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動手玩轉Scratch 3.0編程:人工智能科創教育指南(配件另行下載)
 作  者: (美)馬吉德•馬吉
 出版單位: 電子工業
 出版日期: 2020.01
 進貨日期: 2020/1/9
 ISBN: 9787121376160
 開  本: 16 開    
 定  價: 743
 售  價: 594
  會 員 價: 545
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編輯推薦:

本書是暢銷書《動手玩轉Scratch 2.0編程》的升級版。其是少兒編程領域優秀的學習資料,深受學生、家長、培訓機構的好評,以內容翔實、案例精彩、寫法精湛著稱。本書為上一版內容的全面升級,內容更嚴謹,講解更科學。


內容簡介:

Scratch 是可視化的編程語言,其豐富的學習環境適合所有年齡階段的人。利用它可以製作交互式程序、富媒體項目,包括動畫故事、讀書報告、科學實驗、遊戲和模擬程序等,此外,Scratch 也是人工智能科創教育領域的重要工具。本書的目標是將Scratch 作為工具,教會讀者最基本的編程概念,同時揭示Scratch 在教學和科創方面的強大能力。本書使用升級後的Scratch 3.0 版本,該版本尤其適用於人工智能科創教育領域。全書共分9 章,前三章講解如何使用Scratch 繪製幾何圖形,並創建富媒體應用程序,其餘章節使用Scratch 講解各個編程概念。每一章都有許多完整的案例,讀者可以模仿它們製作許多類似的程序。當讀完整本書後,相信你一定可以親自完成各種編程項目。本書假定讀者沒有任何編程基礎。本書內容的難度基本不會超過高中數學,個別有難度的模擬程序可以先行跳過。


作者簡介:

Majed Marji

擁有韋恩州立大學的電子工程博士學位和達文波特大學戰略管理的MBA 學位。他在汽車行業工作超過15 年,開發了許多軟件,涉及實時數據採集、設備控制、實驗室管理、工程數據分析、嵌入式系統、遠程信息處理、混合動力汽車,以及與安全相關的動力系統。Marji 博士還是韋恩州立大學電氣工程系的兼職講師,主要講授通信工程、機器視覺、微處理器、控制系統,以及算法和數據結構等相關課程。

李澤

國內資深創客,軟件設計師、信息系統項目管理師,畢業於新疆醫科大學信息管理與信息系統專業,有十餘年編程實戰經驗。其還是工信部人才交流中心“藍橋杯青少年創意編程大賽”Scratch專家委員會委員、教育部教育裝備研究與發展中心中小學人工智能教材項目課標組和編寫組成員。運營自媒體“科技傳播坊”(公眾號:kejicbf),攝製百餘集少兒編程教學視頻。已出版《Scratch高手密碼》《計算思維養成指南》等十餘部著作。

於欣龍

奧松集團公司創始人(公眾號:alsrobotbase)、哈爾濱工程大學工學碩士、多部著名創客教育暢銷書作者和譯者、中國青少年機器人競賽國家級裁判員、全國優秀創新創業導師人才庫專家,從事機器人開發與人工智能教學研究十年,擁有國家科技專利及作品著作權上百項,被媒體譽為“機器人爸爸”。現任多所中小學校創客教育特聘顧問,負責指導學生參加國際機器人賽事(曾多次榮獲冠軍及一等獎)。曾指導多家出版社策劃出版STEAM教育類圖書五十餘部。個人作品有《愛上micro:bit》《ScratchJr編程趣味卡》《傳感器實戰全攻略》等著作。


圖書目錄:

