Opettajan ohje: Tehtäväluettelo:

Transkriptio

1 Opettajan ohje: Tehtävistä kannattaa valita sopivimmat oman oppilasryhmän tarpeisiin nähden. Tehtävien kesto on vain arvio ja tehtäviä on useita, jotta nopeimmillekin olisi riittävästi harjoituksia. Ohjelmakoodia kannattaa aina välillä testata sitä luodessa. Oppilaita kannattaa muistuttaa tallentamaan ohjelma, vaikka se olisikin keskeneräinen. Scratch-ohjelmien linkit ovat opettajan ohjeessa kunkin tehtävän kohdalla. Opettaja voi jakaa linkkejä oppilaidensa käyttöön harkitusti. Joissakin ohjelmissa voi esimerkiksi näyttää idean oppilaille ennen tehtävän aloittamista. Tehtäväluettelo: 1. Pisteen peilaus x-akselin suhteen. 2. Pisteen peilaus y-akselin suhteen. 3. Hahmon peilaus origon suhteen. 4. Pisteen peilaus erilaisten suorien suhteen. 5. Piirrä ja peilaa: Hahmo ja peilihahmo piirtävät kuvaa (hiirellä). 6. Nelikulmio ja peilikuva. 7. Hahmojen siirto & kierto. 8. Piirrä kuvio! Erilaisten kuvioiden ja peilausten piirtäminen. 9. Animaatio: hahmoilla siirto ja kierto. 10. Animaatio: Kuviotanssia siirto ja kierto. Tutustutaan funktion käyttöön. 1

2 Tuntisuunnitelma Scratch-ohjelmoinnille: Esimerkki 1 1. tunti: tehtävät 1-4 (Pisteen peilaus y- ja x-akselin, origon, sekä pisteen peilaus erilaisten suorien suhteen) ja tehtävä 5 (Piirrä ja peilaa!). 2. tunti: tehtävät 6, 7 ja 8 valikoiden (Nelikulmio ja peilikuva, Hahmojen siirto & kierto ja Piirrä kuvio! vastaavasti). Esimerkki 2 1. tunti: tehtävät 1-4 (Pisteen peilaus y- ja x-akselin, origon, sekä pisteen peilaus erilaisten suorien suhteen) ja tehtävä 5 (Piirrä ja peilaa!) tai 6 (Nelikulmio ja peilikuva). 2. tunti: tehtävät 8 (Piirrä kuvio!) ja lisätehtävänä 9 (Animaatio: hahmoilla siirto ja kierto ) tai 10 (Animaatio: Kuviotanssia siirto ja kierto). Esimerkki 3 1. tunti: tehtävä 5 (Piirrä ja peilaa!), 7 (Hahmojen siirto & kierto) ja tehtävä 8 (Piirrä kuvio! ) (1. osa). 2. tunti: tehtävä 8 (Piirrä kuvio! ) (2. osa) ja valinnaisena joko 9 (Animaatio: hahmoilla siirto ja kierto) tai 10 (Animaatio: Kuviotanssia siirto ja kierto). 2

3 Tehtävä 1-3 Tehtävän arvioitu kesto : 5-15 min per tehtävä (yhteensä noin 30 min/3 tehtävää). Tavoitteet : 1. tehtävässä harjoitellaan peilausta x-akselin suhteen valmiiksi annetuilla aloituskoordinaateilla, 2. tehtävässä y-akselin suhteen valmiiksi annetuilla aloituskoordinaateilla ja 3. tehtävässä peilausta origon suhteen valmiiksi annetuilla aloituskoordinaateilla Matematiikan sisältö : peilaus x-akselin, y-akselin ja origon suhteen sekä koordinaatiston luku Ohjelman toimintaidea : ohjelmassa oppilas saa valmiiksi annetut aloituskoordinaatit, joiden mukaan hän sijoittaa pallo-hahmon menemään tiettyyn kohtaan. Tämän jälkeen oppilas luo hahmolle kloonin ja laittaa sen menemään alkuperäisen hahmon peilauskohtaan riippuen tehtävänannosta (peilaus x-akselin, y-akselin vai origon suhteen). Ohjelmoinnin käsitteet : hahmo, klooni, lause, tapahtuma Tausta : xy-grid taustavalikoimasta. Malliratkaisut : Tehtävä 1: peilaus x-akselin suhteen (linkki valmiiseen ohjelmaan) Tehtävä 2: peilaus y-akselin suhteen (linkki valmiiseen ohjelmaan) Tehtävä 3: peilaus origon suhteen (linkki valmiiseen ohjelmaan) 3

