Xin chào các em học sinh yêu quý của lớp Tin học 8! Cô là giáo viên của các em đây. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập rất thú vị trong Scratch: vẽ ngôi sao 5 cánh. Bài tập này sẽ giúp các em củng cố kiến thức về lệnh lặp, các phép biến đổi hình học và áp dụng chúng một cách sáng tạo.

Chúng ta sẽ thực hiện từng bước một, đảm bảo bám sát theo kiến thức đã học và không “vượt lớp” nhé.

Bước 1: Chuẩn bị môi trường Scratch

Đầu tiên, các em hãy mở phần mềm Scratch. Các em có thể sử dụng Scratch online tại trang web scratch.mit.edu hoặc phiên bản cài đặt trên máy tính.

Khi mở Scratch, các em sẽ thấy màn hình quen thuộc với chú mèo Scratch. Chúng ta sẽ sử dụng chú mèo này làm “bút vẽ” của mình.

Bước 2: Tìm hiểu về cách vẽ ngôi sao 5 cánh

Một ngôi sao 5 cánh có 5 đỉnh. Để vẽ được ngôi sao, chúng ta cần di chuyển bút vẽ theo một đường thẳng, sau đó xoay một góc để vẽ cạnh tiếp theo.

Hãy tưởng tượng các em đang đứng ở một điểm và muốn vẽ một cạnh của ngôi sao. Sau khi vẽ xong cạnh đó, để vẽ cạnh tiếp theo, các em cần xoay người. Nếu chúng ta xoay theo một góc cố định, lặp lại đủ 5 lần, chúng ta sẽ tạo thành một hình đa giác đều có 5 cạnh (ngũ giác đều). Tuy nhiên, ngôi sao 5 cánh là một hình đặc biệt hơn.

Để vẽ được ngôi sao 5 cánh, chúng ta cần thực hiện thao tác “vẽ một đoạn thẳng, sau đó xoay một góc” lặp đi lặp lại.

Bước 3: Tính toán góc xoay

Đây là phần chúng ta cần một chút kiến thức Toán học. Để vẽ ngôi sao 5 cánh, chúng ta cần tính toán góc xoay.

Một đường tròn có tổng số đo là 360 độ. Ngôi sao 5 cánh có 5 đỉnh. Tuy nhiên, góc xoay của chúng ta không phải là 360 chia cho 5.

Quan sát một ngôi sao 5 cánh, các em sẽ thấy có 5 “giao điểm” bên ngoài và 5 “giao điểm” bên trong (nơi các cạnh cắt nhau).

Để vẽ ngôi sao 5 cánh, chúng ta cần xoay theo góc ngoài của một đa giác đều 10 cạnh (decagon), hoặc tính toán dựa trên tổng góc xoay của hình sao.

Công thức tính góc xoay cho việc vẽ ngôi sao 5 cánh là:

Góc xoay = \( \frac{180 \times (n – 2)}{n} \), đây là góc trong của đa giác đều n cạnh.
Tuy nhiên, để vẽ ngôi sao 5 cánh, chúng ta cần góc lớn hơn.

Chúng ta sẽ sử dụng công thức cho phép vẽ hình sao (star polygon) với ký hiệu \(\{n/k\}\), trong đó \(n\) là số đỉnh và \(k\) là khoảng cách giữa các đỉnh khi nối. Đối với ngôi sao 5 cánh, chúng ta thường vẽ nó như một hình sao \(\{5/2\}\).

Góc xoay bên ngoài để tạo thành hình sao 5 cánh được tính bằng:

Góc xoay = \( 180 – (\frac{180 \times (5 – 2)}{5}) \) (Góc ngoài của ngũ giác đều)
Góc xoay = \( 180 – 108 \) = \( 72 \) độ (Đây là góc xoay để vẽ ngũ giác đều)

Để vẽ ngôi sao 5 cánh, chúng ta cần xoay một góc khác. Góc xoay cho mỗi lần vẽ cạnh và “nhảy” qua đỉnh là:

Góc xoay cho ngôi sao 5 cánh = \( \frac{360}{5} \times 2 \) (Đây là một cách hiểu, thực tế hơn là góc bên ngoài của hình tạo bởi việc nối các đỉnh của đa giác đều 10 cạnh)

Cách chính xác hơn để vẽ ngôi sao 5 cánh là vẽ một cạnh, sau đó xoay một góc, lặp lại 5 lần. Góc xoay bên ngoài cho một ngôi sao 5 cánh là:

Góc xoay = \( 144 \) độ.

