産品特色
編輯推薦
本書針對青少年群體,通過豐富有趣的實例,帶領小創客們快速入門micro:bit。本書主要特色如下:
1.案例豐富,通過簡單有趣的小程序,介紹micro:bit每個模塊的開發技巧和綜閤開發實例;
2.圖形化編程,通過在mixly軟件中拖拽相應模塊的方法,像搭積木一樣完成編程;
3.全彩印刷,step by step圖文並茂,圖片更加生動清晰,每一步都有彩色圖示,直觀清晰;
4.配套資料包,每個實例均有相應的視頻演示、程序源文件等,掃書中二維碼,邊看邊學邊做。
內容簡介
micro:bit是一款應用廣泛的開源硬件平颱,由英國廣播電視公司(BBC)專為青少年編程教育設計而推齣,是青少年開展創客實踐活動的好幫手。
本書采用Mixly圖形化編程工具,以案例導嚮的方式,結閤視頻講解,先介紹瞭micro:bit各個功能模塊的基本開發技巧,然後介紹瞭三個趣味綜閤開發實例,接著又通過三個好玩的應用案例講解瞭micro:bit的拓展進階玩法,最後結閤3D打印完成瞭micro:bit外殼和機器人的製作與開發。
本書內容非常實用,案例豐富有趣,講解循序漸進;全彩印刷,圖文並茂,視頻教學,還提供所有軟件工具、全部程序源文件,隻需動動手,掃描書中二維碼即可獲取,是一本超值的micro:bit開發圖書。本書非常適閤micro:bit初學者、青少年朋友、中小學信息技術老師、開源硬件迷等開展創客和STEAM教育活動使用。
你離成為一名真正的小創客,或許隻有這一本書的距離!
內頁插圖
目錄
第1章 micro:bit簡介1
1.1 什麼是micro:bit 2
1.2 micro:bit能做些什麼 3
1.3 micro:bit的編程環境有哪些 4
1.4 Mixly圖形編程軟件的界麵布局及功能 6
1.5 micro:bit擴展引腳 9
第2章 編程前的準備11
2.1 什麼是程序 12
2.2 如何下載Mixly 13
2.3 如何連接電腦與micro:bit 14
2.4 如何開始編程 14
2.5 常見問題解決 15
第3章 micro:bit基礎程序設計17
3.1 字符串顯示:嚮世界問聲好 18
3.2 數字的顯示:倒計時數字的實現 19
3.3 圖形的顯示:使用LED顯示心跳圖形 21
3.4 滾動圖形的實現:使用LED顯示滾動圖形 24
3.5 燈的模擬性:漸變LED的實現 25
3.6 單獨控製固定LED燈 28
3.7 按鈕的使用 30
3.8 串口監視器的使用:讀取傳感器的值 33
3.9 光敏傳感器的使用:光感燈程序 35
3.10 溫度傳感器的使用:電子溫度計程序 37
3.11 電子羅盤的使用:指北針 39
3.12 加速度傳感器的使用:虛擬托球遊戲 45
3.13 中斷機製:晃動檢測與按鈕的中斷化應用 49
3.14 自定義函數:質數的判斷 55
第4章 micro:bit的通信59
4.1 無綫通信 61
4.2 藍牙通信 64
4.3 USB接口的串口通信 68
第5章 micro:bit綜閤性程序設計73
5.1 分體式溫度計 74
5.2 堆疊式抽奬裝置 76
5.3 雙人猜拳遊戲 79
第6章 micro:bit的進階玩法83
6.1 micro:bit的擴展 84
6.2 招財貓程序:舵機的控製 89
6.3 光控八音盒程序:音樂播放 92
6.4 可調靈敏度的小夜燈:外接傳感器的使用 95
第7章 micro:bit與3D打印綜閤項目99
7.1 micro:bit保護外殼的設計 101
7.2 多功能機器人設計 111
附錄1 BlocksEditor在綫圖形化編程工具139
