Кодирование на Scratch: краткий самоучитель программирования на Scratch

Языки программирования для веб- и настольных приложений имеют репутацию трудных для изучения. Любой, кто хоть немного углубится в эту тему, быстро поймет, что в этом есть доля правды — ведь большинство людей осваивают традиционные языки, такие как C++, C# или Java, только после интенсивного изучения и регулярного практического применения. Однако Scratch показывает, что все становится проще. Любой, кто хочет научиться программировать в упрощенных условиях, получает подходящее решение с помощью этой языковой платформы с открытым исходным кодом. Что именно представляет собой этот проект программирования, ориентированный в первую очередь на детей, и как происходит программирование с помощью Scratch, вы узнаете в этом учебнике по Scratch.

Scratch — это проект с открытым исходным кодом, вращающийся вокруг одноименного языка программирования, который был разработан и поддерживается Lifelong Kindergarten Group, исследовательской группой в MIT Media Laboratory в Кембридже. Проект в значительной степени финансируется Национальным научным фондом (NSF) и добровольными донорами. Первая версия визуального языка программирования, ориентированного на образование, появилась в 2007 году — включая собственную среду разработки (на основе Squeak). Текущая версия языка основана на HTML5 и JavaScript и предлагает, среди прочего, поддержку сенсорного управления в мобильных браузерах Safari и Chrome.

В целях защиты вашей конфиденциальности видео не будет загружаться, пока вы не кликните на него.

Scratch призван сделать основные принципы программирования более осязаемыми и понятными для новичков — особенно для детей и молодежи. Scratch удалось сделать это, не усложнив все элементы, требующие интуитивного ознакомления. Компоненты, которые считаются способствующими обучению и мотивации, имеют большой вес. Готовые проекты можно обнародовать на платформе Scratch и поделиться ими с остальными членами сообщества. Scratch — это обучение в игровой форме, что является главным приоритетом, когда речь идет о программировании для детей.

В основе Scratch лежит графический пользовательский интерфейс, который делает излишним сложный синтаксис языка или общий набор кода. Прежде всего, это желание помочь новичкам получить первый опыт программирования. Именно поэтому аспект простоты использования всегда имеет приоритет над наличием разнообразных функций. Однако, несмотря на эти ограничения, Scratch обладает некоторыми важными свойствами традиционных парадигм программирования, о чем свидетельствует следующий список. К ним относятся:

• визуальность: Все элементы Scratch представлены через понятное, графическое представление — например, команды программы через блоки изображений. Кроме того, их можно удобно вставлять и компоновать с помощью drag-and-drop.
• объектно-ориентированный: В программировании на Scratch нет ни классов, ни системы наследования. Однако благодаря таким элементам, как инкапсуляция данных (контролируемый доступ к данным через определенные интерфейсы) или полиморфизм (объекты могут принимать различные типы данных), Scratch демонстрирует характеристики концепции объектно-ориентированного программирования.
• императив: Некоторые скрипты, которые доступны вам для программирования с помощью Scratch, следуют парадигме императивного программирования. Последовательности инструкций, таким образом, указывают, в какой последовательности какие действия должны быть выполнены.
• ориентированный на события: Каждый сценарий, который вы используете в проекте Scratch, запускается, как только происходит событие, определенное в его заголовочном блоке. С помощью блока «Wait Until» загрузка проекта может быть отложена до наступления определенного события.
• поддерживающий параллелизм: Распределение компьютерных программ на отдельные подкомпоненты, что отличает принцип параллельного программирования, поддерживается в Scratch с самого начала.

Поговорка «практика делает совершенным» применима и к кодированию в Scratch. Несмотря на то, что этот проект программирования предлагает более низкие требования, чем классические языки программирования, он все же требует определенного времени для ознакомления и освоения пользовательского интерфейса и доступных блоков. В следующем учебнике по Scratch мы покажем вам, как можно зарегистрироваться на платформе, чтобы затем ознакомиться со всеми важными компонентами пользовательского интерфейса. В заключение мы объясним программирование с помощью Scratch на примере конкретного проекта.