致謝 VIII

本書介紹 IX

第1 章 準備開始 1

什麼是 Scratch 2

試一試 1-1 3

Scratch 編程環境 3

舞台 4

試一試 1-2. 5

角色列表 5

試一試 1-3 6

積木區 7

試一試 1-4 8

腳本區. 8

試一試 1-5 9

試一試 1-6 10

造型標籤頁 10

試一試 1-7 11

聲音標籤頁 11

試一試1-8. 12

背景標籤頁 12

試一試 1-9 13

角色信息 13

菜單欄 14

繪圖編輯器 15

設置圖像的中心 15

試一試 1-10 16

設置透明色 16

製作第一個 Scratch 遊戲 17

第一步:準備背景 18

第二步:加入反彈板和小球 18

第三步:讓角色動起來 19

試一試 1-11 20

第四步:添加聲音更有趣 21

Scratch 積木一覽 22

算術運算符和函數 23

算術運算符 23

隨機數 24

數學函數 25

本章小結 25

練習題 25

第2 章 運動和繪圖 28

使用運動模塊的積木 28

絕對運動 29

試一試 2-1 30

相對運動 31

試一試 2-2 3

其他運動積木 33

畫筆模塊和一個簡單的畫圖程序 34

試一試 2-3 35

試一試 2-4 36

神奇的重複執行 36

試一試 2-5 38

旋轉的正方形 38

試一試 2-6 39

圖章積木 39

試一試 2-7 40

Scratch 項目 40

貓咪收集錢袋 40

接蘋果遊戲 44

關於被克隆的角色 47

本章小結 48

練習題 49

第3 章 外觀和聲音 52

外觀模塊 53

切換造型創建動畫 53

試一試 3-1 54

讓角色思考並說話 55

試一試 3-2 55

圖形特效 56

角色大小和可視狀態 56

試一試 3-3 57

角色間的圖層 57

試一試 3-4 58

聲音和音樂模塊 58

播放音頻文件 58

彈奏鼓聲和其他聲音 59

創作音樂 60

控制音量 61

試一試 3-5 61

設定演奏速度 61

試一試 3-6 61

Scratch 項目 62

在舞台上跳舞 62

煙花效果 66

本章小結 68

練習 68

第4 章 過程 72

消息的廣播和接收 73

發送消息和接收消息 74

使用廣播機制協調多個角色 75

將大型程序分而治之 77

使用廣播模擬過程 79

創建自己的積木 80

給積木添加參數 82

試一試 4-1 86

過程的嵌套 87

試一試 4-2 89

分析問題的思維方式 89

自頂向下分析 90

試一試 4-3 92

自底向上分析 93

本章小結 95

練習題 95

第5 章 變量 98

Scratch 的數據類型 99

數據類型的自動轉換 100

變量詳解 101

什麼是變量 101

創建並使用變量 104

試一試 5-1 107

變量的作用範圍 107

修改變量的值 110

繪製蜘蛛網 111

繪製風車 111

試一試 5-2 112

克隆體中的變量 112

變量值顯示器 115

在程序中使用變量值顯示器 116

歐姆定律模擬實驗 116

試一試 5-3 118

串聯電路模擬實驗 118

試一試 5-4 120

計算球體體積和表面積 120

試一試 5-5 . 122

繪製玫瑰花瓣 122

試一試 5-6 124

葵花籽分布模型 124

試一試 5-7 126

XVIII 目  錄

獲得用戶輸入 126

讀取數字 126

讀取字符 127

執行算術運算 127

本章小結 128

練習題 128

第6 章 用邏輯做決定. 131

關係操作符 132

布爾表達式的求值 134

比較字符和字符串 134

分支結構 136

如果……那麼積木 136

將變量作為標誌變量 137

如果……那麼……否則積木 139

嵌套分支結構 140

菜單驅動程序 141

邏輯運算符 143

與操作符(and) 143

或操作符(or) 144

不成立操作符(not) 145

使用邏輯運算符檢查數值範圍 146

Scratch 項目 148

坐標猜測遊戲 148

試一試 6-1 150

三角形分類遊戲 150

試一試 6-2 154

貓咪巡線 154

試一試 6-3 155

求解直線方程 156

目  錄 XIX

試一試 6-4. 160

其他應用程序 160

本章小結 160

練習題 160

第7 章 深入循環 163

循環結構 164

重複執行直到積木 164

試一試 7-1 166

將重複執行和如果……那麼結合 166

試一試 7-2 167

停止積木 168

試一試 7-3 169

結束過程調用 170

驗證用戶輸入 171

循環計數器 172

密碼驗證 172

試一試 7-4 173

靈活的循環計數 173

循環的嵌套 175

試一試 7-5 177

