用Scratch 学程式！：融合游戏、艺术、科学、数学的视觉化导引 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Majed Marji

图书标签:

• Scratch
• 程式设计
• 儿童程式
• 视觉化程式
• 游戏开发
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• 数学
• STEM教育
• 创意计算

程式设计教育第一本书！

　　本书特别提供！！教学范例网站 sites.google.com/view/wunan-scratchbook

　　为什么要学Scratch？
　　●视觉化的程式设计语言，适合所有人。
　　利用它可以制作互动式程式、多媒体专案，包括动画故事、读书报告、科学实验、游戏和模拟程式等。
　　●提升解决问题能力，生活中不可或缺。
　　●学习门槛低，激发创造力和想像力。
 

编程启蒙的奇妙旅程：探索代码的无限可能 这是一本专为初学者设计的编程入门指南，旨在通过引人入胜的方式，揭开计算机编程的神秘面纱。我们相信，学习编程不应该是一项枯燥的任务，而是一场充满创造力与探索精神的冒险。本书将带领读者跨越抽象的理论概念，直接进入实践操作，让您在“玩中学，做中学”的过程中，掌握编程的核心思想和基本技能。 面向群体： 本书面向所有对编程感兴趣的初学者，无论年龄大小，也无论是否有任何编程背景。它特别适合希望为孩子（中小学生）打下坚实编程思维基础的家长和教育工作者，也适合希望快速入门编程的成人学习者。我们假设读者对计算机操作有基本了解，但对编程逻辑完全陌生。 核心理念：从“看”到“做”的转变 我们摒弃了传统教材中冗长、晦涩的理论讲解，转而采用一种完全可视化的、以项目驱动的学习路径。编程的本质在于解决问题和表达创意，而最好的学习方式就是立即动手实践。本书中的每一个章节都围绕一个具体、有趣的项目展开，让读者在实现这些项目（例如，创建简单的交互式故事、设计动态图形或构建基础动画）的过程中，自然而然地理解编程的语法、结构和逻辑控制。 第一部分：搭建思维的基石——理解编程的“语言” 本部分将建立学习者对编程世界的基本认知。我们将从最基础的概念入手，解释什么是程序、什么是算法，以及计算机是如何理解人类指令的。 认识积木与序列： 通过图形化编程环境的直观操作，我们会引入指令块的概念。学习者将了解到，程序就是一系列按特定顺序执行的指令。我们会详细演示如何拖拽、连接这些“代码积木”，并观察即时反馈。 流程控制的魔力： 程序的强大之处在于其能够根据条件做出判断和重复执行任务。我们将深入讲解“如果-那么-否则”（If-Then-Else）的决策结构，以及如何使用“重复执行”（Loops）来高效地完成重复性工作。这些概念将通过设计一个简单的“猜数字”小游戏来具体呈现，让读者亲身体验逻辑判断的乐趣。 数据与变量的奥秘： 计算机需要存储信息。本章将用生活化的比喻来解释“变量”的概念，比如把变量想象成贴有标签的盒子，用来存放数字、文本或其他信息。我们将演示如何创建变量，并在程序运行时动态地改变它们的值。 第二部分：创造动态的互动世界 掌握了基础语法后，我们将带领读者进入创造性的阶段，重点关注如何让程序中的元素动起来，并对用户的输入做出响应。 角色的定位与移动： 学习如何控制屏幕上的“精灵”或“角色”——它们的坐标系统、方向设置以及平滑移动的技巧。我们将设计一个简单的迷宫寻宝场景，让读者熟练掌握位置和速度的控制。 事件驱动的编程思维： 程序并不是从头到尾执行一次就结束，它需要等待用户操作。本章将聚焦于“事件”——例如“当鼠标点击时”、“当按下空格键时”——学习如何让程序对这些外部刺激做出即时反应。这是构建任何交互式应用的基础。 声音与外观的整合： 编程不仅仅是逻辑，更是感官的体验。我们将探讨如何为程序添加背景音乐、音效，以及如何改变角色的外观（造型），实现服装的切换和动画效果的制作，增强程序的表现力。 第三部分：深入探究逻辑与结构——构建更复杂的系统 随着项目难度的提升，我们需要更高级的工具来管理复杂的代码流。本部分将引入模块化编程的概念。 函数的魔力：封装与重用： 面对重复性的代码块，我们会学习如何将它们“打包”成一个自定义的“函数”（或“自定义模块”）。我们将演示如何通过定义自己的指令，使代码更加清晰、易于维护，并且可以随时调用执行。例如，定义一个“画正方形”的函数，可以一键生成一个正方形，而不是重复写四条移动和转向的指令。 列表与集合的管理： 当需要处理大量数据时，列表（数组）变得至关重要。本章将通过管理一个简单的学生分数记录系统或库存清单的例子，教授如何添加、删除和查找列表中的元素，实现高效的数据管理。 克隆与复制的艺术： 学习如何创建角色的“克隆体”，实现大量相似对象的快速生成和独立控制。这对于创建粒子效果、雨滴或成群的敌人至关重要，极大地拓展了程序的可扩展性。 学习收获： 完成本书的学习后，读者将不仅仅是学会了拖拽指令块，更重要的是培养了以下核心能力： 1. 计算思维 (Computational Thinking)： 能够将复杂问题分解为可管理的步骤，并设计出逻辑清晰的解决方案。 2. 调试与迭代能力： 熟悉查找和修复程序错误的常用方法，理解“试错”是编程过程中不可或缺的一部分。 3. 创造性表达： 能够利用编程工具将自己的想法具象化为可以互动的作品，无论是小游戏、动画短片还是数据可视化工具。 本书提供了一个坚实且充满乐趣的起点，为读者通往更专业、更复杂的编程语言（如Python、JavaScript等）的学习，打下了最坚实的逻辑基础。我们鼓励读者在完成书本内容后，大胆地修改、扩展现有项目，并创造出完全属于自己的独特作品。编程的世界，等待您的探索与定义。

