Arabic:أساسيات البرمجة

مقدمة

مرحبًا بك في عالم البرمجة! في هذا المقرر ستتعلم كيف تعطي الحاسوب تعليمات واضحة، وكيف تحوّل فكرة بسيطة إلى حركة أو قصة أو لعبة. لن نبدأ بكتابة أسطر طويلة من الرموز، بل سنستخدم أمثلة من البرمجة المرئية تشبه قطع الأحجية: تجمع الكتل بالترتيب الصحيح، ثم تشاهد ما يفعله البرنامج.

البرمجة ليست حفظ أوامر فقط. إنها طريقة منظمة لحل المشكلات. عندما تفكر في خطوات إعداد حقيبتك للمدرسة، أو في قواعد لعبة، أو في كيفية وصول شخصية إلى نهاية متاهة، فأنت تستخدم أفكارًا قريبة من الخوارزميات.

مثال على بيئة برمجة مرئية تعتمد على الكتل

شاهد هذا الفيديو العربي للتعرّف إلى فكرة البرمجة المرئية وبناء مشروع بسيط باستخدام سكراتش:

تحميل الفيديو

يوتيوب

قد يقوم يوتيوب بجمع البيانات الشخصية. سياسة الخصوصية

استمرار تجاهل

ما الذي تحتاجه قبل البدء؟ تحتاج إلى معرفة أساسية بالقراءة والحساب، والقدرة على اتباع تعليمات قصيرة. لا تحتاج إلى خبرة سابقة في البرمجة.

أهداف التعلم

بعد إكمال هذا المقرر، ستكون قادرًا على:

1. شرح معنى البرنامج والخوارزمية بلغة بسيطة.
2. ترتيب الأوامر في تسلسل منطقي للحصول على نتيجة صحيحة.
3. استخدام التكرار لتجنب إعادة التعليمات نفسها مرات كثيرة.
4. استخدام الشروط لاتخاذ قرار داخل البرنامج.
5. استخدام المتغيرات لحفظ معلومات تتغير مثل النقاط أو الوقت.
6. تصميم خوارزمية بسيطة للعبة أو رسم متحرك أو مسار داخل متاهة.
7. تطبيق التفكير الحاسوبي من خلال تفكيك المشكلة والبحث عن الأنماط والتركيز على المهم وبناء خطوات للحل.
8. اختبار مشروع برمجي واكتشاف الأخطاء وتحسينه.

ما البرمجة؟

البرنامج مجموعة تعليمات ينفذها الحاسوب. الحاسوب سريع، لكنه لا يخمّن ما تقصده. إذا كانت تعليماتك ناقصة أو بترتيب غير مناسب فقد تحصل على نتيجة مختلفة عما تتوقع. لذلك يهتم المبرمج بأن تكون التعليمات واضحة ومحددة.

في البرمجة المرئية تُعرض الأوامر على شكل كتل ملونة. قد تعني كتلة ما «تحرك عشر خطوات»، وقد تعني أخرى «انتظر ثانية»، أو «إذا لمست الحافة فاستدر». عندما تصل الكتل ببعضها فإنك تبني برنامجًا.

مثال يومي: تخيل روبوتًا يريد فتح باب. إذا قلت له «ادخل الغرفة» من دون أن تطلب منه الاقتراب من الباب وفتحه، فقد لا يعرف ما العمل. الخوارزمية الجيدة تذكر الخطوات المهمة بالترتيب المناسب.

حتى البرنامج القصير يمكن تمثيله بكتل سهلة التركيب

تحدي سريع: تخيل ثلاث كتل: «تقدم»، «قل مرحبًا»، «استدر». جرّب تغيير ترتيبها في ذهنك. هل تبقى النتيجة نفسها؟ غالبًا لا، وهذا يقودنا إلى فكرة التسلسل.

التسلسل: خطوة بعد خطوة

التسلسل يعني تنفيذ التعليمات بترتيب محدد. يشبه ذلك وصفة بسيطة: أحضر الكوب، ثم اسكب الماء، ثم ضع العصير. إذا بدلت الخطوات فقد يتغير الناتج.

في لعبة مرئية قد يكون التسلسل هكذا: ابدأ عند الضغط على العلم، تحرك إلى اليمين، شغّل صوتًا، ثم غيّر المظهر. كل خطوة تعتمد على ما حدث قبلها.

