На лето нашему классу дали задание выучить таблицу умножения в пределах пяти. Приходилось решать десятки примеров. Чтобы как-то разнообразить этот процесс, я решил попробовать применить свои навыки программирования и создать собственную компьютерную игру.
Актуальность проблемы: все дети рано или поздно сталкиваются с необходимостью выучить таблицу умножения. Учиться в игровой форме всегда интереснее. Создание математической игры решает сразу несколько проблем: помогает подготовить школьное задание; показывает, что компьютерные игры бывают не только «вредными», но и полезными; приобретаются навыки программирования.
Цель проекта: создать компьютерную игру, которая помогла бы мне и моим одноклассникам выучить таблицу умножения «назубок».
Задачи:
– узнать, кто придумал таблицу умножения
– выяснить, зачем нужно учить таблицу умножения наизусть
– найти эффективные способы запомнить таблицу умножения
– изучить среду программирования Scratch, как платформу для создания математической игры
– создать собственную игру
– провести математическое соревнование в классе.
Практическая значимость проекта: игру можно использовать в качестве дополнительного материала на уроках математики, для проведения математических соревнований, а также дома для тренировки навыков умножения.
Основная часть
Из истории таблицы умножения
Таблица умножения
Достойна уважения.
Она всегда во всем права,
Чтоб ни случилось в мире,
А все же будет дважды два
По-прежнему четыре
С.Я. Маршак
Для начала я решил разобраться, кто придумал таблицу умножения.
Оказалось, что таблица умножения известна очень давно. Археологи на раскопках находили глиняные и деревянные таблички, возраст которых несколько тысяч лет. На них были изображены фрагменты таблицы умножения, где строки и столбцы озаглавлены множителями, а в ячейках таблицы находится их произведение (рис. 1).
Рис. 1. Таблички с фрагментами таблицы умножения
В Европе автором таблицы умножения считают древнегреческого математика Пифагора (её так и называют – Таблица Пифагора), хотя, никаких доказательств этому нет. Таблица умножения в Древней Греции была совсем не похожа на современную печатную таблицу, вместо цифр в ней были буквы, даже слова (рис. 2).
Рис. 2. Таблица Пифагора
Впервые в школьную программу таблица умножения была введена в Англии. Кстати, английские школьники учат таблицу умножения до 12. А вот в Индии ученики зубрят таблицу до 20!
Зачем учить таблицу умножения наизусть?
Это был мой первый вопрос, когда я получил задание на лето. Да, я понимал, что таблица умножения нужна, и существует множество жизненных ситуаций, когда она необходима. Но учить-то зачем? Ведь есть калькулятор.
Наша учительница Наталья Вячеславовна объяснила нам, что прежде всего таблица умножения ускоряет процесс вычисления. И калькулятор тоже не всегда есть под рукой.
Дома я решил провести небольшой эксперимент: мы с мамой взяли два одинаковых листа с примерами на умножение. Мама считала устно, а я – на калькуляторе. Папа был судьёй: следил, чтобы мы считали правильно и засекал время с помощью таймера.
Рис. 3. Эксперимент
Результаты меня впечатлили:
Устно мама решила 30 примеров за 49 секунд. Я за это время на калькуляторе успел посчитать только 4 примера!
Сомнений больше не было – таблицу умножения надо учить наизусть!
Способы запомнить таблицу умножения
Что такое Умножение?
Это умное сложение.
Ведь умней – умножить раз,
Чем слагать всё целый час.
А. Усачёв
В интернете я нашел много интересных способов запомнить таблицу умножения. Встречались и маленькие хитрости, и весьма необычные способы, такие как стихи или счёт на пальцах:
– Маленькие хитрости:
Умножить число на 2 – это значит удвоить, то есть сложить с самим собой: 5*2 = 5 + 5 = 10 или 9*2 = 9 + 9 = 18.
Умножение на 5: если второй множитель – нечётное число, ответ будет заканчиваться на 5, если чётное – на 0.
