XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
MIT App Inventor
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Мобильные телефоны – неотъемлемая часть жизни современного человека. С момента своего появления они стремительно эволюционируют, ведь меньше десяти лет назад сотовые телефоны использовались исключительно для приема входящих и исходящих звонков. Сейчас же они объединили в себе все, что можно.
Актуальность: данная работа предназначена для повышения уровня знаний в области программирования и создания приложений.
Объект исследования: MIT App Inventor
Предмет исследования: MIT App Inventor
Цель исследования: исследовать возможности среды MIT App Inventor .
Задачи:
Изучить среду программирования MIT App Inventor, ее возможности и характеристики, уточнить особенности программирования на MIT App Inventor;
Рассмотреть потенциал программирования на MIT App Inventor, при создании игр;
Создать собственные проекты; протестировать разработанное приложение
Гипотеза: Программирование одна из сложных тем в информатике, но эти сложности можно легко преодолеть создавая компьютерные игры в среде программирования MIT App Inventor не прибегая к программированию на языках высокого уровня.
Глава 1. Теоретическое обоснование исследования
1.1 Среда программирования MIT App Inventor
Динамическое программирование в математике и теории вычислительных систем — способ решения сложных задач путём разбиения их на более простые подзадачи. Ключевая идея в достаточно проста. Как правило, чтобы решить поставленную задачу, требуется решить отдельные части задачи, после чего объединить их в одно общее решение. Подход динамического программирования состоит в том, чтобы решить каждую подзадачу только один раз, сократив тем самым количество вычислений. Это особенно полезно в случаях, когда число повторяющихся подзадач велико.
MIT App Inventor — среда визуальной разработки android-приложений, требующая от пользователя минимальных знаний программирования.
Для программирования в App Inventor используется графический интерфейс, визуальный язык программирования, очень похожий на язык Scratch . Компилятор переводит визуальный блочный язык App Inventor в байт-код Android. Программа представляет собой HTML- конструктор, работающий по принципу «что видишь, то и получаешь». Удобный интерфейс позволяет, щелкая мышью, добавлять и соединять воедино все элементы и функции. Работает эта среда разработки прямо из браузера. Скачивать и устанавливать ничего не нужно. Полученный результат можно просматривать на android-устройстве. Готовые приложения можно размещать в Play Market.
Сначала передо мной встал вопрос: а какое приложение я хочу сделать?
Учитывая, что я только начала работать с этой средой, я остановилась на самом простом – приложении «блокнот».
Схема 1 Использование устройств
Для начала мне нужно определить, как будет выглядеть мое приложение (приложение 1). Это можно сделать во вкладке Designer. На экран приложения я добавила компоненты:
-3 кнопки (которые впоследствии были названы «кнопка_сохранить», «кнопка_загрузить» и «кнопка_очистить»);
-HorizontalArrangement(область, в которой кнопки будут находиться горизонтально);
-TextBox (область, в которой пользователь сможет вводить текст);
-TinyDB (хранилище, в котором будет храниться текст, введенный пользователем);
-Notifier (уведомитель).
Для того чтобы наше приложение функционировало, нужно создать алгоритм. Для этого переходим в раздел «Blocks».
Создаем алгоритм для каждой кнопки:
Когда нажимаем «кнопка_сохранить», программа должна вызвать хранилище и сохранить значение под тегом «1» в виде текста, введенного пользователем. А также должна вызвать уведомитель, который покажет пользователю надпись «сохранено»
Когда нажимаем «кнопка_загрузить», программа должна присвоить тексту значение тега «1», т.е. заменить то, что написано на экране сохраненным текстом, и вызвать уведомитель с надписью «загружено». Также, если тег отсутствует, программа должна вывести «вы ни разу не сохранялись».
Когда нажимаем «кнопка_очистить», программа должна присвоить значению текста на экране пустое значение.