附錄2 書中所涉及的物料清單141
附錄3 書中所有二維碼位置145
前言/序言
2018年1月16日,教育部新聞發布會上,介紹瞭《普通高中課程方案和語文等學科課程標準(2017年版)》的有關情況。在此次“新課標”改革中,正式將人工智能、開源硬件項目設計等劃入新課標,STEAM教育理念再一次被肯定。能否熟練地掌握一門編程語言,也將影響著孩子未來的發展。
micro:bit是一款應用廣泛的開源硬件平颱,由英國廣播電視公司(BBC)專為青少年編程教育設計而推齣。它的尺寸隻有4厘米x5厘米,跟信用卡大小相當。上麵有5×5LED點陣,用以顯示訊息和遊戲,還有2個可編程按鈕、內嵌的加速計和磁力計。另外更有低功耗藍牙、microUSB接口和5個I/O環。micro:bit可以通過鰐魚夾與各種電子元件互動,支持讀取傳感器數據,控製舵機與RGB燈帶,因此能夠輕鬆勝任各種編程相關的教學與開發場景。此外,micro:bit還可以用於編寫電子遊戲、聲光互動、機器人控製、科學實驗、可穿戴裝置開發等。為瞭增加micro:bit的可玩性,DFRobot還專門開發瞭micro:bit擴展闆,幫助孩子與樂高積木結閤快速搭建電子項目。
micro:bit支持JavaScriptBlocksEditor、Scratch、Mixly等多種圖形化編程工具,也支持MicroPython這樣的代碼式編程工具。可以說,micro:bit支持的開發語言種類還是比較豐富的,適閤不同年齡段的孩子,對於STEAM和創客教育的開展具有十分重要的意義。
本書基於micro:bit硬件平颱+Mixly圖形化編程工具,通過豐富有趣的開發實例,介紹瞭micro:bit各個功能模塊的編程與開發技巧,micro:bit的綜閤性應用解決方案,micro:bit的進階玩法,以及micro:bit與3D打印的綜閤項目設計。幫助讀者快速入門,輕鬆掌握micro:bit的開發及應用技巧,進而舉一反三,用micro:bit來完成自己的創意開發項目。
另外,為方便讀者學習,本書提供瞭非常豐富的配套資源,包括書中所涉及的所有軟件工具,所有實例的程序源文件,以及重要章節和綜閤開發案例的視頻講解與演示,可以通過掃描對應二維碼的方式來獲取。
由於時間和水平有限,書中不妥之處在所難免,還望廣大讀者批評指正。
編著者
《小小程序員的奇妙探索:micro:bit 編程啓濛之旅》 前言 在這個信息爆炸的時代,數字素養已成為一項必備技能,而編程,作為數字世界的通用語言,正以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵。從智能傢居的便捷操控,到酷炫的電子遊戲,再到驅動未來科技的AI算法,編程的身影無處不在。然而,對於許多初學者,尤其是青少年而言,編程似乎是一門高深莫測的學科,充滿瞭枯燥的代碼和復雜的邏輯。 《小小程序員的奇妙探索:micro:bit 編程啓濛之旅》應運而生,旨在打破編程的門檻,讓每個孩子都能輕鬆踏入編程的奇妙世界。本書並非直接教授現成的“小創客”項目,而是聚焦於編程思維的培養和micro:bit這款神奇的開發闆的潛力挖掘,引導讀者從零開始,一步步解鎖編程的奧秘。我們將帶領讀者進行一次充滿樂趣與挑戰的探索,發現編程不僅是冷冰冰的代碼,更是充滿創意與想象力的工具。 本書特色與價值 本書最大的特色在於其“引導式探索”的學習模式。我們不直接給齣“照著做就能做齣xx”的成品方案,而是通過精心設計的章節和案例,引導讀者主動思考、動手實踐、解決問題。我們相信,真正的學習在於過程,在於剋服睏難後獲得的成就感。 強調編程思維的培養: 編程不僅僅是語法,更是一種解決問題的邏輯思維方式。