micro:bit超好玩——米爸带你学编程

978-7-115-49136-7
作者: 狄勇 狄勇
译者: 吴晋瑜
编辑: 吴晋瑜

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本书基于家庭创客课程的理念,通过18个小项目让孩子们在具体实践中入门BBC micro:bit。以mini PBL的方式,让孩子们在具体项目中了解和运用信息技术,并通过传感器实现物理计算,使之成为探索新知和实现想法的工具,让技术链接生活,让创新在实践中萌芽。这或许并不是一本面面俱到的micro:bit教程,但一定是本能让孩子触类旁通,并且有趣的micro:bit项目手册。

图书摘要

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书名:micro:bit超好玩——米爸带你学编程

ISBN:978-7-115-49136-7

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著    狄 勇

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micro:bit是一款由英国广播电视公司(BBC)推出的微型电脑开发板,是专门为青少年编程教育设计的。

作为国内较早接触micro:bit的教师,作者引导自己正在上小学四年级的儿子——小米同学玩转micro:bit,将过程记录下来形成教程反哺教学,并以孩子为主讲人录制教学视频(见异步社区视频资源),以期突破学校创客教学的时空限制。本书收录了18个好玩的小游戏,每个小游戏都配有详细的步骤图,以近乎“手把手”的方式让孩子看到程序生长的过程,让学习变得生动有趣。

本书可以作为中小学生自学micro:bit的入门教程,也是家长们陪伴孩子成长的有趣读物。


2015年7月,英国广播公司(BBC)推出了面向青少年的编程学习平台——micro:bit。这款只有半张信用卡大小的产品,可以让孩子在几秒钟内完成诸如点亮LED、显示图案等简单的程序,并获得满满的乐趣和成就感。小朋友们完全不必担心自己的计算机基础,只要你拥有天马行空的想象力,就能用micro:bit制作出引人入胜的作品。如今,micro:bit已成为国内创客教育圈常用的编程平台,获得众多创客导师的推崇,基于micro:bit的物联网应用、micro:bit微信小程序等新扩展、新玩法不断涌现。已有不少小朋友用基于micro:bit制作的作品从各类创客比赛中脱颖而出。对于志在成为创客达人的小伙伴, micro:bit是不错的编程入门平台。

米爸是负责学校创客教学的老师,四年级小男生小米同学总是近水楼台先得月,可以提早玩到各种创客产品,米爸则在当奶爸的过程中实现了自己的专业成长。2017年8月,小米同学第一次接触到micro:bit便对其爱不释手,米爸甚至很有“心机”地把玩micro:bit作为小米高效完成作业的一种奖励。小米的热情也让米爸坚信其他孩子也会同样爱上micro:bit。但由于当时国内尚无成熟的micro:bit教材,因此米爸决定为其开发校本课程用于学校日常教学。而为了打破课堂教学的时空限制,让更多小朋友能获得学习micro:bit的机会,便萌生了录制微课并通过公众号推送的念头。同龄人的讲解或许更有亲和力,于是小米就在米爸的指导下成了微课中的小导师,带着小伙伴们一起玩转micro:bit。兴趣和爱好是持续学习的动力,且偶尔的懈怠便立即会有粉丝留言鞭策,所以我们在一年内便积累了20节微课以及30余篇教程、案例。

本书的内容源自小米录制的微课,循着18个小游戏,我们将陪伴孩子让创意融入实践,一起完成电子罗盘、无线温度计、花草监护仪、磁感应探测仪、计步手环等酷炫的创作。这些小游戏能引导孩子用编程提高想象力,激发他们的好奇心。基于micro:bit的跨学科项目式学习,对孩子在设计、科学甚至是艺术和音乐方面的提升都会有很大的帮助,而在此过程中,家长们可以陪伴孩子,见证他们的成长,增进亲子关系。


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米爸

米爸是一名有着17年教龄的信息技术教师,他幼时便是那种热衷于“破坏”的少年,从小学的航模社团一路拆拆装装到洗衣机、空调、热水器甚至汽车。后来,少年变成了“米爸”,但对DIY的热情丝毫未变,他在就职的学校打造了创客中心,寓教于乐,带着小朋友们完成了大量有趣好玩的创客项目。最近,米爸迷上了micro:bit,集齐了各种周边装备,并成功吸引小米同学加盟。

小米

小米,四年级小男生,跟着米爸玩过Scratch、略懂C++,耳濡目染下,目前也迷上了micro:bit,特别喜欢米爸周末发放的DIY福利。热衷于跟爸爸搞头脑风暴想些好玩的点子,然后用micro:bit来实现,由此录制的微课还有一大波粉丝呢。眼下,他正缠着爸爸一起用micro:bit做格斗机器人呢!欢迎你也加入父子俩的趣玩课程,micro:bit可是学习编程和进行创意智作的好伙伴哦!