– Стихи. Можно попробовать выучить таблицу умножения, запомнив стихи. Например, у моего любимого писателя Андрея Усачёва есть целый сборник стихов «Таблица умножения»:
Кофе пили три букашки
И разбили по три чашки.
Что разбито, то не склеить…
ТРИЖДЫ ТРИ – выходит ДЕВЯТЬ.
Школьник стал писать в тетрадь:
«Сколько будет трижды пять?..»
Был он страшно аккуратен:
«ТРИЖДЫ ПЯТЬ – ПЯТНАДЦАТЬ пятен!»
– Способ умножения на число 9 на пальцах
– Положите руки на стол.
– Мысленно пронумеруйте все пальцы от 1 до 10
– Умножим 9*2. Загните палец №2 (безымянный палец левой руки). Что вы показываете? 1 и 8, т.е. 18.
– Умножим 9*3. Загните палец №3 (средний палец левой руки) – 2 и 7, т.е. 27 (рис. 4).
Рис. 4. Умножение на число 9 на пальцах
Этот способ работает от 9*1 до 9*9. Мне он очень понравился. Однако считать на пальцах получалось ещё медленнее, чем на калькуляторе.
– Тетрадь-тренажёр. Для лучшего запоминания таблицы умножения наша учительница советовала нам решать много-много примеров в специальном тренажёре. Именно этот способ выучить таблицу умножения я решил взять за основу для создания моей игры.
Этапы создания компьютерной игры
Процесс создания компьютерной игры состоит из разнообразных этапов:
– Идея
– Выбор языка программирования: изучение возможностей Scratch
– Написание программы
– Поиск звуковых эффектов
– Анимация и фон
– Тестирование игры
В большинстве своём, игры создают не отдельные люди, а целые команды разработчиков. Каждый отдельный человек в команде – специалист в своей области знаний, который занимается своей частью игры. Руководитель проекта (или геймдизайнер) придумывает идею будущей игры; программист – пишет программу; звукорежиссёр – наполняет игру звуковыми эффектами; художник – украшает игру, рисует фон и анимацию. Существует даже такая специальность – тестер. Его задача – находить ошибки в пробных версиях игры. В процессе создания игры мне пришлось совмещать все эти профессии.
Этап 1. Идея и сценарий
Для начала необходимо было продумать идею и сценарий игры. Я решил, что это будет математический тренажёр. Главный герой – Кот будет задавать примеры из таблицы умножения, а игрок – писать ответы. За каждый правильный ответ будут начисляться очки. Так как цель проекта – научиться быстро умножать, то игра будет идти на время.
Этап 2. Изучение возможностей Scratch
Язык программирования Scratch идеально подошёл для моего проекта. Программа собирается из разноцветных кирпичиков с командами по принципу LEGO (кстати, компания LEGO принимала участие в создании Scratch). Программа была разработана специально для детей, главное условие для ее использования – умение читать.
После запуска Scratch экран имеет вид, показанный на рис. 5.
Рис. 5. Интерфейс Scratch
Белое поле слева – это сцена, на которой будет видно, как работает проект. На сцене можно рисовать и изменять её фон.
По сцене будут перемещаться спрайты – персонажи. Все спрайты проекта находятся в области спрайтов, которая расположена под сценой.
Справа – огромная область скриптов, где собирается программа. Скрипты – это наборы цветных блоков-команд.
Блоки-команды хранятся в самом центре экрана. Они собраны по группам: Движение, Внешность, Звук, Перо, Данные, События, Управление, Сенсоры, Операторы, Другие блоки. Каждая группа раскрашена в свой цвет.
Талисманом Scratch является симпатичный рыжий Кот. Его-то я и выбрал в качестве главного героя моей будущей игры.
Этап 3. Написание программы
Программирование – это очень нелегкий и трудоемкий процесс, требующий тщательной проработки. Для каждого действия, происходящего в игре, нужно составить определенный набор команд.
