Scratch (Programmiersprache)

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Scratch
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Basisdaten
Paradigmen: objektorientiert

ereignisorientiert imperativ

Erscheinungsjahr: 2007
Designer: Mitchel Resnick
Entwickler: Mitchel Resnick, MIT-Scratch-Team und weitere Entwickler [1]
Aktuelle Version: 2.0  (9. Mai 2013)
Typisierung: dynamisch
Wichtige Implementierungen: Scratch 1.x in Squeak

Scratch 2.x in Flash

Beeinflusst von: Logo, Smalltalk-80, Squeak, E-Toys, HyperCard, AgentSheets, StarLogo, Tweak, Snap! (BYOB) (BYOB-Einfluss in beide Richtungen)
Beeinflusste: Snap! (BYOB), App Inventor
Betriebssystem: Scratch 1.x: Windows, Mac OS X, Linux

Scratch 2.x: Ausführung im Webbrowser

scratch.mit.edu

Scratch ist eine erstmals 2007 veröffentlichte erziehungsorientierte visuelle Programmiersprache für Kinder und Jugendliche inklusive ihrer Entwicklungsumgebung und der eng verknüpften Online-Community-Plattform.

Zielsetzung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ihr Ziel ist es, Neueinsteiger − besonders Kinder und Jugendliche − mit den Grundkonzepten der Computerprogrammierung vertraut zu machen. Unter dem Motto imagine, program, share („Ausdenken, Entwickeln, Teilen“) wird die kreative und explorative Erstellung eigener Spiele und Multimedia-Anwendungen, verbunden mit dem gegenseitigen Austausch darüber, als Motivation genutzt.[2] Kostenlos und werbefrei können die Ergebnisse in einer internationalen Online-Community mit dem Scratch-Player abgespielt, diskutiert und weiterentwickelt werden. Außerdem gibt es einige Beispiele, die Anregungen für Einsteiger schaffen und das Prinzip des Programmierens näher bringen.

Namensherkunft[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Name Scratch leitet sich von der DJ-Scratchtechnik ab. Die Gemeinsamkeit zum musikalischen Scratchen ist die leichte Wiederverwendbarkeit von Versatzstücken: In Scratch können alle interaktiven Objekte, Grafiken und Töne leicht von einem in ein anderes Scratch-Projekt übertragen und dort neu kombiniert werden (siehe: Remixingkultur). Dadurch erhalten Anfänger sehr schnell Erfolgserlebnisse, die motivieren, sich vertieft mit der Materie auseinanderzusetzen.

Entwicklung und Implementierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mitchel Resnick

Das erstmals 2007 veröffentlichte Scratch wird unter der Leitung des US-amerikanischen Professors für Lernforschung Mitchel Resnick von einem kleinen Forschungsteam, der Lifelong Kindergarten Group, am MIT Media Lab entwickelt und größtenteils von der National Science Foundation und freiwilligen Spenden finanziert.[3]

Als Schüler von Seymour Papert entwickelt Resnick, basierend auf konstruktionistischen Lerntheorien mithilfe digitaler Technologien, Lern- und Experimentierumgebungen, die die kreativen Potentiale von Kindern und Jugendlichen fördern.[4]

Die erste Implementierung der Scratch-Entwicklungsumgebung basierte auf Squeak (Scratch 1.0 im Jahr 2007[5] bis Scratch 1.4 im Jahr 2009[6]), der Scratch-Web-Player zunächst auf Java,[7] seit 2011 wahlweise auch auf Flash.[8] Die aktuelle Version Scratch 2.0 erschien am 9. Mai 2013 und basiert komplett auf Flash.[9]

Entwicklungsumgebung, Internetplattform und Scratch-Player[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Scratch bis Version 1.4[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Scratch 1.4 unter Linux

Die Entwicklungsumgebung kann kostenlos aus dem Internet heruntergeladen werden. Da sie mit dem plattformunabhängigen Smalltalk-Entwicklungssystem Squeak erstellt ist, gibt es Versionen für Windows, Mac OS X und potentiell für weitere Betriebssysteme. Die mit Scratch erstellten Programme können direkt aus der Entwicklungsumgebung in einen persönlichen Benutzerbereich der Scratch-Website hochgeladen werden. Dort können die Programme von anderen Mitgliedern der Scratch-Community genutzt, kommentiert und zum Lernen und zur Weiterentwicklung heruntergeladen werden. Zur Ausführung direkt im Webbrowser dient ein Java-Interpreter, der sogenannte Scratch-Player.

Scratch ab Version 2.0[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Entwicklungsumgebung ist auf der Scratch-Website direkt lauffähig und wie der neue Scratch-Player komplett in Flash erstellt. Download und Installation sind daher nicht mehr erforderlich. Eine Offline-Version zum Herunterladen für Mac OS, Windows und einige Linux-Versionen (32 bit) ist ebenfalls verfügbar.[10]

Scratch auf iPhone/iPad/iPod[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Programmieren mit der Scratch-Modifikation Snap! (BYOB) auf dem Apple iPad von Apple funktioniert ohne Java und Flash.

