本書針對中小學Arduino機器人課程開發(fā)，通過17個學習案例，講解了如何用基于Scratch的mBlock軟件來對Arduino硬件進行編程，使學生們學會通過Arduino傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、電動機和其他裝置來反饋、影響環(huán)境。本書所用案例均來源于一線教學實踐，并按照每節(jié)課40分鐘的常規(guī)課堂教學時間進行編排。本書非常適合作為青少年學習Arduino的入門教材，也適合一線教師作為教學參考資料。
這是一本引導青少年利用開源硬件學習編程，在動手中發(fā)揮創(chuàng)造能力的教材。
由于一次偶然的機會，我進入了張曉勝老師創(chuàng)建的Scratch學習群，發(fā)現(xiàn)這款軟件是以圖形化編程的，非常適合培養(yǎng)小學生的編程興趣。再后來張曉勝老師推出了智能桌面實驗室，并且可以用基于Scratch的mBlock軟件對Arduino進行編程，還可以上傳到主控制器上，脫機運行。圖形化編程的好處在于，孩子們能夠快速入門，無須進行復雜的編程語言學習，可以更加專注于創(chuàng)意設計和實現(xiàn)。如果是學有余力的孩子，還可以在mBlock的Arduino模式下進行代碼編程。張曉勝老師定制的Arduino主控板和防呆傳感器模塊避免了復雜的接線，只需插拔便可以接好線。防呆接口只能朝一個方向插拔，避免了因誤插而燒壞元器件。
基于成熟的軟件和硬件條件，在校領導的支持下，我嘗試在小學里用智能桌面實驗室配合mBlock編程軟件，教孩子們玩Arduino。實踐后發(fā)現(xiàn)，孩子們可以玩得得心應手，而且還能做出成人無法想象的作品。課程以社團的形式開展，學生數(shù)量大約是20位。社團每周開課一次，按照學校慣例不同，授課時間在40～90分鐘。
經過一年的實踐后，我對上課過程中的教學設計進行了總結，并編寫本教程，希望能提供給大家作為參考。參加本書編寫的人員還有李晨陽、林阿三、許佩瑤、潘良曉、張衛(wèi)東、顏海娜等。
由于水平有限，書中難免存在疏漏和不足，歡迎讀者批評指正。
編 者
2016年5月
預備課 認識mBlock和Arduino 1
第1課 交通信號燈 9
第2課 俄羅斯轉盤 14
第3課 打地鼠 18
第4課 電子琴 22
第5課 無級調節(jié)LED 27
第6課 另類開關 31
第7課 電位器模擬輸入 35
第8課 識別音量 40
第9課 喝茶利器 45
第10課 智能車庫 49
第11課 道閘控制器 53
第12課 極限迷宮 56
第13課 感應大燈 61
第14課 走進機器人 64
第15課 轉向高手 70
第16課 懸崖勒馬與沿軌跡行走 74
第17課 送餐機器人 79
參考文獻 83
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預備課 認識mBlock和Arduino
一、mBlock和Scratch 2.0
也許很多人不太了解mBlock 軟件與Scratch 2.0 軟件有什么異同，現(xiàn)在介紹一下這兩個軟件之間的區(qū)別和聯(lián)系。首先了解一下官方Scratch 2.0 軟件。考慮到許多人對Scratch 2.0 還不是很了解，就簡單介紹一下什么是Scratch 。
1．Scratch 概述
Scratch 是一款免費下載并且開源的圖形化編程軟件。它由美國麻省理工學院實驗室研發(fā)，只需要使用圖示拼貼方式，就可簡易地創(chuàng)作出具有互動性故事、游戲、動畫、音樂、美術或簡報作品，更可即時上傳作品到互聯(lián)網(wǎng)上，與世界各地的朋友一同分享，是低門檻、高效益的自主學習和創(chuàng)作工具。三年級以上的學生都可以用Scratch 來實現(xiàn)編程。現(xiàn)在Scratch 有兩個版本：一個是Scratch 1.4 版；另一個是Scratch 2.0 版。本書提到的Scratch 軟件為最新版Scratch 2.0，其界面如圖0-1 所示。
圖0-1 Scratch軟件界面
2．mBlock 概述
mBlock 軟件由深圳市創(chuàng)客工場科技有限公司基于開源Scratch 2.0 軟件研發(fā)而成。由于Scratch 只能在計算機上顯示，與外面的物理世界完全隔離，為了提高同學們的編程興趣以及
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