نشاط برمجي بصري: رقصة الروبوت

1. اختر أربع حركات آمنة يمكن تمثيلها بكتل مثل تحرك واستدر وصفق وتوقف.
2. رتبها لصنع رقصة قصيرة.
3. بدّل مكان حركتين فقط، ثم توقع كيف ستتغير الرقصة.
4. اختبر توقعك في بيئة برمجة مرئية إن كانت متاحة.

من الأخطاء الشائعة الاعتقاد أن وجود جميع الأوامر يكفي. لكن ترتيب الأوامر جزء من الحل. الأمر «ارسم خطًا» قبل «أنزل القلم» قد يعطي نتيجة مختلفة عن تنفيذه بعده.

التكرار: افعلها مرة أخرى

أحيانًا نريد تنفيذ الفعل نفسه عدة مرات. بدل أن نضع عشر كتل متطابقة، نستخدم حلقة تكرار. التكرار يجعل البرنامج أقصر وأسهل في القراءة والتعديل.

مثال: إذا أردت أن تتحرك الشخصية خمس خطوات متساوية، يمكنك وضع أمر الحركة داخل كتلة «كرر خمس مرات». وإذا أردت أن تستمر الموسيقى ما دامت اللعبة تعمل فقد تستخدم تكرارًا مستمرًا، مع الانتباه إلى وجود طريقة مناسبة لإيقاف المشروع.

المخطط الانسيابي يوضح كيف تعود التعليمات إلى نقطة سابقة أثناء التكرار

مثال مرئي على وضع أوامر داخل حلقة تكرار

لعبة نمط الألوان: تخيل أن الشخصية تغيّر لونها ثم تتحرك ثم تعيد الخطوتين. إذا كررنا هذا النمط أربع مرات فسنحصل على حركة منتظمة. ابحث دائمًا عن جزء يتكرر؛ فقد يكون مرشحًا لوضعه داخل حلقة.

التكرار لا يعني أن كل شيء يجب أن يعاد. إذا وضعت أمر «ابدأ اللعبة» داخل الحلقة دون حاجة، فقد يتكرر بدء اللعبة بطريقة غير مرغوبة. اسأل نفسك: ما الجزء الذي أحتاج إلى تكراره فعلًا؟

الشروط: عندما يقرر البرنامج

الشرط يسمح للبرنامج باختيار فعل بحسب حالة معينة. الصيغة البسيطة هي: إذا تحقق الشرط، فنفذ الفعل.

في لعبة متاهة يمكن أن نقول: إذا لمست الشخصية الجدار، فارجع خطوة. وفي لعبة جمع النجوم: إذا لمست الشخصية نجمة، فزد النقاط. وقد نستخدم «إذا... وإلا» عندما نحتاج إلى اختيار بين مسارين.

الشرط يقسم مسار البرنامج بحسب تحقق الحالة أو عدم تحققها

مثال على استخدام شرط داخل برنامج مرئي

لعبة البوابة: تخيل بابًا لا يفتح إلا إذا كان مع الشخصية مفتاح. السؤال «هل معك المفتاح؟» هو الشرط. إذا كانت الإجابة نعم يفتح الباب، وإلا تبقى الشخصية أمامه. بهذه الفكرة يمكن بناء ألعاب فيها قرارات ومراحل.

الشرط لا «يتوقع» المستقبل؛ هو يفحص حالة في لحظة التنفيذ. إذا كان الشرط مكتوبًا بطريقة غير دقيقة فقد يعمل البرنامج في وقت غير مناسب.

المتغيرات: ذاكرة صغيرة داخل البرنامج

المتغير مكان نسميه باسم واضح ونضع فيه قيمة يمكن أن تتغير أثناء تشغيل البرنامج. يمكن أن يحمل عدد النقاط أو عدد المحاولات أو الوقت المتبقي.

في لعبة جمع النجوم قد يبدأ المتغير «النقاط» بالقيمة صفر. كلما جمعت الشخصية نجمة نزيد النقاط بمقدار واحد. وعند الوصول إلى عدد معين يمكن لشرط أن يعلن الفوز.

المتغير يساعد البرنامج على حفظ قيمة وتغييرها أثناء التنفيذ

نشاط عداد النقاط: صمم على الورق ثلاث كتل: «اجعل النقاط صفرًا»، «زد النقاط واحدًا»، «اعرض النقاط». فكر أين يجب وضع كل كتلة. إذا وضعت «اجعل النقاط صفرًا» داخل حلقة مستمرة، فماذا سيحدث؟ ستعود النقاط إلى الصفر مرارًا، وهذا خطأ شائع.