4 Hahmon koodi : Tehtävä 1 4

5 Tehtävä 2 Tehtävä 3 5

6 Tehtävä 4 Tehtävän arvioitu kesto : noin 15 min Tavoitteet : 4. tehtävässä harjoitellaan peilausta satunnaisesti koordinaatistoon sijoitetun suoran suhteen. Tehtävä on jatkoa 1-2 tehtäville, mutta nyt peilaussuorana ei toimi x- tai y-akseli. Matematiikan sisältö : peilaus suoran suhteen sekä koordinaatiston luku Ohjelman toimintaidea : Tässä tehtävässä oppilaat harjoittelevat peilausta suoran suhteen pareittain. Oppilaat saavat valmiin ohjelmapohjan, jolla voi piirtää koordinaatiston sekä 3 erilaista suoraa. Toinen oppilas piirtää suoran toiselle puolelle pisteen, jonka jälkeen toisen tehtävä on piirtää toinen piste suoran toiselle puolelle siihen mihin ensimmäinen piste peilautuu. Oppilaiden on tarkoitus vuorotella rooleja, jotta molemmat pääsevät ohjelmoimaan sekä aloituspisteen, että peilautuneen pisteen. Esimerkkiohjelmaan on laitettu pallo-hahmon kohdalle esimerkkejä pisteen ohjelmoinnista. Tämä osuus on oppilaiden tehtävä, joten oppilaille jaettavassa ohjelmapohjassa pallo-osio on aluksi tyhjä. Linkki esimerkkiohjelmaan: Linkki oppilaan ohjelmapohjaan: Lisätehtävä 1: Oppilaat voivat ohjelmoida myös suorat itse, mutta ensimmäinen harjoitus on keskittyä pisteiden ja peilautuvien pisteiden ohjelmoimiseen Lisätehtävä 2: Jos tämä harjoitus sujuu helposti niin oppilaat voivat kokeilla viedä tehtävää hieman pidemmälle. Tällöin piste ohjelmoidaan peilautumaan ensin yhden suoran suhteen ja siitä edelleen peilautunut piste seuraavan suoran suhteen ja niin edelleen. Ohjelmoinnin käsitteet : hahmo, lause, tapahtuma Tausta : xy-grid 30-px Malliratkaisut : 6

7 Hahmon koodi : Koordinaatiston koodi 7

8 Suorien koodit Pisteiden koodit 8

9 Tehtävä 5 Piirrä ja peilaa! Piirrä ja peilaa! (linkki valmiiseen ohjelmaan): Hahmo ja peilihahmo (oppilaat rakentavat itse ohjelman): Kummassakin Scratch-ohjelmassa muuttujat ovat valmiiksi luotuja. Tehtävän arvioitu kesto : min Tavoitteet : Opitaan käyttämään kynä-toimintoja piirtämisessä, ohjaustoiminnoista toistoja (silmukka), hahmojen välistä viestintää (tapahtuma) sekä tietovalikosta muuttujien luomista ja käyttöä. Matematiikan sisältö : Peilaus y-akselin, x-akselin ja origon suhteen. Ohjelman toimintaidea : a) Piirrä ja peilaa! tai b) Hahmo ja peilihahmo. Piirtäminen hahmon ja peilihahmon avulla. Voidaan tarkastella piirrosta ja peilipiirrosta peilauksena y-akselin suhteen. Koordinaatit näkyvät piirrettäessä. Peilaus ohjelmoidaan myös x-akselin ja origon suhteen. Opitaan peilauksessa käytettäviä laskutoimituksia. Ohjelmoinnin käsitteet : Lause, tapahtuma, silmukka ja muuttuja. Tausta : Mene taustan muokkaus-valikkoon ja hae kirjastosta valmis ruudukko taustaksi; xy-grid-30px. Ruudukkoon piirretään viiva-työkalulla (koodi-ikkunassa taustat-välilehdellä) paksumpi x-ja y-akseli himmeästi taustalla näkyvien akseleiden päälle. 9