Da Scratch-Web-Player auf Java oder Flash basieren, welche auf den mobilen Geräten von Apple (iPhone/iPad/iPod) nicht unterstützt werden, lassen sich Scratch-Projekte und die Scratch 2.0 Entwicklungsumgebung dort nicht ausführen. Eine eigenständige Scratch-Player-App für diese Geräte war bereits im App-Store gelistet, so dass man dort alle Scratch-Projekte ausführen konnte, wurde jedoch von Apple nach einigen Monaten wieder verbannt.[11] Eine Alternative wird die Scratch-Modifikation BYOB 4.0/Snap! darstellen, deren Web-Player und Entwicklungsumgebung auf HTML5-Canvas und Javascript basieren, die aber bisher erst im Betastadium und noch nicht voll kompatibel zu Scratch vorliegt.[12]

Scratch Player für Squeak, Java, Flash und HTML5[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wie oben beschrieben, gibt es Scratch Player für Squeak (Offline), Java[13] und Flash[14] (Online). Ein HTML5-Player (Online) für Scratch, mit dem obige Beschränkung für iPhone/iPad/iPod aufgehoben werden soll, befindet sich im Entwicklungsstadium und kann bereits öffentlich im Web getestet werden.[15]

Verbreitung und Nutzung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Seit 2007 breitete sich die Scratch-Idee u. A. durch den Netzwerkeffekt rasch aus. So entstand eine weltweit wachsende Gemeinschaft von Programmieranfängern, Schülern, Studenten, Pädagogen und Hobbyisten, die sich gegenseitig motivieren und unterstützen. Daraus resultierten lokale Gruppen, Ereignisse, Kurse, Übersetzungen, Beispiele, Unterrichtsmaterialien und vieles mehr, um Programmieranfängern zu helfen, ihre Kreativität und Kenntnisse zu entwickeln. Befördert wurde dies durch die intuitive Bedienung und leichte Übersetzbarkeit, sowohl der Scratch-Entwicklungsumgebung als auch der Scratch-Website.[16] Hinzu kommt eine erfolgreiche Kommunikation und Medienarbeit des MIT-Scratch-Teams (u. a. dem weltweiten Scratch Day, der Ausbilder-Plattform ScratchEd, dem Scratch Wiki, sowie vielen wissenschaftlichen Publikationen, Interviews und Beiträgen in verbreiteten US-Medien).[17]

Internationalität und Übersetzbarkeit von Scratch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Internationalität dieser Benutzergemeinde wird durch die leicht zugängliche Mehrsprachenfähigkeit aller Scratch-Plattformen gefördert, mit der die Online-Community die Entwicklungsumgebung, die Webplattform und auch die Programmierbefehls-Bausteine selbst in alle Sprachen übersetzt, womit Scratch u. a. auch komplett in deutsch zur Verfügung steht. Auch in Ländern mit nicht auf lateinischen Buchstaben basierende und von rechts nach links zu schreibende Sprachen kommt Scratch zum Einsatz, denn bestehende Scratch-Projekte lassen sich per Knopfdruck auch in solche Sprachen umschalten. Bei der Übersetzung wird mit lokaler und/oder serverbasierter Pootle-Technologie gearbeitet.

Scratch Anwender-Zahlen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Von den Anfängen im März 2007 bis Ende 2012 legten mehr als 1.300.000 Anwender – mit einem Altersschwerpunkt zwischen 8 und 16 Jahren – ein Scratch-Onlinekonto an, von denen über 400.000 in dieser Zeit insgesamt mehr als 3.000.000 selbstentwickelte Scratch-Projekte ins Netz stellten und über 1.380.000 Posts schrieben (in 13 englischsprachigen und 17 internationalen Scratch-Community-Foren).[18] Da mit Scratch auch ohne Benutzerkonto gearbeitet werden kann und die aktuelle Scratch-Entwicklungsumgebung in vielen Unterrichtsformen ohne Webeinsatz genutzt wird, beträgt die Anzahl der Scratch-Anwender wahrscheinlich ein Vielfaches der angemeldeten Benutzer.