遞歸:調用自身的過程 177

試一試 7-6 179

Scratch 項目 179

模擬時鐘 179

試一試 7-7 181

小鳥射擊遊戲 181

試一試 7-8 185

自由落體實驗 185

試一試 7-9 188

拋體運動模擬器 188

試一試 7-10 191

其他應用程序 191

本章小結 191

練習題 192

第8 章 字符串處理 194

字符串數據類型 195

特殊字符統計 195

字符比較 196

試一試 8-1 198

字符串操作示例 198

Igpay Atinlay 198

試一試 8-2 200

單詞修正 200

試一試 8-3 202

解密遊戲 202

Scratch 項目 205

射擊遊戲 205

試一試 8-4 208

將二進制數轉換為十進制數 208

試一試 8-5 209

試一試 8-6 211

劊子手遊戲 211

試一試 8-7 216

分數運算教學工具 217

試一試 8-8 222

本章小結 222

練習題 222

第9 章 列表 224

Scratch 的列表 225

創建列表 225

試一試 9-1 227

列表的積木 228

添加和刪除 228

插入和替換 228

獲得列表中的變量 229

試一試 9-2 230

包含積木 230

邊界檢查 230

動態列表 . 231

向列表填充用戶輸入 231

繪製柱狀圖 233

試一試 9-3 236

數字列表 236

尋找最值 236

試一試 9-4 237

計算平均數 237

試一試 9-5. 238

搜索和排序 238

線性搜索. 238

頻數統計 239

試一試 9-6 241

冒泡排序 241

試一試 9-7 243

尋找中位數 244

Scratch 項目 245

我是詩人 245

試一試 9-8 246

四邊形分類遊戲 246

試一試 9-9 248

數學魔法師 249

試一試 9-10 252

花的結構測驗 252

試一試 9-11 254

其他應用程序 254

本章小結. 254

練習題 255

附錄A 分享與合作 256

創建 Scratch 賬號 256

使用書包功能 259

創建項目 261

創建新的項目 261

改編項目 262

項目頁 262

分享項目 263


章節試讀:

譯者序1

為什麼我們要學習編程?為什麼歐美髮達國家的孩子更具有創造力?為什麼中國青少年素質教育總是家長談起的話題?帶著一系列的問題,我便開始尋找答案。微軟創始人比爾·蓋茨曾說過孩子學編程要從小開始,從興趣出發,通過學習計算機編程來培養創造力,未來我們的下一代才具有競爭力。為此,歐美髮達國家掀起一股青少年學習計算機編程的浪潮。

Scratch 是由麻省理工學院(MIT)媒體實驗室所開發的一款面向青少年的圖形化簡易編程軟件。使用者只需將色彩豐富的指令方塊進行組合,便可創作出多媒體程序、互動遊戲、動畫故事等作品。

近幾年本人一直從事少兒編程的研究工作,在研究中發現中小學生使用C 語言編程的難度較大,許多學生受困於語法的規則和數學算法,無法理解程序之間的邏輯關係,一般的程序語言均採用英文編寫,又增加了學習難度。而對於使用Scratch 的學生來說,他們覺得編程就像是在設計一款遊戲或者編寫動畫故事。他們不需要撰寫複雜的文字語法,只需要通過指令流程安排和一連串積木模塊的組合,就可以在短時間內完成有趣的遊戲和動畫設計。目前Scratch 已被翻譯成40 多種語言在全球使用,並且能夠直接在互聯網瀏覽器上執行。

關於本書

本人有幸先於廣大讀者讀到本書英文版Learn to Program with Scratch,通過閱讀發現,本書在內容編排上難度適中,非常適合中學生閱讀,可作為中學科創教育教材或學生自學手冊,同時也可以作為大學選修課輔助教材,實用性較強。為此,本人向電子工業出版社編輯推薦引進,並聯合國內資深創客李澤先生將其翻譯出來,早日跟廣大師生分享,共同學習。2019 年,隨著Scratch 3.0 版本的普及,本書又推出了新的版本,更加適合作為人工智能科創教育領域的教材使用。

全書中的“試一試”和“練習題”的答案可以登錄博文視點官網的本書頁面http://www.broadview.com.cn/37616,在“下載資源”區下載相關資源。

因書中圖文內容豐富,設計精彩,難免會出現疏漏與錯誤,如果讀者在閱讀過程中發現任何問題,希望找到譯者共同探討,可以加入“愛上Scratch”主題QQ 群(157658050)。在這個群裡,你會獲得更多關於科創方面問題的解答。

致謝

首先要感謝麻省理工學院(MIT)媒體實驗室的開發人員和本書作者為廣大Scratch 愛好者做出的巨大貢獻,本人因尋找關於Scratch 的學習資料有幸結識譯者李澤先生,沒有他的辛勤付出,本書不可能順利完成。其次要感謝本書編輯林瑞和與高麗陽先生,他們為引進本書多次與外方進行溝通,並對譯稿進行多次審閱。最後,感謝每一位投身於科創教育的老師。

