего костюма.

В окне редактора воспользоваться кнопкой «выбор»

для выделения крыльев Пчелы.

8. Воспользоваться кнопкой «поворот против часовой 9. Установить крылья на место.

10. В случае необходимости воспользоваться ластиком или кнопкой «отмена».

11. Аналогично создать третий костюм.

12. Известным способом создать анимированный полт.

13. Сохранить проект под именем «Пчлка».

Элементы интерфейса: новых нет.

Графический редактор в Scratch: кнопка «выбор», «поворот против часовой стрелки», «поворот по часовой стрелке», «Установить центр костюма».

Если центры костюмов не совпадают, то при анимации возможны неестественные скачки. Центр вращения устанавливается в графическом редакторе под палитрой.

Даже если вс сделано правильно, движение Пчелы остатся «рваным» из-за того, что взмахи крыльями (смена костюмов) и перемещение выполняются п о с л е д о в а т е л ь н о. Разрешить проблему плавности движения постараемся в одном из следующих проектов.

ПРОЕКТ 10. СОЗДАЁМ ОРКЕСТР (СИНХРОНИЗИРУЕМ МНОГОГОЛОСЬЕ)

Цели: (1) закрепить навыки работы с графическим редактором; (2) закрепить навыки синхронизации скриптов при помощи сообщений; (3) закрепить навыки создания музыкальных композиций.

Тип проекта: музыкальный.

Продолжительность: 4 часа.

Направления развития проекта 1. Составить программу, в которой проигрывается многоголосная (оркестровая) музыкальная композиция.

Использовать не менее трх–четырх инструментов.

2. Добавить анимацию, изображающую дирижра и музыкантов.

3. Попробовать создать один проект силами нескольких команд, каждая из которых отвечает за кодирование только своей партии. Объединить все партии в одном Нового материала нет.

Чтобы составить одноголосную мелодию на Scratch достаточно иметь самое общее представление о записи музыки. При наличии некоторого чувства ритма с этим может справиться практически любой школьник. Задача существенно усложняется при попытке создать многоголосие.

Можно использовать нотную запись любой мелодии, ребята могут приносить ноты своих любимых произведений. Здесь следует обратить внимание детей на следующее: если в нотной записи встречается аккорд, то исполнение его каждого звука относится к отдельной партии. Поэтому такие мелодии следует заранее разложить по партиям. Несколько партий одного инструмента может исполнять один объект, но партии различных инструментов должны принадлежать разным объектам.

Если дети не занимаются в музыкальной школе, то можно использовать несложный вариант песенки «Тра-та-та»

(прил. 1).

Сначала следует программу проигрывания мелодии основной партии (рис. 11). Затем добавляются вторая и третья партия (рис. 12), а также (при желании) ударные. При этом возникает проблема рассинхронизации нескольких инструментов: даже при создании не очень длинных (15–20 секунд) некоторые партии уйдут вперд, некоторые отстанут. Это связано с «псевдомногозадачностью» операционной системы, которая на самом деле выполняет программы и скрипты не параллельно, а последовательно чередуя их небольшие фрагменты. Как уже отмечалось выше (проект 4), необходимо синхронизировать скрипты, чтобы избежать их рассогласования. Для этого введм в программу «дирижра», который будет указывать всем участникам оркестра, когда надо начинать играть очередной фрагмент партии.

Практически это выглядит следующим образом. Дирижр рассылает сообщения при помощи «передать и ждать».

Каждое сообщение инициирует выполнение (проигрывание) одного или двух тактов произведения. За такое небольшое время рассогласование партий ещ не успеет произойти. Поэтому каждый фрагмент будет восприниматься как следует.

Однако, возможны небольшие, на грани восприятия, задержки между тактами, вызванные как раз необходимостью синхронизации.

Пример такой организации можно посмотреть в приложении 2.

ПРОЕКТ 11. СОЗДАЁМ ПЛАВНЫЕ АНИМАЦИИ

Цели: (1) познакомиться с понятием «система координат» и научиться соотносить движение спрайта с системой координат Scratch; (2) закрепить понятие параллельности потоков.

Тип проекта: анимация.

Продолжительность: 6 часов.

1. Открыть проект «Пчлка».

2. Сохранить проект под новым именем.

