آموزش درس پنجم کار و فناوری ششم: برنامه‌نویسی با اسکرچ (Scratch)
تا حالا فکر کرده‌اید بازی‌ها و انیمیشن‌های رایانه‌ای چطور ساخته می‌شوند؟ در درس پنجم کار و فناوری ششم دبستان، دانش‌آموزان با اسکرچ آشنا می‌شوند؛ زبانی تصویری و ساده که بدون نوشتن حتی یک خط کد، امکان ساخت داستان، بازی و انیمیشن را فراهم می‌کند.
در این مقاله، محیط اسکرچ، گروه‌های دستورات رنگی، متغیرها و مراحل ساخت یک بازی ساده را قدم‌به‌قدم توضیح می‌دهیم.
در این درس با چه مباحثی آشنا می‌شویم؟
- زبان‌های برنامه‌نویسی: شناخت مفهوم زبان برنامه‌نویسی و جایگاه اسکرچ در میان آن‌ها
- نصب و اجرای اسکرچ: نسخه‌ی آنلاین و آفلاین
- محیط اسکرچ: صحنه، پس‌زمینه، شکلک، ناحیه‌ی دستورات و ناحیه‌ی برنامه‌نویسی
- گروه‌های دستورات: رویداد، ظاهر، کنترل، صدا، حرکت، تشخیص، عملگرها و متغیرها
- محور مختصات و افزونه‌ی قلم
- ساخت یک بازی ساده با اسکرچ
- میان‌درس: تفاوت اینترنت و وب جهانی
زبان برنامه‌نویسی چیست و اسکرچ چه ویژگی‌هایی دارد؟
زبان برنامه‌نویسی
زبان‌های برنامه‌نویسی وسیله‌ی ارتباط ما با رایانه هستند؛ برنامه‌نویسان با استفاده از واژگان، نمادها و قواعد هر زبان، به رایانه می‌گویند چه کاری انجام دهد. امروزه، مانند زبان‌های انسانی، زبان‌های برنامه‌نویسی متنوعی مثل پایتون، جاوا و C وجود دارد.
اسکرچ به دو صورت قابل استفاده است: نسخه‌ی آفلاین (دانلود از scratch.mit.edu/download) و نسخه‌ی آنلاین بدون نیاز به نصب (scratch.mit.edu/projects/editor).
آشنایی با محیط اسکرچ
محیط برنامه‌ی اسکرچ از پنج ناحیه‌ی اصلی تشکیل شده که هر کدام وظیفه‌ی مشخصی دارند.
ناحیه‌ی صحنه
محل نمایش خروجی برنامه است. دو دکمه‌ی پرچم سبز و دایره‌ی قرمز برای شروع و توقف اجرای برنامه در بالای آن قرار دارد.
ناحیه‌ی پس‌زمینه
در این ناحیه می‌توان تصویری از رایانه، یک تصویر تصادفی، تصاویر آماده‌ی کتابخانه‌ی اسکرچ یا نقاشی خود را به‌عنوان پس‌زمینه اضافه کرد.
ناحیه‌ی شکلک
شکلک‌ها همان شخصیت‌های بازی یا داستان هستند. شکلک پیش‌فرض اسکرچ یک گربه‌ی نارنجی است و می‌توان با ابزار قلم‌مو، شکلک جدید طراحی یا شکلک‌های آماده را ویرایش کرد.
ناحیه‌ی دستورات
مجموعه‌ی دستورات لازم برای نوشتن برنامه در اینجا قرار دارد؛ دستورات هر گروه با رنگ خاصی مشخص شده‌اند تا به‌راحتی قابل‌شناسایی باشند.
ناحیه‌ی برنامه‌نویسی
محل چیدن قطعه‌کدها است. بلوک‌های رنگی با نزدیک‌شدن به یکدیگر مانند لگو، به‌صورت مغناطیسی به هم متصل می‌شوند.
گروه‌های دستورات اسکرچ به تفکیک رنگ
دستورات اسکرچ در گروه‌های رنگی مختلف دسته‌بندی شده‌اند تا نوشتن برنامه ساده‌تر شود:
گروه رویداد (زرد)
شکل کلاه دارند و روش شروع برنامه را مشخص می‌کنند؛ مثل کلیک روی پرچم سبز یا فشردن یک کلید.
گروه ظاهر (بنفش)
برای تغییر حالت شکلک، نمایش/پنهان‌کردن آن و تغییر پس‌زمینه استفاده می‌شود.
گروه کنترل (نارنجی)
مهم‌ترین دستورات برنامه‌نویسی مانند تکرار، شرط «اگر... آنگاه» و «منتظر بمان» در این گروه هستند.
