شرح درس التكرارات في سكراتش

ما معنى سكراتش؟ وما أهمية تعلمها؟

سكراتش هي نوع من أنواع البرمجة البسيطة سهلة التعلم ولا تحتاج الى تعقيدات الأكواد، تهدف إلى الابتكار والخيال والإبداع لدى الأطفال في عمر مبكر، ولتعلم سكراتش أهمية كبيرة:

• تساعد سكراتش المبتدئين على تجاوز صعاب لغات البرمجة التقليدية وتشجيعهم على تصميم وتنفيذ ابتكاراتهم الخاصة، دون القلق من الجانب التقني كما كان يحدث سابقا.
• تساعد سكراتش على فهم أساسيات البرمجة، السهل منها والمعقد بجانب بعض المفاهيم الرياضية مثل نظام الإحداثيات، والأعداد العشوائية بطرق محفزة لتعلم، حتى يكتسب الطلاب العديد من المهارات الضرورية، من أجل النجاح بالمستقبل.
• يستطيع مستخدمي سكراتش من تجسيد أفكارهم، على هيئة رسوم متحركة أو ألعاب فنية وغيرها من الأفكار الممتعة باستخدام الصور أو الفيديوهات أو أي نوع من الوسائط، التي تستطيع من خلالها تقديم تقنية متميزة ومبدعة.

ما المقصود بالكائنات في سكراتش؟

تعتمد سكراتش على الكائنات المدخلة للبرنامج، حيث أن الكائنات يمكنها أن تكون نصوصاً، صوراً أو رسومات. من الممكن برمجة هذه الكائنات من خلال إدخال مقاطع برمجية - ما يسمى بـ «لبنات» - على هذه الكائنات وتحديد معطيات لهذه الأوامر البرمجية، والتي تؤدي بدورها إلى إمكانية تغيير الهيئة، الحركة أو الصوت الخارج من هذه الكائنات.

ماهي اللبنات البرمجية في سكراتش؟

اللبنات هي الأوامر البرمجية أو الكتل التي نستخدمها لتصميم برنامج وتحريك الكائن، وستجد أن لكل نوع عمل معينة مثل:

1. التحكم والتي لها دور في إدارة الأحداث والحلقات والأوامر.
2. الحركة تستعمل في التحكم في الموضع، الجهة، وحركة الكائنات.
3. المظاهر تساعد هذه اللبنات بإخراج النص وكذلك تغيير مظهر الكائنات والخلفيات.
4. الأصوات هذه اللبنات تحتوي كل على الإمكانيات التي تعمل على تحميل المقاطع الصوتية والتحكم بها.
5. القلم أداة مهمة تسمح برسم خطوط مبرمجة بألوان وأحجام مختلفة.
6. التحسس هذه اللبنات تستعمل لتحسس التفاعلات، مثل: إذا لمس كائن كائن آخر، أو لون.
7. العمليات تصلح هذه اللبنات لإجراء عمليات منطقية أو حسابية أو تقريب الأعداد.
8. المتغيرات لتخزين قيم مستعملة في البرامج.                    

ما المقصود بالتكرارات في برنامج سكراتش؟ 

التكرار هو مفهوم قوي في عملية البرمجة، وعندما نحتاج الى تنفيذ التعليمات البرمجية عدة مرات يأتي هنا دور التكرارات (لبنات التحكم) في إعادة نفس الأوامر عدة مرات دون الحاجة الى إعادة كتابتها وتكرارها.

ما أنواع التكرارات التي يدعمها برنامج سكراتش؟

يدعم سكراتش ثلاث أنواع من التكرارات: لبنة كرر، لبنة كرر باستمرار، لبنة كرر حتى.

لبنة كرر:

يستخدم هذا النوع من التكرارات عندما تريد تنفيذ مجموعة من الأوامر لعدد محدد من المرات، ويكون عدد التكرارات معروفاً من بداية البرمجة، والقيمة الافتراضية للبنة كرر هي "10"، ويسمى التكرار المستخدم لعدد محدد من المرات التكرار الثابت.

مثال:

المربع له أربعة أضلاع. يمكن لك أن ترسمه بتكرار السلسلة التالية أربع مرات:
تحرك 70 خطوة، استدر 90 درجة مع عقارب الساعة.     