Любая программа в Scratch начинается с блока События. В начале работы скрипта мой главный герой игры – Кот сообщает о целях игры: «Реши как можно больше примеров за 30 секунд».
Затем начинает работу цикл «повторять пока не», который будет выполняться до тех пор, пока значение таймера не станет равно 30. В цикле каждый раз будет выполняться одна и та же последовательность действий. Переменным a и b будут присвоены случайные значения: для a – от 1 до 5, для b – от 1 до 10. Таким образом будут охвачены все примеры таблицы умножения в пределах пяти (за исключением умножения на 0). Кот задаёт вопрос с помощью сложного блока спросить, а полученный ответ тут же будет проверен с помощью условного блока Если. Если ответ был правильным, то значение переменной счёт будет увеличено на 1, и от Кота прозвучит одобрительный звук «Мяу». Если ответ неверный, счёт не меняется, и звучит смешной звук «bass beatbox».
Когда значение таймера станет равно 30, цикл заканчивается, звучат аплодисменты. Сюда же я добавил небольшую анимацию для Кота: он делает поворот на 360 градусов, превращаясь в медаль, и сообщает результаты. Игра окончена.
Этап 4. Поиск звуковых эффектов
Следующим этапом разработки игры был поиск звуковых эффектов. В Scratch есть библиотека различных звуков, где я подобрал подходящие. А вот озвучивал Кота в начале игры я самостоятельно.
Этап 5. Работа с фоном
Чтобы игра выглядела привлекательнее, я изменил белый фон на картинку с изображением школы и добавил к ней надпись «SCHOOL» (на русском языке текст не вставляется, к сожалению. Зато можно попрактиковаться в английском языке).
Этап 6. Тестирование игры
В ходе тестирования игры возникла необходимость сохранения результатов. Ведь хотелось видеть на экране свои рекорды. С таблицей пришлось повозиться, она никак не хотела работать правильно. Но, как гласит народная мудрость, упорство и труд всё перетрут.
Игра «Кот-математик» была готова! (рис. 6)
Рис. 6. Общий вид игры «Кот-математик»
Хочу ещё отметить такой момент, что игру «Кот-математик» можно изменять. Сейчас мы учим таблицу умножения в пределах 5, поэтому значения первой переменной заданы от 1 до 5. Когда мы будем учить таблицу умножения до 10, нужно просто изменить значение «5» на «10», и игра снова будет актуальной. Таким образом, игра «Кот-математик» ещё долго будет помогать мне в учёбе.
Математическое соревнование в классе
Рис. 7. Математическое соревнование в классе
В классе я рассказал ребятам о своём исследовании, после чего все сыграли в игру «Кот-математик». Победители, набравшие наибольшее количество очков, получили медали. Медали мы с мамой подготовили заранее так же с помощью анимации Scratch.
Игра ребятам понравилась, многие захотели иметь такую же у себя дома, чтобы тренироваться. Поэтому я записал игру на диск. Теперь все желающие могут играть в игру «Кот-математик» и готовиться к математическим диктантам.
Заключение
В ходе своей работы я:
– Узнал историю таблицы умножения.
– Опытным путём определил, что знание таблицы умножения в несколько раз ускоряет процесс вычисления.
– Нашёл разные способы запомнить таблицу умножения и выбрал для себя наиболее эффективный – тренажёр с примерами. Этот способ стал основой для создания моей компьютерной игры.
– Изучил возможности Scratch для программирования.
– Прошёл все основные этапы создания компьютерной игры от разработки идеи до тестирования готового продукта, попробовав на себе роли геймдизайнера, программиста, звукорежиссёра, художника и тестера.
– Провёл математическое соревнование в классе.
– Результатом моей работы стал диск с собственной компьютерной игрой, которая помогает мне и моим одноклассникам в учёбе.
Библиографическая ссылка
Маркелов В.А. КОТ-МАТЕМАТИК // Старт в науке. – 2019. – № 5-2. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=1726 (дата обращения: 25.04.2024).