作者简介

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，开发了许多软体，涉及即时资料採集、设备控制、实验室管理、工程资料分析、嵌入式系统、远端资讯处理、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，以及演算法和资料结构等相关课程。

译者简介

于欣龙

　　工学硕士，现任奥松机器人公司董事长

李泽

　　软体设计师、资讯系统专案管理师
 

第1 章：准备开始
第2 章：动作和绘图
第3 章：外观和音效
第4 章：程序
第5 章：变数
第6 章：用逻辑做决定
第7 章：重复:深入回圈
第8 章：字串处理
第9 章：清单

序

　　为什么我们要学习程式设计？为什么欧美发达国家的孩子更具有创造力？为什么我们的青少年教育总是家长谈起的话题？带着一系列的问题，我便开始寻找答案。微软创始人比尔．盖兹曾说过孩子的程式设计要从小开始，从兴趣出发，透过电脑程式设计来培养创造力，未来我们的下一代才具有竞争力。为此，欧美发达国家掀起一股青少年学习电脑程式设计的浪潮。

　　Raspberry Pi（中文名为「树莓派」，简写为RPi）是一款信用卡大小的卡片式电脑，自2012 年问世以来，受众多电脑发烧友和创客的追捧，曾经一「派」难求。树莓派基金会创始人Eben Upton 为了改变青少年对电脑程式设计缺乏兴趣这一现状，他创造出了树莓派，希望透过它能够激励更多的青少年将电脑程式设计从小视为爱好，未来可以发展成职业。

　　树莓派作为一种教学工具，鼓励青少年展开各种电脑实验，透过对树莓派的使用研究，本人发现其安装了各种程式设计语言的直译器和编译器，对青少年可以使用树莓派系统中安装好的Scratch 这款图形化程式设计软体进行程式设计。

　　Scratch 是由麻省理工学院（MIT）媒体实验室所开发的一款针对青少年的图形化简易程式设计软体。使用者只需将色彩丰富的程式积木进行组合，便可创作出多媒体程式、互动游戏、动画故事等作品。近几年本人一直从事Arduino 程式设计课的研究工作，研究中发现中小学生使用C 语言程式设计难度较大，许多学生受困于语法的规则和演算法，无法理解程式之间的逻辑关系，一般的程式语言均採用英文编写，又增加了学习难度。而对于使用Scratch 的学生来说，他们觉得程式设计就像是在设计一款游戏或者编写动画故事。他们不需要撰写复杂的文字语法，只需要透过指令流程安排和一连串程式积木的组合，就可以在短时间内完成有趣的游戏和动画设计。目前Scratch 已翻译成四十多种语言在全球使用，最新推出的Scratch 2.0 版本更可直接在网路浏览器上执行。

