动手玩转Scratch 3.0编程：人工智能科创教育指南

　　Scratch 是可视化的编程语言，其丰富的学习环境适合所有年龄阶段的人。利用它可以制作交互式程序、富媒体项目，包括动画故事、读书报告、科学实验、游戏和模拟程序等，此外，Scratch 也是人工智能科创教育领域的重要工具。本书的目标是将Scratch 作为工具，教会读者最基本的编程概念，同时揭示Scratch 在教学和科创方面的强大能力。本书使用升级后的Scratch 3.0 版本，该版本尤其适用于人工智能科创教育领域。 全书共分9 章，前三章讲解如何使用Scratch 绘制几何图形，并创建富媒体应用程序，其余章节使用Scratch 讲解各个编程概念。每一章都有许多完整的案例，读者可以模仿它们制作许多类似的程序。当读完整本书后，相信你一定可以亲自完成各种编程项目。 本书假定读者没有任何编程基础。本书内容的难度基本不会超过高中数学，个别有难度的模拟程序可以先行跳过。

　　Majed Marji，拥有韦恩州立大学的电子工程博士学位和达文波特大学战略管理的MBA学位。他在汽车行业工作超过15年，开发了许多软件，涉及实时数据采集、设备控制、实验室管理、工程数据分析、嵌入式系统、远程信息处理、混合动力汽车，以及与安全相关的动力系统。Marji博士还是韦恩州立大学电气工程系的兼职讲师，主要讲授通信工程、机器视觉、微处理器、控制系统，以及算法和数据结构等相关课程。李泽 国内资深创客，软件设计师、信息系统项目管理师，毕业于新疆医科大学信息管理与信息系统专业，有十余年编程实战经验。 其还是工信部人才交流中心“蓝桥杯青少年创意编程大赛”Scratch专家委员会委员、教育部教育装备研究与发展中心中小学人工智能教材项目课标组和编写组成员。 运营自媒体“科技传播坊”（公众号：kejicbf），摄制百余集少儿编程教学视频。已出版《Scratch高手密码》《计算思维养成指南》等十余部著作。于欣龙 奥松集团公司创始人（公众号：alsrobotbase）、哈尔滨工程大学工学硕士、多部著名创客教育畅销书作者和译者、中国青少年机器人竞赛裁判员、全国优秀创新创业导师人才库专家，从事机器人开发与人工智能教学研究十年，拥有国家科技专利及作品著作权上百项，被媒体誉为“机器人爸爸”。现任多所中小学校创客教育特聘顾问，负责指导学生参加国际机器人赛事（曾多次荣获冠军及一等奖）。曾指导多家出版社策划出版STEAM教育类图书五十余部。个人作品有《爱上micro：bit》《ScratchJr编程趣味卡》《传感器实战全攻略》等著作。