3. Удалить команды «идти 10 шагов», «если край, оттолкнуться».

4. Создать новый скрипт, в котором осуществляется движение пчелы в случайную точку экрана через команду «плыть».

Введнный материал и пояснения Элементы интерфейса: датчики координат мышки, датчики координат текущего спрайта, главное меню (пункт FILE / CОХРАНИТЬ КАК).

Группы блоков:

движение: идти в x: [ ] y: [ ]; плыть [ ] операторы: выдать случайное от [ ] до [ ].

Понятия отрицательного числа, системы координат (СК), случайного числа.

Вначале следует вернуться к понятию отрицательного числа на примере обычного термометра. Здесь важно, чтобы школьник понимал, что отрицательные числа противоположны положительным: то есть сложение положительного числа с отрицательным равносильно вычитанию из положительного числа модуля отрицательного числа. Затем можно сказать, что термометр — это пример координатной оси. А если взять два термометра — вертикальный и горизонтальный и расположить их так, чтобы нули у них совпадали, то получим пример системы координат.

Полезно давать детям задания типа: «Установить мышку (или спрайт в виде крестика) в координаты (35, –48)».

Удобно загрузить фон «xy-grid» изображающий систему координат с координатной сеткой (папка Backgrounds).

Рис. 6. Фон «xy-grid» системы координат с координатной Можно также поиграть в морской бой пакета Роботландия, шашки, шахматы. Имеются удобные педагогические программные средства (например, «Страна Фантазия»

С. Н. Тур и Т. В. Бокучава) для закрепления навыков работы с системой координат. Отметим, что доскональное изучение системы координат не является основной целью данных занятий. Достаточно изучить эту тему на том уровне, который позволяет выполнять проекты.

Следует обратить внимание детей на то, что изменение координат связано с движением объекта.

В результате создания первого скрипта Пчела, стоя на месте, будет махать крыльями. Далее объясняем детям, что теперь нужно, чтобы Пчела не просто махала крыльями, но ещ и плавно перемещалась в случайную точку на экране. Как правило, дети сами придумывают такой вариант решения: в уже имеющуюся конструкцию добавить дополнительный блок скольжения.

Запуск программы показывает, что Пчела действительно летает случайным образом, однако взмахи крыльями у не происходят только в момент смены направления, а не в процессе полта. Тогда мы предлагаем завести ещ один бесконечный цикл «всегда» и вынести в него скольжение Пчелы в случайную точку. И поскольку оба бесконечных цикла — взмахи крыльями и случайные скольжения — должны выполняться одновременно (параллельно), обе конструкции должны приводиться в действие по нажатию на зелный флажок. В результате один объект «Пчела» будет выполнять одновременно два потока (листинг 10).

Получили плавное движение Пчелы. Дальнейшее решение задачи предусматривает поворот Пчелы в направление движения путм сравнения е старых и новых x_координат.

Эта возможность будет рассмотрена позже, после введения понятия переменной (проект 15).

С методической точки зрения лучше оставить прежнюю Пчелу и сделать точную е копию, для которой и выполнить указанные действия. Тогда можно понаблюдать за поведением и старого, и нового объектов и сравнить их визуально.

Листинг 10. Плавное движение Пчелы в случайную точку экрана с использованием параллельности потоков При введении понятия случайного числа можно привести в качестве примера бросание кубика, монеты. Также можно попробовать обсудить правила нанесения ударов в игре «Advanced Dungeons & Dragons». Этот последний пример может послужить толчком к созданию множества новых проектов.

ПРОЕКТ 12. ИЗМЕНЯЕМ КОТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОКРУЖАЮЩИХ

УСЛОВИЙ

Цель: знакомство с командами ветвления.

Тип проекта: анимация с элементами ИИ.

Продолжительность: 3 часа.

Ход работы направления развития проекта 1. Создать (нарисовать) новый фон сцены с красными и жлтыми кругами разной величины.

2. Уменьшить размер Кота при помощи кнопки СЖАТЬ СПРАЙТ панели инструментов.

3. Создать скрипт движения Кота с отражением от стен.

Если во время движения Кот касается красного цвета, должен измениться какой-либо эффект Кота (например, мозаика).

4. Изменить скрипт таким образом, чтобы в то время, пока Кот не касается красного цвета, изменялся другой эффект (или тот же эффект изменялся на противоположное значение).

