Експериментальна робота щодо застосування методики викладання «Програмування в середовищі Scratch»

4.1 Загальні питання експериментальної роботи

Метою проведеної експериментальної роботи була перевірка методики викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» в школі.

Завдання експериментальної роботи:

1) реалізація розробленої методики викладання теми «Програмування в середовищі Scratch»;

2) розробка проекту учнями;

3) оцінка ефективності запропонованої методики.

Реалізація поставлених завдань відбувалася в Горондвській ЗОШ І-ІІІ ступенів. Експериментальна методика була розроблена і перевірена стосовно учням 6 класу. Метою курсу було створення проекту, який би охарактеризував вміння і навички учнів. Учні вибрали проект «Електронне піаніно». У цьому проекті необхідно створити невелике електронне піаніно з можливістю відтворення звуків, показати анімацію і можливість пограти на піаніно. Усі учні брали участь у створенні даного проекту. Результати показали те, що багато школярів освоїли програму і вільно можуть створити нескладний проект. Кілька людей засвоїли курс добре, але свій проект без допомоги створити не зможуть або створять з помилками.

Варто зауважити, що предмет «Інформатика» у випробуваному класі тільки одна година на тиждень. Багато учні не мають навичок роботи з комп'ютером. Невпевнено працюють з маніпуляторами, плутають клавіші. Тобто обстановка роботи за комп'ютером є для них стресовою. Зв'язку з цим багато часу пішло на навчання таких учнів працювати з комп'ютером (вміння включати комп'ютер, користуватися мишею). Також враховуючи вікові особливості, робота за комп'ютером не повинна перевищувати 25 хвилин за урок.

Однак, за даними наведеними в таблиці 1 видно, що 10 учнів впоралися з поставленими цілями, з низ 5 добре оволоділи програмою. Це говорить про те, що учні добре розташовані до алгоритмічного стилю мислення і робота за комп'ютером не викликає у них дискомфорту.

З вищесказаного робиться висновок, що роботу над одним проектом потрібно розділяти між 3 групами учнів. Тому моменти, які поскладніше, слід давати учням, які краще справляються. Учням, які тільки починають роботу за комп'ютером, необхідно весь час допомагати і стежити за ходом виконання роботи. Це дозволяє всім учням брати участь у розробці проекту, при цьому проект буде виконаний максимально швидко і якісно. Також колективна робота дозволяє учням поступово позбуватися від страху перед комп'ютером. Демонстрація проекту викликала в учнів захоплення своєю працею, що стало дуже сильною мотивацією до продовження роботи в середовищі програмування Scratch.

4.2 Проект «Електронне піаніно»

Мета проекту: учні повинні створити фрагмент піаніно, яке здатне відтворювати звуки, грати готові мелодії і показувати анімацію.

Реалізація проекту: учні були поділені на 3 групи. Перша група - створення фрагмента піаніно, написання скриптів відтворення звуків, запис мелодії. Друга група - розробка фону і спрайтів, створення відтворення звуків, сприяння в запису мелодії. Третя група - розробка скрипта руху спрайта.

Для початку необхідно заздалегідь підготувати зображення клавіш. Їх можна намалювати в графічному редакторі Paint, або з фотографії піаніно акуратно вирізати, так як ми зробили в нашому проекті.

За допомогою об'єктів, збирається фрагмент піаніно. Кожна картинка є окремим об'єктом, званим спрайтом. Кожен спрайт повинен буде мати 2 костюма - звичайний стан, а також відтворювати потрібний звук (ноти). У підсумку ми маємо отримати фрагмент піаніно.

Створюється цей фрагмент наступним чином: в області спрайтів натискається кнопка створення нового спрайта. У вікні слід натиснути кнопку, і вибрати потрібний спрайт. Дана процедура проводиться стільки разів, скільки спрайтів потрібно відобразити на сцені. Після того, як фрагмент готовий, потрібно розробити невелике меню, яке буде спрощувати роботу з програмою.

Ліва кнопка «Готові мелодії» випадає, меню, тобто при натисканні на кнопку з'являється нова кнопка поруч. Права кнопка «Стоп» зупиняє скрипт, припиняється відтворення звуків і анімації, на екрані з'являється інформація про проект.