1.2. Описание среды программирования MITAppInventor
MIT App Inventor (http://ai2.appinventor.mit.edu/) - облачная среда визуальной разработки приложений для платформы OS Android, работа в которой не требует знания языка программирования Java и Android SDK, достаточно знания элементарных основ алгоритмизации. Для работы в MIT App Inventor необходимо наличие Google или Google Apps аккаунта, а построение программ осуществляется в визуальном режиме с использованием блоков программного кода:
1.2.1 Режим “Дизайнер”
Режим “Дизайнер” - режим в котором создается интерфейс (“внешний вид”) приложения” . Данный режим используют для выбора и размещения различных компонент приложения: кнопок, текстовых полей, изображений и др., которые отображаются на экране вашего устройства, при запуске приложения.
1.2.2 Экраны приложения
Проект приложение может состоять из множества экранов. Для работы с экранам «Screen», в окне разработки есть кнопки добавления экрана — «Добавить Экран и удаления экрана — “Удалить Экран”. Запуск приложения всегда начинается со стартового экрана, дизайн которого может включать набор компонент для перехода на другие экраны
1.2.3 Режим “Блоки”
Режим “Блоки” используется для программирования поведения вашего приложения и его компонент, каким образом выбранные вами компоненты, будут реагировать на различные действия пользователя.
1.2.4 Функции режима “Блоки”
При работе в режиме “Блоки” часто используются следующие его функции: Свернуть/Развернуть блок.
1.2.5 Загрузка и установка приложения на устройство
Разработка приложения происходит в облачной среде MIT App Inventor.
Тестирование и отладка происходит на мобильном устройстве.
Рекомендуется для разработки использовать настольный ПК или ноутбук, а для отладки и тестирования -мобильное устройство с предустановленным приложением MIT App Inventor Companion, которое позволяет считывать QR код созданного вами мобильного приложения для установки его на ваше устройство.
Схема 2 Тестирование программы
1.2.6 Загрузка .apk файла на мобильное устройство
Загруженный для установки .apk файл приложения хранится на мобильном устройстве в каталоге Download. Доступ к нему можно получить с помощью приложения “файловый менеджер”.
Для разных OS Andriod версии одного и того же приложения могут перезаписываться в различных вариантах. Новое приложение может быть установлено на место старого, или в виде новой версии c модифицированными именем.
Рекомендуется периодически в каталоге Download удалять старые версии приложения
1.2.7 Компоненты приложения
Рисунок 1 Компоненты приложения
1.2.8 Разрешение экрана
При работе в среде MIT App Inventor штатное разрешение экрана 320х480 пикселей. Создание приложения в ней требует установки связи положения и размера каждого компонента с разрешением экрана. Различные мобильные устройства имеют разные разрешения экранов. Вид приложения на смартфоне и семидюймовом планшете будет выглядеть по разном, и на планшете все компоненты могут быть в 1,5 раза крупнее. При разработке приложений для различных экранов лучший способ задания свойств некоторых компонентов в в процентах от размера экрана.
1.3. Программирование в MITAppInventor на примере «Рисование»
Компонент Холст является дополнительной панелью приложения.
Холст используется для рисования на нем объектов. Размещения, текста и анимации изображений - спрайтов. Отображение холста во весь экран требует установки параметров “Наполнить родительский” при задании свойств Высоты и Ширины Холста. Размещение дополнительных компонент на экране, кроме холста, требует установки фиксированных значений его ширины и высоты. Местоположение объекта на холсте определяется значениями X, Y значение по отношению к левой верхней углу холста. X представляет горизонтальное положение объекта, 0 является левой границей и Х увеличивается, когда объект перемещается вправо. У - вертикальная положение объекта, 0 верхняя граница и Y увеличивается, когда объект перемещается вниз.
Рисунок 2 Координатная плоскость определения холста
Рисование круга/окружности на холсте требует указания параметров координаты X и Y центра круга, а также радиуса в пискелах и параметра заливки (ложь/истина).
Рисование линий на холсте требует установки параметров X и Y начала и конца линии.