10 Hahmon ja peilihahmon luominen: Poista kissa-hahmo ja valitse Hahmo-ikkunassa jokin sopiva hahmo, jolla voi piirtää kuvioita, esim. sukeltaja. Nimeä tämä hahmo. Tämän jälkeen mene hahmon Asusteet välilehdelle, jossa voit pienentää hahmoa. Hahmon pienentäminen/suurentaminen onnistuu yläpalkissa olevilla työkaluilla: Asettaa hahmon keskipiste -työkalulla vedä hahmon käsi kohdistinristikon keskelle (vasemmalta).. Kopioi hahmo ja nimeä se peilihahmoksi. Mene peilihahmon Asusteet-välilehdelle ja pienennä hahmo samankokoiseksi kuin alkuperäinen hahmo. Voit värittää peilihahmon eriväriseksi kuin itse hahmon. Peilaa peilihahmo peilaustyökalulla toiselle puolen y-akselia (Asusteet-välilehdellä: peilaa vaakasuuntaan) ja kohdista peilihahmon käsi samoin (oikealta) kuin hahmon käsi kohdistinristikon keskelle. Nyt peilihahmo on vastakkaissuuntainen hahmoon verrattuna näin: Malliratkaisut Valitse hahmo ja mene Skriptit välilehdelle. Seuraava malliratkaisun skripti ( =koodi) tulisi tehdä hahmon koodi-ikkunaan kuvassa näkyvistä koodipalikoista (vasen kuva). Muuttujat ovat valmiiksi luotuja: x, y, peili-x ja peili-y (oransseja). Vieressä oikealla on peilihahmon skripti, joka tulee peilihahmon Skriptit -välilehdelle. Hahmon koodi: Hahmo lähettää viestin peilihahmolle. Skriptissä näkyvät muuttujat: x ja y (oranssit), sekä parametrit x-sijainti ja y-sijainti (siniset, hahmon sijainnin lukuarvot). Käsi piirtää kuvaa hiiriosoitinta seuraten. Peilihahmon koodi, peilaus y-akselin suhteen: Peilihahmo ottaa viestin vastaan ja menee alkuasentoon ; hahmon peilikuvana. Käsi piirtää hiiriosoittimen mukaista viivaa, mutta peilikuvana, kun koodissa on oikea laskutoimitus. 10

11 Apuohjelmien skriptit Pyyhi-ja-pysäytä skripti Kun peilauskuvaa on piirretty y-akselin suhteen, niin seuraavaksi peilataan x-akselin suhteen. Oppilaat voivat muokata valmista skriptiä muuttamalla hieman peilihahmon laskutoimitusta: Peilihahmon skripti, peilaus x-akselin suhteen Peilihahmon skripti, peilaus origon suhteen 11

12 Tehtävä 6: Nelikulmio ja peilikuva Nelikulmion peilikuva (linkki puolivalmiiseen ohjelmaan: oppilaille): Linkki valmiiseen ohjelmaan: Oppilaat voivat tehdä puolivalmiiseen ohjelmaan peilikuvion skriptin ohjeiden mukaisesti tai tehdä ohjelman alusta lähtien hahmoineen. Tehtävän arvioitu kesto: 5-10 min tai min Tavoitteet : Opitaan käyttämään lauseita, hahmojen välistä viestintää ja luomaan muuttujia, jotka samalla näkyvät suoritus-ikkunassa. Matematiikan sisältö: Kerrataan epäsäännöllisen monikulmion peilautumista origon suhteen. Ohjelman toimintaidea: Käytetään valmista ohjelmaa ja tarkastellaan epäsäännöllisen nelikulmion peilikuvaa ja koordinaatteja, tai oppilaat voivat piirtää itse hahmoksi ja peilihahmoksi epäsäännöllisen monikulmion. Skripti ( = koodi) voidaan kirjoittaa koodi-ikkunaan esim. opettajajohtoisesti esittäen taululla. Ohjelmoinnin käsitteet: Lause, tapahtuma, silmukka, muuttuja ja muuttujan parametri. Tausta: Hae taustaksi kirjastosta valmis xy-koordinaatisto; xy-grid. Hahmojen luominen : Oppilaat voivat valita hahmon kirjastosta tai piirtää sellaisen itse valitsemalla Hahmot-ikkunassa Uusi hahmo kohdasta: Piirrä uusi hahmo. Käyttämällä Asusteet-välilehdellä viiva-työkalua voidaan piirtää monikulmio ja täyttää se jollakin värillä. Nimeä hahmo ja kopioi se. Nimeä peilihahmo ja väritä se eri värillä. Voit myös tarvittaessa pienentää hahmoja, mutta pidä ne kuitenkin samakokoisina. Kohdista monikulmion kärki ristikon keskelle Asusteet-välilehdellä Aseta hahmon keskipiste -työkalulla ja käännä 12

