《可视化编程初步》课件

可视化编程初步在当今高度数字化的世界中数据可视化已经成为一种必要的技能本课程,将带您从基础开始逐步掌握可视化编程的关键概念和实践技巧为您未来的,,数据分析和应用开发奠定坚实的基础作者JY JacobYan课程目标提升编程能力培养创新思维增强自主学习通过学习可视化编程工具，掌握基础编探索可视化编程的创作过程，激发学生通过动手操作实践，培养学生的自主学程逻辑和语法，培养学生的编程思维和的想象力和创造力，培养创新思维习能力和问题解决能力，为未来的编程实践能力学习打下基础什么是可视化编程可视化编程是一种以图形化界面为基础的编程方式用户可以通过拖放、连,接等操作来创建程序相比于传统的文本编程可视化编程更加直观、简单,易学适合初学者快速掌握编程的基本概念和技能,可视化编程的优势提高编程效率增强编程直观性可视化编程通过图形化的编直观的视觉反馈和动态展示,程界面降低了编程的学习难帮助开发者更好地理解程序,度使开发者能够更快捷地完的运行逻辑和交互关系,成编码任务提升创新潜力促进跨界协作可视化编程支持快速原型制图形化界面提升了编程的可作让开发者能够更灵活地尝读性和可解释性有助于开发,,试创新点子并即时验证效果团队的沟通与协作,可视化编程的历史1960年代1可视化编程的概念最早出现在年代的计算机程序设计中开60发人员开始探索使用图形化界面来简化和可视化编程过程1970年代2开始出现专门的可视化编程语言如和用,LabVIEW SuperPILOT,于工业控制和科学仪器编程这些工具提高了编程效率和可视化呈现1980年代-1990年代3随着个人电脑的普及可视化编程工具迅速发展、,Scratch等面向儿童和初学者的工具应运而生拓展了可视化AppInventor,编程的应用范围主流可视化编程软件及应用领域Scratch Snap!Micro:bit Node-RED是一款面向儿童和是一款基于浏览器的是一款小型可编程是一款基于流程Scratch Snap!Micro:bit Node-RED初学者的可视化编程软件可视化编程环境支持复杂设备通过可视化编程实现图的可视化编程工具擅长,,,,广泛应用于教育和娱乐领域的编程概念常用于教学和物联网应用广泛应用于物联网和自动化应用的开发,,,,帮助用户创建互动游戏和动研究用途教育和创客领域是工业级的可视化编程软件STEAM画案例分享如何用可视化编程创作可视化编程为创作者们打开了全新的大门通过拖拽、拼接编程模块的直观操作方式，即使是编程新手也能快速上手，制作出动画、游戏等富有创意的作品从视觉效果到交互体验，可视化编程赋予了创作者更多的可能性简介Scratch是一种基于积木式编程的可视化编程软件由麻省理工学院媒体实验Scratch,室开发它以拖放的交互方式让编程变得简单易上手特别适合青少年学习,,编程以栩栩如生的动画、声音和交互效果为特色广泛应用于教育、Scratch,娱乐等领域编程界面介绍Scratch主界面概览积木化编程脚本编辑功能的主界面包括舞台、积木库、脚使用可视化的编程积木块，让用脚本区域支持拖拽积木块组装程序逻辑，Scratch Scratch本区域等核心模块，为用户提供直观的户能够快速拼接出各种指令和控制逻辑还可以实时预览运行效果编程体验基础编程元素Scratch代码积木事件触发使用可视化的代码积木块来提供多种事件触发器如鼠Scratch Scratch,表示各种编程指令和功能这些积标点击、键盘按下等可以启动相应,木块可以拖拽组合成完整的程序的程序执行变量操作流程控制支持定义和使用各种变量提供、循环等流程控Scratch,Scratch