گروه صدا (صورتی)
برای پخش، ضبط و ویرایش صدا در پروژه استفاده می‌شود و به جذابیت داستان یا بازی کمک می‌کند.
گروه حرکت (آبی)
برای حرکت‌دادن، چرخاندن و تغییر جهت شکلک به‌کار می‌رود.
گروه تشخیص (آبی روشن)
برای دریافت اطلاعات از کاربر و تشخیص برخورد شکلک با لبه یا شکلک دیگر استفاده می‌شود.
گروه عملگرها (سبز)
عملیات محاسباتی و منطقی مانند جمع، ضرب و مقایسه‌ی دو مقدار را انجام می‌دهد.
گروه متغیرها
متغیر مانند یک جعبه است که داده در آن ذخیره می‌شود تا در ادامه‌ی برنامه از آن استفاده شود.
محور مختصات و افزونه‌ی قلم
حرکت با مختصات x و y
هر شکلک در صحنه، موقعیتی مشخص نسبت به محور طول (x) و محور عرض (y) دارد. طول صحنه از ۲۴۰- تا ۲۴۰ و عرض آن از ۱۸۰- تا ۱۸۰ است.
برای رسم شکل‌های تکراری مثل مثلث، به‌جای تکرار دستی بلوک‌ها، از دستور «تکرار کن» در گروه کنترل استفاده می‌شود تا تعداد بلوک‌ها کمتر شود.
مراحل ساخت یک بازی با اسکرچ
۱. سناریونویسی
ابتدا ایده، شخصیت‌ها و داستان بازی را با جزئیات روی کاغذ می‌نویسیم.
۲. طراحی الگوریتم
مراحل انجام بازی را گام‌به‌گام مشخص می‌کنیم.
۳. طراحی شکلک و پس‌زمینه
شکلک‌ها و تصاویر مناسب داستان را انتخاب یا طراحی می‌کنیم.
۴. کدنویسی و اجرا
بلوک‌های رنگی را می‌چینیم و در هر مرحله برنامه را اجرا و اشکالات را برطرف می‌کنیم.
۵. اشتراک‌گذاری
در پایان، پروژه را ذخیره و با دیگران به اشتراک می‌گذاریم؛ همچنین می‌توان آن را به فایل اجرایی exe یا html تبدیل کرد.
میان‌درس: تفاوت اینترنت و وب جهانی
بسیاری از افراد این دو اصطلاح را به‌جای هم به کار می‌برند، در حالی که مفهوم متفاوتی دارند:
اینترنت
یک شبکه‌ی جهانی عظیم است که از اتصال میلیاردها رایانه، گوشی و دستگاه دیجیتال به یکدیگر تشکیل شده است.
مثال: برج‌های مخابراتی، کابل فیبر نوری و ماهواره‌های ارتباطی، زیرساخت فیزیکی اینترنت را می‌سازند.
وب جهانی
مانند یک سامانه‌ی بایگانی جهانی است که محتوای آن از طریق اینترنت در دسترس قرار می‌گیرد و از وب‌سایت‌ها و صفحات وب تشکیل شده است.
مثال: لینک‌ها صفحات وب را به هم متصل می‌کنند و موتورهای جست‌وجو مثل گوگل به یافتن آن‌ها کمک می‌کنند.
جمع‌بندی درس پنجم
- اسکرچ زبانی تصویری برای شروع برنامه‌نویسی، بدون نیاز به تایپ دستور است.
- محیط اسکرچ از پنج ناحیه‌ی اصلی (صحنه، پس‌زمینه، شکلک، دستورات، برنامه‌نویسی) تشکیل شده است.
- دستورات اسکرچ در هشت گروه رنگی مثل رویداد، کنترل، حرکت و متغیرها دسته‌بندی می‌شوند.
- ساخت یک بازی یا داستان با اسکرچ، از سناریونویسی شروع و با اشتراک‌گذاری پروژه تمام می‌شود.
- اینترنت زیرساخت شبکه‌ای است، اما وب جهانی مجموعه‌ای از صفحات و وب‌سایت‌های قابل‌دسترسی از طریق آن است.
دانلود PDF کامل درس پنجم کار و فناوری ششم
فایل PDF این درس شامل تصاویر بلوک‌های اسکرچ و تمرین‌های تکمیلی است.
اگر در ساخت پروژه‌ی اسکرچ به مشکلی برخوردید یا سؤالی درباره‌ی این درس دارید، در بخش نظرات بنویسید تا پاسخ بدهیم.