13 peilihahmo koodi-ikkunassa niin, että se peilautuu origon suhteen (kiinni origossa) seuraavasti: Malliratkaisut Valmis skripti hahmolle; epäsäännöllinen monikulmio (nelikulmio). Oppilaat voivat kirjoittaa tämän skriptin peilihahmolle. Ohje oppilaille: Mieti, mitä tapahtuu nelikulmion 1. komentopalikan jälkeen. Oranssi komentopalikka: aseta suunta (muuttuja) arvoon suunta (sininen suunta-parametri = hahmon suunnan lukuarvo). Oranssi komentopalikka: aseta nelikulmio x arvoon x-sijainti, tarkoittaa että muuttujan lukuarvo on hiiriosoittimen x-koordinaatti (sininen x-sijaintipalikka Liike-valikosta). Yritä nyt kirjoittaa peilikuvion skripti. Minkä Tapahtuma-palikan tarvitset alkuun? Tarvitset lisää muuttujia. Ota mallia hahmon skriptistä. Muuttujia luodaan Tieto-valikossa kohdassa: Tee muuttuja. Lisäksi tarvitset Liike-valikosta: osoita suuntaan ja mene kohtaan Tarpeellisia koodi-palikoita: 13

14 Tehtävä 7: Hahmojen siirto & kierto Esimerkkiohjelma: Tehtävän arvioitu kesto : min Tavoitteet : Opitaan hahmon erilaisia siirtoja mene- /liu'u-komennoilla ja kiertoja käänny-komennoilla. Opitaan käyttämään myös ohjauspalikoita; erilaisia silmukoita (toistolause). Matematiikan sisältö : Siirto ja kierto sekä kiertokeskus, symmetria-akselit ja symmetriakeskus. Ohjelman toimintaidea : Siirretään ja kierretään hahmoja kiertokeskuksen ympäri. Aluksi harjoitellaan hahmon erilaisia siirtoja ja kiertoja (käänny-komento). Seuraavaksi kierretään hahmoa tietyn asteluvun verran, jota toistetaan täyden ympyrän verran. Mietitään myös symmetria-akseleita ja symmetriakeskuksia. Ohjelmoinnin käsitteet : Lause, tapahtuma ja silmukka (toistolause). Tausta: Valitaan kirjastosta valmis xy-grid taustaksi. Hahmot: Voidaan valita erilaisia valmiita hahmoja kirjastosta. 14

15 Malliratkaisut Hahmon siirtoja ja kiertoja (2 esimerkkiä) Apuohjelmat: Painettaessa kirjainta p, hahmot siirtyvät origoon ja skriptien suoritus päättyy. Kun painetaan h-tapahtumapalikkaa, niin hahmo (jota kloonataan) on piilossa. Esimerkkiskriptejä neljälle hahmolle: 1. hahmo 2. hahmo 3. hahmo 4. hahmo 15

16 Tehtävä 8 Piirrä kuvio! Linkki valmiiseen ohjelmaan: Neliön piirtäminen Tasasivuisen kolmion piirtäminen Epäsäännöllisen kolmion piirtäminen Tasasivuisen kolmion 30 kierto 12 kertaa kiertokeskuksen ympäri (symmetria-akselit ja -keskus). Epäsäännöllisen kolmion n. 53 kierto 7 kertaa kiertokeskuksen ympäri (symmetriakeskus). Tasasivuisen kolmion 20 kierto 18 kertaa kiertokeskuksen ympäri. Tehtävän arvioitu kesto : min Tavoitteet : Opitaan piirtämään Kynä-valikon komennoilla säännöllisiä ja epäsäännöllisiä monikulmioita; kolmio ja nelikulmio. Opitaan myös piirtämään toistoilla monikulmioita peräjälkeen kiertäen aina tietyn asteluvun verran kiertokeskuksen ympäri. Käytetään kierroissa käänny-komentopalikoita. Luodaan Lohko ( = funktio eli aliohjelma), joka piirtää tasasivuisen kolmion ja aina seuraavan kolmion kiertäen kysytyn kiertokulman verran toistaen tätä niin kauan, 16