Scratch an Erziehungseinrichtungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Scratch auf einem Whiteboard

Scratch wird weltweit in verschiedensten Schulformen und Unterrichtsveranstaltungen eingesetzt. Schulen in Deutschland, Schweiz, Österreich und Luxemburg nutzen Scratch zunehmend. Auch an Universitäten werden Scratch oder das auf Scratch basierende Snap! (BYOB) zur Einführung in die Programmierung verwendet, etwa an der Universität Berkeley für Nicht-Informatiker[19] oder an der Universität Hildesheim für Studierende des Lehramts.[20]

Scratch als Hobby[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben dem Einsatz in Bildungseinrichtungen wird die Verbreitung von vielen freien Organisationen vorangetrieben, die sich in Sammelbewegungen wie der deutschen Initiative Jeder kann programmieren oder der amerikanischen Code.org[21] darstellen. So kommt Scratch auch außerhalb von Schulen in Hobby und Familie zum Einsatz. Viele Jugendliche entdecken Scratch selbstständig auf der Suche nach Möglichkeiten, wie sie selber leicht ein Computerspiel entwickeln und es anderen präsentieren können.[22] Speziell Eltern mit IT-nahen Berufen nutzen Scratch häufig, um ihren Kindern schon in jungen Jahren einen motivierenden Einblick in die IT-Welt vermitteln zu können. Zunehmend entwickeln sich auch im deutschsprachigen Raum Clubs oder Vereine für MINT-begeisterte Jugendliche, oder auch zur Förderung von MINT-Erziehungs-benachteiligten Kindern aus bildungsfernen Haushalten (z. B. Computer-Clubhouse-Bewegung in den USA), die ebenfalls Scratch einsetzen. Neben solchen physischen Hobbygemeinschaften haben sich auch viele virtuelle Onlinegruppen von Hobbyisten gebildet, die gemeinsam Projekte realisieren und dazu regelmäßig online zusammenkommen, um sich über ihr Hobby auszutauschen.

Scratch Day[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der seit 2009 jährlich stattfindende Scratch-Day trägt stark zur Verbreitung der Scratch-Idee bei (zuletzt am 18. Mai 2013.[23]). Der vom MIT-Scratch-Team ausgerufene erste weltweite „Scratch Day“ am 16. Mai 2009 dokumentiert dies: Auf der dazugehörigen Webseite trugen sich innerhalb von wenigen Wochen weit über 100 regionale Organisationen, wie Schulen oder Computerclubs, ein, die eines der lokalen Scratch-Day-Ereignisse organisierten. Zum ersten deutschen Scratch Day 2009 kamen in Bochum Scratch-Experten aus ganz Deutschland zusammen, um Scratch für Kinder, Eltern, Lehrer und Wissenschaftler unter verschiedensten Aspekten vorzustellen.[24]

Scratch@MIT Konferenz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Scratch@MIT ist eine Konferenz für Lehrer, Professoren, Forscher, Entwickler und alle, die sich mit Scratch oder dem Unterrichten von Kindern beschäftigen. Bei der Konferenz können Erfahrungen und Geschichten ausgetauscht-, Workshops besucht- und Vorträgen zugeschaut werden. Die Konferenz findet alle zwei Jahre (2008, 2010, 2012, 2014) am MIT Media Lab in Cambridge, Massachusetts, USA, statt und folgt jeweils einem ausgewählten Motto. Die Scratch Konferenz am MIT bildet ein Äquivalent zur neu eingeführten europäischen Scratch Konferenz (2013), die immer in den Jahren zwischen den Scratch@MIT Konferenzen stattfindet. Die Scratch@MIT Konferenz 2014 fand vom 6. bis zum 9. Juli unter dem Motto „Projects, Peers, Passion, Play“ statt.[25][26][27]

Europäische Scratch-Konferenzen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In den Jahren 2008, 2010 und 2012 konnten Interessierte an der Scratch Konferenz im MIT Media Lab in Cambridge, Massachusetts, teilnehmen. Mitglieder der europäischen Scratcher Gemeinschaft fanden, dass es auch für Scratcher, die nicht die Möglichkeit haben, in die USA zu reisen, eine Gelegenheit zum Treffen von anderen Scratchern geben sollte.[28] Scratch Connecting Worlds 2013 in Barcelona war die erste europäische Scratch-Konferenz. Sie fand von 25. bis 27. Juli in, von der Citilab Barcelona zur Verfügung gestellten, Räumlichkeiten statt. Erzieher, Forscher, Entwickler und andere Mitglieder der weltweiten Scratch Gemeinschaft nutzen die Gelegenheit um die kreativen Möglichkeiten von Scratch zu feiern und zu teilen.

Die insgesamt siebente internationale Scratch-Konferenz hat den Titel Scratch2015AMS – Creative communities[29] und findet in Amsterdam vom 12. bis 15. August 2015 statt.