Tại sao lại là 144 độ?
Tổng số góc xoay khi hoàn thành một vòng tròn là 360 độ. Để vẽ 5 đỉnh của ngôi sao, chúng ta cần 5 lần xoay. Mỗi lần xoay sẽ “nhảy” qua một đỉnh.
Góc xoay bên trong của mỗi “giao điểm” bên ngoài ngôi sao là 36 độ. Góc nhìn từ tâm ra các đỉnh là 72 độ.

Để vẽ được ngôi sao 5 cánh, chúng ta sẽ đi theo quy trình: vẽ một đoạn thẳng, sau đó xoay một góc lớn hơn 90 độ để “vượt” qua đỉnh tiếp theo.

Góc xoay chính xác là \( 144 \) độ.
Chúng ta có thể tính nó bằng công thức \( 180 \times \frac{(n-4)}{n} \) cho ngôi sao n cánh, hoặc bằng cách hiểu rằng tổng các góc xoay bên ngoài là \( 360 \times 2 = 720 \) độ cho 5 cạnh (khi vẽ hình sao {5/2}). Vậy mỗi góc xoay là \( 720 / 5 = 144 \) độ.

Bước 4: Lập trình trên Scratch

Bây giờ, chúng ta sẽ bắt đầu lập trình.

1. Chọn Bút vẽ (Pen):
* Nhấn vào biểu tượng “Add Extension” (Thêm tiện ích mở rộng) ở góc dưới bên trái màn hình.
* Chọn “Pen” (Bút vẽ).
* Bây giờ, các khối lệnh về Bút vẽ sẽ xuất hiện trong danh sách các khối lệnh.

2. Chuẩn bị ban đầu:
* Kéo khối lệnh \(when green flag clicked\) (khi bấm vào lá cờ xanh) từ nhóm “Events” (Sự kiện).
* Kéo khối lệnh \(erase all\) (xóa hết) từ nhóm “Pen” (Bút vẽ). Điều này đảm bảo mỗi lần chạy chương trình, màn hình vẽ sẽ được xóa sạch.
* Kéo khối lệnh \(pen down\) (bút hạ) từ nhóm “Pen” (Bút vẽ). Điều này cho phép chú mèo bắt đầu vẽ.
* Kéo khối lệnh \(go to x: (0) y: (0)\) (di chuyển tới x: 0 y: 0) từ nhóm “Motion” (Chuyển động). Chúng ta sẽ bắt đầu vẽ từ tâm màn hình.
* Kéo khối lệnh \(set pen color to\) (đặt màu bút thành) và chọn một màu sắc tùy thích (ví dụ: màu xanh).
* Kéo khối lệnh \(set pen size to\) (đặt cỡ bút thành) và đặt giá trị, ví dụ \(3\).

3. Thiết lập lặp lại để vẽ 5 cạnh:
* Kéo khối lệnh \(repeat (10)\) (lặp lại 10 lần) từ nhóm “Control” (Điều khiển).
* Lưu ý: Ban đầu chúng ta có thể nghĩ là lặp lại 5 lần cho 5 cạnh. Tuy nhiên, để vẽ được hình sao 5 cánh, chúng ta cần một chiến lược khác. Chúng ta sẽ lặp lại 5 lần cho việc vẽ một cạnh và xoay, nhưng số lần lặp trong khối lệnh \(repeat\) sẽ là 5.

* Kéo khối lệnh \(repeat (5)\) (lặp lại 5 lần) từ nhóm “Control”.

4. Vẽ một cạnh và xoay:
* Bên trong khối \(repeat (5)\), kéo khối lệnh \(move (100) steps\) (di chuyển 100 bước) từ nhóm “Motion” (Chuyển động). Đây sẽ là độ dài của một cạnh ngôi sao. Các em có thể thay đổi giá trị này để ngôi sao to hay nhỏ hơn.
* Sau khi di chuyển, chúng ta cần xoay. Kéo khối lệnh \(turn right (15)\) (xoay phải 15 độ) từ nhóm “Motion”.
* Quan trọng: Thay đổi giá trị \(15\) thành \(144\). Vậy là chúng ta có khối lệnh \(turn right (144)\).