Для того чтобы начать проект в Scratch, обычно не требуется создавать учетную запись. Вы также можете просто зайти на платформу Scratch, запустив выбранный вами браузер и нажав кнопку «Начать создавать». Однако для того, чтобы присоединиться к большому сообществу Scratch и иметь возможность делиться видео, играми и т.д. с другими пользователями после завершения работы, вам потребуется учетная запись. Именно поэтому имеет смысл зарегистрироваться.

Чтобы создать учетную запись пользователя, нажмите на кнопку «Join Scratch» и введите в последующем меню желаемое имя пользователя и надежный пароль:

После нажатия на кнопку «Далее» вам нужно будет указать некоторые личные данные, например, страну происхождения или дату рождения. На последнем этапе, чтобы завершить регистрацию, вам нужно будет указать действующий адрес электронной почты и нажать на «Set Up Your Account.»

После этого вы будете автоматически зарегистрированы. В вашем почтовом ящике вы также найдете ссылку, с помощью которой вы сможете активировать функции публикации и комментирования запрограммированных проектов Scratch.

Если вы создали учетную запись пользователя и вошли в свой профиль, вам доступен ряд различных опций, которые можно выбрать в верхней строке меню.

Нажав на кнопку Account, вы можете управлять своим личным профилем, изменить настройки местоположения, пароль и адрес электронной почты, а также открыть обзор активных проектов («My Stuff»). Кроме того, здесь же можно выйти из системы:

За другими доступными пунктами меню скрываются следующие функции:

• Develop: Центральным компонентом веб-проекта Scratch является графическая среда разработки, которую вы запускаете через вкладку «Разработка». С помощью этого веб-редактора вы программируете все свои приложения Scratch прямо в браузере.
• Исследовать: В этой категории вы можете вызывать проекты других пользователей. При этом вы можете не только воспроизводить, но и просматривать все программирование на Scratch. Проекты одного типа объединяются в «Студию».
• Идеи: Раздел «Идеи» предоставляет вам доступ к различным учебникам и руководствам, которые помогут вам в разработке собственных проектов — в частности, когда речь идет о мозговом штурме. Здесь же вы найдете ссылку на скачивание приложения Scratch (Windows 10, macOS, ChromeOS, Android), которое позволяет программировать без активного подключения к Интернету.
• О Scratch: Если вы вызовете пункт меню «О Scratch», вы попадете на страницу с общей информацией о проекте Scratch. Среди прочего, вы найдете ссылки на вспомогательные информационные материалы для родителей и учителей, а также советы и раздел FAQ.

Среда разработки Scratch напоминает строительный блок домашней страницы, что, учитывая блочную природу доступных скриптов, не так уж удивительно. В дополнение к этим скриптам, которые составляют большую часть используемых компонентов, вы также можете добавить в проект костюмы и звуки, которыми затем можно управлять или реализовывать через скрипт. Нажав на «Добавить расширение», можно расширить выбор скриптов — например, с помощью мелка, кода для записи видео или функции преобразования текста в речь.

Что бы вы ни хотели запрограммировать в Scratch — игру, видео или анимацию, а может быть, даже простой комикс: фигурки и другие объекты — это центральные строительные блоки для вашей истории. На вкладке «Костюмы» вы можете выбрать и интегрировать в свой проект любое количество графики. Выбирайте из доступных вариантов изображений, рисуйте объекты от руки или импортируйте графику из локального хранилища. У вас также есть возможность сделать фотографию, если на вашем устройстве есть камера.

Если вы выбрали костюм, вы можете изменить его. Для этого выберите нужный объект в меню слева (где его можно удалить в любой момент, нажав на значок корзины), а затем используйте доступные инструменты редактора, чтобы, например, изменить цвет, удалить ластиком определенные детали, добавить текст или деформировать объект. Также возможно преобразование графики в растровую или векторную. В поле «Костюм» также задается название костюма, которое впоследствии будет использоваться соответствующими скриптами в качестве справочных значений.

В правом нижнем поле окна находится кнопка «Выбрать фон». С помощью этой опции вы определяете фоновое изображение вашего проекта. Scratch предоставляет выбор стоковых изображений, вы можете импортировать свои собственные изображения или даже нарисовать свою собственную фоновую графику.