ScratchEd[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

ScratchEd ist eine zusätzliche Online-Community für Lehrer und andere Ausbilder, die mit Scratch arbeiten. Dort haben die Mitglieder einige hundert Materialien, Quellen und Tipps für die Bildungsarbeit mit Scratch eingestellt. Außerdem können sich die Anwender über die Website austauschen und miteinander in Kontakt treten. Die Hauptsprache ist Englisch aber auch in vielen anderen Sprachen, u. A. Deutsch, wurden bereits für den Unterricht nützliche Materialien hinterlegt. Das Angebot umfasst Anfang 2013 u. a. 193 Stories (d. h. Berichte über Veranstaltungen) und einige hundert Ressourcen, deren Anwendungsbereich vom Kindergarten bis zur Hochschule und über alle Fachbereiche geht.[30]

Scratch Wiki[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Scratch Wiki ist ein freies, gemeinschaftlich geschriebenes Wiki auf MediaWiki-Basis, das Informationen über die Programmiersprache Scratch, deren Websites, Geschichte und begleitende Phänomene enthält. Das Wiki wird vom Scratch Team unterstützt, aber ist im Wesentlichen von Scratchern geschrieben. Das Scratch Wiki ist eine beliebte Quelle für Informationen über Skripte und Anleitungen die ständig weiter wächst, weil es Scratcher als ihre erste Informationsquelle nutzen. Das erste internationale Schwester-Projekt ist das ebenfalls vom Scratch-Team unterstützte DACH-Scratch-Wiki in deutscher Sprache. Das englischsprachige Scratch-Wiki wurde am 6. Dezember 2008 gegründet und enthält >900 Artikel, das deutschsprachige Scratch Wiki wurde am 8. Februar 2012 gegründet und enthält über 450 Artikel.[31] Mittlerweile existieren Wikis auf französisch, niederländisch, russisch, ungarisch, japanisch und indonesisch.

Prinzipien von Sprachumfang und Bedienung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei Sprachumfang und Bedienung wurde hohe Priorität auf den intuitiven Zugang und auf die Vermeidung von hoher Komplexität oder Abstraktion gelegt. Mächtigen Funktionen wie Multimediaelementen und Multitasking stehen starke Einschränkungen in Peripherienutzung und Sprachumfang gegenüber. Alle Elemente, die den intuitiven Einstieg behindern könnten, wurden in empirischen Studien identifiziert und eliminiert. Alles, was den Einsteiger motiviert, sein Verständnis erleichtert und zur explorativen Entwicklung ermutigt, wurde betont. Spielerisches Lernen steht im Vordergrund. So können bereits Grundschulkinder erste Anwendungen erstellen und Jugendliche schnell hochmotivierende Ergebnisse erhalten. Aber selbst erfahrene erwachsene Programmierer haben sich der Scratch-Community angeschlossen. Sie reagieren – trotz der starken Einschränkungen – positiv darauf, wie schnell und intuitiv Ergebnisse zu erreichen sind, und betrachten die Beschränkung als Herausforderung ihrer Programmierkünste.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Scratch unterstützt folgende Programmierparadigmen, bzw. Eigenschaften, die einem solchen ähnlich sind:

  • visuell – Alle Elemente, aus denen ein Scratch-Projekt im Wesentlichen per Drag and Drop zusammengebaut wird, werden durch ihre intuitiv verständliche grafische Darstellungen repräsentiert, wie z. B. Programmierbefehle durch Bausteinebilder, Sounds durch ein Aufnahme-Abspiel-Gerätebild und Objekte durch ihr Kostüm-Bild.
  • erziehungsorientiert – Scratch entstand nicht am Reißbrett, sondern es wurde in jahrelangen Untersuchungen erforscht, welche Konzepte von Programmieranfängern intuitiv aufgenommen werden können. Alles weniger eingängige wird so lange vermieden, bis auch hierfür eine eingängige Herangehensweise gefunden ist.
  • objektorientiert – Scratch entspricht dem Programmierparadigma der Objektorientierung bezüglich Datenkapselung und polymorphen Nachrichtenversand, besitzt aber weder Klassen noch Vererbung oder Prototyping. Eine sehr einfache Objektorientierung ist damit für Programmieranfänger begreifbar: Objekte sind die Spielfiguren, die quasi nur sich selber als einzige Instanz besitzen, der Austausch von Nachrichten erfolgt mit den Bausteinen „sende X an alle“ oder „sende X an alle und warte“ und den Kopfbaustein „wenn ich X empfange“.
  • imperativ – Ein einzelnes Programmskript aus Scratch-Programmierbausteinen ist imperativ. Es besteht aus einer Folge von Befehlen, die vorgeben, in welcher Reihenfolge was vom Computer getan werden soll. Der objektorientierte Aspekt von Scratch tritt erst im Zusammenspiel mehrerer Scripte und/oder mehrerer Objekte (Spielfiguren) auf.
  • ereignisorientiert – Jedes Scratch-Skript, aus denen die Programmierung eines Scratch-Projektes besteht, startet, sobald das in seinem Kopf-Baustein definierte Ereignis eintritt. Zusätzlich kann mit einem Baustein „Warte bis“ der Programmfluss unterbrochen werden bis ein Ereignis eintritt.
  • parallelitätsunterstützend – Eine erstaunliche Eigenschaft von Scratch ist, dass das eigentlich komplexe Programmierparadigma der parallelen Programmierung quasi nebenbei eingeführt wird. Im Gegensatz zu traditionellen erziehungsorientierten Programmiersprachen, wird dieses in Scratch auch von Anfängern intuitiv sofort genutzt, so dass sie sich später gegebenenfalls wundern, dass andere Programmiersprachen zunächst nur sequentiell arbeiten.
  • dynamische Typisierung – Der Datentyp von Variablen wird in Scratch nicht vereinbart und kann sich während der Ausführung ändern. Allerdings stehen oberflächlich nur wenige Typen zur Verfügung, nämlich Zahlen und Zeichenketten, wobei nicht näher zwischen INTEGER, DECIMAL, CHAR oder STRING unterschieden wird. Neben Programmierbausteinen für diese Variablen gibt es in Scratch die Liste, die jedoch über separate Bausteine angesprochen wird. Die Länge von Listen wird nicht vereinbart und ihre Elemente sind wiederum Zahlen, Wahrheitswerte oder Zeichenketten.