值此出版之際,本人特別希望通過本書來喚醒更多的中國青少年從小喜歡編程,熱愛創造,未來成為一個能夠改變世界的科學家。

於欣龍

奧松智能創始人、資深創客





譯者序2

2014 年春節午夜時分,我和弟弟在一起探討兒童編程教育時,第一次聽說 Scratch,從此便與 Scratch 邂逅、結緣。隨後我嘗試開辦培訓班,錄製教學視頻。10 個月後,我幸運地獲得了翻譯本書的機會。當我看到本書的目錄時,我便下定決心:一定要將本書的思想傳遞給國內廣大的 Scratch 愛好者、教師、學生以及家長。2019 年,鑒於Scratch 3.0 版的普及,我又對本書做了升級整理。該版本更適合青少年讀者在人工智能科創領域的學習。

縱觀國內外的 Scratch 書籍,大都以獨立或進階的案例作為主線。本書雖然基於 Scratch,卻完全超越 Scratch 本身。作者不僅貢獻了眾多優秀的案例,更重要的是,作者僅把 Scratch 視為工具,講解了計算機科學常見的概念,如遞歸、字符串處理、列表等。因此,本書的適用範圍很廣,任何想了解計算機科學的人都能從中獲益。

本書循序漸進地從計算機科學常見的概念出發,配合 Scratch 腳本演示說明,然後通過大量的項目、練習題加以鞏固。作者詳細地解釋了每段腳本的含義,相信讀者一定能理解其中的原理。

最後感謝好友於欣龍的翻譯推薦,感謝研究生導師張學良院長的支持,感謝我的女朋友劉剡細緻地審閱。有了大家的信任和支持,我才能竭盡全力完成本書的翻譯。如有疏漏和不足之處,懇請讀者批評、指正。如果讀者在閱讀過程中發現任何問題可以與我共同探討,若下載本書的素材文件,可以加入“科技傳播坊”的QQ群(633091087)或者關注微信公眾號“kejicbf”。

李澤



作者簡介

Majed Marji 擁有韋恩州立大學的電子工程博士學位和達文波特大學戰略管理的MBA 學位。他在汽車行業工作超過15 年,開發了許多軟件,涉及實時數據採集、設備控制、實驗室管理、工程數據分析、嵌入式系統、遠程信息處理、混合動力汽車,以及與安全相關的動力系統。Marji 博士還是韋恩州立大學電氣工程系的兼職講師,主要講授通信工程、機器視覺、微處理器、控制系統,以及算法和數據結構等相關課程。



技術編輯簡介

編輯Tyler Watts 是一位富有創造性的計算機教育家。他在堪薩斯城的聯合學區教授六到八年級的學生,還在密蘇裡大學堪薩斯分校教授成人學生。他從2009 年開始使用Scratch,並不斷地用它彌補數字鴻溝,告訴學生如何像計算機科學家一樣思考。在教學過程中,Tyler 逐漸認識到讓學生獨立思考、接受挑戰,以及成為數字創造者的重要性。他認為編程是一種個性表達和教導學生的方法,和任何其他的藝術形式一樣有趣。



致謝

雖然本書封面上只有一個作者,但是有許多人都參與了創作。感謝No Starch 出版社的專業人員,特別是本書的編輯Jennifer Grifith-Delgado 和出版編輯Alison Law。他們的建議和專業知識讓本書更加完善,甚至在每一頁上都有批註。同樣感謝Paula L. Fleming和Serena Yang 對本書的貢獻。

感謝本書的技術編輯Tyler Watts 提供的寶貴意見,他深思熟慮的建議在本書中多次出現。

最後感謝我的妻子Marina 和我的兩個兒子——Asad 和Karam。他們是我完成這個長期項目的不竭動力,而且給予了我充分的時間和空間。現在終於可以彌補我曾經錯過的那些時光了!



本書介紹

Scratch 是可視化的編程語言,其豐富的學習環境適合所有年齡階段的人。利用它可以製作交互式程序、富媒體項目,包括動畫故事、讀書報告、科學實驗、遊戲和模擬程序等。與其他編程語言相比,Scratch 的可視化編程環境讓我們更容易領略編程的魅力。

Scratch 不僅僅是編程工具,它還提升了我們解決問題的能力,而這才是生活中不可或缺的。該平台提供即時反饋,可以快速檢查你的邏輯正確與否。可視化的結構讓跟蹤程序流程變得更加簡單,利於完善思考的方式。從本質上講,Scratch 縮短了大眾與計算機科學思維的距離。它不僅可以激發學習的內在動力,促進你對知識的追求,還鼓勵動手實踐,通過探索和發現自主學習。學習Scratch 的門檻非常低,創造力和想象力才是最重要的。