Giải thích góc 144 độ:
Khi vẽ một hình sao 5 cánh, chúng ta đang vẽ các cạnh nối các đỉnh của một hình ngũ giác nhưng “nhảy” qua một đỉnh. Nếu chúng ta nối các đỉnh của một ngũ giác đều, chúng ta sẽ xoay 72 độ (góc ngoài của ngũ giác đều là 360/5 = 72 độ). Nhưng với ngôi sao, chúng ta cần xoay một góc lớn hơn.
Mỗi lần vẽ một cạnh của ngôi sao 5 cánh, chúng ta sẽ tiến tới, sau đó xoay một góc. Góc này tương ứng với góc ngoài khi ta vẽ một đa giác đều 10 cạnh, và lấy hai đỉnh cách nhau một đỉnh.
Cụ thể hơn, góc của mỗi đỉnh “nhọn” bên ngoài ngôi sao là \( 36 \) độ. Tổng các góc trong của một hình sao 5 cánh là \( (5-2) \times 180 = 540 \) độ. Tuy nhiên, đây là tổng các góc của hình đa giác lồi.
Đối với hình sao, tổng các góc ở đỉnh nhọn là \( (n-4) \times 180 \) độ cho ngôi sao n cánh. Với ngôi sao 5 cánh, tổng góc là \( (5-4) \times 180 = 180 \) độ. Mỗi đỉnh nhọn có góc là \( 180 / 5 = 36 \) độ.
Góc xoay bên ngoài để tạo nên ngôi sao là \( 180 – 36 = 144 \) độ.

Vậy, chuỗi lệnh bên trong \(repeat (5)\) sẽ là:
* \(move (100) steps\)
* \(turn right (144)\)

5. Kết thúc chương trình:
* Kéo khối lệnh \(pen up\) (bút nhấc lên) từ nhóm “Pen” (Bút vẽ) để chú mèo dừng vẽ sau khi hoàn thành.
* Các em có thể thêm khối lệnh \(stop all\) (dừng tất cả) từ nhóm “Control” để chương trình kết thúc hoàn toàn.

Cấu trúc mã lệnh hoàn chỉnh sẽ trông như sau:

scratch
when green flag clicked
erase all
go to x: (0) y: (0)
set pen color to [color]
set pen size to [3]
pen down
repeat (5)
move (100) steps
turn right (144)
pen up
stop all

Bước 5: Chạy thử và kiểm tra

* Nhấn vào lá cờ xanh để chạy chương trình.
* Quan sát kết quả trên sân khấu. Nếu mọi thứ chính xác, các em sẽ thấy một ngôi sao 5 cánh tuyệt đẹp được vẽ ra.
* Nếu ngôi sao không được vẽ đúng, hãy kiểm tra lại các giá trị số trong khối lệnh, đặc biệt là số \(100\) cho \(move\) và \(144\) cho \(turn right\).

Các điều chỉnh thêm (Nâng cao):

* Thay đổi kích thước ngôi sao: Thay đổi giá trị trong khối \(move (100) steps\). Số lớn hơn sẽ cho ngôi sao to hơn, số nhỏ hơn sẽ cho ngôi sao nhỏ hơn.
* Thay đổi màu sắc ngôi sao: Nhấn vào ô màu trong khối \(set pen color to\) và chọn màu mong muốn.
* Thay đổi độ dày nét vẽ: Thay đổi giá trị trong khối \(set pen size to\).
* Vẽ nhiều ngôi sao: Các em có thể tạo ra một hàm (my block) để vẽ ngôi sao và gọi hàm đó nhiều lần, mỗi lần di chuyển đến một vị trí khác hoặc thay đổi góc xoay một chút để tạo ra các ngôi sao khác nhau.

Vậy là chúng ta đã hoàn thành bài tập vẽ ngôi sao 5 cánh bằng Scratch. Các em thấy đấy, với Scratch, chúng ta có thể biến những ý tưởng sáng tạo thành hiện thực một cách dễ dàng và thú vị. Bài tập này đã giúp các em làm quen với việc sử dụng các khối lệnh lặp, các phép biến đổi hình học và một chút tính toán toán học để tạo ra một hình vẽ phức tạp.

Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé! Chúc các em học tốt!