Programmier-Erfahrung mit Scratch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Scratch 2.0 Entwicklungsumgebung Beispiel
Scratch 1.4 Entwicklungsumgebung Beispiel

Kein Tippen – Keine Syntaxfehler[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Scratch ist so konzipiert, dass bereits junge Kinder und Erwachsene ohne Computerkenntnisse mit Scratch motivierende Programmiererfahrungen machen können. Da es auf einer nahezu rein grafisch gehaltenen Oberfläche basiert, werden potentielle Frustfaktoren wie viel Tipparbeit, komplizierte Sprachsyntax und diesbezügliche Fehler ausgeschlossen.

Intuitives Lernen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Erstellung von Scratch-Projekten soll sich beim Zusehen und Ausprobieren leichter erschließen lassen, als durch eine schriftliche Anleitung, da neben Textmetaphern (wie Bühne, Spielfigur, Kostüm, Baustein) viele intuitiv verständliche Form- und Farbordnungen verwendet werden, die von Anfängern einfach benutzt werden können, ohne dass darüber bewusst nachgedacht werden muss. Da die Funktion vieler Elemente intuitiv klar wird, spielen ihre genauen Bezeichnungen beim Verständnis keine wesentliche Rolle, zumal diese Bezeichnungen – durch die beliebig austauschbaren Sprachdateien – willkürlich sind.

Das Scratch-Projekt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Scratch-Entwicklungsumgebung bearbeitet immer jeweils ein Scratch-Projekt, das aus mehreren Multimedia-Elementen (Bilddateien, Klangdateien) und Programmen besteht. Ein Scratch-Projekt wird als eine einzige Datei abgespeichert oder eingelesen, die alle Multimedia-Elemente, Programme und Startwerte enthält (in Scratch 1.4). Außerdem kann das Projekt per Klick auf der Scratch-Website veröffentlicht werden (mitteilen/to share) oder von dort in die Entwicklungsumgebung geholt werden. Ab Scratch 2.0 ist keine lokale Installation mehr notwendig, auch die Entwicklungsumgebung ist online.

Spielfiguren und Bühne[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In einem Scratch-Projekt agieren beliebig viele Spielfiguren (Objekte/Sprites) auf einer Bühne (Hintergrund/Stage). Die Spielfiguren haben Ähnlichkeit mit der Schildkröte in der Programmierlernsprache Logo, jedoch wesentlich mehr Fähigkeiten und Eigenschaften. Spielfiguren und Bühne können wechselnde Kostüme (Grafiken) anziehen und Geräusche, Schlagzeugklänge oder Noten abspielen. Die Spielfiguren können sich auf der Bühne bewegen, drehen, ihre Größe ändern, sich – beeinflusst von verschiedenen grafischen Effekten – zeigen oder verstecken, Malspuren und Stempel-Abdrücke hinterlassen, sprechen und denken (Sprech-/Denkblasen).

Werte und Variablen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Spielfiguren haben Werte (X, Y, Ausrichtung, Größe, Lautstärke, Tempo, Stifteinstellungen, …) und zusätzlich erstellbare lokale Variablen und Listen, die bei Bedarf auf der Bühne dargestellt werden können. Neben diesen lokalen können auch globale Variablen und Listen angelegt werden, die in allen der Spielfiguren und der Bühne gelten. Die Werte und Variablenbelegungen im Zeitpunkt des Abspeichern oder Veröffentlichen eines Programms sind Teil desselben und definieren den Startzustand.

