转动的图形-第16届蓝桥第5次STEMA测评Scratch真题第4题

[导读]：超平老师的《Scratch蓝桥杯真题解析100讲》已经全部完成，后续会不定期解读蓝桥真题，这是Scratch蓝桥真题解析第227讲。

第16届蓝桥第5次STEMA测评已于2025年3月9日落下帷幕，编程题一共有5题（初级组只有前4道编程题），分别如下：

• 变色龙

• 左顾右盼

• 比较大小

• 转动的图形

• 动物乐园

转动的图形，本题是2025年3月9日举行的蓝桥STEMA测评Scratch编程初/中级组编程第4题。题目要求编程创作转动的图形作品，点击绿旗，先绘制一个蓝色的正六边形，接着在六边形的六条边上各画出一个等边三角形，然后绘制两段颜色不同的半圆弧，最后除圆之外的所有图形开始顺时针持续转动。

先来看看题目的要求吧。

一.题目说明

编程实现：

转动的图形。

具体要求：

1). 点击绿旗，在舞台中心出现一个蓝色的正六边形（线的粗细为 5），如图所示；

2). 1秒后，依次在六边形的六条边上各画出一个等边三角形（线的粗细为 5），且每个等边三角形与正六边形有一条重合边；

3). 等边三角形与正六边形重合边的颜色都为蓝色，其他边颜色均为黄色，如图所示；

4). 1秒后，在舞台中心画出一个圆（线的粗细为 8），且六个等边三角形的顶点均在圆上；

5). 圆由两段颜色不同、长度相同的弧线组成（自选两种颜色），如图所示；

6). 1秒后，除圆之外的所有图形开始顺时针持续转动。

评分标准：

• 10分：满足“具体要求”中的1）；

• 12分：满足“具体要求”中的2）；

• 12分：满足“具体要求”中的3）；

• 12分：满足“具体要求”中的4）；

• 12分：满足“具体要求”中的5）；

• 12分：满足“具体要求”中的6）。

二.思路分析

本题只有1个画笔角色，如图所示：

本题考查的知识点包括scratch画笔、运动编程和自制积木等，我们从形状和状态两个维度对本作品进行讨论和分析。

从形状来看，要绘制的图形包括如下三种：

• 正六边形

• 六角星

• 半圆环

这里要重点说明的是六角星，题目要求要绘制6个等边三角形，其中底边和正六边形颜色相同，并且位置重合，如果去掉蓝色的正六边形，黄色部分就是一个六角星，如图所示：

因此，我们可以直接绘制一个黄色六角星，其基本单位是两条直线和一个夹角（120度），类似于符号“^”，如图：

然后将这个^图案旋转6次，就可以得到一个完整的六角星了。

从状态来看，分为旋转和静止两种不同的状态，如下：

• 旋转，包括正六边形和六角星；

• 静止，包括两个半圆环；

如果都是静止不动的，处理起来比较容易；如果都是旋转的，处理起来也比较容易，可此处偏偏是动静结合，很多同学开发犯难了。

要实现正六边形和六角星的旋转，就必然要改变画笔的方向；但对于一白一红两个半圆来说，其分界线是固定不变的，也就意味着画笔的方向应该保持不变，如此看来，岂不是自相矛盾？

其实，解决思路也非常简单，再来一支画笔。

这样一来，一支画笔负责绘制动态旋转的正六边形和六角星，一支画笔负责绘制静止的半圆环。

至于增加画笔的方式有两种，一种是再添加一个角色，一种则是使用克隆体。

思路有了，接下来，我们就进入具体的编程实现环节。

三.编程实现

根据上面的思路分析，我们分4步来编写代码：

• 绘制正六边形

• 绘制六角星

• 图形的旋转

• 绘制两个半圆

1. 绘制正六边形

由于代码比较多，超平老师建议使用函数的编程思想，使用自制积木来组织代码。

在画笔角色中，定义自制积木来绘制正六边形，代码如下：

代码不难，强调4个细节：

1). 在定义自制积木的时候，勾选“运行时不刷新屏幕”，这样可以瞬间绘制好正六边形；

2). 为了灵活绘制不同大小的正六边形，这里增加了一个参数“边长”，这不是必须的，你也可以去掉，直接使用固定的数值；

3). 画笔的初始位置是舞台中心（0, 0），这也是图形旋转的中心，初始方向是90度，我们要使用相对运动将画笔移到正六边形的左上角，因此先左转120度，前进一条边的距离，然后在右转120度，恢复到初始方向；