致谢 VIII
本书介绍 IX
第1 章　准备开始 1
什么是 Scratch 2
试一试 1-1 3
Scratch 编程环境 3
舞台 4
试一试 1-2. 5
角色列表 5
试一试 1-3 6
积木区 7
试一试 1-4 8
脚本区. 8
试一试 1-5 9
试一试 1-6 10
造型标签页 10
试一试 1-7 11
声音标签页 11
试一试1-8. 12
背景标签页 12
试一试 1-9 13
角色信息 13
菜单栏 14
绘图编辑器 15
设置图像的中心 15
试一试 1-10 16
设置透明色 16
制作第一个 Scratch 游戏 17
第一步：准备背景 18
第二步：加入反弹板和小球 18
第三步：让角色动起来 19
试一试 1-11 20
第四步：添加声音更有趣 21
Scratch 积木一览 22
算术运算符和函数 23
算术运算符 23
随机数 24
数学函数 25
本章小结 25
练习题 25
第2 章　运动和绘图 28
使用运动模块的积木 28
绝对运动 29
试一试 2-1 30
相对运动 31
试一试 2-2 3
其他运动积木 33
画笔模块和一个简单的画图程序 34
试一试 2-3 35
试一试 2-4 36
神奇的重复执行 36
试一试 2-5 38
旋转的正方形 38
试一试 2-6 39
图章积木 39
试一试 2-7 40
Scratch 项目 40
猫咪收集钱袋 40
接苹果游戏 44
关于被克隆的角色 47
本章小结 48
练习题 49
第3 章　外观和声音 52
外观模块 53
切换造型创建动画 53
试一试 3-1 54
让角色思考并说话 55
试一试 3-2 55
图形特效 56
角色大小和可视状态 56
试一试 3-3 57
角色间的图层 57
试一试 3-4 58
声音和音乐模块 58
播放音频文件 58
弹奏鼓声和其他声音 59
创作音乐 60
控制音量 61
试一试 3-5 61
设定演奏速度 61
试一试 3-6 61
Scratch 项目 62
在舞台上跳舞 62
烟花效果 66
本章小结 68
练习 68
第4 章　过程 72
消息的广播和接收 73
发送消息和接收消息 74
使用广播机制协调多个角色 75
将大型程序分而治之 77
使用广播模拟过程 79
创建自己的积木 80
给积木添加参数 82
试一试 4-1 86
过程的嵌套 87
试一试 4-2 89
分析问题的思维方式 89
自顶向下分析 90
试一试 4-3 92
自底向上分析 93
本章小结 95
练习题 95
第5 章　变量 98
Scratch 的数据类型 99
数据类型的自动转换 100
变量详解 101
什么是变量 101
创建并使用变量 104
试一试 5-1 107
变量的作用范围 107
修改变量的值 110
绘制蜘蛛网 111
绘制风车 111
试一试 5-2 112
克隆体中的变量 112
变量值显示器 115
在程序中使用变量值显示器 116
欧姆定律模拟实验 116
试一试 5-3 118
串联电路模拟实验 118
试一试 5-4 120
计算球体体积和表面积 120
试一试 5-5 . 122
绘制玫瑰花瓣 122
试一试 5-6 124
葵花籽分布模型 124
试一试 5-7 126
XVIII　目　　录
获得用户输入 126
读取数字 126
读取字符 127
执行算术运算 127
本章小结 128
练习题 128
第6 章　用逻辑做决定. 131
关系操作符 132
布尔表达式的求值 134
比较字符和字符串 134
分支结构 136
如果……那么积木 136
将变量作为标志变量 137
如果……那么……否则积木 139
嵌套分支结构 140
菜单驱动程序 141
逻辑运算符 143
与操作符（and） 143
或操作符（or） 144
不成立操作符（not） 145
使用逻辑运算符检查数值范围 146
Scratch 项目 148
坐标猜测游戏 148
试一试 6-1 150
三角形分类游戏 150
试一试 6-2 154
猫咪巡线 154
试一试 6-3 155
求解直线方程 156
目　　录　XIX
试一试 6-4. 160
其他应用程序 160
本章小结 160
练习题 160
第7 章　深入循环 163
循环结构 164
重复执行直到积木 164
试一试 7-1 166
将重复执行和如果……那么结合 166
试一试 7-2 167
停止积木 168
试一试 7-3 169
结束过程调用 170
验证用户输入 171
循环计数器 172
密码验证 172
试一试 7-4 173
灵活的循环计数 173
循环的嵌套 175
试一试 7-5 177
递归：调用自身的过程 177
试一试 7-6 179
Scratch 项目 179
模拟时钟 179
试一试 7-7 181
小鸟射击游戏 181
试一试 7-8 185
自由落体实验 185
试一试 7-9 188
抛体运动模拟器 188
试一试 7-10 191
其他应用程序 191
本章小结 191
练习题 192
第8 章　字符串处理 194
字符串数据类型 195
特殊字符统计 195
字符比较 196
试一试 8-1 198
字符串操作示例 198
Igpay Atinlay 198
试一试 8-2 200
单词修正 200
试一试 8-3 202
解密游戏 202
Scratch 项目 205
射击游戏 205
试一试 8-4 208
将二进制数转换为十进制数 208
试一试 8-5 209
试一试 8-6 211
刽子手游戏 211
试一试 8-7 216
分数运算教学工具 217
试一试 8-8 222
本章小结 222
练习题 222
第9 章　列表 224
Scratch 的列表 225
创建列表 225
试一试 9-1 227
列表的积木 228
添加和删除 228
插入和替换 228
获得列表中的变量 229
试一试 9-2 230
包含积木 230
边界检查 230
动态列表 . 231
向列表填充用户输入 231
绘制柱状图 233
试一试 9-3 236
数字列表 236
寻找最值 236
试一试 9-4 237
计算平均数 237
试一试 9-5. 238
搜索和排序 238
线性搜索. 238
频数统计 239
试一试 9-6 241
冒泡排序 241
试一试 9-7 243
寻找中位数 244
Scratch 项目 245
我是诗人 245
试一试 9-8 246
四边形分类游戏 246
试一试 9-9 248
数学魔法师 249
试一试 9-10 252
花的结构测验 252
试一试 9-11 254
其他应用程序 254
本章小结. 254
练习题 255
附录A　分享与合作 256
创建 Scratch 账号 256
使用书包功能 259
创建项目 261
创建新的项目 261
改编项目 262
项目页 262
分享项目 263