لبنة كرر باستمرار:

يتم تشغيل هذه الخانة الخاصة بتكرار الأوامر بعدد لا نهائي من المرات، حيث أن هذه الخانة لا تتوقف من تلقاء نفسها، بل علينا إيقافها بالنقر فوق الزر الذي يوقف البرنامج (وهو الزر الأحمر بجوار العلم الأخضر)، وفي حال الحاجة الى توقف البرنامج عن العمل لثواني محددة نستخدم لبنة انتظر () ثانية.

مثال:

قم بإنشاء البرنامج التالي والذي يعمل على تدوير القط في حلقة دون توقف. 
كما تلاحظ فإن القط لا يتوقف عن الدوران إلا إذا ضغطت على الزر الأحمر «إيقاف كل شيء»

لبنة كرر حتى:

تعمل هذه الخانة الخاصة بتكرار الأوامر حتى يتم استيفاء شرط معين، حيث يتم تنفيذ البرامج النصية داخل هذه الكتلة بناءً على اختبار، هذا الاختبار هو الذي يحدد ما إذا كان الشرط الموضوع في الخانة صحيحًا أم لا.

ونستخدم هذه الخانة عندما لا نعرف عدد المرات التي نحتاج فيها إلى تكرار الأوامر داخل خانة التكرار بالتالي نريد تشغيلها حتى يتم استيفاء شرط معين، حيث أن الأوامر الشرطية تعطينا إمكانيات أكثر في البرمجة بحيث أن بعض التعليمات تنفذ فقط إذا تحقق شرط معيّن، وقبل إنشاء وتقييم الأوامر الشرطية، يجب أن تعلم أنه للتوصل إلى ذلك، يجب استعمال العوامل المنطقية، حيث يحتوي سكراتش على لبنة العمليات والتي تساعدنا في إجراء العمليات الحسابية أو المنطقية.

كيف تبدو مساحة العمل في سكراتش؟

مساحة العمل في برنامج Scratch مكونة من خمسة مناطق، هي:

منطقة الأدوات والقوائم:

وهي قوائم الأوامر والأدوات التي يكثر استخدامها أثناء التعامل مع البرنامج.

منطقة المنصة:

هي المكان الذي يتم فيه عرض نتيجة العمل، ومنها يمكننا تشغيل وإيقاف المقطع البرمجية.

لائحة الكائنات:

وهي تعرض قائمة بكائنات المشروع الحالي ومنصة العمل، ومنها يمكننا تشغيل وإيقاف المقاطع البرمجية (ستجد القط هو الكائن الافتراضي الذي سيظهر لك عند بدء البرنامج).

منطقة التحكم:

تعرض بيانات الكائن المحدد حاليًا وتتيح التحكم في استدارته وانعكاسه وتحديد اتجاهه، كما تحتوي تبويبات تعرض المقاطع البرمجية والمظاهر والأصوات المرتبطة به.

منطقة اللبنات:

مجموعة من الأزرار تضم بداخلها لبنات (أوامر) برمجية تستخدم للقيام بأغراض معينة، وبالضغط على أحد هذه الأزرار تظهر اللبنات التابعة له في الجزء الأسفل من المنطقة، ومن هذه المنطقة يمكننا اختيار اللبنات بهدف إضافتها إلى المقاطع البرمجية للكائن الجاري تحديده.

كيف يتم الرسم بواسطة سكراتش؟

لبدء الرسم في سكراتش يجب علينا اضافة ملحق القلم وهو الكائن الذي يرسم شكلاً أثناء حركته، فعند استخدام أداة القلم، يترك الكائن أثراً عند انتقاله من مكان الى آخر عبر المنصة.

ويمكن للكائن رسم الخطوط والنقاط والأشكال وكذلك العديد من الرسومات الأخرى على المنصة، ويمكن العثور على جميع اللبنات المتعلقة بالقلم في فئة لبنات القلم، كما ويمكن تغيير لون القلم وحجمه بحسب الحاجة، وفي حال رغبتنا لحذف جميع ما رسم في المنصة نستخدم لبنة مسح الكل. كما ويمكن في سكراتش استخدام لبنة أطبع في حال أردنا نسخة مشابهة من الكائن.