5. Добавить в проект новый объект — Бабочку, перемещающуюся случайным образом. Если Кот касается красного круга, изменить какой-либо эффект, если касается жлтого круга, изменить другой эффект, если ничего не касается, Кот должен повернуться к Бабочке.

Введнный материал и пояснения Группы блоков:

движение: если [ ]; если [ ] или [ ];

сенсоры: касается цвета [ ].

Команды ветвления.

Правильное понимание команды ветвления очень важно для дальнейшей работы в Scratch. Ветвление — это всем (так или иначе связанным с программированием) известное англоязычное if-then-else. В русской традиции полное наименование этой команды — если-то-иначе. В Scratch слово «то» («then») опущено. Кроме того, перевод этой команды на русский язык несколько неудачен: вместо иначе используется или, что несколько затрудняет понимание. По смыслу это именно «иначе», что есть противопоставление «если»: если условие выполняется, то должна реализоваться одна серия команд, а если не выполняется (иначе) — другая.

Следует уделить этому моменту особое внимание.

Вначале (п. 3) потребуется сокращнный вариант команды: если [касается цвета (красный)]. Цвет выбирается пипеткой:

щлкнуть мышкой в окошке цвета команды касается цвета;

щлкнуть мышкой в том месте экрана, который содержит нужный цвет (в нашем случае — по красному После изучения действий Кота можно изменить условие выполнения команды или саму команду в теле если [ ] и понаблюдать за изменениями.

Далее можно поставить следующую задачу: если Кот касается красного круга, то эффект мозаики (или любой другой) должен увеличиться, а если не касается, то эффект мозаики должен уменьшиться. Для этого потребуется команда если [ ] или [ ].

Более сложный вариант задачи (п. 5) потребует использования вложенных команд ветвления. Следует переименовать новый объект в «Бабочка». В команде повернуться к [ ] выбрать из списка «Бабочка».

Листинг 11. Пример использования команд ветвления (проект 12) Листинг 12. Пример организации вложенного ветвления (проект 12, п. 5)

ПРОЕКТ 13. СОЗДАЁМ МУЛЬТФИЛЬМЫ И КОМИКСЫ (СВОБОДНОЕ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ)

Цели: (1) закрепление изученного материала; (2) закрепление этапов планирования; (3) включение в деятельность обсуждения проектов; (4) развитие навыков самоконтроля.

Тип проекта: анимация, комикс.

Продолжительность: 12 часов.

Особое внимание следует уделить использованию системы координат и случайных чисел.

Желательно, чтобы разрабатываемые проекты были не слишком велики и завершались за два–три занятия (за неделю).

С этого момента можно организовывать общий просмотр и обсуждение проектов.

ПРОЕКТ 14. ЗНАКОМИМСЯ С ПЕРЕМЕННЫМИ

Цели: (1) познакомиться с задачами, в которых возникает необходимость в переменных; (2) познакомиться с группой блоков переменные.

Тип проекта: анимация с элементами ИИ.

Продолжительность: 6 часов.

Ход работы и направления развития проекта 1. Предварительное задание: разработать программу, в которой Кот ходит по экрану и отражается от его 2. Предложить детям сделать так, чтобы Кот отразился только пять раз, после чего он должен остановиться и сказать: «Ох, устал…».

3. Для этого придтся завести переменную — счтчик касаний, которая при каждом отражении от стены увеличивается на единицу.

4. Удобно использовать блок если < > или < > для различения состояний «касания» и «некасания» (листинг 13).

5. Добавьте в проект мяч, скачущий по полю и отражающийся от стен.

6. Посчитайте, сколько раз во время своего движения Элементы интерфейса: бегунок (слайдер), флажок (переключатель, чекбокс).

Группы блоков:

контроль: если < > или < >; остановить переменные: кнопка «создать переменную», поставить [ ] в [ ]; изменить [ ] на [ ];

показать переменную [ ]; спрятать Понятие переменной — одна из наиболее важных концепций языков программирования.

Переменные нужны для того, чтобы хранить значения, изменяющиеся при выполнении программы.

Переменные имеют имя и тип. В Scratch очень слабая типизация, но по содержимому или по способу использования переменной (по контексту) можно догадываться, к какому типу она принадлежит. Это может быть число, строка или список.

