第11课 二百club——计时器和散点图

第11课 二百club——计时器和散点图

任务导航

在数字科学家的小圈子里面，有一个叫200俱乐部（200club）的精英团体，加入的标准是30秒内可以按200次空格。之所以成立这个俱乐部，是因为许多电脑游戏中涉及到每分钟电子次数这个概念，一分钟内按键的次数越多，说明按键速度越快，对攻时就越占优势。

本课，我们首先设计一个程序来测定一分钟内按空格的次数，并使用Excel对数据进行分析，观察按键时间随次数变化的规律，如图11.1所示，然后再编写一个程序看看谁可以加入200俱乐部。

图11.1 测定按键速度

Follow Me

1. 制作简单的测定按键速度的程序

（1）确定按键速度软件的目标

想一想

       请同学们思考并填写测定按键速度软件的初级目标、中级目标和高级目标（见表11.1）。同时想一想，完成每个目标需要建立那些变量，核心算法又是怎样的？

表11.1 测定按键速度软件的目标

（2）设计界面及编写代码

第1步：建立“按键次数”变量。

第2步：在侦测菜单中勾选计时器

，可以在舞台上显示一个秒表，使用脚本块

，可以使秒表归零。

第3步：编写代码。完成这个研究，最简单的代码如图11.2所示。

图11.2按键速度的研究

第4步：测试一分钟内的按键次数。单击绿旗，计时器归零的同时，变量“按键次数”也归零，此时开始按空格键。当舞台上的

到达60的时候停止按键，此时变量“按键次数”的数值，就是测试者60秒内按下空格键的次数，用60秒除以按键次数就是按键速度。

想一想

1. 这个程序可以做那些改进？你打算优先做那个改进，为什么？
2. 与你的同学交流一下改进的意见，分析一下大家的改进意见，思考一下一般都从几个角度思考如何改进。
3. 多次实验，看看你的按键速度是否是一个基本不变的数。
4. 按键速度可能受那些因素的影响呢？

DIY

按键速度指的是1分钟内能够完成的“按下-弹起”这个动作的次数。而图11.1所示的程序如果一直按着空格键不放，按键次数会一直不断增加。如果不解决这个问题，就难以保证测量的准确性，你能想个办法，攻克这个难关么？

2. 改进程序

（1）增加链表以提高程序的精确度

上述程序中，仅靠眼睛来判断计时器达到60秒时停止按键是不够准确的。我们可以通过新建一个链表“时间”，记录每次按下空格键的时间，这样可以更加精确地统计1分钟按键的次数。如图11.3中，链表的最后两次按下空格键的时间已经超过了60秒，就应该删掉。测试者1分钟按键的次数应为335次。

图11.3 用链表提高按键计数计量的精确度

    参照图11.4中所示的代码，编写脚本。

图11.4  用链表来记录实验过程

（2）使用Excel分析数据

在链表上右击，选择“输出”，将扩展名由txt修改为xls，打开导出的Excel文件，将链表中的数据导入到Excel中。在Excel中，选中“时间/秒”这一列的所有数据，插入散点图，可以看到时间随次数的变化可以近似地看作是一条过原点的直线，如图11.5所示。如何理解这条直线呢？通过这条直线你能够近似地估计出这位同学要按100次空格需要多长时间？200次空格需要多长时间，根据实验数据请你先判断一下，你能够加入200次俱乐部么？

图11.5   用Excel绘制时间随次数变化的散点图

DIY

设计一个判断人是否加入了200次俱乐部的程序，将图11.4所示的代码做如图11.6所示的改进，就可以制作一个简单的研究工具判断谁能够加入200俱乐部，一般五年级的学生中100个当中只有三五个学生可以加入，快快挑战一下吧。

图11.6 200club检测程序

想一想

1. 有些同学分析了1分钟的数据发现，前30秒完成了178次按键，后30秒只完成了157次按键，他们猜测这样的数据是由于实验者疲劳造成的，请你设计一个实验计划，找几位合作研究者，验证一下他的猜想。
2. 根据按键速度的研究数据，你还有那些猜想？
3. 按键速度的研究软件还有那些地方需要改进？

知识着陆

1. 脚本：
2. 编程习惯：在软件编写的过程中，如何进行技术攻关
3. 数字科学素养：如何根据数据提出问题，进行猜想，实验验证。

创作天地

1. 一位同学将图11.4所示的代码作了如下简化，如图11.7所示，你觉得这样做好么？

图11.7 用链表的长度来记录次数

2．一位同学错误地把图11.4的程序中，计时器归零的代码放错了位置，得到了图11.8右侧的链表，老师看了后却夸奖他，说从链表的第二项开始，数据都非常有意义。思考一下这是为什么？

图11.8 计时器归零代码的特殊用法

1. 一位同学发现将第二项减第一项作为第二次按空格的反应时间，以此类推，第二次以后的反应时间都明显小于第一次的反应时间，如图11.9所示，请你帮他分析一下可能的原因。

图11.9 数据的初始误差

3．请试图用图11.10提示的两个代码改进程序，使计数在60秒后自动停止。

图11.10 使按键计数在60秒后自动停止

4．一位同学在采集数据的过程中偷懒休息了一小会儿，然后累了，请别的同学替他按空格，但是这些细节显示在了图11.11所示的图象中，说说这是为什么？

1. 有的同学认为，上午反应时间应该比刚吃过午饭的时候反应速度快，你能够帮他设计一个实验计划么？
2. 一位同学研究了食指和小指同样按键次数所消耗的时间，得到图11.12，你能根据图11.12帮他得出结论么？

6．对同一组数据，一位同学除了画出了时间随次数的变化图，还画出了次数岁时间的变化图，如图11.13所示，你能说出这两幅图的联系么？

1. 将本课的数据写成一个实验报告。
2. 探究一个因素对按键速度的影响。

视野拓展

在Scratch的例子的Sensors and Motors当中介绍了Scratch的传感器板的使用方法，如图11.14所示

图11.14 Scratch传感器板介绍

请你察看一下侦测菜单中的传感器模块的功能如图11.15所示，你会发现传感器板的功能还比较强大，可以侦测距离、按键、音量、光照等等信息。

图11.15 Scratch传感器板的功能介绍

如果你想了解更多关于传感器板的知识，你可以登录http://scratch.mit.edu/users/towujunjie，进入传感器板专区，相信你会很有收获。

1. 和 

1. ，如果…否则…结构