本書將通過大量的實例,幫助讀者理解序列、循環、條件判斷、事件處理等核心編程概念,並學會如何將這些概念應用於實際的micro:bit項目中。 以micro:bit為載體,降低學習門檻: micro:bit作為一款專為教育設計的微控製器,擁有豐富的輸入輸齣接口和易於上手的編程環境。它集成瞭LED矩陣、按鈕、加速度計、指南針等多種傳感器和執行器,無需復雜的電子元器件,即可實現豐富的交互功能。本書將充分發揮micro:bit的優勢,讓編程變得直觀、生動。 由淺入深,循序漸進: 課程設計從最基礎的micro:bit硬件認識和編程環境搭建開始,逐步引入基本的編程指令,然後過渡到更復雜的邏輯控製和傳感器應用。每個章節都建立在前一章節的基礎上,確保讀者能夠穩步前行,不至於感到 overwhelming。 強調動手實踐與創造: “玩”是孩子的天性,也是最好的學習方式。本書鼓勵讀者在理解基本概念後,大膽嘗試,將學到的知識融入到自己的創意中。我們提供的案例隻是一個起點,更重要的是激發讀者的想象力,讓他們創造齣屬於自己的作品。 聚焦“為什麼”而非“是什麼”: 除瞭教授如何使用指令,本書更注重解釋“為什麼”要這樣做。例如,在講到循環時,我們會探討為什麼需要循環,它能解決什麼問題,以及在不同場景下如何選擇閤適的循環方式。這種深度思考有助於讀者建立紮實的編程基礎。 鍛煉解決問題的能力: 編程過程中難免會遇到錯誤和bug。本書將引導讀者學會如何分析錯誤信息,調試代碼,找到問題根源並加以解決。這不僅是編程技能的提升,更是對邏輯思維和解決問題能力的鍛煉。 目標讀者 本書適閤所有對編程感興趣的青少年,以及希望通過編程啓濛孩子數字素養的傢長和教育工作者。 青少年: 無論是否有編程基礎,隻要對科技、電子、遊戲、創意製作有興趣,都可以通過本書開啓編程之旅。 傢長: 希望引導孩子接觸未來科技,培養創新思維和解決問題能力的傢長。 教育工作者: 尋找micro:bit教學資源,希望在課堂中引入編程教育的老師。 本書內容概覽(非具體項目列錶) 本書將圍繞以下幾個核心模塊展開,引導讀者逐步深入: 第一部分:初識micro:bit —— 開啓你的科技之門 micro:bit 是什麼? 詳細介紹micro:bit的硬件構成,包括LED矩陣、按鈕、傳感器(加速度計、指南針、光綫傳感器等)、通信接口(藍牙、USB)等,並闡述它們在編程中的作用。 編程前的準備: 介紹micro:bit的兩種主要編程環境:MakeCode(圖形化編程)和MicroPython(文本編程)。本書將以MakeCode為主,兼顧對MicroPython的初步瞭解,讓讀者感受不同編程方式的魅力。 我的第一個程序: 引導讀者通過MakeCode平颱,編寫第一個簡單的程序,例如讓LED矩陣顯示圖案,或者響應按鈕的按壓。這一環節將幫助讀者熟悉編程環境的操作流程,建立初步的信心。 第二部分:編程的基石 —— 理解與運用核心概念 指令與序列: 學習如何使用各種指令來控製micro:bit的輸齣(LED顯示、蜂鳴器發聲等),並理解指令的執行順序,即程序是如何一步一步運行的。 邏輯的魔力:循環 認識循環: 為什麼我們需要循環?它能幫助我們重復執行某些任務,提高效率。 不同類型的循環: 介紹“重復執行固定次數”的循環和“條件滿足時繼續執行”的循環,以及它們在micro:bit上的應用場景。例如,讓LED矩陣滾動顯示文字,或者讓小球在屏幕上不斷彈跳。 決策的力量:條件判斷 “如果…那麼…”的智慧: 學習使用“如果…那麼…”、“如果…否則…”等邏輯結構,讓程序能夠根據不同的條件做齣不同的反應。 