4). 六边形绘制完成后，画笔处在正六边形的左上角，方向向右，这一点非常重要，如图所示：

是否要回到舞台中心呢，暂时不需要，因为接下来要从这个位置开始绘制六角星了。

2. 绘制六角星

在画笔角色中使用自制积木来绘制六角星，代码如下：

代码比较多，强调4点：

1). 在定义自制积木的时候，请勾选“在运行时不刷新屏幕”，确保瞬间绘制六角星；

2). 此处的参数“边长”是为了灵活设置六角星的大小而添加的，并不是必须的；

3). 每次绘制^形状时，先左转60度，完成后再右转180度，确保恢复到绘制前的方向，然后旋转60度，重复6次，就可以绘制一个完整的六角星了，为了方便理解，这里连续使用了两个右转指令（右转180度和右转60度）；

4). 绘制完六角星之后，画笔又回到了左上角，此时要使用相对运动的方式回到舞台中心，这就是最后3行代码的作用。

在上面定义的两个自制积木中，我们使用了两个非常重要的模型，“复原模型” + “相对运动模型”，这是图形旋转的两个核心要素。

所谓复原模型是指每次绘制完成之后，要确保回到初始状态，包括位置和方向；所谓相对运动模型，是指使用“移动10步”指令来实现角色的移动。

3. 图形的旋转

在画笔角色中，添加绿旗指令，并编写代码如下：

代码不难理解，说明3点：

1). 初始位置和方向一定要设置，确保旋转之前的效果和题目要求一致；

2). 所谓的旋转其实就是换个方向重新绘制，在绘制之前要先擦除之前所有的图形；

3). 六边形的边长可以自由设置，尽量和题目要求效果一致，右转的度数也可以自由设置。

4. 绘制两个半圆

根据前面的思路分析，我们再添加一支画笔，此处我使用第一种方式，复制一个画笔角色，如图：

切换到画笔2角色，定义一个自制积木用于绘制半圆环，代码如下：

都是大家比较熟悉的代码，说明两点：

1). 添加参数“半径”，是为了灵活设置圆环的大小，并不是必须的；

2). 这是经典的中心法，每次离开圆心一定的距离（半径长度），落笔打一个点，然后回到圆心位置，旋转1度，重复180次，就可以绘制一个半圆环了；

在画笔2角的绿旗指令下，编写代码如下：

代码比较短，强调3点：

1). 注意角色的初始化，初始位置是舞台中心，方向是0度（向上），这是两个圆环的分界线，你也可以设置为面向180度（向下）；

2). 这里使用了等待2秒，目的是等待正六边形和六角星绘制完成之后才开始绘制圆形；

3). 之所以要重复执行，是因为任何角色中的“擦除全部”指令会将画笔绘制的所有内容全部擦掉。

至此，整个作品就创作好了。

四.总结与思考

本题是初/中级组编程部分第4题，分数为70分，积木块数量65个左右，涉及到的知识点主要包括：

• Scratch画笔；

• 运动编程；

• 自制积木及参数；

• 循环及嵌套循环；

这是本次stema测评的第4题，也是初级组最后一题，难度较大，完成时间35分钟左右。关键点有两个，一是运用分解思维，将复杂的问题变成多个简单问题，并逐一解决；二是使用两支画笔来绘制图形，一支画笔负责绘制旋转的图形，另一支画笔负责绘制静止的圆环。

在绘制图形的过程中，灵活运用了如下几个模型：

• 360万能公式模型；

• 中心法模型；

• 复原模型；

• 相对运动模型；

• 先擦再画模型；

这些模型并不是孤立使用的，通常需要结合多种模型来绘制一个图形，只要你熟练掌握了这些模型，就没有你画不出来的图形和效果。

超平老师给你留两道思考题：

1). 如果将题目稍作修改，绘制6个等边三角形，其中底边是蓝色的，另外两条边是黄色的，然后再旋转，该怎么做呢？

2). 如果采用克隆方案来绘制两个半圆，代码又该怎么写呢？

如果你觉得文章对你有帮助，别忘了点赞和转发，予人玫瑰，手有余香😄