17 että ympyrä täydentyy piirretyillä kolmioilla. Vaativammassa funktiossa tarvitaan analysointitaitoja ja jakojäännöksen ymmärtämistä. Matematiikan sisältö : Siirto ja kierto sekä kiertokeskus, symmetria-akselit ja symmetriakeskus. Ohjelman toimintaidea : Neliön, tasasivuisen kolmion ja epäsäännöllisen kolmion (suorakulmainen), sekä niiden peilikuvioiden piirtäminen kynä-hahmolla käyttäen Kynä-valikon komentoja. Säännöllisen kolmion ja epäsäännöllisen kolmion sekä niiden peilikuvien toistoja kiertäen kiertokeskuksen ympäri niin, että ympyrä täydentyy. Voidaan tarkastella myös symmetria-akseleita ja symmetriakeskuksia säännöllisillä ja epäsäännöllisillä kolmioilla. Ohjelmoinnin käsitteet: Lause, tapahtuma, silmukka, muuttuja, vaativa funktio (voi myös yksinkertaistaa), sekä parametri muuttujassa. Tausta : Valitse taustaksi kirjastosta xy-grid. Hahmon valinta: Valitse kynä-hahmo kirjastosta ja nimeä se. Pienennä kynä sopivankokoiseksi. Kopioi kynä ja nimeä se peilikynäksi. Hahmon Asusteet-välilehdellä kohdista kynien kärjet kohdistustyökalun avulla (ristikon keskelle vasemmalta) ja peilaa peilikynä y-akselin suhteen Asusteet välilehdellä peilaus-työkalun avulla (peilaa vaakasuuntaan). Peilikynän voi myös värittää eriväriseksi (täydennä värillä). Katso myös oppilaan toimintaohjetta! Malliratkaisut: Kynän apuohjelma Peilikynän apuohjelma Kynähahmon skripti, joka piirtää neliön Peilikynän skripti, joka piirtää neliön. Peilaus y-akselin suhteen. 17

18 Kynähahmon skripti, joka piirtää tasasivuisen kolmion Peilikynän skripti, joka piirtää tasasivuisen kolmion. Peilaus y-akselin suhteen. Kynähahmon skripti, joka piirtää epäsäännöllisen kolmion. Huom. käänny 143 = Oppilaille kannattaa antaa kolmion terävien kulmien suuruudet; 37 ja 53 Peilikynän skripti, joka piirtää epäsäännöllisen kolmion peilaten origon suhteen. 18

19 Kynähahmon skripti, joka piirtää 12 tasasivuista kolmiota kiertäen 30 kiertokeskuksen ympäri. Huom. Käänny 120 = Käänny 30 puolittaa piirretyn kolmion kulman. Peilikynän skripti, joka piirtää 12 tasasivuista kolmiota kiertäen 30 kiertokeskuksen ympäri. Peilaus y-akselin suhteen. 19

20 Kynähahmon skripti, joka piirtää 7 epäsäännöllistä kolmiota kiertäen 53 ( = ) kiertokeskuksen ympäri. Käännös on: = 143 Peilikynän skripti, joka piirtää 7 epäsäännöllistä kolmiota kiertokeskuksen ympäri. Peilaus origon suhteen. 20

21 Kynähahmon skripti, joka piirtää tasasivuisia kolmioita kysytyn kiertoasteen verran kutsuen funktiota. Tämä skripti kysyy käyttäjältä kiertokulmaa. Skriptiin luodaan muuttuja: aste. Ohjauspalkkiin (ehtolause) tarvitaan vihreitä palikoita Toiminto-valikosta ja muuttuja; aste. Ohjelma kysyy kiertokulman ja odottaa vastausta (jolla on ehdot). Lopussa skripti kutsuu Kierrä-lohkoa ( = funktiota). Lohko (= funktio). Muuttuja: kiertojen lukumäärä. Funktio on Scratch:ssa lohko, joka luodaan Lisää lohkoja-valikosta: Tee lohko. Lohko nimetään ja vaihtoehdoista valitaan numerosyöttö; number 1. Kierrä-lohkossa number 1 = funktion parametri (vastaajan antama aste luku ). Huomaa, että tässä ei vaadita, että koko kierros olisi jaollinen luvulla

