黃道燚，陳敏敏

（汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 汕尾 516600）

目前，全球各個國家，特別是發(fā)達(dá)國家都非常重視學(xué)生的編程教育，把編程思想從小就融入到了理科課程之中。在我國，教育部也在大力推動科技教育、創(chuàng)客教育的發(fā)展，指導(dǎo)和組織各類科技制作、創(chuàng)客項(xiàng)目的比賽。許多高校也開始培養(yǎng)科技教育方面的人才[1]，包括培訓(xùn)教師、技術(shù)人員等。在汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院，電子信息技術(shù)類專業(yè)也開始加入了這方面的教學(xué)，為學(xué)生的就業(yè)增加方向。文章設(shè)計(jì)了一個科技教育教學(xué)項(xiàng)目—“絕地求吃”，針對大部分學(xué)生對游戲都非常感興趣的特點(diǎn)，讓學(xué)生學(xué)在其中，樂在其中。

1 項(xiàng)目系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

“絕地求吃”為一個基于APPinventor[2]的APP制作教學(xué)項(xiàng)目，是一個手機(jī)游戲的制作過程，制作完成后，可以安裝到學(xué)生的手機(jī)上進(jìn)行娛樂，同時也是教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生從中能夠?qū)W習(xí)軟件制作知識，也可以自己定義規(guī)則、修改規(guī)則，增強(qiáng)設(shè)計(jì)能力，如圖1所示。項(xiàng)目涵蓋了若干部分的知識點(diǎn)，同時具備非常強(qiáng)的趣味性。主要的游戲內(nèi)容包括：（1）玩家通過右邊的遙控球來控制主球的移動，去吃掉其他的小球。（2）主球在吃掉小球的同時，要避開比自己大的紅色球。（3）隨著游戲的進(jìn)行，主球和刷新的球逐漸變大，增加游戲難度。

學(xué)生在學(xué)習(xí)、制作的過程中，需要解決的問題和內(nèi)容步驟：（1）設(shè)計(jì)一個遙控球和一個主球，完成遙控球被拖動時，計(jì)算拖動的角度，然后根據(jù)角度來控制主球的方向及速度。（2）加入其他小球，主球碰撞到其他的小球時，制造主球吃掉小球的效果和自身半徑的增加（變大），以及被吃球的隨機(jī)刷新。（3）設(shè)計(jì)其他小球自主隨機(jī)移動，提高游戲趣味性，同時增加游戲分?jǐn)?shù)以及游戲背景的設(shè)計(jì)。（4）設(shè)計(jì)主球吃球動畫，對比其他小球與主球的半徑數(shù)值，分離為危險(xiǎn)球（比主球半徑數(shù)值大的球，設(shè)置為警告色：紅色）和安全球（其他顏色），設(shè)計(jì)主球碰到安全球則為吃掉小球，如果碰到危險(xiǎn)球則游戲結(jié)束。（5）增加吃球、勝利、失敗等音效和游戲背景音樂，增加游戲?qū)υ捄陀螒蛘f明。

圖1 絕地求吃游戲界面

2 界面和組件設(shè)計(jì)

項(xiàng)目的界面和組件設(shè)計(jì)包括：

（1）水平布局、垂直布局等輔助定位游戲?qū)ο蟮牟季纸M件[3]，在項(xiàng)目中的功能主要是將游戲界面和操控界面隔開，分為左右側(cè)。

（2）畫布和圖像精靈、球體精靈等繪圖動畫組件，其功能為游戲的主體部分，包括主球、被吃球、遙控球等。

（3）按鈕、計(jì)時器、音效、音頻播放器、對話框等，其功能包括開始游戲按鈕、控制被吃球的隨機(jī)移動、圖片動態(tài)效果控制、游戲音效、與用戶交互等。

（4）素材處理：包括主球的圖片繪制、圖片透明化處理、背景圖片的裁剪、音樂文件、音效文件的查找和下載等。

學(xué)生在制作項(xiàng)目時，需要學(xué)習(xí)如何使用上面各種組件、工具以及合理設(shè)計(jì)相關(guān)屬性，同時也包括素材的處理和一些特效的制作等方法。

3 程序邏輯設(shè)計(jì)

項(xiàng)目的程序采用面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，下面將按照對象和過程對各個部分進(jìn)行闡述。需要注意的是，主球?yàn)橥婕铱刂频那?，遙控球?yàn)橥婕疫M(jìn)行遙控的遙控桿，被吃球?yàn)槌髑蛲獾钠渌蝮w精靈。

（1）主球的遙控過程：獲取遙控球被拖動前、后的坐標(biāo)[4]，通過下面公式可以得到遙控球拖動方向的角度θ。然后設(shè)定主球的移動方向同為角度θ，設(shè)置主球移動速度為5 P×s。如果遙控球被釋放時，則設(shè)置遙控器回到起點(diǎn)坐標(biāo)，同時停止主球。實(shí)現(xiàn)主球受遙控球的控制移動。

（2）主球的吃球過程：當(dāng)遙控球碰撞到其他被吃球時，則進(jìn)行吃球PK判斷，對比主球與被吃球的半徑數(shù)值。如果被吃球半徑數(shù)值大，則調(diào)用結(jié)束游戲過程、播放失敗音效。如果主球半徑數(shù)值大，則制造吃掉被吃球的效果，將被吃球進(jìn)行移動，調(diào)用球刷新的過程，同時進(jìn)行游戲分?jǐn)?shù)增加、主球半徑數(shù)值增加、吃球音效播放。