Переменные могут задаваться или только для одного спрайта (локальные; доступ к ним осуществляется только из скриптов данного спрайта), или для всех (глобальные; их можно использовать из любых скриптов). Всегда следует подумать, какой тип переменной выбрать. В основном возникает необходимость в использовании локальных переменных: это так называемые поля объектов. Глобальные переменные нужны реже и работа с ними требует особенной аккуратности.

Переменные можно отображать на экране, а можно скрыть отображение. Следует приучить детей включать отображение переменных, чтобы в дальнейшем легче осуществлять отладку программы.

Для проверки количества касаний стены понадобится оператор сравнения [ ]=[ ]. Операторы сравнения знакомы детям с курса математики и не вызывают трудностей. Отметим, что можно поменять оператор внутри блока, используя правую кнопку мыши (рис. 7).

Рис. 7. Контекстное меню оператора сравнения Добавить мяч в проект просто (не забудьте изменить мячу направление движения), но правильно подсчитать касания — уже сложнее. Здесь нельзя использовать конструкцию вида «если Кот касается Мяча, то прибавляй к счтчику единицу». Поскольку касание двух спрайтов может длиться довольно долго, вс это время значение счтчика будет увеличиваться (этот вариант обязательно нужно реализовать вместе с детьми). При касании спрайтов нужно увеличивать счтчик касаний, после чего организовать цикл вида

ПРОЕКТ 15. РАЗВОРАЧИВАЕМ ПЧЕЛУ В НАПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ

(РАЗВИТИЕ ПРОЕКТА 11) Цели: (1) закрепить понятие переменной; (2) закрепить понятие системы координат.

Тип проекта: анимация.

Продолжительность: 2 часа.

(подсчт количества касаний стены) (подсчт количества касаний Кота) Листинг 13. Подсчт количества касаний Кота и Мяча (проект 14) 1. Нарисовать новый объект Точка, используя цвет фона.

2. Создать две глобальные переменные x и y, принимающие случайные значения.

3. Изменить программу так, чтобы Пчела поворачивалась к Точке и перемещалась в новые координаты.

Группы блоков:

движение: повернуть в направление [90];

Очевидно, что поворачивать Пчелу следует, сравнивая е старую и новую x-координаты. Несмотря на то, что программа получится совсем короткая (листинг 15), детям этот вариант покажется довольно сложным для понимания. Поэтому для поворота Пчелы можно прибегнуть к «хитрости»:

создать дополнительный объект — точку, окрашенную в цвет фона (для того, чтобы е не было видно). Точка помещается в новые координаты (x,y). Пчела поворачивается к этой точке (листинг 14). Обратите внимание на использование команды передать [ ] и ждать.

Более старшим или развитым детям (особенно тем, кто хочет в дальнейшем серьзно заниматься программированием) вариант с двумя координатами (старыми и новыми) следует объяснить и попытаться его реализовать. Для этого нужно будет воспользоваться командой повернуть в направление [90]. Несмотря на то, что в Scratch до сих пор не использовалось понятие поворота, эта команда довольно легко воспринимается детьми, так как в выпадающем списке рядом с углом поворота подписано направление (рис. 8).

Рис. 8. Команда движения повернуть в направление [90] Листинг 14. Пример поворота Пчелы в направлении движения Листинг 15. Пример поворота Пчелы в направление движения путм сравнения старых и новых x-координат

ПРОЕКТ 16. ДЕЛАЕМ МУЛЬТФИЛЬМЫ, КОМИКСЫ, ИГРЫ (СВОБОДНОЕ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ)

Цели: (1) развитие творчества; (2) закрепление планирования в виде составления таблицы объектов, их свойств и взаимодействий; (3) развитие умений коллективной работы (распределение ролей, задач, навыков взаимодействия);

(4) развитие чувства ответственности; (5) постепенный переход к более сложным проектам.

Тип проекта: анимация, динамический комикс, игра.

Продолжительность: 12 часов.

1. Анекдоты.

2. Интерактивные сюжетные комиксы «Человек-паук», «Идм на дискотеку», «Шрек» и т. д.

