導(dǎo)語(yǔ)

0.1 Scratch簡(jiǎn)介

由美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）媒體實(shí)驗(yàn)室推出Scratch編程語(yǔ)言，是LOGO、樂(lè)高NXT機(jī)器人圖形編程語(yǔ)言的進(jìn)化版本，其宗旨是“創(chuàng)作和分享你自己的交互故事、游戲、音樂(lè)和藝術(shù)”。由“搭積木”和“可視化”的編程特性，語(yǔ)言非常容易掌握，“在設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)”的方式，給孩子們?nèi)蜃詈玫膭?chuàng)意平臺(tái)。

0.2 軟件介紹

Scratch軟件是多語(yǔ)言版本，根據(jù)操作系統(tǒng)，會(huì)自動(dòng)改成中文界面。積木模塊包括8個(gè)大類(lèi)，100多個(gè)功能，包括了每個(gè)過(guò)程的完整程序的每個(gè)環(huán)節(jié)，甚至數(shù)組。使用者可以沒(méi)有編程基礎(chǔ)，也可以不會(huì)使用鍵盤(pán)。

構(gòu)成Scratch程序的命令和參數(shù)通過(guò)積木形狀模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，用鼠標(biāo)拖動(dòng)模塊到程序編輯欄即可。Scratch軟件界面如圖0-1所示。左邊是可以用來(lái)選擇的功能模塊；中間的黃色部分是編輯好的程序代碼，即腳本區(qū)域；右邊上部是程序預(yù)覽和運(yùn)行效果窗口，即舞臺(tái)；右邊下部是角色列表窗口。

下面簡(jiǎn)單介紹Scratch軟件界面中一些工具。

1.常用工具

設(shè)定語(yǔ)言：修改Scratch軟件的語(yǔ)言。

保存作品：保存當(dāng)前的作品。

分享這個(gè)作品：上傳到Scratch官網(wǎng)，分享當(dāng)前作品。

2.菜單欄

【文件】菜單中包含以下子菜單：

新建：創(chuàng)建一個(gè)新的作品。

打開(kāi)：打開(kāi)已存在的作品。

存檔：保存當(dāng)前的作品。

另存為：當(dāng)前作品更換名稱(chēng)等信息保存。

導(dǎo)入作品：將其他作品中的角色或背景加入到當(dāng)前作品。

輸出角色：將當(dāng)前作品的角色輸出保存。

作品注解：添加當(dāng)前作品的說(shuō)明信息。

退出：退出軟件

【編輯】菜單包含以下子菜單：

恢復(fù)：撤銷(xiāo)上一步操作。

開(kāi)始單步執(zhí)行：每次執(zhí)行一個(gè)模塊。

設(shè)定單步執(zhí)行程序：設(shè)定單步執(zhí)行程序的速度。

壓縮聲音：壓縮作品中的聲音文件。

壓縮圖像：壓縮作品中的圖像文件。

顯示馬達(dá)模塊：在模塊列表中顯示馬達(dá)模塊，配合Scratch傳感器板使用。

【分享】菜單包含以下子菜單：

將此作品在網(wǎng)絡(luò)上分享：上傳到Scratch官網(wǎng)，分享當(dāng)前作品。

去Scratch網(wǎng)站：訪問(wèn)Scratch官網(wǎng)。

【幫助】菜單包含以下子菜單：

幫助頁(yè)面：Scratch的幫助頁(yè)面。

幫助界面：Scratch模塊的幫助界面。

關(guān)于Scratch：顯示Scratch的相關(guān)信息。

3.舞臺(tái)

舞臺(tái)是作品中角色與角色之間或者角色與用戶(hù)之間互動(dòng)的場(chǎng)地，是顯示程序運(yùn)行效果的地方，如圖0-2所示。

舞臺(tái)用直角坐標(biāo)系來(lái)表示，橫向X軸為480個(gè)單位，從-240到240；縱向Y軸為360個(gè)單位，從-180到180，如圖0-3所示。

舞臺(tái)正中央的坐標(biāo)是（0，0），舞臺(tái)下方實(shí)時(shí)顯示鼠標(biāo)當(dāng)前的坐標(biāo)，比如。

默認(rèn)的舞臺(tái)是一個(gè)空白的背景。舞臺(tái)可以設(shè)定多個(gè)背景，單擊角色列表中舞臺(tái)的縮略圖，然后單擊角色信息的 【多個(gè)背景】選項(xiàng)卡，可添加新的背景。舞臺(tái)也可以添加程序和聲音，舞臺(tái)的背景可以用程序控制更換。