22 Vaativa funktio Muuttujia on luotu tässä yhteensä kolme: aste, kiertojen lukumäärä ja jj = jakojäännös. Esimerkki piirroksesta, jossa on piirretty tasasivuisia kolmioita 45 asteen kierroilla yhteensä 8 kpl kiertokeskuksen ympäri (täysi ympyrä). 22

23 Tehtävä 9 Animaatio: hahmoilla siirto ja kierto Esimerkkiohjelma: Tehtävän arvioitu kesto : min Tavoitteet : Opitaan käyttämään mene-/ liu'u-komentoja, käänny-komentoja ja muuttujia siten, että ohjelman suoritus näyttää animaatiolta. Matematiikan sisältö : Siirto ja kierto. Ohjelman toimintaidea : Oma animaatio hahmolla. Valitaan tai luodaan hahmo, joka liikkuu; etenee ja kääntyilee sopivassa taustassa. Ohjelmoinnin käsitteet : Lause, tapahtuma, silmukka ja muuttuja. Tausta : Valitaan sopiva tausta kirjastosta. Hahmo: Valitaan hahmo kirjastosta, jota voi halutessaan muokata. 23

24 Esimerkkiskripti 1. Kannattaa vinkata oppilaille minkätyyppisiä komentopalikoita skriptiin voisi laittaa ja muistuttaa aina välillä suorittaa ohjelmaskriptiä, jotta näkee mitä siinä tapahtuu. Esimerkkiskripti 2. Oranssit komentopalikat liittyvät muuttujiin: x koordinaatti ja y koordinaatti. Siniset x-sijainti ja y-sijainti kertovat hahmon sijainnin luku arvona. 24

25 Tehtävä 10 Kuviotanssia kierto ja siirto: Esimerkkiohjelma: Tehtävän arvioitu kesto : min Tavoitteet : Harjoitellaan siirtoja mene- /liu'u-komennoilla ja kiertoja käänny-komennoilla. Opitaan luomaan hahmosta klooneja ja käyttämään funktiota (= lohko). Huomataan, että funktiota kutsumalla kloonit suorittavat ohjelmaa ilman että kloonille tarvitsee kirjoittaa pitkää koodia. Ymmärretään, että funktiota voidaan kutsua missä kohtaa tahansa ohjelmakoodia. Matematiikan sisältö : Siirto ja kierto. Ohjelman toimintaidea : Oma animaatio : Kuviotanssia. Luodaan oma hahmo ja siitä klooneja, jotka siirtojen ja kiertojen avulla tanssivat oppilaan valitsemassa taustassa. Ohjelmoinnin käsitteet : Lause, tapahtuma, silmukka, muuttuja ja funktio. Tausta : Valitaan kirjastosta sopiva tausta. Hahmo: Voidaan valita joko valmis hahmo tai piirtää itse, esim. kolmio. Malliratkaisut Kannatta vinkata oppilaille minkätyyppisiä komentopalikoita skriptiin voisi laittaa ja muistuttaa aina välillä suorittaa ohjelmaskriptiä, jotta näkee mitä siinä tapahtuu. Allaolevassa esimerkkiskriptissä on hyödynnetty Ohjaus-valikon kloonaus-komentoa ja luotu lohko eli aliohjelma ( = funktio), jota klooni kutsuu. Hahmon skripti Kloonin skripti ja apuohjelma 25

26 Hyrrä-aliohjelma eli lohko (esimerkki) Funktio on Scratch:ssa lohko, joka luodaan Lisää lohkoja-valikosta: Tee lohko. Käyttämällä funktiota eli aliohjelmaa (= lohko) voidaan esimerkiksi lyhentää varsinaista koodia. Tässä lohko on aika yksinkertainen; on käytetty ainoastaan liike- ja ohjauskomentoja. Usein funktiossa hyödynnetään muuttujaa/muuttujia. Funktiota voidaan kutsua missä tahansa kohdassa varsinaista skriptiä. 26