Scratch是由MIT媒體實驗室為青少年開發(fā)的圖形化編程工具,用于創(chuàng)作交互式故事、動畫、游戲和其他程序,憑借其良好的界面交互設(shè)計,幾乎所有年齡的人都能使用Scratch。作為一種新型的程序設(shè)計語言,Scratch具有高級編程語言的許多特性,如對象、事件、線程、同步、子程序、函數(shù)、數(shù)組、關(guān)系運算和邏輯運算等。Scratch采用高度模塊化封裝設(shè)計,屏蔽了各種低級的編譯錯誤,使人得以專注于編程邏輯本身,在中小學計算機編程教育領(lǐng)域越來越受歡迎,甚至在一些大學,也開設(shè)Scratch課程作為編程教育的入門課程。
本書精心挑選和設(shè)計的100個妙趣橫生的編程案例,涵蓋了數(shù)字黑洞、分形圖、曲線方程、圓周率、趣味自然數(shù)、古算趣題、邏輯推理、數(shù)學游戲、玩撲克學算法等方面的內(nèi)容,為廣大中小學生提供了一本編程進階的參考教材。
我國的詩詞文化源遠流長,古代數(shù)學家文理兼修,為考生出的“應用題”也是那么富有詩意。比如,這道“詩”題——
遠望巍巍塔七層,紅燈點點倍加增;
共燈三百八十一,請問尖頭幾盞燈?
像這樣的古算詩題,直到今天讀起來依然朗朗上口,理解起來又淺顯易懂。本書也收集了一些妙趣橫生的古算詩題,與讀者一起分享和感受這份數(shù)學的詩意。
在浩瀚的宇宙中有能吞噬一切的神秘黑洞,連光也無法逃脫。而在數(shù)學上也有類似奇特的現(xiàn)象,人們稱之為“數(shù)字黑洞”,它們會按照自身的規(guī)則“吞噬”掉一切數(shù)字。本書將帶讀者領(lǐng)略這些妙趣橫生的數(shù)字黑洞,比如西西弗斯黑洞,它會將一切數(shù)字轉(zhuǎn)換為123,并無限重復下去;而被稱為“冰雹猜想”的數(shù)字黑洞,它會把任意自然數(shù)最終變換為1,而且它的變換過程有時簡直“驚心動魄”。
宇宙間萬物極其復雜,而其構(gòu)成卻是簡單的細胞、原子、分子等極其微小的事物。在數(shù)學中,一條線段、一個三角形、一個四邊形或是一個六邊形等看似簡單無比的幾何圖形,按一定規(guī)則重復之后,卻能產(chǎn)生令人稱奇的復雜圖案。本書將帶領(lǐng)讀者創(chuàng)造出美麗的雪花、勾股樹、二叉樹以及謝爾賓斯基三角形等神奇的分形圖。
算法是程序的靈魂,但學起來卻不容易。我們都知道學習編程最重要的是動手實踐,但是在學習算法原理時,明明感覺自己懂了,而當編程實現(xiàn)時卻又無從下手或是不得要領(lǐng)。本書將帶領(lǐng)讀者不用編程就能學習排序算法,通過撲克游戲領(lǐng)悟排序算法原理,反復練習就能掌握它們,之后再編程自然倍感簡單,小學生也能輕松掌握。
此外,本書還將帶領(lǐng)讀者感受數(shù)學之美,只要一個簡潔的曲線參數(shù)方程,就能一筆畫出妙趣橫生的曲線圖案,比如笛卡兒心形線、玫瑰曲線、蝴蝶曲線、外擺線等;還將帶領(lǐng)讀者觸摸“數(shù)學皇冠上的明珠”,編程驗證被稱為世界近代三大數(shù)學難題之一的“哥德巴赫猜想”……
一言以蔽之,本書通過100個妙趣橫生的編程案例,激發(fā)學生的求知欲望,引導學生向數(shù)學和算法領(lǐng)域前進。
本書不是零起點教材,適合受過Scratch入門教育的中小學生和編程愛好者使用。如果讀者之前學過使用Scratch編寫小游戲,已經(jīng)掌握了Scratch軟件的基本操作,那么本書將非常適合讀者進一步提升編程能力。
好了,讓我們一起開始妙趣橫生的Scratch編程之旅吧!
謝聲濤2018年1月