if-else可以存储和操作数字、文本等数据制语句可以实现复杂的逻辑运算,类型使用制作动画Scratch创建角色1从Scratch提供的角色库中选择合适的角色设计动作2为角色添加不同的动作和表情编写脚本3使用拖放积木块编写角色的动作脚本添加背景4选择合适的背景场景并设置调整细节5微调角色动作、背景以及音效效果Scratch是一个简单易用的可视化编程工具,通过拖放积木块即可创作出丰富多彩的动画作品从选择角色、设计动作,到编写控制脚本,再到添加背景音效,Scratch提供了一个全面的动画创作解决方案即使是编程新手,也能快速上手制作出令人惊喜的动画效果案例使用制作游戏Scratch规划游戏设计1确定游戏主题,设置角色和关卡创建角色动画2使用Scratch积木块定义人物动作添加游戏逻辑3编写碰撞检测、得分计算等功能丰富游戏体验4增加声音特效、背景音乐等互动元素使用Scratch可视化编程工具,创造有趣、富有创意的电子游戏非常简单通过分步规划游戏设计、定义角色动作、编写游戏逻辑,再结合多媒体效果,我们可以快速搭建出一款富有感染力的游戏作品Scratch提供了丰富的积木块和直观的编程界面,让编程初学者也能轻松上手简介Snap!是一种基于浏览器的可视化编程环境由加州大学伯克利Snap!,分校的计算机科学家开发它扩展了的功能提供了更Scratch,加丰富的编程元素包括自定义积木、递归函数等高级特性,专注于培养学生的计算思维被广泛应用于编程教育中Snap!,编程界面介绍Snap!编程界面提供直观且功能强大的可视化编程工具其拖Snap!拽式操作、丰富的编程积木以及自定义积木等功能，使得程序设计变得更加简单高效同时还支持、等代码编Snap!JS XML辑，满足不同编程需求具有良好的扩展性和跨平台性用户可根据实际需求进行Snap!,灵活配置并将作品发布到云端与他人分享,高级编程元素Snap!定制积木代码多线程控制支持创建自定义积木块允许同时运行多个脚本Snap!,Snap!,用于封装复杂逻辑并可在项目使得开发者可以实现复杂的并,中重复使用发交互传感器融合云服务连接可以连接各种传感器设备支持连接云计算服务拓Snap!,Snap!,并将数据融合处理实现智能交展应用场景到物联网、大数据,互分析等领域使用制作智能应用Snap!连接硬件设备Snap!可以通过传感器和执行器与各种硬件设备进行交互,实现智能化应用编写交互程序使用Snap!的拖拽式编程,可以轻松创建检测环境变化并做出响应的程序设计人机交互融合声音、图像等多种输入输出方式,打造更友好的人机交互体验部署应用实施将编程好的智能应用部署到实际设备上,实现在现实环境中运行简介Micro:bit是一款微型计算机开发板由公司开发并免费发放给英国小学Micro:bit,BBC生旨在推广编程教育它采用架构集成多种传感器和功能模块,ARM mbed,,可编程控制灯阵列、蜂鸣器、按钮等接口LED不仅易于上手而且支持多种可视化编程语言如、Micro:bit,,Scratch Python等为初学者提供了丰富的创造性应用场景有助于培养编程思维和创新能力,,硬件设备构成Micro:bit紧凑灵活的设计多样化的传感器无线通信功能灵活的引脚接口是一款小巧、轻便内置灯阵列、还具备蓝牙和无线的引脚接口支持拓Micro:bit Micro:bit LEDMicro:bit Micro:bit的单板电脑采用处理加速度计、磁力计等多种传通信功能可以方便地与其展电路板和传感器扩展了,ARM,,器配有丰富的输入输出接感器支持丰富的交互功能他设备或手机进行连接和交硬件开发的可能性,,口互可视化编程Micro:bit编程环境1拥有专属的可视化编程环境Micro:bit硬件控制2可以直接控制上各种硬件设备Micro:bit多样功能3支持从输入输出到数据处理的各种编程功能是一款基于可视化编程的微型编程板拥有专属的编程环境和开发工具它采用拖拽式的编程方式使用户可以更直观地控Micro:bit,,制硬件设备实现从简单的输入输出到复杂的数据处理的各种功能开发板为编程新手提供了一个友好入门的平台,Micro:bit使用制作互动装置Micro:bit是一种小型的可编程微控制器电路板它为设计和构建各种互动式装置提供了极大的灵活性和可能性通过将与各种传感Micro:bit,Micro:bit器、显示器和执行器相结合我们可以创造出各种有趣的互动装置如智能家居控制系统、机器人、互动艺术装置等,,硬件设计1选择合适的硬件配件如显示屏、温度传感器等Micro:bit软件编程2使用可视化编程环境开发交互逻辑Micro:bit装配集成3将硬件部件和软件程序整合为一个完整的互动装置通过动手实践和创新探索学习者可以发挥想象力设计出独特有趣的互动装置培养编程、电子和创意思维等综合技能,,,简介Node-RED简单直观的界面流式编程模式丰富的扩展功能提供了一个基于浏览器的可视采用基于流的编程模式串联拥有大量的社区贡献节点可Node-RED