اسم المتغير الجيد يساعدك على فهم البرنامج. «النقاط» أوضح من اسم غامض مثل «س». في المشاريع الصغيرة قد يبدو الاسم غير مهم، لكنه يصبح مفيدًا جدًا عندما تكبر اللعبة.

الخوارزميات والتفكير الحاسوبي

الخوارزمية سلسلة محددة من الخطوات لحل مشكلة أو إنجاز مهمة. يمكن كتابة الخوارزمية بالكلمات، أو رسمها كمخطط، أو تمثيلها بكتل برمجية.

عندما تواجه مشكلة كبيرة، استخدم التفكير الحاسوبي عبر أربع أفكار مفيدة:

1. تفكيك المشكلة: قسمها إلى أجزاء أصغر. في لعبة متاهة قد تفصل الحركة عن حساب النقاط وعن الوصول إلى النهاية.
2. التعرّف إلى الأنماط: ابحث عن أشياء تتكرر. إذا كانت الحركة نفسها تتكرر، فقد تحتاج إلى حلقة.
3. التجريد: ركز على المعلومات المهمة واترك التفاصيل التي لا تؤثر في الحل. لون الخلفية قد لا يكون مهمًا لخوارزمية حساب النقاط.
4. بناء الخوارزمية: رتب خطوات واضحة يمكن اختبارها وتنفيذها.

يجمع البرنامج المرئي بين عدة أفكار لبناء خوارزمية كاملة

لغز المتاهة: ارسم شبكة صغيرة فيها نقطة بداية ونهاية وعائقان. اكتب خوارزمية من كلمات مثل «تقدم» و«استدر يمينًا» و«استدر يسارًا». ثم أعط الخوارزمية لزميل ينفذها حرفيًا. إذا وصل إلى مكان خطأ، فلا تلُم المنفذ؛ راجع الخطوات نفسها.

قد توجد أكثر من خوارزمية صحيحة للمشكلة نفسها. عند المقارنة نسأل: أيها أوضح؟ أيها أقصر؟ أيها أسهل في التعديل؟ ليس الهدف دائمًا الوصول إلى أقصر برنامج، بل إلى حل صحيح ومفهوم ومناسب للمهمة.

من الفكرة إلى لعبة أو رسم متحرك

لنجمّع المفاهيم في مشروع صغير: لعبة «التقط الكنز».

1. التسلسل: عند بدء اللعبة ضع الشخصية في مكان البداية ثم صفّر النقاط.
2. التكرار: كرر حركة الكنز أو تغيير مظهره خلال اللعب.
3. الشرط: إذا لمست الشخصية الكنز فشغّل صوتًا وانقل الكنز إلى مكان آخر.
4. المتغير: زد «النقاط» كلما تم جمع كنز.
5. الخوارزمية: خطط للقواعد قبل تركيب الكتل.

يمكنك تحويل الفكرة نفسها إلى رسم متحرك: بدّل الكنز بشخصية تتحدث، واستخدم التكرار لتغيير الأزياء، والشروط للاستجابة إلى ضغط مفتاح، والمتغير لحساب عدد المشاهد أو الاختيارات.

هذا الفيديو العربي يعرض بناء مشاريع برمجية للمبتدئين ويشرح التكرار والمتغيرات ضمن أمثلة باستخدام سكراتش:

تحميل الفيديو

يوتيوب

قد يقوم يوتيوب بجمع البيانات الشخصية. سياسة الخصوصية

استمرار تجاهل

الاختبار والتصحيح

المبرمجون يختبرون برامجهم باستمرار. عندما لا يعمل المشروع كما تتوقع، فهذه فرصة للبحث عن السبب. يسمى العثور على الخطأ وإصلاحه التصحيح.

جرّب هذه الطريقة البسيطة:

1. صف ما كنت تتوقع أن يحدث.
2. صف ما حدث فعلًا.
3. اختبر جزءًا صغيرًا من البرنامج بدل تشغيل كل شيء دفعة واحدة.
4. افحص ترتيب الكتل وقيم المتغيرات والشروط وحدود التكرار.
5. عدّل شيئًا واحدًا ثم أعد الاختبار.

لا تغيّر عشر كتل في وقت واحد، لأنك عندها قد لا تعرف أي تغيير أصلح المشكلة. التفكير الهادئ خطوة خطوة يجعل التصحيح أسهل.