  爸爸,您有时间陪我玩吗?

 有啊,是想去海边,还是游乐场?

  嘿嘿,都想啊!不过最近我对电视里的格斗机器人着了迷,做梦都是机器人战斗的场面,我们能不能也造一个?

  当然可以,老爸还真带着创客社团的小朋友做过格斗机器人。来来来,给你看个我们校园格斗机器人的精彩视频!

  哇!太厉害了!这是怎么做的呀?快教我!快教我!

  别急,这个格斗机器人是用micro:bit实现的,是micro:bit课程的综合任务,你也要从基础开始学起哦!

  好的,爸爸,我们开始吧!

相较于Arduino等平台,micro:bit已经大大降低了入门门槛,所以小朋友们只需在爸爸妈妈的帮助下添置基本装备、搭建好基础环境就可以动手玩起来了。快快行动吧!

① 一台能上网的电脑。

② 一块micro:bit(推荐micro:bit GO套装——可在DF创客社区或淘宝网购买)。

虽然makecode的模拟器也可以让小朋友们在没有硬件的情况下进行学习,不过我想家长们一定更乐意见到孩子通过实物获得反馈时的惊喜。

【温馨提示】“散装”的micro:bit不含数据线,可以用安卓手机传统的Micro-USB数据线替代。

盒装的micro:bit GO套件包含数据线、电池盒和两节AAA电池。GO套件配套的数据线比较短,适用于笔记本电脑,如果用的是台式机,建议用安卓手机数据线代替。

① 第二块micro:bit。

米爸建议家长们购置两块micro:bit,这样可以让小朋友们充分体验好玩的无线通信功能。

② 扩展板及传感器。

从第7个游戏开始,我们用到了外接传感器。需要添置的配件包括micro:bit扩展板、土壤湿度传感器、LED模块、触摸传感器、声音传感器、人体红外热释电传感器和舵机。有的商家也提供了套餐,家长们可以在购买micro:bit时选择套装,或在完成前6个游戏后,基于孩子感兴趣的游戏单独添置相应模块。

待本书和大家见面时,书中提及的传感器、扩展板可能已经更新迭代,这正是开源电子平台生机勃勃的一面。不同版本、不同外观的器材并不会影响我们的实践体验,小朋友们仔细阅读书中的连线说明,结合产品资料,可以顺利完成书中的小游戏。

集齐装备后,小朋友们就可以搭建基础环境了!在浏览器地址栏中输入“makecode.microbit.org”,完成第一次加载。如果无法正常加载makecode编辑器,建议安装谷歌Chrome浏览器再次尝试。

  我下定决心了!为了打造自己的机器人,一定努力学习!

  不用你下多大决心,因为这些游戏特别有趣,比如贝爷的新罗盘、万圣节的小捣蛋、霍格沃兹魔法学校的新学徒、火鸡狩猎者、霹雳游侠……

  光听名字就流口水了,一秒都不想等了,我要玩,我要玩!

  OK! 那就开始我们的micro:bit趣玩之旅吧!


  爸爸,今天带我玩什么?

 你和小bit (micro:bit的昵称)初次见面,互相打个招呼吧!

micro:bit会用板载的点阵屏表情达意。小bit的点阵屏由25 (5×5)颗LED组成。它就像小朋友们玩过的蘑菇钉拼图玩具,每亮起一颗LED就像插上一个蘑菇钉,可以组成文字或图像。

