2026全国青科赛：校园五子棋人机对战解析

赛事锚点：全国青少年科技教育成果展示大赛（编程梦想家·图形化编程赛项）

题型：原创图形化项目题（五子棋人机对战）｜ 适配：图形化编程入门到进阶

引言

全国青少年科技教育成果展示大赛（简称"青科赛"）由中国下一代教育基金会主办，是教育部公布的面向中小学生的全国性竞赛活动之一。其中的「编程梦想家」专项赛明确设有图形化编程赛项，评分以"步骤完整度 + 实际运行效果"为准，非常看重作品的趣味性、逻辑性与原创性。

今天我们就以一道贴合该赛项的原创图形化真题为例，拆解如何用图形化积木从零做出一个能人机对战的五子棋小游戏：玩家执黑先手，电脑执白自动落子，任意一方率先连成 5 子即获胜。下面从项目目标、核心考点、积木拆解到进阶挑战，一步步讲透。

一、项目目标（题目）

原创图形化项目 「校园五子棋人机对战」，要求实现：

1. 采用 9×9（或进阶到 15×15）棋盘，交叉点为落子位；
2. 玩家执黑先手，点击棋盘落子；电脑执白，按规则自动落子；
3. 任意一方在横、竖、左斜、右斜四个方向率先连成 5 子即获胜；
4. 棋盘下满仍无人连成 5 子，判平局；
5. 提供「重新开始」按钮，可一键重置对局。

二、核心考点

考点	在本项目中的体现
列表	用一维列表 board（长度 81）记录 81 个交叉点的状态：0=空、1=黑、2=白
变量	current（当前落子方）、winner（胜负标志）、turn（回合数）、aiX/aiY（电脑候选落子点）
循环	遍历棋盘做五连判定；遍历候选点评估电脑落子得分
条件	落子合法性（必须是空位）、四方向连子计数、胜负与平局分支
自制积木	画棋盘、生成棋子（克隆体）、判五连、电脑落子、重置棋盘，每个动作封装成一个带参积木
广播	开始游戏 / 玩家落子 / 电脑落子 / 分出胜负 / 重开，解耦各个功能模块

三、解法拆解（积木 + 文字流程）

1. 数据建模

• 建立列表 board，长度 81，全部初始化为 0。
• 新建克隆体角色「棋子」，给它两个私有变量 ：myColor（1 黑 / 2 白）和 myIndex（所在交叉点序号 0~80）。
• 交叉点序号换算：第 r 行第 c 列 → index = r * 9 + c。

2. 玩家落子流程

当舞台被点击时：

1. 用鼠标坐标计算出「最近的交叉点」对应的 index；
2. 条件判断 ：如果 board[index] = 0（该点为空）才允许落子，否则忽略点击；
3. 把 board[index] 设为 1，生成一枚黑色棋子克隆体，广播 玩家落子；
4. 调用"判五连"积木，若黑方连成 5 子 → 广播 分出胜负，winner = 1。

3. 五连判定（重点）

思路：以刚落下的棋子为中心，向横、竖、主对角、副对角四个方向各延伸统计同色连续数，任一方向达到 5 即胜。下面给出对应的 Python 伪代码，逻辑可直接映射到图形化积木：

# board: 长度 81 的一维列表，0空 1黑 2白
# 方向：横(1,0) 竖(0,1) 主对角(1,1) 副对角(1,-1)
DIRS = [(1, 0), (0, 1), (1, 1), (1, -1)]

def check_win(board, index, color):
    r, c = index // 9, index % 9
    for dr, dc in DIRS:
        cnt = 1                      # 含当前落子
        # 正方向延伸
        nr, nc = r + dr, c + dc
        while 0 <= nr < 9 and 0 <= nc < 9 and board[nr * 9 + nc] == color:
            cnt += 1
            nr += dr
            nc += dc
        # 反方向延伸
        nr, nc = r - dr, c - dc
        while 0 <= nr < 9 and 0 <= nc < 9 and board[nr * 9 + nc] == color:
            cnt += 1
            nr -= dr
            nc -= dc
        if cnt >= 5:
            return True
    return False

4. 电脑 AI（三档策略）

电脑落子不靠随机，而是按优先级决策，难度可随进阶逐步提升：

1. 第一优先（进攻）：遍历所有空位，若存在某点落白后能连成 5 → 直接落在该点；
2. 第二优先（防守）：遍历所有空位，若玩家在该点落黑后能连成 5 → 堵截该点；
3. 第三优先（ heuristic 评分）：在已有棋子周围 8 邻域里，对每个候选空位打分------越靠近中心、相邻同色越多得分越高，选最高分点落子。

对应评分逻辑的 Python 伪代码：

def ai_move(board):
    # 1) 自己能赢直接赢
    for i in empties(board):
        board[i] = 2
        if check_win(board, i, 2):
            return i
        board[i] = 0
    # 2) 否则堵玩家
    for i in empties(board):
        board[i] = 1
        if check_win(board, i, 1):
            board[i] = 0
            return i
        board[i] = 0
    # 3) 否则选评分最高的邻域点
    best, best_score = None, -1
    for i in neighbor_empties(board):
        s = score_point(board, i, 2)      # 中心权重 + 连子数
        if s > best_score:
            best, best_score = i, s
    return best

5. 重置对局

收到 重开 广播时：把 board 全部填回 0，删除舞台上所有「棋子」克隆体，把 current 设回玩家、winner 设回 0，回到黑方先手。

四、运行效果

• 打开程序，棋盘居中显示，提示"轮到你（黑方）"；
• 玩家点击交叉点落下黑子，电脑几乎瞬间落下一枚白子；
• 一旦任意一方连成 5 子，屏幕中央弹出"黑方获胜 / 白方获胜"，并高亮获胜的五连；
• 点击「重新开始」，棋盘清空，进入下一局；
• 棋盘下满无五连时，提示"平局"。

五、进阶挑战

1. 升级 AI：引入更完整的评分函数（活四 > 冲四 > 活三 > 活二），让电脑学会"既要进攻也要防守"；
2. 悔棋功能：用历史列表记录每一步落子，支持玩家回退一步再走；
3. 模式切换：增加"人机对战 / 双人对战"开关，满足不同练习场景；
4. 禁手规则：为黑方加入"禁三三、禁四四、禁长连"规则，更贴近正规比赛；
5. 棋盘扩容：把 9×9 升级到 15×15，并优化棋子渲染与判定性能。

六、小结与互动

这道题把列表存状态、变量记局面、循环做判定、条件分支、自制积木封装、广播解耦六大图形化核心考点串成了一条完整的项目线，正好对应青科赛编程梦想家图形化赛项"看运行、看逻辑"的评分取向。建议同学们先在 9×9 小棋盘把流程跑通，再逐步加 AI 与进阶功能。

👉 你最喜欢用五子棋练哪一个考点？或者你还想看哪种图形化真题拆解（接水果、闯关、答题......）？欢迎在评论区留言，下一篇就写它！

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本文为原创图形化项目解析，非真实赛题原文，仅供练习参考。

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