Основне оформлення готово. Надалі ми ще повернемося до оформлення, для того щоб задати нашому проекту більше інтерактивності і краси. Але на даному етапі всі потрібні об'єкти вже створені.

Тепер переходимо до створення скриптів кожному спрайту. Почнемо з нот, так як всі інші об'єкти будуть спиратися саме на ці скрипти. Відразу потрібно зазначити, що скрипти нот будуть відрізнятися тільки безпосередньо самою нотою, тобто звуком, який даний спрайт повинен відтворити. Тому доцільніше спочатку повністю вирішити, що повинно бути в скрипті кожної ноти, для того щоб надалі використовувати вже готовий скрипт для всіх інших нот.

У даному проекті у спрайта ноти повинні бути наступні можливості: при натисканні на спрайт лівою кнопкою миші - відтворювати потрібний звук; при програванні готової мелодії підсвічуватися в той момент, коли нота, закріплена за спрайтом звучить; перейти до костюма відображається не натиснутий стан, в той момент коли натискається кнопка «Стоп».

Вибираємо крайню ліву ноту в нашому фрагменті, ноту «соль». Шукаємо спрайт цієї ноти в панелі спрайтів і клацаємо по ньому два рази лівою кнопкою миші - дана дія відкриє панель скриптів саме для цього спрайта. Також можна клацнути два рази лівою кнопкою миші по самому спрайту.

Виходячи з цього, видно, що в роботі спрайта беруть участь три скрипта. Перший скрипт відтворює звук при натисканні на спрайт. При цьому спрайт змінює свій костюм на наступний, тобто натиснуту ноту, відтворює звук під номером 43 (нота соль) тривалістю 0,25 секунди і потім повертається у вихідне положення. Другий скрипт застосовується тоді, коли грається готова мелодія. «Коли я отримаю 1» означає те, що виконання даного скрипта буде тільки після отримання повідомлення «1». Номери повідомлень вибираються таким чином: крайня ліва нота має повідомлення 1, наступна - повідомлення 2 і так далі. В даному випадку міняються тільки лише костюми з інтервалом в 0,25 секунди. Третій скрипт скасовує виконання двох попередніх скриптів і повертає спрайт у вихідне положення.

Для того щоб передати готові скрипти іншим спрайт нот потрібно натиснути на початок скрипта (помаранчевий контейнер) правою кнопкою миші і вибрати кнопку. Біля курсора з'явиться копія скрипта, яка «прилипає» до курсора до тих пір, поки не натиснемо ліву кнопку миші.

Потім скопійований скрипт можна помістити у вікно скриптів даного спрайта, а також приєднати до будь-якого іншого спрайту або сцені. У нашому випадку потрібно прикріпити до наступного спрайту ноти. Для цього клацаємо по спрайту наступної ноти. Якщо все зроблено правильно, то біля спрайта в який був переміщений скрипт буде виконаний графічний ефект (квадратик зменшується в центр). Далі подвійним клацанням лівою кнопкою миші вибираємо спрайт в який ми переміщали скрипт і міняємо відтворену ноту. Для того, щоб робити менше помилок, скрипти білих нот рекомендується копіювати тільки в ідентичні скрипти. Аналогічно з чорними нотами. Так буде абсолютно набагато менше помилок.

Такий спосіб застосовується для копіювання інших скриптів. При копіюванні другого скрипта необхідно міняти одержуване повідомлення, для того щоб уникнути повторів. Повідомлення створюються так: на стрілочку поруч з обраним раніше повідомленням натискаємо лівою кнопкою миші.

У меню, шукаємо кнопкуі натискаємо на неї. З'явиться діалогове вікно.

У цьому вікні ми вписуємо назву повідомлення, при створенні нот, це порядковий номер ноти зліва направо.

При копіюванні третього скрипта нічого змінювати не треба, якщо скрипти білих нот ми копіюємо тільки білим нотах, скрипти чорних - тільки чорним.

Заздалегідь потрібно розібратися з кількістю і призначенням повідомлень в майбутньому проекті.

Лістинг скриптів говорить про те, що виконання однієї дії - програвання музики, розбите на безліч маленьких скриптів. Даний спосіб реалізації розвантажує скрипт, Scratch працює швидше, і більш зрозумілий для сприйняття. Кожна дія, кожен рядок має свій скрипт, що дозволяє легко знаходити помилки або дописувати нові скрипти, копіюючи старі і змінюючи невелику частину.