مهام تفاعلية

اختبار: اختبر معرفتك

ما المقصود بالتسلسل في البرنامج؟ (تنفيذ التعليمات بترتيب محدد) (!تكرار جميع التعليمات إلى الأبد) (!حفظ النقاط داخل متغير) (!اختيار صورة للخلفية)

متى يكون استخدام حلقة التكرار مفيدًا؟ (عندما نحتاج إلى إعادة مجموعة تعليمات) (!عندما نريد حذف جميع الأوامر) (!عندما نريد تغيير اسم المشروع فقط) (!عندما لا توجد أي خطوة متكررة)

ما وظيفة الشرط في البرنامج؟ (اتخاذ قرار بحسب حالة محددة) (!زيادة سرعة الحاسوب دائمًا) (!حفظ كل الصور تلقائيًا) (!تغيير لغة البرنامج)

أي مثال يناسب استخدام متغير؟ (حفظ عدد النقاط في لعبة) (!رسم سهم على ورقة) (!اختيار لون ثابت للجدار) (!ترتيب الكتب على رف)

ما الخوارزمية؟ (خطوات محددة لحل مشكلة أو إنجاز مهمة) (!صورة لا تحتوي على تعليمات) (!اسم لشخصية في لعبة) (!جهاز يستخدم للكتابة فقط)

أي فكرة من التفكير الحاسوبي تعني تقسيم المشكلة إلى أجزاء أصغر؟ (تفكيك المشكلة) (!تغيير الخلفية) (!مضاعفة الصوت) (!حذف النتيجة)

إذا أردت أن تفتح بوابة فقط عندما تحمل الشخصية مفتاحًا، فما الفكرة الأنسب؟ (استخدام شرط) (!استخدام صورة ثابتة فقط) (!حذف المتغيرات) (!تكرار البداية بلا توقف)

لماذا نختبر البرنامج بعد تعديله؟ (للتأكد من أن التغيير يعمل كما نريد) (!لزيادة عدد الكتل بلا حاجة) (!لإخفاء جميع الأخطاء من الشاشة) (!لمنع البرنامج من العمل)

ما الخطأ المحتمل إذا جعلنا النقاط تساوي صفرًا داخل تكرار مستمر؟ (قد تعود النقاط إلى الصفر مرارًا) (!ستتحول النقاط إلى صورة) (!سيصبح الشرط حلقة تكرار) (!ستختفي جميع الشخصيات دائمًا)

ماذا يعني التعرّف إلى الأنماط في التفكير الحاسوبي؟ (ملاحظة الأجزاء المتشابهة أو المتكررة) (!اختيار أصعب حل ممكن) (!كتابة تعليمات بلا ترتيب) (!منع اختبار البرنامج)

لعبة الذاكرة

التسلسل	تنفيذ التعليمات بالترتيب
التكرار	إعادة مجموعة من الأوامر
الشرط	قرار يعتمد على حالة
المتغير	مكان لحفظ قيمة قابلة للتغيير
الخوارزمية	خطوات واضحة لإنجاز مهمة
التصحيح	العثور على الخطأ وإصلاحه
التفكيك	تقسيم المشكلة إلى أجزاء أصغر
النمط	شيء متشابه أو متكرر يمكن ملاحظته

السحب والإفلات

صِل المصطلح بالشرح الصحيح.	الفكرة
تسلسل الأوامر	نفذ الخطوة الأولى ثم الثانية ثم الثالثة
حلقة تكرار	أعد الحركة نفسها عدة مرات
تعليمة شرطية	افحص حالة ثم اختر ما يجب فعله
عداد النقاط	غيّر قيمة محفوظة كلما نجح اللاعب
تفكيك المشكلة	قسم المهمة الكبيرة إلى مهام أصغر
اختبار البرنامج	شغّل المشروع وقارن النتيجة بما توقعت
تصحيح الخطأ	حدد سبب المشكلة وعدل جزءًا مناسبًا

كلمات متقاطعة

خوارزمية	ما اسم سلسلة الخطوات الواضحة التي تنجز مهمة؟
تسلسل	ما اسم تنفيذ التعليمات بترتيب محدد؟
تكرار	ما اسم إعادة مجموعة من الأوامر أكثر من مرة؟
شرطية	ما صفة التعليمة التي تختار فعلًا بحسب تحقق حالة؟
متغير	ما اسم المكان الذي يحفظ قيمة يمكن أن تتغير أثناء التشغيل؟
تصحيح	ما اسم عملية العثور على الأخطاء البرمجية وإصلاحها؟