Programmier- und Abspielmodus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Abspielmodus der Entwicklungsumgebung und im Internet-Player sieht man vom fertigen Scratch-Projekt nur noch die Bühne. Im Programmiermodus der Entwicklungsumgebung kann das Projekt ebenfalls uneingeschränkt abgespielt werden, jedoch kann dabei jederzeit ändernd eingegriffen werden und die Bühne belegt nur einen Teil des Scratch-Fensters, das dann in vier Bereiche unterteilt ist:

Die Bühne (rechts oben), die Spielfiguren-Auswahl (rechts unten) und die in acht farbige Fächer eingeteilte Bausteinkiste (links), sind drei konstante Bereiche, während sich der vierte Programme/Kostüme/Klänge-Bereich, anhand der Spielfiguren-Auswahl ändert. Dieser mittlere Bereich zeigt stets die Programme, Kostüme, Klänge und Werte der ausgewählten Spielfigur, oder der ebenfalls auswählbaren Bühne. Im Programme/Kostüme/Klänge-Bereich kann mittels Laschen zwischen den Elementen der gewählten Spielfigur, bzw. der Bühne, geblättert werde.

Skripte aus Bausteinen (Blöcken)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In die Lasche „Programme“ werden die Programmier-Bausteine der Farbe des aktuell gewählten Baustein-Faches gezogen und dort zu Programmen zusammengebaut, die dann frei nebeneinander auf der Fläche liegen. Bausteine, die nicht gebraucht werden, können ohne Funktion liegenbleiben, oder durch Herausziehen weggeräumt werden.

Viele Bausteine haben Bedienelemente, bzw. Öffnungen, in die andere Bausteine, Listenauswahlen, Zahlen, Buchstaben oder Farben (mit Bildschirmpipette auswählbar) eingesetzt werden. Die Form dieser Bedienelemente zeigt ihre Verwendung an, bzw. deutet darauf hin, welche Bausteine zusammen passen. Nur was passt, lässt sich „einklinken“, nur existierende Elemente können in den Listen gewählt werden. Dadurch werden viele Fehler automatisch vermieden. Die Farben der Bausteine entsprechen den „Farb-Fächern“ der Bausteinkiste, die ihren Einsatzbereich symbolisieren.

Farb-Kategorien der Scratch-Blöcke[32][Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bereich Farbe Programmier-Bausteine (Beispiele)
Bewegung Blau gehe, drehe, zeige Richtung, gehe zu, gleite in sekunden zu, setze X/Y …
Aussehen Violett ziehe Kostüm an, sage " ", denke " ", ändere Effekt, ändere Größe…
Klang, Pink spiele Klang, spiele Schlagzeug, spiele Pause, spiele Note, setze Instrument, setze Lautstärke, setze Tempo…
Malstift Dunkelgrün wische weg, senke/hebe Stift, setze Stiftfarbe, setze Farbstärke, setze Stiftdicke, hinterlasse Abdruck
Steuerung Braun warte, wiederhole, sende, wenn ich empfange, wiederhole falls " ", falls " " sonst, warte bis, wiederhole bis, stoppe Programm, stoppe alles
Ereignisse Dunkelgelb wenn Start, wenn Taste, wenn Objekt geklickt
Fühlen Türkis Maus X, Maus Y, Maustaste gedrückt, wird " " berührt", wird Farbe berührt, Stoppuhr, Entfernung von, Wert von Objekt, Lautstärke, Wert von Sensor…
Operatoren Hellgrün +, -, *, /, Zufallszahl von bis, <, =, >, und, oder, nicht, mod, gerundet, Funktion von…
Daten Orange/Rot setze auf, ändere um, zeige, verstecke, füge zu hinzu…
Weitere Blöcke Dunkellila hier können eigene Blöcke implementiert werden bzw. Erweiterungen für das PicoBoard bzw. Lego WeDo eingebunden werden

Knöpfe und Menüs[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben den oben beschrieben Fensterbereichen der Scratch-Entwicklungsumgebung, gibt es noch einige Knöpfe, Menüs und Kontextmenüs (rechte Maustaste) und damit verbundene Auswahlboxen und Editoren zum Laden, Speichern, Kopieren, Erstellen und Beeinflussen von Spielfiguren, Medien und Projekten. Die wichtigsten sind die grüne Startflagge und das rote Stoppschild, mit denen alle Programme eines Projektes gestartet und gestoppt werden.

Kopfbausteine, Multitasking und Ereignissteuerung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Programme beginnen immer mit einem der vier Kopfbausteine aus dem gelben Fach Steuerung, der angibt, durch welches Ereignis sie gestartet werden (Klick die Start-Flagge, Mausklick auf ihre Spielfigur, Druck einer bestimmten Taste oder Empfang einer bestimmten Nachricht). Indem ein Programm eine Nachricht an alle sendet, kann es andere Programme starten, die auf diese bestimmte Nachricht warten. Multitasking und Ereignissteuerung sind so selbstverständliche Konzepte, die vom Programmier-Anfänger nebenbei erfasst werden.

