Scratch是由MIT媒体实验室为青少年开发的图形化编程工具,用于创作交互式故事、动画、游戏和其他程序,凭借其良好的界面交互设计,几乎所有年龄的人都能使用Scratch。作为一种新型的程序设计语言,Scratch具有高级编程语言的许多特性,如对象、事件、线程、同步、子程序、函数、数组、关系运算和逻辑运算等。Scratch采用高度模块化封装设计,屏蔽了各种低级的编译错误,使人得以专注于编程逻辑本身,在中小学计算机编程教育领域越来越受欢迎,甚至在一些大学,也开设Scratch课程作为编程教育的入门课程。
本书精心挑选和设计的100个妙趣横生的编程案例,涵盖了数字黑洞、分形图、曲线方程、圆周率、趣味自然数、古算趣题、逻辑推理、数学游戏、玩扑克学算法等方面的内容,为广大中小学生提供了一本编程进阶的参考教材。
我国的诗词文化源远流长,古代数学家文理兼修,为考生出的“应用题”也是那么富有诗意。比如,这道“诗”题——
远望巍巍塔七层,红灯点点倍加增;
共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?
像这样的古算诗题,直到今天读起来依然朗朗上口,理解起来又浅显易懂。本书也收集了一些妙趣横生的古算诗题,与读者一起分享和感受这份数学的诗意。
在浩瀚的宇宙中有能吞噬一切的神秘黑洞,连光也无法逃脱。而在数学上也有类似奇特的现象,人们称之为“数字黑洞”,它们会按照自身的规则“吞噬”掉一切数字。本书将带读者领略这些妙趣横生的数字黑洞,比如西西弗斯黑洞,它会将一切数字转换为123,并无限重复下去;而被称为“冰雹猜想”的数字黑洞,它会把任意自然数最终变换为1,而且它的变换过程有时简直“惊心动魄”。
宇宙间万物极其复杂,而其构成却是简单的细胞、原子、分子等极其微小的事物。在数学中,一条线段、一个三角形、一个四边形或是一个六边形等看似简单无比的几何图形,按一定规则重复之后,却能产生令人称奇的复杂图案。本书将带领读者创造出美丽的雪花、勾股树、二叉树以及谢尔宾斯基三角形等神奇的分形图。
算法是程序的灵魂,但学起来却不容易。我们都知道学习编程最重要的是动手实践,但是在学习算法原理时,明明感觉自己懂了,而当编程实现时却又无从下手或是不得要领。本书将带领读者不用编程就能学习排序算法,通过扑克游戏领悟排序算法原理,反复练习就能掌握它们,之后再编程自然倍感简单,小学生也能轻松掌握。
此外,本书还将带领读者感受数学之美,只要一个简洁的曲线参数方程,就能一笔画出妙趣横生的曲线图案,比如笛卡儿心形线、玫瑰曲线、蝴蝶曲线、外摆线等;还将带领读者触摸“数学皇冠上的明珠”,编程验证被称为世界近代三大数学难题之一的“哥德巴赫猜想”……
一言以蔽之,本书通过100个妙趣横生的编程案例,激发学生的求知欲望,引导学生向数学和算法领域前进。
本书不是零起点教材,适合受过Scratch入门教育的中小学生和编程爱好者使用。如果读者之前学过使用Scratch编写小游戏,已经掌握了Scratch软件的基本操作,那么本书将非常适合读者进一步提升编程能力。
好了,让我们一起开始妙趣横生的Scratch编程之旅吧!
谢声涛2018年1月