اسکرچ (Scratch)یک زبان برنامه‌نویسی بصری است که برای آموزش مهارت‌های پایه‌ای برنامه‌نویسی به کودکان و دانش‌آموزان طراحی شده است. با استفاده از اسکرچ، آن‌ها می‌توانند برنامه‌های تعاملی، بازی‌ها یا انیمیشن‌های خود را بسازند و مهارت‌های خلاقیت، تفکر منطقی و همکاری گروهی را پرورش دهند. اهمیت یادگیری برنامه‌نویسی روزبه‌روز در حال افزایش است و در بسیاری از حوزه‌ها کاربرد دارد. بنابراین آموزش این مهارت از سنین پایین همانند یادگیری یک زبان دوم است و می‌تواند در رشد فردی و موفقیت‌های آینده تاثیر چشمگیری داشته باشد. در این مقاله از مجله سبزلرن یاد می‌گیرید که اسکرچ چیست و پاسخ تمامی نکات و سوال‌های کلیدی درباره این زبان برنامه‌نویسی را می‌گیرید.

اسکرچ چیست و چرا محبوب است؟

اسکرچ یک زبان برنامه‌نویسی "Drag-and-Drop" است که می‌توانید با وصل کردن قطعات بهم یک برنامه یا بازی بسازید! اسکرچ برای کودکان و کسانی طراحی شده که در ابتدای مسیر یادگیری برنامه‌نویسی هستند و می‌خواهند با استفاده از این زبان انواع بازی‌ها و تصاویر متحرک (انیمیشن) بسازند. این زبان دارای یک وب‌سایت اختصاصی و تعاملی است که کاربران می‌توانند در آن درباره موضوعات مختلف مرتبط با اسکرچ گفتگو کنند، پرسش‌های خود را مطرح نمایند و با سایر کاربران تعامل داشته باشند.  اگرچه اسکرچ برای رده سنی ۸ تا ۱۶ سال طراحی شده، اما برای بزرگسالان هم کاملا کاربردی است و در آموزش برنامه‌نویسی، علوم کامپیوتر و تقویت تفکر محاسباتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اسکرچ به بیش از ۷۰ زبان ترجمه شده و در خانه‌ها، مدارس و انجمن‌های آموزشی در سراسر جهان به کار می‌رود و معلمان از آن برای آموزش موضوعاتی مانند ریاضیات، علوم، تاریخ، جغرافیا و هنر بهره می‌برند.

تاریخچه و خالق اسکرچ

زبان برنامه‌نویسی اسکرچ به‌منظور تقویت تفکر محاسباتی کودکان طراحی شده و اولین ‌بار در سال ۲۰۰۷ توسط تیمی در آزمایشگاه رسانه (Media Lab) دانشگاه " MIT" به رهبری میچل رزنیگ (Mitchel Resnik) ارائه شده است. ایده اولیه این نرم‌افزار از زبان لوگو (Logo) الهام گرفته شده و در سال ۲۰۰۳ نسخه اولیه آن با نام " Scratch 1" به بازار معرفی شده است. نسخه دوم اسکرچ اما در سال ۲۰۱۳ منتشر شد، این نسخه پیشرفت چشمگیری داشت و کاربر می‌توانست از نسخه آنلاین هم استفاده کند. در سال ۲۰۱۹ اسکرچ ۳ وارد بازار شد که با زبان جاوااسکریپت و کتابخانه‌های آن توسعه یافته بود و همانند نسخه‌های قبلی، به‌شکل آنلاین نیز قابل ‌استفاده بود. در حال حاضر کاربران اسکرچ به نسخه‌های مختلف این ابزار در ورژن‌های مک، ویندوز، اندروید و آنلاین دسترسی دارند.

نحوه کارکرد و تکنولوژی اسکرچ

اسکرچ در واقع یک‌زبان برنامه‌نویسی بصری (Visual) است که دستورات به‌صورت متنی نوشته نمی‌شوند و به شکل بلوکی هستند که کاربران می‌توانند با کشیدن و رها کردن آن‌ها را کنار هم یک کد جذاب برای اجرای دستور مورد نظر خود بسازند. این چیدمان بلوکی دستورات، در نهایت یک برنامه کامل تولید می‌کند، به این روش «برنامه‌نویسی بلوکی» یا " Block Coding" گفته می‌شود.

انواع بلوک‌ها و منطق پشت آن‌ها در اسکرچ

بلوک‌ها در برنامه‌نویسی اسکرچ نقش بسیار مهمی دارند و پیش از شروع آموزش، کودکان باید با آن‌ها آشنا شوند. در ادامه به مهم‌ترین دسته‌های بلوک و کاربردهایشان می‌پردازیم:

بلوک‌های حرکتی (Motion)

این بلوک‌ها پایه و اساس کنترل و حرکت اسپرایت‌ها (کاراکترها و اشیاء) را تشکیل می‌دهند و به کاربران اجازه می‌دهند مسیر و شیوه حرکت اسپرایت‌ها را تعیین کنند. یکی از پرکاربردترین آن‌ها، بلوک " Move" است که مشخص می‌کند کاراکتر در چه جهتی و چه مقدار حرکت کند.