При виконанні скрипта задіяна велика кількість повідомлень. Це потрібно для того, щоб програма розуміла, що потрібно виконувати в даний момент. Скрипти рядків куплета і приспіву дуже схожі, єдина відмінність це програється нота і тривалість звучання.

Керуючі скрипти призначені для того, щоб запускати програвання мелодії в потрібний момент, а саме після натискання на кнопку, і зупиняти виконання скрипта після програвання всієї мелодії або після натискання на кнопку.

Кнопка служить для зупинки всіх виконуваних скриптів, поверненню всіх спрайтів в початкове положення і висновку на сцену заставки.

Для додання проекту інтерактивності, було вирішено додати два об'єкти: смуга завантаження і танцює і співає істота.

Смуга завантаження застосовується в трьох випадках: при натисканні на кнопку, після закінчення програвання музики і після натискання на спрайт заставки. Для створення анімації необхідно намалювати кілька костюмів.

Лістинг скрипта говорить про те, що спрайт при появі починає змінювати по черзі костюму, і коли одягає останній - зникає. Виходить красивий ефект стрічки завантаження, реалізований найпростішим способом.

Танцює і співає істота потрібно для того, щоб прослуховування мелодії супроводжувалося анімаційними ефектами, також реалізується функція караоке, так як на сцені з'являються в потрібний момент слова пісні.

З точки зору перевірки знань учнів, реалізація даного скрипта показує вміння працювати учнів з блоком «Рух», «Зовнішність», «Контроль» і «Змінні».

Реалізація скрипта на перший погляд виглядає простою, але при використанні в нашому проекті є невелика тонкість - анімація повинна відбуватися тільки тоді, коли йде звучання музики. Зробити це можливо двома шляхами: Перший шлях - розрахувати тривалість за часом звучання музики і створити скрипт, який буде програватися таку ж кількість часу; Другий шлях - ввести змінну А, що приймає значення 0, яке скрипту говорить про те, що повинна відтворюватися анімація. Після того, як буде зіграна остання строчка приспіву, змінної А передається значення 1, і скрипт зупиняється.

Після цього створення проекту повністю завершено, цілі і завдання виконані. Надалі проект можна урізноманітнити різними мелодіями, додати звукові ефекти, анімацію та багато іншого.

4.3 Проект «Гра«Арканоід»»

Мета проекту: учні повинні реалізувати гру «Арканоід» в середовищі програмування Scratch

Реалізація проекту: створення спрайтів фішок, кульки і ракетки. Редагування фону і позначення умов гри. Створення змінних і кордонів сцени.

Для того щоб створити гру «Арканоід» в середовищі програмування Scratch для початку необхідно вирішити декілька функціональних моментів: на початку гри кулька повинна рухатися вниз, різний кут відскоку кульки від ракетки, зникнення фішки при попаданні по ній кулькою, ігрові очки, одержувані гравцем при попаданні по фішках, виграш гравця при збиванні всіх фішок і програш при падінні кульки.

Спочатку відредагуємо сцену. Сцена складається з трьох частин, - нейтральне поле, по якому рухається кулька, - верхня межа ігрового поля, від якої кулька відскакує и- нижня межа ігрового поля, попадання в неї кульки зупиняє гру.

Після створення ігрового поля потрібно переходити до розробки ігровий ракетки.

Спрайт ракетки складається з трьох частин: червоної, синьої і зеленої. Така будова потрібно для того, щоб при попаданні кулькою по ракетці, кулька відскакувала по різному. Тобто при попаданні в червону частину, кулька буде відскакувати більше вліво, при попаданні в синю частину - відскік буде вгору під невеликим градусом і відповідно при попаданні в зелену частину - відскік більше вправо. Реалізація, також можлива, використовуючи більшу кількість кольорів, тому що чим більше квітів ми задіємо, тим точніше ми запрограмуємо відскік кульки. Залишилося створити скрипт руху ракетки. Існує два способи: рух за допомогою клавіатури або за допомогою миші. Мінуси першого варіанту в тому, що рухи виходять не плавні і не зручними при використанні, так як доводиться дуже часто натискати на клавіші управління ракеткою. У той же час керування мишею дозволяє зробити рух ракетки плавним і управління зручним.