3. Мультфильмы «Красная Шапочка», «Подводные гонки», «Супер-Зайчик спасает мир», «Магическая 4. Анимация с элементами случайности и взаимодействием объектов. Сюжет может быть, например, следующим. В случайном месте экрана появляется сыр.

Мышь со случайной скоростью бежит к сыру, а Сова со случайной скоростью летит к Мышке. Если Мышь успела добежать до сыра раньше, чем Сова схватила е, то Сова разворачивается и улетает. В противном случае Сова издат победное уханье (идея Алны Пюра, http://scratch.mit.edu/projects/Apyura/614815).

5. Интерактивные игры: «Собери бананы», «Проведи Мышку по лабиринту», «Автогонки».

Введнный материал и пояснения Элементы интерфейса: меню FILE / ИМПОРТ ПРОЕКТА...

Если сюжет проекта увлекает ребнка, то проектирование приобретает характер познавательной деятельности, поскольку ребнок обязательно сталкивается с необходимостью использования ещ не изученных блоков и понятий. Чем увлекательнее сюжет, тем более глубоко ребнок продвинется в познавательном процессе.

При работе над сложными проектами возможна работа в малых группах. В таком случае необходимо помочь детям распределить роли в группе и разбить задачу на подзадачи. Каждую подзадачу может выполнять отдельный ребнок в о т д е л ь н о м п р о е к т е. Впоследствии проекты можно объединить путм импортирования (меню FILE / ИМПОРТ ПРОЕКТА…), поэтому следует вместе с детьми заранее хорошо продумать взаимосвязи между объектами. Если для детей этот момент окажется сложным, то лучше будет вернуться к такому способу групповой работы позже (см.

проект 26) и предложить ребятам поработать за одним компьютером.

ПРОЕКТ 17. ИЗУЧАЕМ ПОВОРОТЫ

Цели: (1) познакомиться с градусной мерой углов;

(2) познакомиться с группой блоков перо (аналог языка Logo).

Тип проекта: графика.

Продолжительность: 3 часа.

Ход работы и направления развития проекта 1. Изменить спрайт.

2. Добавить в панель скриптов из группы движение блоки идти [ ] шагов и повернуть в направление [ ].

3. Изменить величину шага на 50.

4. Убедиться, что двойной щелчок по блоку приводит к выполнению соответствующей команды.

5. Поменять направление поворота спрайта и выполнить команду двойным щелчком.

6. Чередуя повороты в разных направлениях с движением прямо провести Кота по периметру экрана.

7. Опустить перо при помощи соответствующей команды группы перо.

8. Выполнить задание, аналогичное (6): нарисовать лесенку из правого верхнего в левый нижний угол экрана.

Группы блоков:

движение: повернуться на [ ] градусов, перо: очистить, поднять перо, опустить перо.

Поворот. Направление поворота. Угол. Градусная мера угла. Прямой угол. Полный оборот (360).

Вначале учитель должен рассказать про повороты, углы и градусы, а затем продемонстрировать эти понятия на доске и в среде Scratch.

Задание реализуется в режиме непосредственного выполнения команд, а не в режиме программирования.

Следует сменить спрайт на cat2, crab1 или crab2, которые больше подходят для выполнения предлагаемых заданий.

Система угловых координат в Scratch задатся следующим образом:

90 — вправо (направление по умолчанию);

Повернуться в каком-либо их этих направлений можно при помощи блока повернуть в направление [ ].

Использование этого блока приводит к повороту в абсолютном направлении.

Существует и относительный поворот, отсчитываемый от текущего направления спрайта. Поворот спрайта может осуществляться как влево, так и вправо; для каждого направления поворота имеется свой блок. В то же время можно использовать отрицательные углы поворота: в этом случае поворот, например, вправо на (–20) тождественен повороту влево на (+20).

ПРОЕКТ 18. СОЗДАЁМ СВОЕГО ИСПОЛНИТЕЛЯ

Цели: (1) закрепить понятия градусной меры угла и поворота; (2) вспомнить понятие исполнителя.

Тип проекта: графика.

Продолжительность: 3 часа.

Создать исполнителя «Кот-художник» со следующей системой команд:

2. поднять и опустить хвост (перо);

3. повернуться влево и вправо;

4. изменить цвет пера;

5. изменить тень (оттенок) пера;

6. изменить размер пера.