بلوک‌های ظاهری (Looks)

این بلوک‌ها ابزارهایی برای ایجاد تغییر ظاهری و رفتاری در کاراکتر و پس‌زمینه هستند. کاربران می‌توانند اندازه و دیگر ویژگی‌های بصری اسپرایت را دستکاری کنند و جلوه‌های جذاب بسازند.

بلوک‌های کنترلی (Control)

اما بلوک کنترل در اسکرچ چیست؟ بلوک‌های کنترل جریان برنامه را مدیریت می‌کنند و تعیین می‌کنند که عملکردها چه زمانی و چگونه اجرا شوند. این بلوک‌ها شامل حلقه‌ها (Loops) ، شرایط (Conditions) و رویدادها (Events) هستند. بلوک " Repeat" امکان تکرار یک بخش از کد را فراهم می‌کند و بلوک " If-Else" به کاربران اجازه می‌دهد کدهای شرطی را در شرایط مشخص اجرا کنند.

بلوک‌های صدا (Sound)

بلوک‌های صدا امکان اضافه‌کردن جلوه‌های صوتی به پروژه را فراهم می‌کنند. برای مثال، بلوک Play Sound صدای آماده در پلتفرم یا آپلود شده توسط کاربر را پخش می‌کند و بلوک Set Volume میزان صدا را تنظیم می‌کند.

کاربردهای اسکرچ در دنیای برنامه نویسی

اسکرچ یک ابزار آموزشی برای شروع یادگیری برنامه‌نویسی به‌خصوص برای کودکان و نوجوانان است که می‌توان از آن در پروژه‌های مختلف کلاسی جهت آموزش کامپیوتر و برنامه‌نویسی استفاده کرد. این اصول کدنویسی را به شیوه‌ای سرگرم‌کننده یاد بگیرند.کاربردهای اسکرچ در دنیای برنامه‌نویسی بسیار متنوع و آموزشی است.  با اسکرچ می‌توانید داستان‌های تعاملی با شخصیت‌های متحرک و دیالوگ‌های جذاب ساخت که هم خلاقیت و هم مهارت داستان‌گویی را تقویت می‌کند، بازی‌ها و پازل‌های متنوعی از نمونه‌های ساده تا شبیه‌سازی‌های پیچیده طراحی نمود و همچنین شبیه‌سازی‌های آموزشی در حوزه‌هایی مانند علوم، ریاضیات و مطالعات اجتماعی ایجاد کرد تا مفاهیم دشوار به‌صورت بصری، ملموس و سرگرم‌کننده آموزش داده شوند.

محدودیت‌ها و چالش‌ها یادگیری اسکرچ

اسکرچ یک ابزار آموزشی بسیار مفید است، اما نمی‌توان آن را یک پلتفرم همه‌کاره برای برنامه‌نویسی حرفه‌ای در نظر گرفت. شاید این پرسش برایتان ایجاد شود که محدودیت‌های اسکرچ چیست؟ در ادامه پاسخ این پرسش داده شده است:

• محدودیت در اجرای پروژه‌های بسیار پیچیده و حرفه‌ای نسبت به زبان‌های برنامه‌نویسی متنی
• عدم مناسب بودن برای توسعه نرم‌افزارهای تجاری و مقیاس‌پذیر
• وابستگی به محیط گرافیکی که انتقال به زبان‌های متنی را برای برخی کاربران چالش‌برانگیز می‌کند
• محدودیت در دسترسی به مفاهیم پیشرفته مانند مدیریت حافظه و ساختارهای پیچیده داده
• نیاز به اتصال اینترنت برای استفاده از برخی امکانات و دسترسی به جامعه آنلاین اسکرچ

مزایای یادگیری Scratch

اسکرچ برای مبتدیان طراحی شده و با رابط بصری خود، نیاز به یادگیری کد نویسی پیچیده را از بین می‌برد و نقطه ورود مناسبی به دنیای برنامه‌نویسی محسوب می‌شود. برای استفاده از این ابزار دلایل زیادی وجود دارد ولی مهم‌ترین مزیت‌های یادگیری اسکرچ عبارت‌اند از:

• یادگیری آسان با رابط بلوکی و بدون نیاز به کدنویسی پیچیده
• شروع مناسب برای ورود به دنیای برنامه‌نویسی و مفاهیم پایه
• تقویت خلاقیت در ساخت بازی، انیمیشن و پروژه‌های تعاملی
• افزایش انگیزه و سرعت یادگیری به‌دلیل محیط تعاملی و بازخورد فوری
• دسترسی آنلاین و آفلاین برای سیستم‌عامل‌های مختلف
• امکان استفاده از این ابزار به زبان فارسی و دسترسی راحت برای کودکان