　　关于本书

　　纵览中国现有关于Scratch 的图书，本人发现讲解Scratch 2.0的并不多，能够以专案为导向并解释程式设计概念，有问有答的图书就更少。本人有幸先于广大读者读到本书英文版Learn to Program with Scratch，透过阅读发现，本书内容编排难度适中，非常适合中学生阅读，可作为中学教育教材或学生自学手册，同时也可以作为大学选修课辅助教材，实用性较强。

　　因本书涉及图片与文字混编较多，书中难免会出现疏漏与错误，值此出版之际，本人特别希望透过本书来唤醒更多的青少年从小喜欢程式设计，热爱创造，未来成为一个能够改变世界的科学家。
 

第1章准备开始
 
你想自己动手创作游戏、动画故事、教学工具或科学模拟实验吗？那就快来学习Scratch 吧！ Scratch 是图形化程式设计语言，可以快速实现上述程式。本章将简单对其进行介绍，内容包括：
 
-初识 Scratch 的程式设计环境
 
-学习不同类型的程式积木
 
-创作第一个 Scratch 游戏
 
当完成一个Scratch 程式时，你可以把它储存到电脑，或者直接上传到Scratch 官网。（官网上的其他使用者可以给你的程式留言甚至进行再创作。）
 
有没有很激动？ OK，让我们起航吧！
 
什么是 Scratch
 
电脑程式本质上就是一系列指令的集合，它能告诉电脑要做什么。通常，我们使用程式设计语言写下这些指令，当然Scratch本质上也是这样。
 
大部分程式设计语言都是文字类型的，这就意味着你需要输入如下神秘的英文。
 
对初学者来说，学习这些程式设计语言并了解它们的语法规则是非常困难的。但是Scratch 不同，因为它不是文字类型的，而是一种视觉化的程式设计语言。Scratch 诞生于麻省理工学院（MIT）媒体实验室，设计它的初衷就是为了更加容易地学习程式设计，也让学习过程更加有趣。
 
创作Scratch 程式无须输入任何复杂的命令或者程式码，你要做的仅仅是连接一些图形化的程式积木。若不懂的话，我们来看一个简单的程式，如图1-1 所示。
 
图1-1： 当执行这个Scratch 程式积木后，猫咪会说「Hello!」，文字显示在文字对话框中
 
图1-1 中的猫咪被称为角色，它能理解并执行你所发出的指令。紫色的程式积木就是一个指令，它命令猫咪在文字对话框中显示「Hello!」。本书中的大部分程式都包含多个角色，你可以使用各种程式积木让角色移动、旋转、说话、演奏音乐甚至做数学题。
 
创作Scratch 程式需要将各种不同颜色的程式积木嵌合在一起，就像玩拼图或乐高积木一样。嵌合在一起的多块积木被称为脚本。图1-2 展示了一段脚本，其功能是连续四次改变角色（Cat）的颜色。
 
在这段脚本中，角色每次改变颜色时都会等待1 秒。

评分☆☆☆☆☆

身為一個對新事物總是有點好奇心的社會新鮮人，我一直想培養一些跟得上時代的技能。《用Scratch 學程式！：融合遊戲、藝術、科學、數學的視覺化導引》這本書名，聽起來就充滿了年輕活力和無限可能。我對「視覺化導引」這個詞特別感興趣，因為很多時候，文字描述的程式概念聽起來總是很抽象，如果能透過圖像和具體的例子來引導，學習起來肯定會事半功倍。Scratch這個程式語言我也略有耳聞，據說是用「積木」堆疊的方式來寫程式，對我這種之前完全沒有程式基礎的人來說，真是個入門的好選擇。更讓我驚喜的是，它還把程式和遊戲、藝術、科學、數學這些我感興趣的領域結合在一起，這讓我想像著，也許我可以做出一個有趣的互動小遊戲，或是用程式畫出獨特的圖案，甚至是用它來分析一些數據，或者理解一些科學原理。我希望這本書能讓我看到程式設計的另一種面貌，它不只是冰冷的代碼，更是創意的催化劑，是解決問題的工具，也是通往更廣闊世界的鑰匙。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我平常不太常接觸程式設計相關的書籍，總覺得自己不是那種「硬體腦」的人，對邏輯和符號比較苦手。但最近身邊越來越多朋友在談論程式對未來的影響，尤其是小孩子教育，讓我開始好奇。當我看到這本《用Scratch 學程式！：融合遊戲、藝術、科學、數學的視覺化導引》時，眼睛都亮了！「視覺化導引」這幾個字真的打動了我，我喜歡那種能用眼睛看、動手做就能理解的概念。而且它提到的Scratch，我聽說過，是那種積木式的程式語言，聽起來就比我之前聽說過的那些指令碼容易多了。書裡面提到的「融合遊戲、藝術、科學、數學」更是讓我驚喜，我一直認為學習應該是多元的，而不是死記硬背。如果能透過玩遊戲來學習程式的邏輯，透過創作藝術來體驗程式的表現力，甚至透過解決科學和數學問題來感受程式的實用性，那該有多棒啊！我個人非常期待書中能提供一些具體的範例，像是如何用Scratch做出一個簡單的物理模擬，或者是一個能展示數學概念的互動遊戲。

