Scratch具有入门简单、人机互动、可视化编程的特点，非常适合用来模拟现实。无论你是天真可爱的小孩子，还是满脸胡渣的成年人，你都能用它来表达你的想法，展现你的世界。孩子们通过Scratch来模拟这些场景，可以达到灵活应用数学、物理等学科知识、提高观察能力和表达能力、学习编程思想的目的。

一、 本案例适合对象

        1年级及以上。

         没错，1年级及以上。洞察万物，不同年龄段、不同学历的人都有自己的理解，你画的向日葵和梵高画的都是向日葵，每个人都可以画向日葵。实在画不来，还可以种向日葵。

二、 观察世界

2.1     大道理

        万有引力定律（lawofuniversalgravitation）是物体间相互作用的一条定律，1687年为牛顿所发现。任何物体之间都有相互吸引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2表示两个物体的质量，r表示它们间的距离，则物体间相互吸引力为F=Gm1m2）/r2，G称为万有引力常数。

        哦！你还是小学生，不懂万有引力，也不懂自由落体运动。没关系，这并不是你探索科学知识的拦路虎。我们接下来要做的，就是从最简单的方法做起，去了解和认识这个世界。你要做的就是仔细观察，动脑思考，找到规律，最后用Scratch展现出来。这就是模拟现实的过程和乐趣。

2.2     身边事

        找到一个乒乓球，把他托起来，然后松开手。你会发现球向下坠落，并且越来越快，当他碰到地面后（如果这个地面足够平整），它会垂直反弹起来，并且越来越慢，在它快要接近原来跌落的位置时，它已经如强弩之末，无法继续向上冲刺。接下来，它又开始了坠落，反弹，坠落，反弹……..只是反弹一次比一次更矮（低），最后停在了地面上。就像累坏了一样，不再动弹。

三、寻找规律

        以上过程反复做几次，仔细观察，直到我们找到了乒乓球坠落和反弹的规律。

        规律一：球从高处向低处坠落，再从低处向高处反弹，往返运动。

        规律二：球每次反弹都会比上一次矮一截，并且越来越矮，直到最后停在地面。

        规律三：在球运动过程中，它所处位置越高移动速度越慢，位置越低移动速度越快。

四、编写程序

        用Scratch2.0新建一个程序，选择一个Ball角色。绘制一条水平粗横线，命名为“地面”。

        我们试着来模拟小球坠落的过程吧。

4.1     最简单的办法

    下边的程序保存命名为“乒乓球坠落001”。

        这段程序可以用来模拟乒乓球从高处坠落，并且反弹3次，最后停在地面。这已经很好的表现了规律一的特征。一年级的小朋友是能够做到这一步的。

        程序中的y坐标参数与“地面”位置有关，可以拖动乒乓球来获取合理的位置坐标值。

        在运行程序的过程中，会发现乒乓球每次反弹高度都一致，不满足规律二的特征。那么就需要改进程序啦！

4.2     改进程序

    下边的程序保存命名为“乒乓球坠落002”。

        在本程序中使用了变量。

        用来“起始高度”变量记录乒乓球上一次坠落位置的y坐标值。用“降低高度值”变量记录乒乓球每次递减的高度值。

        还是以往返3次来计算，乒乓球从y=100的高度最终会停止在y=-100的位置，一共移动了200的距离。每一次降低的高度应该是200/3=66（其实67也可以）。

        继续调试程序，现在已经能够满足规律二的特征了。如何实现规律三，似乎很难。

        的确，如果继续用滑动积木

是很难实现规律三的。因为滑动积木总是让角色匀速移动，所以我们必须用自己的方法控制角色移动的速度。

4.3     程序进阶

    下边的程序保存命名为“乒乓球坠落003”。

        在本程序中，通过直接使用y坐标值来控制乒乓球运动的规律，实现了规律三的效果。同时体现了速度、加速度、位移之间的关系，以及速度、加速度具有方向性。这对孩子理解相关物理知识颇有益处。教科书上的定律成了我们编写程序的指导思想，这是对知识的应用，是啃书本的一种进化。

        在程序中使用角色的方向、坐标变量可以让程序更为灵活，功能更为强大，这适合进阶学习。加入声音特效，还可以让程序更为生动。

        到目前为止，貌似程序已经写完，乒乓球坠落的过程已经模拟实现了。

        可是在调试程序的过程中，我还是发现了一些纰漏。比如程序里面的参数设置高度依赖于“地面”角色的位置，倘若改变了地面的位置，程序就可能出错。还有乒乓球可能穿过地面，不符合现实情况。

        于是我又进一步改进了程序，自定义了角色移动功能，实现了动态调整地面高度的功能。

4.4     吹毛求疵

        下边的程序保存命名为“乒乓球坠落004”。    

        在本程序中重新定义了移动，意图让乒乓球角色每移动1步就检测一次碰撞条件，避免在上下改变“地面”位置时，乒乓球会错过检测，导致其陷入或穿过地面。为了让程序运行流程，需要勾选“自定义移动”积木的“运行时不刷新屏幕”选项。

五、 总结

    用Scratch模拟现实，是一件富于挑战且充满乐趣的事情。功能的实现不仅仅是程序编写能力的体现，同时也是学科知识的综合体现，两者缺一不可。

    通过用Scratch模拟现实，能够激发孩子们学习的兴趣，加深对知识的理解，从学习过渡到应用，从学习中找到快乐。同时，孩子们有了新的展现自己想法的平台，会培养他们刻苦专研的良好学习品德，学会与人分享、协作、表达、记录。

在模拟现实的过程中，应该由简到繁，由易到难，侧重于功能实现，界面不宜太花哨，这样可以节约时间，集中注意力。

    家长们简单的认为孩子学编程就是玩游戏，其实是一种片面的想法，这可能会扼杀孩子的想象力和创造力。

    呵护孩子们的想象力和创造力，激励孩子们的表现欲望，让孩子们在编程中快乐成长、学习。家长朋友们，一起努力吧！

六、 程序链接

乒乓球坠落001：https://kada.163.com/project/1417095-954149.htm

乒乓球坠落002：https://kada.163.com/project/1415119-954149.htm

乒乓球坠落003：https://kada.163.com/project/1416115-954149.htm

乒乓球坠落004：https://kada.163.com/project/1415121-954149.htm

    （文中部分图片来自于网络，对作者表示感谢。若有版权问题请联系我，我将予以纠正。）