مهام مفتوحة

سهل

1. رقصة روبوت: ارسم أربع كتل حركة على بطاقات ورقية، ورتبها لصنع تسلسل رقصة، ثم بدّل ترتيب كتلتين واشرح أثر التغيير.
2. متاهة ورقية: ارسم متاهة صغيرة واكتب خوارزمية من أوامر حركة تصل من البداية إلى النهاية، ثم اطلب من زميل تنفيذها حرفيًا.
3. اكتشاف التكرار: اختر نشاطًا يوميًا مثل التصفيق بنمط أو ترتيب أقلام، وحدد الجزء المتكرر ومثله كحلقة تكرار بسيطة.
4. عداد بسيط: صمم على الورق متغيرًا باسم النقاط، واكتب متى يبدأ من الصفر ومتى يزيد في لعبة تخيلية.

متوسط

1. قصة تفاعلية: أنشئ قصة قصيرة ببرمجة مرئية تحتوي على تسلسل واضح، وتكرار لحركة أو مظهر، وشرط يستجيب إلى مفتاح أو نقرة.
2. لعبة جمع النجوم: صمم لعبة صغيرة فيها متغير للنقاط وشرط يزيد النقاط عند لمس عنصر، ثم اختبر ثلاث حالات مختلفة وسجل النتائج.
3. مقارنة خوارزميتين: اكتب طريقتين مختلفتين لعبور متاهة واحدة، وقارن بينهما من حيث الوضوح وعدد الخطوات وسهولة التعديل.
4. فيديو شرح قصير: سجّل فيديو قصيرًا من دون معلومات شخصية يشرح لزملائك الفرق بين التسلسل والتكرار باستخدام مثال من صنعك.

متقدم

1. لعبة قرار متعددة المراحل: صمم لعبة فيها شرطان على الأقل ومتغيران، مثل النقاط والوقت، ثم اشرح كيف تتعاون الشروط والمتغيرات لتحديد الفوز.
2. مشروع تصحيح أخطاء: أنشئ برنامجًا مرئيًا صغيرًا ثم أدخل فيه ثلاثة أخطاء مقصودة في الترتيب أو الشرط أو المتغير، واطلب من زميل اكتشافها وشرح طريقة إصلاحها.
3. مقابلة مع مبرمج: أجر مقابلة قصيرة مع معلم أو مبرمج أو طالب أكبر حول طريقة حل المشكلات في البرمجة، وسجل الأفكار من دون نشر بيانات شخصية.
4. تحدي التفكير الحاسوبي: اختر مشكلة مدرسية بسيطة مثل تنظيم استعارة الكتب، ثم فككها وابحث عن الأنماط وحدد المعلومات المهمة واكتب خوارزمية مقترحة للحل.

مجالات تعلم مرتبطة

أساسيات البرمجة البرمجة المرئية الخوارزميات التفكير الحاسوبي علوم الحاسوب الرياضيات والمنطق تصميم الألعاب التعليمية

ترتبط البرمجة بالرياضيات لأنها تستخدم الأنماط والمنطق، وباللغة لأنها تحتاج إلى تعليمات واضحة، وبالفنون عند تصميم الشخصيات والرسوم المتحركة، وبالعلوم عند بناء نماذج ومحاكاة بسيطة. وكلما تقدمت يمكنك الانتقال من الكتل المرئية إلى لغات نصية مع الاحتفاظ بالأفكار نفسها: التسلسل والتكرار والشروط والمتغيرات والخوارزميات.

مسرد

المصطلح	المعنى
البرمجة	إنشاء تعليمات تجعل الحاسوب ينفذ مهمة.
البرنامج	مجموعة تعليمات منظمة ينفذها الحاسوب.
التسلسل	تنفيذ الأوامر بترتيب محدد.
التكرار	إعادة مجموعة من التعليمات مرات متعددة.
الشرط	اختبار حالة لاختيار الفعل المناسب.
المتغير	مكان مسمى لحفظ قيمة يمكن أن تتغير.
الخوارزمية	خطوات محددة لحل مشكلة أو إنجاز مهمة.
التفكير الحاسوبي	طريقة منظمة لحل المشكلات باستخدام التفكيك والأنماط والتجريد والخوارزميات.
التفكيك	تقسيم المشكلة الكبيرة إلى أجزاء أصغر.
التجريد	التركيز على المعلومات المهمة وترك التفاصيل غير الضرورية للحل.
النمط	تشابه أو تكرار يمكن ملاحظته والاستفادة منه.
التصحيح	العثور على سبب الخطأ في البرنامج ثم إصلاحه.