مسیر یادگیری Scratch برای مبتدی‌ها

آموزش زبان برنامه‌نویسی اسکرچ، مقدمه‌ای فوق‌العاده برای کودکان و مبتدیان است. اسکرچ یک زبان برنامه‌نویسی مبتنی بر بلوک است که کدنویسی را برای کودکان قابل‌دسترس می‌کند و به آن‌ها اجازه می‌دهد اقدامات خود را سریع و راحت انجام دهند. بعد از آشنایی با اینکه اسکرچ چیست؟ و چگونه کار می‌کند؟ کودکان اغلب علاقه‌مند می‌شوند که زبان‌های برنامه‌نویسی پیشرفته‌تر را نیز امتحان کنند. حتی اگر هدف اصلی شما تربیت یک برنامه‌نویس حرفه‌ای نباشد، اسکرچ به کودکان کمک می‌کند تفکر منطقی و حل مسئله سیستماتیک را تمرین کنند، زیرا در طول کار با آن با چالش‌هایی روبرو می‌شوند که باید با منطق و تحلیل حل شوند.

شروع کار با اسکرچ

گام ۱: دانلود و نصب به وب‌سایت رسمی اسکرچ مراجعه کنید و نسخه مناسب سیستم‌عامل خود را دانلود کنید. پس از دانلود، فایل نصب را اجرا کرده و مراحل نصب را دنبال کنید. گام ۲: اجرای برنامه پس از نصب، روی آیکون اسکرچ در دسکتاپ دو بار کلیک کنید. صفحه آبی‌رنگ با نوشته Scratch is loading… ظاهر می‌شود. منتظر بمانید تا برنامه بارگذاری شود. گام ۳: آشنایی با محیط کاربری صفحه اصلی اسکرچ ظاهر می‌شود که شامل محیط برنامه‌نویسی و بلوک‌هاست. بلوک‌ها در دسته‌بندی‌های مختلف (حرکت، ظاهر، صدا، کنترل و غیره) قرار دارند. گام ۴: ایجاد اولین پروژه بلوک‌ها را با کشیدن و رها کردن در محیط برنامه‌نویسی کنار هم قرار دهید. شیارهای بلوک‌ها به شما نشان می‌دهد که چگونه آن‌ها را به هم متصل کنید. اولین انیمیشن، بازی یا داستان تعاملی خود را بسازید.

مثال عملی: ساخت یک بازی ساده

برای این‌که کاراکتر در اسکرچ ۱۰ گام به جلو حرکت کند، به‌صورت زیر عمل کنید:

1. روی کاراکتر (Sprite) مورد نظر کلیک کنید.
2. از بخش رویدادها (Events) بلوک «وقتی روی پرچم سبز کلیک می‌شود» را به ناحیه کدنویسی بکشید.
3. از بخش حرکت (Motion) بلوک «حرکت کن ۱۰ گام» را بردارید.
4. بلوک «حرکت کن ۱۰ گام» را زیر بلوک پرچم سبز وصل کنید.

با کلیک روی پرچم سبز کاراکتر ۱۰ گام به سمت جلو حرکت می‌کند. در صورت نیاز می‌توانید عدد ۱۰ را تغییر دهید یا این بلوک را داخل شرط‌ها و حلقه‌ها استفاده کنید.

نکات مهم کار با اسکرچ

در آخر باید بگوییم شروع یادگیری اسکرچ آسان است و محیط بصری آن باعث می‌شود کودکان و مبتدیان بدون نیاز به راهنما، بتوانند پروژه‌های ساده خود را ایجاد کنند و به‌تدریج مهارت‌های برنامه‌نویسی خود را پیشرفت دهند. کودکان با اسکرچ می‌توانند مفاهیم پایه‌ای مانند متغیرها، حلقه‌ها، شرطی‌ها، توابع و لیست‌ها را به شکل عملی درک کنند و همزمان مهارت‌های تفکر منطقی و الگوریتمی خود را تقویت نمایند. معلمان و والدین می‌توانند با استفاده از اسکرچ، محیطی فعال، جذاب و تعاملی برای یادگیری ایجاد کنند و کودکان را در مسیر خلاقیت و تفکر منطقی هدایت نمایند. اسکرچ به‌عنوان نقطه شروع، زمینه‌ای مناسب برای آشنایی با مفاهیم برنامه‌نویسی فراهم می‌کند و در ادامه این مسیر، کودکان می‌توانند به‌صورت اصولی با زبان‌های برنامه‌نویسی پیشرفته‌تری مانند جاوااسکریپت و پایتون آشنا شوند. زبان‌هایی که دوره‌های آموزشی آن‌ها به‌صورت تخصصی در آکادمی سبزلرن برگزار می‌شود.

سوالات متداول