评分☆☆☆☆☆

最近我的孩子對3C產品越來越著迷，與其讓他無止境地滑手機，我更希望他能將時間花在有意義、能培養邏輯思考和創造力的事物上。這本《用Scratch 學程式！：融合遊戲、藝術、科學、數學的視覺化導引》正好符合我的需求。書名裡強調的「視覺化導引」讓我放心，因為我知道孩子還小，需要的是更直觀、更有趣的學習方式。Scratch這個平台我聽說過，對於初學者非常友善。而書中提到的「融合遊戲、藝術、科學、數學」更是讓我期待，這意味著學習程式不再是枯燥乏味的代碼，而是充滿樂趣的探索過程。我希望這本書能引導孩子一步一步建立程式的概念，透過製作自己的小遊戲，讓他體驗到「我」可以創造出東西來的成就感；透過編寫程式來繪畫或創作音樂，激發他的藝術潛能；甚至是用程式來模擬一些簡單的科學實驗或解決數學難題，讓他感受到科技的力量。這絕對是一本能陪伴孩子成長、培養未來關鍵能力的優質讀物。

评分☆☆☆☆☆

哇！拿到這本《用Scratch 學程式！：融合遊戲、藝術、科學、數學的視覺化導引》，我真的超興奮！從小我就對各種新奇的東西很有興趣，尤其是能動手玩又能學東西的，更是我的菜。這本書光看書名就覺得很厲害，結合了遊戲、藝術、科學、數學，感覺就像在闖關一樣，而且是用Scratch這個超可愛又好上手的程式語言，對於我這種對複雜程式碼有點害怕的人來說，簡直是福音！我一直覺得程式設計好像離我很遙遠，是那種穿著黑框眼鏡、坐在電腦前敲敲打打的神秘領域，但這本書的「視覺化導引」讓我看到了不一樣的可能性，原來學程式可以這麼有創意，這麼有趣！我迫不及待想翻開來看看，裡面的例子是不是真的像書名說的那麼精彩，能不能讓我一邊玩遊戲一邊學會怎麼讓小精靈動起來，怎麼設計自己的小動畫，甚至是用程式來解決一些科學和數學的小謎題。我對那些把知識變得好玩、好懂的書總是讚不絕口，希望這本也能達到這個標準！

评分☆☆☆☆☆

我是一位小學老師，一直在尋找能夠啟發學生學習興趣、又能有效引導他們進入程式世界的教材。《用Scratch 學程式！：融合遊戲、藝術、科學、數學的視覺化導引》這個書名，讓我眼前一亮，覺得它非常符合我對優質教學資源的期待。Scratch本身就是一個非常棒的工具，它的圖像化介面讓孩子們能夠直觀地理解程式的邏輯，而這本書的「視覺化導引」概念，更是錦上添花，預期能幫助學生更輕鬆地掌握抽象的概念。更令我欣賞的是，它將程式設計與遊戲、藝術、科學、數學這些孩子們普遍感興趣的領域結合起來，這不僅能提升他們的學習動機，更能讓他們看到程式在不同領域的應用價值，培養他們的跨領域思考能力。我尤其期待書中能夠提供一些具體的教學建議和活動設計，讓我在課堂上能夠方便地運用，引導學生透過動手實作，從玩樂中學習，激發他們的創造力和解決問題的能力。