Laufzeit, Programmierzeit, Debuggen & Einzelschrittmodus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Laufzeit und Programmierzeit gehen fließend ineinander über: Während ein Projekt mit seinen Programmen läuft, kann weiterprogrammiert werden, bzw. wenn es nicht läuft, können Programme durch Anklicken gestartet und so ausprobiert werden, womit die erforschende spielerische Herangehensweise gefördert wird. Laufende Programme sind mit weißem Rand hervorgehoben und Ausführungsfehler (zum Beispiel Division durch 0) mit rotem Rand. Im Einzelschrittmodus werden auch die jeweils ausgeführten Bausteine hellgelb hervorgehoben.

Drag & Drop[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Programme, Grafiken und Töne können durch Ziehen auf andere Spielfiguren übertragen werden und Spielfiguren und Programme können per Knopf oder Kontextmenü kopiert werden. So kann zum Beispiel nur durch das Erstellen einer einzigen Spielfigur, die mehrfach kopiert wird, eine komplexe Simulation geschaffen werden, bei deren Ausführung die Kopien deterministisch aber dennoch unvorhersehbar interagieren.

Remixingkultur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein wesentlicher (namensgebender, s. o.) Aspekt von Scratch ist es, dass sich die Nutzer von vorhandenem Medien-Material inspirieren lassen, daraus lernen, es neu kombinieren, verändern und ergänzen, um eigene Werke daraus zu schaffen. Diese werden dann wiederum anderen zur Verfügung gestellt. Die Installation bringt dafür bereits einen großen Fundus an Beispielprojekten, Spielfiguren, Grafiken und Sounds mit, der für erste Einsteigererfahrungen umfangreiches Ausgangsmaterial liefert. Dieses wird erweitert durch selbstgemachte oder aufgezeichnete Bild- und Tondateien, sowie den Multimediaelementen oder ganzen Spielfiguren und Programmen, die aus bereits veröffentlichten Scratch-Projekten anderer entnommen werden können. Das Wiederverwenden der Spielfiguren in anderen Projekten wird gefördert, indem sie komplett mit allen ihren Kostümen, Klängen und Programmen aus Projekten als Datei exportiert und in andere importiert werden können, was häufig ohne größere Anpassungen zu lauffähigen Kombinationsprojekten führt. Das Herunterladen fremder Projekte, anschließendes Ändern und Erweitern und Hochladen als eigenes Projekt wird in Scratch als Remixing bezeichnet und ist eine beliebte und positiv bewertete Vorgehensweise. Remixing wird daher nicht als Plagiat oder Ideendiebstahl gesehen, sondern als Gemeinschaftserfahrung und als eine Ehre für denjenigen, dessen Material verwendet wird. Remixing wird unterstützt, indem ein Projekt seine Herkunft mit sich trägt und der Weg des Remix auf der Scratch-Website bis zum Ursprungsautor rückverfolgbar ist. Auf der Scratch-Website entstehen so durch eine spezielle Visualisierungsseite Remixing-Ketten und -Bäume, die durchaus hunderte von Projekten umfassen können.[33]

Weiterentwicklungen von Scratch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben der offiziellen Weiterentwicklung durch das Scratch-Team, deren größter bisheriger Sprung die komplette Neuimplementierung mit Scratch 2.0 als Flash-Anwendung darstellte, existieren eine Vielzahl von Scratch Modifikationen.[34][35] Die inoffiziellen Erweiterungen wurden von Mitgliedern der Community (meist basierend auf dem offenen Squeak-Smalltalk-Quellcode von Scratch 1.4) erstellt.

Sie umfassen sowohl lehrorientierte als auch rein anwendungsorientierte Neuerungen von extrem unterschiedlicher Qualität und Ernsthaftigkeit.[36] Einige offizielle Scratch-Weiterentwicklungen lassen sich auch auf Einflüsse aus Modifikationen zurückführen. So wurden beispielsweise die sogenannten Listen (eindimensionale Felder) von Chirp/BYOB übernommen,[37] das sich inzwischen von einer Modifikation zu einer eigenständigen Programmiersprache mit von Scratch-unabhängiger Technologiebasis weiterentwickelt hat.

S4A[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Scratch for Arduino (S4A) ist eine Scratch-Modifikation, die eine Programmierumgebung im Scratch-Design für den Arduino-Mikrocontroller zur Verfügung stellt.[38]

Panther[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Panther ist eine beliebte Modifikation der Scratch Entwicklungsumgebung. Panther arbeitet mit Blöcken, hat zwei zusätzliche Kategorien und kann Projekte in ausführbare EXE-Dateien umwandeln.[39] Die Panther-Webseite[40] ermöglicht das Hochladen von Projekten.