При использовании случайных значений координат и в случае когда ширина холста определяется параметром “Наполнить родительский! , рекомендуется использовать функции определения ширины и высоту холста для устройства, как показано на примере:
Рисунок 3 Приложение “Рисование”
Описание. Приложение, позволяющее пользователю рисовать на экране.
К омпоненты
Кнопка Холст
Рисунок 4 Экран
Рисунок 5 Приложение “Пишем на холсте”
Описание. Приложение, в котором при нажатии кнопке на холсте под углом отображается текст “Меня нажали”
Рисунок 6 Меня нажали
Рисунок 7 Приложение «Меня нажали»
1.3.1 Программирование в MITAppInventor на примере «7 чудес Кузбасса»
В этом году мой родной край празднует свой юбилей – 300 лет Кузбасс, и я решил придумать игру по ознакомлению с нашими достопримечательностями. Составил блоки и Вы можете ознакомиться с 7 чудесами Кузбасса.
Р исунок 4 Приложение “Блоки”
Рисунок 5 Экран
Заключение
В результате исследования выяснилось, что в MIT App Inventor, выполненные с целью создания игры, могут быть сделаны самими учащимися для демонстрации на занятиях, проведения исследований, поиска ответов на поставленные вопросы.
Цель нашего исследования была достигнута: среда MIT App Inventor позволяет создавать свои проекты. При создании скриптов в MIT App Inventor не требуется написания текстов программ на формализованных языках программирования, так как здесь предоставлены все необходимые графические средства для изображения данных и структур управления. Совмещая графические блоки, можно создать программу и запустить ее на выполнение в той же среде MIT App Inventor.
Все поставленные задачи в начале нашего исследования были выполнены: изучены возможности и потенциал среды MIT App Inventor; созданы собственные проекты.
В результате проделанной работы гипотеза подтвердилась, в итоге осуществленного экспериментального исследования было установлено, что среда MIT App Inventor располагает всеми возможностями для самостоятельного созданиякомпьютерных игр.
Используя MIT App Inventor, научились выбирать интересные для нас направления работы, формулировать свои идеи, воплощать их в жизнь, делиться результатами. И на этом наша работа ещё не закончена. За кажущейся простотой MIT App Inventor скрываются возможности, которые необходимо использовать и в старшихклассах, продолжим свою работу, придумывая сценарии и будем создавать другие компьютерные игры.
При создании игры в MIT App Inventor не требуется написания текстов программ на формализованных языках программирования, так как здесь предоставлены все необходимые графические средства для изображения данных и структур управления.
Одним из самых трудных этапов реализации проекта считаю этап работы со скриптами движения и управления героев, а также выбор сценария, так как хотелось создать полезную и развивающую игру.
Использование шаблонов картинок и звуков из существующих библиотек, создание собственных файлов, выполнение таких операций с файлами проектов, как Сохранить, Открыть, Создать, позволило мне быстро освоить работу с файловой системой и стандартными приложениями.
Основываясь на вышеперечисленном, считаем, что создание данной игры в среде MIT App Inventor возродит интерес к программированию, а также привлечёт учащихся к изучению современных технологий и воспитает любовь и заботу к природе.
В перспективе планирую разработать игру в MIT App Inventor для младшего брата.
Список литературы
1. Kerfs J. Beginning Android Tablet Games Programming. – Apress, 2011. -198 с.
2. Frederick G., Lal R. Beginning Smartphone Web Development: Building Javascript, CSS, HTML and Ajax-Based Applications for iPhone, Android, Palm Pre, Blackberry, Windows Mobile and Nokia S60. – Apress, 2010. – 350 с.
3. Моррисон М. Создание игр для мобильных телефонов. – М.: ДМК Пресс, 2006. - 494 с.
4. Виноградов А. Программируем игры для мобильных телефонов. - М. –Триумф, 2007. – 272с.
5. MIT App Inventor. Ресурсы. http://appinventor.mit.edu/explore/resources.html
6. Я дилетант. Мобильные приложения своими руками http://idilettante.ru/category/mobilnye-prilozeniya/