Скрипт складається з двох частин: перша - встановлює ракетку в початкове положення (0; - 150), друга - запускає рух ракетки за курсором миші.

Наступний об'єкт, який потрібно створити - це фішка. Фішок в проекті може бути будь-яка кількість, в нашому проекті 14 фішок. Створювати фішки потрібно так: створити одну фішку, призначити їй скрипти, а потім скопіювати необхідну кількість разів.

Скрипт фішки також складається з двох частин. Перша частина - установка фішки в потрібну позицію на ігровому полі, шляхом завдання кожної фішки значення по X і по Y. Друга частина - при торканні кулькою фішки, фішка повинна зникнути.

Перш ніж переходити до створення кульки, потрібно реалізувати три стани гри: перед початком, виграш і програш.

Початок гри, рух кульки, починається після натискання клавіші «пробіл». У верхній частині сцени знаходиться інформаційна зона, яка повідомляє гравцеві швидкість руху кульки, набрані очки і залишився кількість фішок на ігровому полі.

Швидкість кульки можна зробити статичної, тобто постійною, або динамічної, тобто змінюваною при будь-яких умовах. У нашому проекті такою умовою є попадання кульки на ракетку. Первісне кількість очок дорівнює 0. Очки нараховуються після попадання кулькою по фішці і віднімаються при ударі по ракетці. Кількість фішок на початку гри дорівнює 14, після попадання кулькою по фішці, число фішок зменшується, так як пропадає вибита фішка, і тоді коли значення буде дорівнювати 0 з'являється повідомлення про виграш.

Якщо кулька стосується нижньої смуги, то з'являється повідомлення про програш.

Тепер все готово для того, щоб переходити до створення самої кульки і скриптів. Скрипт кульки складається з 2 частин: перша - відповідає за установку кульки в потрібну точку і за скидання змінних, друга - відповідає за рух кульки по ігровому полю, влучення по ракетці і фішках, а також за збільшення швидкості, нарахуванню очок.

Скрипт зібраний таким чином, що спочатку описується рух кульки, кут відскоку від фішок, верхньої межі і ракетки. Кут відскоку від фішки і верхньої межі дорівнює 180 градусам. Якщо кулька стосується бічних кордонів, то він відскакує дзеркально, тобто на той же кут, який був до торкання. При попаданні на ракетку написані 3 варіанти відскоку, про які було сказано вище. Також при торканні кульки і ракетки відтворюється звук.

Після йде опис випадку влучення кульки по фішці, для кожної фішки що знаходиться на ігровому полі свій скрипт. Через це скрипт виглядає великим і складним, але якщо придивитися, то відразу видно, що скрипти видалення фішок з екрану однакові, відрізняється тільки лише посилається повідомлення, у кожної фішки воно своє. У самому кінці стоїть умова, яку перевіряє значення змінної «фішки», і якщо воно дорівнює 0, то на екрані з'являється повідомлення про виграш.

Проект «Гра«Арканоід»» готова. Надалі можливе створення декількох рівнів гри, різних ступенів складності.

При проведенні занять була помічена зацікавленість учнів у вивченні теми «Програмування в середовищі Scratch».

Практична робота

Завдання 1 («Малювання»). Для спрайту Рудий Кіт намалювати квадрат із довжиною сторін 150 (кроків), використавши вказівки керування, руху й малювання та повторення.

Завдання 2 («Орнамент»). Скласти програму для створення орнаменту з довжиною відрізків 20.

Вказівки до виконання

1. Визначити елемент малюнка, що повторюється, та вибрати вказівки для його створення. Перевірити виконання програми.

2. Скласти програму для такого малюнку і долучити вказівку початку програми, вказівку переміщення Спрайта у початкове положення — точку сцени (–230; 0), очищення сцени, вказівки групи Олівець.

3. Скласти цикл з лічильником: в середину вказівки Повторювати 10 вклаcти послідовність вказівок для створення елемента .

4. Додаємо цикл у програму.

5. Перевірити програму

і отримати таку сцену.

Завдання 3 («Анімація»). Створити проект, у якому герой рухається, змінює колір і розмовляє. Наприклад, Морська зірка змінює свій колір, рухається і вітається.