現在有不少Scratch 編程教學的圖書,但它們大多數都面向青年讀者,而且案例簡單、數量有限,指導讀者通過Scratch 的用戶界面進行操作。這類書突出的是Scratch 本身,而非編程的思想。相反,本書的目標是將Scratch 作為工具,教會讀者最基本的編程概念,同時揭示Scratch 在教學上的強大能力。

本書為誰而寫

如果你渴望探索計算機科學,那麼這本書就是為你準備的。本書講解基本的編程概念,可以作為中學的教材或自學手冊。針對不同專業背景的學生,本書還可以作為大學教材,也可以作為類似課程的輔助教材。

通過本書的講解,Scratch 授課老師將深化對編程的理解。老師們可以開發相應的教案,鼓勵孩子們使用Scratch 滿足自己的需要。

本書假定讀者沒有任何編程基礎。本書內容的難度基本不會超過高中數學,個別有難度的模擬程序可以先行跳過。

致讀者

程序員的美妙之處在於創造。試想一下:你提出了一個問題,然後在數小時內使用鍵盤創造出一個軟件,這是不是很讓人驚嘆呢?

然而,編程技能和任何技能一樣,唯有勤奮練習,方能游刃有餘。

在編程時,你可能會經常犯錯,但是不要氣餒,不要放棄,花時間思考其中的概念和邏輯,並使用不同的思路和技術,直到糾正它們。

然後不斷前行學習新的內容。

本書特點

本書的理念是親自動手解決問題,從而掌握編程和計算機科學的相關概念。我希望培養讀者的想象力,並向大家分享我在計算機編程領域的經驗。

在這種理念下,本書的編寫是以項目為導向的。我會詳細說明某個概念,然後製作多個運用此概念的案例。因此,我們的重點是解決問題,而非Scratch 的具體使用方法。

為了更好地解釋編程的概念,不斷增強你對知識點的理解,本書的案例都是精心挑選的,而且涉及各個領域的知識。

書中的“試一試”和每章結尾的“練習題”不斷地挑戰著你的編程能力。這兩部分也能提供許多新的思想。我建議你嘗試完成這些練習,並提出在編程時遇到的問題。如果你能夠解決自己提出的問題,說明你對編程已經有了深刻的理解。

本書結構

為了快速入門,本書前三章講解如何使用Scratch 繪製幾何圖形,並創建富媒體應用程序。其餘章節使用Scratch 講解各個編程概念。

第1 章:準備開始,介紹了Scratch 的編程環境、積木的概念和創建程序的方法。

第2 章:運動和繪圖,講解了運動模塊和Scratch 的繪圖方法。

第3 章:外觀和聲音,討論了Scratch 的外觀模塊、聲音模塊和音樂模塊。

第4 章:過程,說明了過程是一種讓程序結構化、模塊化的方式。從本章開始,我們會關注良好的編程風格。

第5 章:變量,講解了如何使用變量跟蹤記錄信息,向用戶詢問並得到用戶的輸入,這為製作交互式應用程序打下基礎。

第6 章:用邏輯做決定,概括了用邏輯做決定的方法和控制程序的執行流程。

第7 章:深入循環,詳細討論了Scratch 中的循環結構,並通過具體案例展示循環的使用方法。

第8 章:字符串處理,討論了字符串數據類型,展示了許多常見的字符串操作過程。

第9 章:列表,闡明了列表是變量的容器,展示了如何使用它們製作功能強大的程序。

每一章都有許多完整的案例,你可以模仿它們製作許多類似的程序。

本書最後還有附錄A :分享與合作,講解Scratch 3.0 網絡版的相關內容。

當讀完整本書後,我相信你一定可以親自完成各種編程項目!

符號約定

為了用文字表達Scratch 的編程界面,我們使用如下設計。

y 積木的名字 :當綠旗被點擊時。

與本節相關的文件名顯示在左側(如左側的Filename.sb3 ),“試一試”部分如下所示。

Filename.sb3

在線資源

訪問博文視點官網本書頁面可下載本書的額外資源。下載並解壓後的文件包括如下內容。

Bonus Applications :此文件夾含有許多Scratch 案例供讀者自行學習。其中Bonus Applications.pdf 詳細講解了每個程序。

Chapter Scripts :包含書中的所有腳本。

Extra Resources :此文件夾包含三個PDF 文檔,深入講解了三個你可能感興趣的專題,包括繪圖編輯器的使用、數學函數和繪製幾何圖形。

Solutions :包含所有的課後練習題和“試一試”的解決方案。


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