打开浏览器,在地址栏中输入下图中的网址。

稍待片刻,你就可以看到makecode的界面了。

初始化是个好习惯(虽然这个程序不需要初始化也能在micro:bit上正常运行),建议开机时清空屏幕,对屏幕进行初始化。

从命令区拖放“显示字符串”到无限循环模块里,在字符串“Hello!”后加上你自己的英文名(micro:bit无法显示中文)。

在模拟器上,我们可以直观地看到程序的运行效果。试一试模拟器下方这一排按钮的作用吧。除了按钮,其他都能在本课中找到相应的功用。

makecode的micro:bit模拟器让我们的编程结果所见即所得,非常直观。如果你手头已经有了真正的micro:bit,是时候点亮它了。

给程序命名后,单击“下载”按钮。

提示下载完成后,找到.hex文件,发送到micro:bit。

不同的浏览器设置,其路径不一。

当有数据写入时,micro:bit背面的指示灯会高频闪烁,此时不要断开USB连接。

文件“烧录”完毕后,micro:bit会自动重启运行。一切顺利的话,应该已经看到micro:bit在和你打招呼了。

创想吧,少年!

第一次编程就能控制LED点阵显示字符是不是很酷?展开创想,让今天所学发挥作用吧!比如,装点你的乐高积木、改装夜行警示灯……

对了,如果你从未向爸爸妈妈说过“我爱你”,不如用micro:bit说出“I LOVE U DAD”“I LOVE U MUM”吧!我确定他们会非常欣慰的。

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 小米,别捧着手机啦,跟爸爸做一点有趣的事情吧!

 爸爸,我只是好奇手机怎么“知道”我在翻转或者摇晃它呢?

问题来了,手机是如何感知操作,进而实现自动旋转屏幕、“摇一摇”等操作的呢?这是因为手机上有加速度传感器。micro:bit也板载了加速度传感器,通过它,小bit可以感知到摇晃、倾斜和振动。

今天我们就来做个小实验,摇一摇小bit,测试加速度计的作用,看看小bit是否会“怦然心动”。

依次单击命令区的“输入”和“当振动”,拖放到编辑区。记得在开机时初始化屏幕。

振动模块是基于micro:bit自带的加速度计提供的事件触发模块。加速度计能感知物体运动的方向和速度。micro:bit的加速度计沿着3个轴测量加速度,振动模块调用的是三轴综合强度。

将显示图标模块拖放到图示位置。

当振动时,让屏幕交替显示“大爱心”和“小爱心”,记得在最后“清空屏幕”。

参照上节课,保存程序,复制hex文件到micro:bit中去玩吧!记得和朋友们分享哦!除了拖放操作,还可以参考下图,右键单击保存后的hex文件,发送到MICROBIT。

创想吧,少年! 

1.“端着”micro:bit穿越走廊,看谁在不触发micro:bit“振动事件”的前提下最快到达终点。

2.和爸爸一起讨论,加速度计在生活中的哪些设备上有应用,你又能用它做哪些创造。

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 小米,今天带你玩一玩爸爸小时候玩过的“炸弹人”游戏。

好玩不?能不能试试micro:bit 模拟炸弹的倒计时呢?

 呀!虽然画面没那么精美,不过还是挺有意思的!

本项目不需要使用“无限循环”模块,可使用拖放到指令区的方式删除无用模块。

将“当按钮A被按下时”拖放到编辑区。

将“暂停”模块进行如图所示的拖放操作。

 

makecode中,“暂停”模块的单位是ms (毫秒)。

1s=1000ms。我们计划进行10s倒计时,所以此处要修改为1000ms。

设置为间隔1s后显示数字9。

参照下图,用第2课提示的技巧,以“右击—重复”的方式复制和修改模块。

再次在模拟器上预览效果,然后发送到micro:bit中玩一玩吧!还可以拿这个和小伙伴玩下真人版的炸弹人游戏哦!

但是,小朋友们不能总连着电脑用micro:bit玩游戏吧?其实,micro:bit可以外接电源,类似上图中使用两节AAA电池的电池盒,这个电池盒在micro:bit的部分套装中是标配的,也可以请爸爸妈妈帮忙在网上购买类似的配件。

 

安全提示:如果用锂电池,则务必注意电压以及锂电池的保护电路是否完善。这方面要请爸爸们把关哦!

使用带开关的电池盒更方便,不用每次插拔接口,电池盒与micro:bit的连接见上图。

注意接插件的方向,插不进去时就要换一个方向试试。

创想吧,少年!

想一想,这个倒计时装置能否用到你们的游戏和生活中?比如用micro:bit做个倒计时秒表,可用于1分钟跳绳计时。在剩余10秒的时候开始显示数字,进行倒计时提示。

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