Ход работы и направления развития проекта 1. Изменить спрайт на cat2.

2. Назвать спрайт «Художник».

3. После шапки «Когда щлкнут по зелному флажку»

записать условия инициализации (установка по центру, очистка экрана, сброс цвета и размера пера и т. п.) 4. Добавить блок когда клавиша [ ] нажата и выбрать в его выпадающем списке клавишу «1»

(сначала нужно будет выбрать пункт «больше», а потом уже единицу).

5. Пристыковать к шапке когда клавиша [1] нажата блок идти [10] шагов. Теперь при нажатии на клавишу «1» на клавиатуре Кот-художник будет делать десять шагов вперд.

6. Аналогично нужно добавить скрипты для остальных функций исполнителя. Мы предлагаем реализовать, как минимум, следующие:

стрелка влево: поворот на 10о влево;

стрелка вправо: поворот на 10о вправо;

стрелка вниз: опустить перо;

клавиша «пробел»: изменить цвет пера на 10.

7. Добавить дополнительные клавиши управления с новыми функциями.

8. Сделать симметричное управление для двух объектов на экране с одной клавиатуры. Можно устроить соревнования между собой или «в четыре руки» между парами за разными компьютерами.

9. Более сложный проект: управление несколькими объектами при помощи одних и тех же клавиш. Здесь нужно будет организовать переключение между объектами (например, при помощи клавиши TAB). То есть лишь один из объектов будет активным, а остальные — пассивными.

Группы блоков:

контроль: когда клавиша [ ] нажата.

Понятие «исполнитель» впервые было использовано в самом первом проекте. Затем оно использовалось, явно или неявно, при работе со всеми другими проектами. Здесь можно ещ раз вспомнить понятие «исполнитель» и «система команд исполнителя». Выполняя предлагаемый проект, ученик узнает, как обрабатывать в программе нажатия на различные клавиши, и в результате получит эффективное средство для ручного управления экранными объектами.

С точки зрения программирования проект очень прост.

Однако с точки зрения управления он может быть сложен (это зависит от количества добавленных функций). Нужно поуправлять исполнителем вручную, нарисовав несколько картинок разной сложности. Полезно провести аналогии между ручным и программным управлением, сопоставить набор ручных операций, необходимых для создания изображения, с соответствующей программой.

Проект будет частично работоспособен даже без запуска на выполнение (без нажатия на зелный флажок), потому что нажатие клавиш вызывает срабатывание соответствующего скрипта-обработчика.

Scratch умеет обрабатывать только ограниченный набор клавиш и совсем не может обрабатывать комбинации клавиш.

Одна из наиболее интересных идей здесь — реализация работы на одном компьютере вдвом (и более) и управление несколькими объектами. Проекты могут быть ориентированы на сотрудничество или соперничество.

ПРОЕКТ 19. ИЗМЕНЯЕМ НАПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ

ОТ УСЛОВИЯ

Цели: (1) закрепить понятие градусной меры угла; (2) вспомнить команды ветвления.

Тип проекта: графика с элементами ИИ.

Продолжительность: 2 часа.

Проект основан на проекте 12.

1. Сохранить проект под новым именем.

2. Изменить скрипт следующим образом: если Кот касается красного круга, выполнить поворот против часовой стрелки на 15 градусов, иначе, если Кот касается жлтого круга, выполнить поворот по часовой стрелке на 15 градусов.

3. Добавить команды очистить и опустить перо.

4. Открыть проект 12.

Введнный материал и пояснения Нового материала нет.

Выполнение проекта не вызывает сложностей. Добавление команд из группы перо позволит получить интересные эффекты. Можно предложить детям организовать конкурс на самый интересный след Кота, используя повороты на разные углы и разные условия.

Листинг 16. Пример создания исполнителя «Кот-художник» (проект 18) Листинг 17. Пример реализации изменения направления движения в зависимости от условий

ПРОЕКТ 20. РИСУЕМ РАЗНОЦВЕТНЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ФИГУРЫ

Цели: (1) закрепить понятие градусной меры угла; (2) изучить средства рисования группы перо; (3) познакомиться с выражением единиц в процентах; (4) познакомиться с правильными геометрическими фигурами и изучить способы их рисования.

Тип проекта: графика.

Продолжительность: 4 часа.