模拟昼夜交替-第11届蓝桥杯Scratch国赛真题第1题

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[导读]：超平老师计划推出Scratch蓝桥杯真题解析100讲，这是超平老师解读Scratch蓝桥真题系列的第13讲。

第11届蓝桥杯青少年组国赛原定于2020年4月25日举行，因疫情推迟到2020年10月31日，并且改为在线考试。Scratch分为初级组和中级组，其中初级组面向7~10岁孩子，中级组面向11~14岁孩子。

模拟昼夜交替，本题是第11届蓝桥杯Scratch国赛真题编程第1题，中级组和初级组都有此题。题目要求考生通过Scratch编程来模拟昼夜交替现象，本题难度系数为2。

一.题目说明

编程实现：白天太阳升起，夜晚月亮升起，让我们来模拟昼夜的交替！

具体要求：

1). 当绿旗被点击后，舞台出现太阳和天空背景，太阳从舞台左侧升起之后，从右侧落下至消失；

2). 当太阳在右侧落下消失后，舞台背景变成夜晚；

3). 之后月亮从舞台左侧升起之后，从右侧落下至消失；

4). 当月亮在右侧消失后，舞台变成白天，如此循环；

5). 点绿旗，程序可更新开始。

评判标准：

10分：满足要求1；
10分：满足要求2；
10分：满足要求3；
10分：满足要求4；
10分：满足要求5。

二.思路分析

本题的舞台背景有两张图片，分别是白天和夜晚，角色也有两个，即太阳和月亮，如图所示：

太阳和月亮都是从舞台左侧升起，从右侧落下至消失，很显然，它们运动的轨迹不是直线，而是抛物线，如图所示：

因此，本题的关键是如何实现角色的抛物线运动，典型的解决思路是将抛物线运动进行分解，分为水平和垂直两个方向上的运动，其中水平方向上做直线运动，而垂直方向先上升直到最高点然后下落。

三.编程实现

根据题目描述，我们可以分角色来编写代码：

太阳角色
月亮角色

1.太阳角色

绿旗被点击时，显示的是白天，需要切换到白天背景，此时太阳移到舞台左侧下方位置并显示，然后开始做抛物线运动直到舞台右边缘消失，然后切换到夜晚背景，其代码如下：

需要说明三点：

1). 我们可以在角色中直接切换背景，同时Scratch还专门提供了一个”当背景换成xx“指令，其作用相当于接收广播消息。

2). 根据前面的分析，我们将太阳的运动分解为水平运动和垂直运动，水平方向比较简单，每次将x坐标增加1步。重点是垂直方向，因为角色先向上运动，此时需要增加y坐标，但是每次增加的步数是变化的，并且越来越小，当增加的步数为0的时候，就到最高点了，接下来增加的步数变成负数，开始下落了，这就是变量”垂直速度“的作用。

3). 太阳运动的代码没有写在绿旗代码块中，是因为昼夜交替是循环进行的，当月亮下落之后，只需要切换成白天背景，就可以再次执行”当背景换成白天“代码块了。

2. 月亮角色

月亮角色和太阳角色效果是一样的，代码基本上是一样的，切换到月亮角色，编写代码如下：

需要说明的是，这里的变量”垂直速度“是全局变量，也就是说太阳和月亮共用了这个变量，由于太阳和月亮不是同时出现并运动的，共用一个变量是没有问题，如果二者同时运动，则需要分别定义变量，或者使用私有变量。

四.总结与思考

作为国赛的第一题，本题属于简单题目，一共使用了30个积木块，涉及到的知识点包括：

切换背景，尤其要注意灵活使用”当背景换成xx“指令；
运动编程，重点是抛物线运动的分解及实现；
循环编程，这里主要使用了”重复执行直到“指令；
Scratch坐标系，包括舞台的坐标范围及角色坐标的确定；
变量的使用。

本题中的抛物线运动是一个非常经典的编程模式，在很多游戏开发中都会用到，比如水果忍者、愤怒的小鸟、投篮游戏等，一旦掌握了抛物线运动的编程原理及实现技巧，就可以轻松的创作这些游戏了。

不知道你注意到了没，抛物线运动还涉及到两个重要学科，一是数学，二是物理。其中，在数学学科中，抛物线是从函数的角度来讨论的，而在物理学科中，抛物线是从运动的角度来考虑。

对于同一个事物，从不同的角度去讨论，我们才能更好地去认识和理解它，这正是多元思维模型所倡导的。

多元思维模型是查理芒格率先提出的，就是吸收多学科的知识，从每个学科总结出特定的思维模式，融会贯通，依靠综合思维模型框架进行思考和决策。

芒格有一句很著名的话：拿着锤子的人，看什么都像钉子。多元思维模型也是一种升维思考，因为现实中的很多问题可能涉及的是多个维度，多元思维可以运用不同学科的知识，从各个方面思考去解决问题。

少儿编程作为STEAM教育公认的一环，很好的融合了科学、技术、工程、艺术和数学5大学科，好的编程课程可以培养孩子的多元思维以及跨学科的学习能力。

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