（3）球刷新過程：對被吃球進(jìn)行隨機(jī)移動，移動之后對當(dāng)前位置進(jìn)制判斷，判斷是否刷新在主球上表面，如果在主球上表面，則要重新移動位置和判斷。判斷過程如下：計(jì)算被吃球和主球的中心點(diǎn)坐標(biāo)，由于APPinventor軟件系統(tǒng)采用頂點(diǎn)來作為對象的坐標(biāo)[5]，所以被吃球中心的X，Y坐標(biāo)可以由其X，Y坐標(biāo)分別加上半徑R得到。而主球使用正方形的結(jié)構(gòu)，則為X，Y坐標(biāo)分別加上其高或?qū)挼囊话霐?shù)值，可得到中心坐標(biāo)。得到兩者中心點(diǎn)后，進(jìn)行兩者中心點(diǎn)距離計(jì)算：

得到兩者中心點(diǎn)距離后，再與兩者的半徑之和的數(shù)值進(jìn)行比較，如果距離L數(shù)值大，則說明兩者不重疊，該點(diǎn)合理，不需要重新移動，否則需要重新移動，并再次重復(fù)判斷。

隨機(jī)設(shè)置該被吃球半徑數(shù)值，數(shù)值范圍在主球半徑數(shù)值上下5個像素內(nèi)，使得刷新的球，出現(xiàn)危險(xiǎn)球和非危險(xiǎn)球的概率相等，設(shè)置完畢后進(jìn)行危險(xiǎn)球判斷。

（4）危險(xiǎn)球判斷過程：采用循環(huán)歷遍所有被吃球與主球進(jìn)行半徑數(shù)值比較。半徑數(shù)值比主球大的，設(shè)置為危險(xiǎn)球，顏色修改為警戒顏色（紅色）；半徑數(shù)值比主球小的，則不設(shè)置危險(xiǎn)球，顏色設(shè)置為除紅色外隨機(jī)其他顏色。每當(dāng)主球半徑增加或球刷新，都進(jìn)行一次危險(xiǎn)球判斷過程的調(diào)用。該過程能夠幫助玩家判斷主球與被吃球的半徑大小關(guān)系。

（5）分?jǐn)?shù)顯示過程：在畫布左上方畫出線寬為35像素、長度70像素的黑線作為游戲分?jǐn)?shù)文字的背景，然后在黑線進(jìn)行分?jǐn)?shù)顯示。每當(dāng)主球成功吃到被吃球時，進(jìn)行分?jǐn)?shù)的增加和分?jǐn)?shù)顯示過程調(diào)用，或者開始游戲時需要改變分?jǐn)?shù)，都進(jìn)行分?jǐn)?shù)顯示過程調(diào)用。

（6）被吃球隨機(jī)移動過程：使用計(jì)時器，每隔1.5 s，采用循環(huán)歷遍各個被吃球，對其移動方向和移動速度進(jìn)行隨機(jī)設(shè)置，使被吃球運(yùn)動軌跡多變，增加游戲難度和趣味性。

（7）被吃球到達(dá)邊界處理：當(dāng)被吃球到達(dá)邊界時，根據(jù)被吃球?qū)吔绲娜肷浣嵌冗M(jìn)行反彈。

（8）顯示游戲tips過程：打開APP，游戲開始，分?jǐn)?shù)累計(jì)到10的倍數(shù)時使用對話框進(jìn)行一些游戲tips展示[6]，例如：在開始游戲時進(jìn)行游戲玩法提醒：“朋友，紅色的球能夠干掉你！諾，右邊那個大球就是遙控桿?！盇PP打開時則進(jìn)行隨機(jī)聊天語句，例如：“歡迎回來，朋友！”或者“看吶！水里有好多球！”等；而分?jǐn)?shù)到達(dá)10的倍數(shù)時，進(jìn)行隨機(jī)鼓勵語句，例如：“干得好！就是這樣的！”“你就是個天才！”等，增加游戲的趣味性。

（9）開始游戲過程和結(jié)束游戲過程：開始游戲過程主要是對主球的初始數(shù)值、游戲分?jǐn)?shù)值、計(jì)時器、游戲tips、遙控桿、背景音樂等的設(shè)置和啟用，包括半徑、速度、角度、計(jì)時值等。游戲結(jié)束過程則基本與開始游戲過程想反，包括關(guān)閉計(jì)時器、關(guān)閉背景音樂，禁用主球、被吃球、遙控桿，停止主球和被吃球的移動等內(nèi)容。

（10）屏幕初始化：被吃球?qū)ο罅斜淼奶畛?、進(jìn)入游戲的tips展示等。

4 結(jié)語

一個好的項(xiàng)目，一個具有趣味性的項(xiàng)目，對于學(xué)生的吸引力非常大，學(xué)生樂意投在其中，從中可以學(xué)習(xí)到APPinventor軟件設(shè)計(jì)的完整流程，包括素材處理，軟件思路設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、邏輯程序設(shè)計(jì)、調(diào)試改錯等方面，對學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、編程能力能起到很大的提高作用。學(xué)生在項(xiàng)目的制作過程中，按照項(xiàng)目的思路和要求進(jìn)行逐步深入，很好地培養(yǎng)了學(xué)生解決問題、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、編程實(shí)踐的能力。