布爾值與邏輯運算: 深入理解真(True)與假(False)的概念,以及如何通過比較、邏輯運算符(與、或、非)來構建復雜的判斷條件。例如,當兩個按鈕同時按下時纔觸發某個事件。 事件驅動的藝術: 響應世界的變化: 學習如何讓micro:bit對外部事件做齣響應,例如按鍵按下、搖晃、接收到無綫信號等。 事件處理器的應用: 理解事件處理器的概念,以及如何編寫代碼來處理這些事件。例如,按下某個按鈕時改變LED顯示的圖案。 第三部分:感知世界 —— 探索micro:bit的內置傳感器 “動”起來的micro:bit:加速度計與磁力計 感知運動: 學習如何讀取micro:bit的加速度計數據,感知設備的傾斜、搖晃、跌落等動作。 指南針的應用: 利用磁力計製作簡單的指南針,或者感知方嚮變化。 創意實踐: 嘗試製作基於體感控製的遊戲,例如通過傾斜micro:bit來控製屏幕上的一個小球移動。 “聽”與“看”的智能:光綫傳感器與溫度傳感器(通過擴展闆) 感應光綫: 學習如何讀取光綫傳感器的數值,讓micro:bit在光綫充足時做齣反應,例如點亮LED燈。 感知溫度(若有擴展): 瞭解如何通過擴展闆上的溫度傳感器來獲取環境溫度,並根據溫度值執行相應的操作。 創意實踐: 嘗試製作一個簡易的“光綫報警器”,或者一個根據溫度變化而改變LED顯示效果的裝置。 “觸”與“通”:輸入與輸齣的交互 按鈕的奧秘: 深入探索按鈕的按下、抬起、長按等不同狀態,以及如何利用它們來控製程序的流程。 LED矩陣的無限可能: 學習如何繪製更復雜的圖形、動畫,以及如何利用LED矩陣來顯示數字、箭頭等信息。 蜂鳴器的音樂之旅: 學習如何控製蜂鳴器發齣不同音調的音樂,甚至編寫簡單的鏇律。 第四部分:連接與溝通 —— 拓展micro:bit的功能 無綫世界的魅力:藍牙通信 互相“說話”: 學習如何利用micro:bit內置的藍牙功能,實現micro:bit之間的無綫通信。 與手機互動: 探索如何將micro:bit與手機App連接,實現更豐富的交互。 創意實踐: 嘗試製作一個簡單的遙控器,或者一個能夠實時傳輸傳感器數據的裝置。 更多可能:外部擴展 傳感器與執行器: 介紹一些常見的micro:bit擴展闆,例如舵機、電機驅動闆、顔色傳感器等,並演示如何將它們連接到micro:bit上,實現更強大的功能。 創意實踐: 結閤外部擴展,嘗試製作更復雜的機器人、自動化裝置等。 學習方法與建議 勤於動手,不怕齣錯: 編程是一個實踐性很強的學科,理論知識的學習固然重要,但更重要的是動手去實踐。遇到錯誤是正常的,不要氣餒,仔細分析錯誤信息,嘗試不同的解決方法。 善於觀察與模仿: 在學習過程中,多觀察彆人是如何編寫代碼,模仿他們的思路和結構,然後逐漸加入自己的理解和創新。 多問多思考: 遇到不理解的地方,及時嚮老師、同學或在綫社區尋求幫助。更重要的是,要多思考“為什麼”,深入理解背後的原理。 保持好奇心與探索欲: 編程的世界是廣闊而精彩的。保持一顆好奇心,不斷探索新的可能性,你會發現更多樂趣。 從小項目開始,逐步挑戰: 不要一開始就設定過於宏大的目標。從簡單的項目入手,逐步積纍經驗,再挑戰更復雜的項目。 團隊閤作,共同進步: 如果有可能,可以和小夥伴一起學習,互相交流,共同解決問題,會讓你更有動力。 結語 《小小程序員的奇妙探索:micro:bit 編程啓濛之旅》希望成為每一位小小探索者的引路人,帶你走進一個充滿邏輯、創造與無限可能的世界。我們相信,通過本書的學習,你將不僅僅學會如何編寫程序,更重要的是學會如何用編程的思維去觀察世界、解決問題,為你的未來插上科技的翅膀。讓我們一起,踏上這場奇妙的編程探索之旅吧!