Node-RED,Node-RED,化编程界面使开发人员可以快速拖拽拼各种节点和函数构建起工作流程实现对实现诸如数据分析、报警通知、控制面,,,接各种节点无需编写复杂的代码就能创物联网设备、云服务等的快速集成板等功能满足多样化的应用需求,,建智能应用编程界面特点Node-RED可视化编程环境丰富的节点库简单部署发布提供了直观的可视化编程界面内置了大量常用的功能节点支持将流程图一键部署到各类Node-RED,Node-RED,Node-RED让用户可以通过拖放方式快速搭建流程涵盖了物联网、数据分析、流程控制等硬件设备用户无需复杂的配置就可以快,图无需编写复杂的代码领域用户可根据需求灵活组合速实现应用程序的发布,,典型应用案例Node-RED智能家居工业物联网可与各种智能家居可集成工厂设备、Node-RED Node-RED设备连接实现自动化控制、预传感器等实现生产过程可视化,,警监控等功能让生活更便捷舒管理和优化决策支持,适城市管理医疗健康可连接城市基础设可与医疗设备对接Node-RED Node-RED,施结合数据分析实现交通疏导、提供远程医疗、健康监测等服,环境监测等智慧城市应用务方便老年人和行动不便者,案例使用连接物联网设备Node-RED部署Node-RED在电脑或云平台上安装并启动Node-RED服务,准备好开发环境添加物联网节点从Node-RED的节点库中选择与物联网设备相对应的输入/输出节点配置设备连接根据物联网设备的通信协议和接口,设置节点的连接参数构建数据流程将节点拖放到画布上,并用线条连接起来形成数据流程部署并测试部署流程并测试物联网设备的数据输入输出,调试直至运行正常可视化编程的发展趋势云计算与大数据物联网应用可视化编程将与云计算和大数据技可视化编程有助于简化物联网设备术深度融合提供更强大的数据分析的编程让更多人参与到物联网创新,,及应用开发能力中来人工智能集成移动端应用机器学习等人工智能技术将嵌入到跨平台的可视化编程工具将支持移可视化编程工具中提升应用的智能动设备上的开发满足移动互联网时,,化水平代的需求编程思维培养建议培养解决问题的能力提高抽象思维能力12通过实践编程项目培养独立从具体问题提取核心要素建,,分析问题、设计解决方案的立概念模型提升抽象建模与,逻辑思维能力抽象推理的能力锻炼创新精神培养团队协作能力34在编程实践中尝试新思路、参与大型编程项目锻炼沟通,新方法培养创新意识和勇于协作、分工合作的团队协作,创新的勇气技能资源推荐优秀入门书籍优质教学视频官方学习社区线下实践活动《可视化编程入门宝典》、在站、等平台可以官方社区、论各地经常有可视化编程相关B YouTubeScratch Snap!《从零开始学编程》找到大量高质量的可视化编坛等提供了丰富的案例、资的培训班、编程马拉松等活Scratch等多本实用教程深入浅出程相关教学视频由专业老师源及交流机会动可以参与实践学习,,,适合初学者学习讲解详细问答环节在此环节中我们将开放式地回答您对可视化编程相关问题的疑问无论是关于软件使用、编程技巧还是应用场景我们都将认真,,,倾听并提供细致周到的解答让我们一起探讨可视化编程的奥秘共同推动这一技术的发展与普及,总结与展望课程总结未来发展通过本课程的学习我们了解可视化编程正在不断进化未,,到可视化编程的概念、历史来将更加智能化和人性化应,发展以及主流软件探讨了用范围也将持续拓展我们它的优势并学习了多种编程要主动跟上时代步伐发挥创,,工具的使用意思维编程思维培养编程不仅是技能培养更是培养系统思维和解决问题的能力让我们,继续探索编程的奥秘在实践中提升编程素养,。