右鍵單擊（右擊）舞臺(tái)區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)命令：截取部分屏幕區(qū)域成為新角色；將舞臺(tái)存為圖片。

4.布局

布局工具包含三個(gè)按鈕，含義分別如下：

轉(zhuǎn)換為小舞臺(tái)：舞臺(tái)區(qū)域縮小，程序區(qū)域增大，方便操作程序。

轉(zhuǎn)換為完整舞臺(tái)：默認(rèn)狀態(tài)，程序區(qū)域和舞臺(tái)區(qū)域均適中。

在演示模式下運(yùn)行程序：其他窗口隱藏，舞臺(tái)全屏模式。單擊舞臺(tái)左上角返回鍵或按鍵盤(pán)上的Esc鍵可退出演示模式。

5.執(zhí)行按鈕

單擊綠旗按鈕，啟動(dòng)開(kāi)始的腳本。

單擊停止按鈕，停止所有腳本。

6.角色區(qū)域

角色是由腳本控制在舞臺(tái)運(yùn)動(dòng)的對(duì)象（見(jiàn)圖0-4）。當(dāng)鼠標(biāo)停在某角色位置時(shí)，可顯示角色名及其包含的腳本數(shù)量。左擊角色后，角色外圍顯示藍(lán)筐，此時(shí)該角色可被編輯。右擊角色會(huì)彈出以下菜單。

顯示：該角色在舞臺(tái)頂層顯示且可被編輯。

輸出這個(gè)角色：導(dǎo)出角色，可供其他作品使用。

復(fù)制：創(chuàng)建當(dāng)前角色副本。

刪除：刪除當(dāng)前角色。

7.新增角色

繪制新角色：單擊按鈕后啟動(dòng)繪圖編輯器，可繪制角色。

從文件夾中選擇新的角色：單擊按鈕后打開(kāi)新增角色窗口，進(jìn)入分類(lèi)的文件夾后選擇圖片，單擊 【確定】按鈕后，角色出現(xiàn)在舞臺(tái)中央。

來(lái)個(gè)令人驚喜的角色吧：單擊按鈕后會(huì)隨機(jī)新增一個(gè)角色。

8.鼠標(biāo)坐標(biāo)

在作品中經(jīng)常需要對(duì)角色在舞臺(tái)上的移動(dòng)進(jìn)行定位，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)，舞臺(tái)下方會(huì)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前鼠標(biāo)的坐標(biāo)。

9.工具欄

復(fù)制：選擇一個(gè)角色創(chuàng)建副本。

刪除：刪除選擇的角色。

放大角色：放大角色在舞臺(tái)中的比例。

縮小角色：縮小角色在舞臺(tái)中的比例。

10.模塊列表

Scratch作品中的程序由模塊“拼”成，一個(gè)舞臺(tái)或一個(gè)角色可以有一個(gè)甚至多個(gè)腳本。在編寫(xiě)腳本前，首先要選擇該腳本屬于的角色或者舞臺(tái)。腳本的編寫(xiě)都是通過(guò)拖拽模塊列表中的模塊到腳本區(qū)域完成的。

0.3 硬件介紹

Scratch軟件是一款由個(gè)人編寫(xiě)程序控制電腦內(nèi)“虛擬動(dòng)畫(huà)對(duì)象（人物、動(dòng)物、機(jī)器人等）”的圖形化編程軟件，但電腦外的物理世界卻是極為豐富的。奧特森公司開(kāi)發(fā)的Scratch-ATS系列硬件可對(duì)電腦內(nèi)“虛擬世界”進(jìn)行互動(dòng)和控制。

1.Scratch智能教學(xué)基礎(chǔ)套裝

Scratch基礎(chǔ)套裝有“光”、“聲”、“滑桿”、“按鍵”及四個(gè)可接電阻傳感器的“擴(kuò)展插孔”，較好地實(shí)現(xiàn)了“物理世界”與“虛擬世界”的互動(dòng)，如圖0-5所示。