Для многих творческих проектов подходящий саундтрек так же важен, как объекты и фигуры. При программировании с помощью Scratch вы реализуете и управляете всеми звуками через одноименное меню. Как и в случае с графическими элементами, у вас, с одной стороны, есть выбор заранее созданных в Scratch звуков, доступных для этой цели, к которым вы можете получить через «Choose Sound». С другой стороны, существует возможность импортировать или записать звуки, при условии, что вы подключили микрофон.

Вставленные звуки можно выбрать в меню слева, нажав на соответствующую миниатюру, а затем отредактировать различными способами. Среди прочего, можно, например, вырезать выбранные последовательности, регулировать громкость, увеличивать или уменьшать скорость воспроизведения. Поскольку звуки интегрируются в проект Scratch с помощью скриптов, каждый звук также требует уникального имени, которое вы присваиваете в поле «Звук».

Для того чтобы успешно программировать в Scratch, необходимо практиковаться в работе со скриптами Scratch. Фактический код, лежащий в основе этих скриптов, генерируется автоматически, как только вы перетаскиваете доступные блоки в свой проект — независимо от того, что это: событие, функция, оператор или переменная. Как пользователь, вы можете сосредоточиться на вставке соответствующих сценариев с индивидуальными значениями и соответствующими графическими и звуковыми компонентами.

Для всех предварительно созданных скриптов имеются точные описания, показывающие их функции. Если вы хотите внедрить сценарий в свой проект, просто перетащите соответствующий блок — так в Scratch называются модели построения сценариев — в среднее окно редактора. Значения или опции, которые необходимо определить, можно увидеть непосредственно на блоке, а также набрать или выбрать их. Если новый сценарий напрямую связан с уже созданным сценарием, то просто прикрепите соответствующий блок, как если бы вы собирали пазл.

Поскольку в предыдущем разделе этого учебника по Scratch были представлены наиболее важные компоненты этой платформы программирования, в заключение следует продемонстрировать возможности Scratch на конкретном примере.

На первом этапе мы ищем фон для нашего проекта, наведя курсор мыши на значок фона у нижнего края экрана и нажав на «Choose Backdrop». Мы выбрали тему «Голубое небо», которую принимаем без каких-либо изменений:

Далее мы вставляем фигуру в пример проекта. Поскольку в данный момент видна вкладка «Backdrops», а не вкладка «Costume», нажимаем на кнопку «Choose Figure» справа внизу. В подборке Scratch есть различные фигуры с несколькими костюмами, с помощью которых впоследствии можно смоделировать последовательности движений. Например, фигурка «Кошка» доступна в вариантах «кошка а» и «кошка б», последовательное воспроизведение которых создает впечатление, что кошка ходит.

В последнем шаге этого короткого примера мы хотим перейти к главному — программированию с помощью Scratch и созданию управляемой фигуры. Чтобы подиум двигался слева направо, например, пока вы удерживаете клавишу «Стрелка вправо», вставьте следующие скрипты:

• События: Если нажата клавиша [ ]
• Управление: подождать [ ] секунд
• Взгляд: переключиться на следующий костюм
• Движение: перемещается [ ] на один шаг

С помощью скрипта события назначьте нужную клавишу — в случае нашего Scratch-учебника «Стрелка вправо». Через последующий скрипт «control» подтвердите буфер между сменой костюма. Если вы установите значение «0,2», то пройдет 0,2 секунды, прежде чем фигура изменит свой внешний вид, что для последовательности движения может показаться более естественным. Скрипт «look» обеспечивает переключение между «cat a» и «cat b», пока вы удерживаете клавиши со стрелками. Используя четвертый скрипт из раздела «Движение», фигурки также перемещаются вправо при смене костюма. Мы остановились на стандартных 10 шагах:

Как только вы стали Scratcher и создали свою учетную запись пользователя, вы можете в любое время публиковать свои проекты программирования на платформе Scratch. Для этого нажмите на кнопку «Опубликовать» в верхней строке меню.

В открывшемся окне у вас есть возможность изменить название проекта, сформулировать инструкции и добавить комментарии или благодарности. Если вы передвинете ползунок рядом с надписью «Комментировать» влево, вы также отключите функцию комментирования для вашего проекта.