ScratchJr[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

ScratchJr ist eine App für das Apple iPad und erschien am 20. Juli 2014. Entwickelt wurde sie von der Tufts Universität mit Zuschüssen der National Science Foundation. Ziel der App ist es, jüngeren Kindern (5-7) mithilfe eines auf Scratch basierenden Systems einfach und spielerisch das Programmieren beizubringen.[41][42]

Snap! (BYOB)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Snap! (BYOB)

Snap![43], bis zu Version 3.1.1 unter dem Namen BYOB bekannt (engl. Abk. von Build Your Own Blocks deutsch: „Bau deine eigenen Blöcke“), ist eine auf Scratch aufbauende und von Scheme und damit auch Lisp inspirierte erziehungsorientierte visuelle Programmiersprache inklusive ihrer Entwicklungsumgebung für fortgeschrittene Schüler und für die Erwachsenenbildung.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Deutsch
Englisch

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Scratch-Danksagungen und Beitragende, abgerufen am 21. Oktober 2015.
  2. Scratch:Phänomen Scratch im DACH-Scratch-Wiki, abgerufen 17. Januar 2013
  3. Über Scratch-Seite der offiziellen Website Abgerufen 17. Januar 2013.
  4. NSF’s grant A Networked, Media-Rich Programming Environment to Enhance Informal Learning and Technological Fluency at Community Technology Centers, National Science Foundation, Sep 2003.
  5. Scratch 1.0 im DACH-Scratch-Wiki. Abgerufen 17. Januar 2013.
  6. Scratch 1.4 im DACH-Scratch-Wiki. Abgerufen 17. Januar 2013.
  7. Java Player im Scratch-Wiki(englisch), abgerufen 17. Januar 2013
  8. Flash Player im Scratch-Wiki (englisch). Abgerufen 17. Januar 2013.
  9. Scratch 2.0 im DACH-Scratch-Wiki. Abgerufen 12. Juni 2013.
  10. 2.0 Offline-Editor für Scratch, abgerufen am 27. März 2015
  11. Scratch iPhone Player auf mobilewikiserver.com (englisch, PDF) Abgerufen am 13. November 2012.
  12. Snap! im DACH-Scratch-Wiki, abgerufen am 27. Januar 2013
  13. Java Player im DACH-Scratch-Wiki, abgerufen am 21. August 2014
  14. Flash Player im DACH-Scratch-Wiki, abgerufen am 21. August 2014
  15. HTML5 Playerim DACH-Scratch-Wiki, abgerufen am 21. August 2014
  16. Übersetzung auf der Seite des DACH-Scratch-Wiki Abgerufen am 15. Januar 2013.
  17. Statistik-Karte auf der Scratch-Website Abgerufen am 15. Januar 2013.
  18. Scratch Statistics (englisch) Abgerufen am 9. Juni 2012.
  19. Webseite des Kurses „UC Berkeley EECS CS10 : The Beauty and Joy of Computing Summer 2012“ (englisch) Abgerufen am 7. Juli 2012.
  20. Förster 2011
  21. en:Code.org
  22. Scratch auf KiKa: Programmieren als Hobby im DACH-Scratch-Wiki, abgerufen am 22. Januar 2013
  23. Scratch Day auf der Seite des DACH-Scratch-Wiki Abgerufen am 8. September 2012.
  24. Scratch Day 2009 auf der Seite des DACH-Scratch-Wiki Abgerufen am 8. September 2012.
  25. Website der Scratch@MIT_Konferenz, Abgerufen am 20. August 2012.
  26. Scratch@MIT_Konferenz im DACH-Scratch-Wiki, Abgerufen am 20. August 2012.
  27. Scratch@MIT_2014 im DACH-Scratch-Wiki, Abgerufen am 20. August 2012.
  28. Scratch Connecting Worlds 2013 in Barcelona im DACH-Scratch-Wiki, Abgerufen am 22. Februar 2012.
  29. Scratch2015AMS – Creative communities
  30. ScratchEd auf der Seite des DACH-Scratch-Wiki, abgerufen am 22. Januar 2013.
  31. Über das Scratch-Wiki auf der Seite des DACH-Scratch-Wiki, abgerufen am 11. Februar 2013.
  32. Alle Blöcke = Übersichts-Liste im DACH-Scratch-Wiki abgerufen am 27. Februar 2013
  33. Remix im DACH-Scratch-Wiki, abgerufen am 18. Januar 2013
  34. Liste der Modifikationen im DACH-Scratch-Wiki abgerufen am 6. Oktober 2013]
  35. List of Scratch Modifications – (englisches Scratch-Wiki)
  36. Modifikationen im DACH-Scratch-Wiki abgerufen am 6. Oktober 2013
  37. Weitere Entwicklungen von Scratch im Bericht vom Scratch-Day 2009, DACH-Scratch-Wiki abgerufen am 6. Oktober 2013
  38. S4A – Scratch for Arduino – (Scratch-Dach)
  39. Panther – (Scratch-Dach)
  40. Panther – based on Scratch – (offizielle Panther-Webseite)
  41. ScratchJr – Website
  42. ScratchJr -(Scratch-Dach)
  43. Snap! (Build Your Own Blocks) – (offizielle Snap!-Seite der Universität Berkeley)