2.Scratch智能教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)套裝

“Scratch標(biāo)準(zhǔn)套裝”在基礎(chǔ)套裝的基礎(chǔ)上增加了距離傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器，可更好地實(shí)現(xiàn)編程者的創(chuàng)意，特殊設(shè)計(jì)的游戲按鈕及藍(lán)牙模塊，增加了良好的游戲體驗(yàn)。Scratch標(biāo)準(zhǔn)板各功能部件分布如圖0-6所示，Scratch標(biāo)準(zhǔn)板的開(kāi)關(guān)如圖0-7所示。

（1）與電腦通信

Scratch硬件標(biāo)準(zhǔn)板使用USB可與電腦進(jìn)行通信。操作步驟如下：

①控制器電源檔置于“ON”檔；

②用USB線(xiàn)將控制器與電腦相連；

③選擇正確的COM端口。COM端口的正確選擇很關(guān)鍵，選擇正確后，監(jiān)視器中的值會(huì)有所變化。若選擇錯(cuò)誤，舞臺(tái)中的傳感器監(jiān)視器的所有值均為“0”。操作步驟如圖0-8所示。

注意：在將控制器連接到電腦之前，要確信電腦上已經(jīng)安裝有Scratch軟件及驅(qū)動(dòng)。

（2）傳感器特性

基礎(chǔ)板中傳感器監(jiān)視器對(duì)應(yīng)顯示如圖0-9所示。

標(biāo)準(zhǔn)板中傳感器分為內(nèi)置傳感器和外置傳感器，內(nèi)置檔與外置檔的傳感器與Scratch軟件中傳感器監(jiān)視器對(duì)應(yīng)顯示如圖0-10所示。

（3）傳感器的使用

①用滑桿傳感器編寫(xiě)一個(gè)腳本，通過(guò)滑桿的位置變化控制貓的移動(dòng)。

滑桿傳感器如圖0-11所示。

在模塊列表區(qū)域，勾選滑桿傳感器的值模塊的復(fù)選框，然后可在舞臺(tái)中觀察到滑桿的值。滑動(dòng)滑桿，觀察滑桿值的變化。程序腳本及操作如圖0-12所示。

②通過(guò)光線(xiàn)變化控制貓的移動(dòng)。

在傳感器模塊單擊傳感器列表，選擇光線(xiàn)傳感器，復(fù)選框打鉤√，在舞臺(tái)即可看到光值的變化。通過(guò)光線(xiàn)的變化，控制小貓的移動(dòng)。其腳本及操作步驟如圖0-13所示。

在模塊列表區(qū)域，勾選光線(xiàn)傳感器的值模塊的復(fù)選框，舞臺(tái)上出現(xiàn)光值數(shù)字顯示框。試試用手遮擋板上的光線(xiàn)傳感器，觀察讀數(shù)的變化。讀數(shù)應(yīng)該變?yōu)?，即。

同樣，在傳感器列表中選擇聲音傳感器、A/B/C/D傳感器來(lái)控制小貓移動(dòng)。

③“是”還是“否”？

哪個(gè)傳感器能反饋條件成立的“是”還是條件不成立的“否”？

按下按鈕時(shí)，為“是”，條件成立；松開(kāi)按鈕，為“否”，條件不成立。

運(yùn)行圖0-14程序，如果按下按鈕，設(shè)定的條件成立，小貓執(zhí)行“旋轉(zhuǎn)15度”的動(dòng)作。

板子上有傳感器A、B、C、D四個(gè)端口，并配備了帶鱷魚(yú)夾的線(xiàn)（見(jiàn)圖0-15），可用兩個(gè)鱷魚(yú)夾的連接與否來(lái)判斷條件的是否成立。兩個(gè)鱷魚(yú)夾相互接觸，條件成立；否則為不成立。

運(yùn)行圖0-16程序，傳感器A的鱷魚(yú)夾連接前，條件都不成立。等待到傳感器A的鱷魚(yú)夾相連，音響發(fā)出設(shè)定的鼓聲。

④同時(shí)觀察全部傳感器。

想同時(shí)觀察板子上所有傳感器的狀態(tài)，鼠標(biāo)先移動(dòng)到傳感器模塊，右擊，選擇“顯示ScratchBoard監(jiān)視器”選項(xiàng)（見(jiàn)圖0-17），舞臺(tái)上即出現(xiàn)傳感器列表，你可以觀察所有傳感器的狀態(tài)（見(jiàn)圖0-18）。