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BitStarter Kit与中学生编程基础 PDF下载

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本书是面向初中学生而设计的编程初级课程,选用柴火创客BitStarter Kit产品,以micro:bit作为程序的载体,结合microsoft makecode编程软件进行讲解,适合初中学生学习使用,让初中学生具有编程与人工智能的基础知识,体验编程的乐趣,同时为今后的创新、创作打下扎实的基础。

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本书是面向初中学生而设计的编程初级课程,选用柴火创客BitStarter Kit产品,以micro:bit作为程序的载体,结合microsoft makecode编程软件进行讲解,适合初中学生学习使用,让初中学生具有编程与人工智能的基础知识,体验编程的乐趣,同时为今后的创新、创作打下扎实的基础。

内容简介

本书是面向初中学生而设计的编程初级课程,选用柴火创客BitStarter Kit产品,以micro:bit作为程序的载体,结合microsoft makecode编程软件进行讲解,适合初中学生学习使用,让初中学生具有编程与人工智能的基础知识,体验编程的乐趣,同时为今后的创新、创作打下扎实的基础。本书对大部分指令积木块进行了详尽的介绍,循序渐进并提供了大量的应用例程。适合初中一、二年级教学所用,同时也是micro:bit的初学者以及创客教师的教学参考用书

作者简介

郑剑春,教育部“国培计划”专家组成员,北京市骨干教师。青少年机器人竞赛十佳教练。著有《机器人结构与程序设计》《ROBOTC与机器人程序设计》《JAVA与乐高机器人》《Labview与机器人科技创新活动》《乐高-实战EV3》等多本专著。兼任清华大学出版社《青少年科技创新丛书》《创客教育丛书》主编,丛书入选2015年教育部中小学校馆配书目。曾指导学生参加国际、国内机器人比赛,获奖200余人次,并多次刷新比赛记录。

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郑剑春,教育部“国培计划”专家组成员,北京市骨干教师。青少年机器人竞赛十佳教练。著有《机器人结构与程序设计》《ROBOTC与机器人程序设计》《JAVA与乐高机器人》《Labview与机器人科技创新活动》《乐高-实战EV3》等多本专著。兼任清华大学出版社《青少年科技创新丛书》《创客教育丛书》主编,丛书入选2015年教育部中小学校馆配书目。曾指导学生参加国际、国内机器人比赛,获奖200余人次,并多次刷新比赛记录。

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目录

第一课 ; 初识机器人 1

第二课  ;编程的环境和资源 10

第三课 ; 变量与随机数 22

第四课 ; 循环 25

第五课 ; 选择结构 29

第六课 ; 运算、比较和逻辑 31

第七课 ; 制作游戏 37

第八课 ; 数组 42

第九课 ; 信号输入与显示 47

第十课 ; 数字信号的输出 50

第十一课 ; 彩虹灯带 54

第十二课 ; 声控音乐 59

第十三课 ; 调音台 61

第十四课 ; 检测磁场 65

第十五课 ; 双控电路 68

第十六课 ; 平衡仪 71

第十七课 ; 无线遥控 74

第十八课 ; 物理实验 79

第十九课 ; 湿度计与自动浇灌 83

第二十课 ; 数据的获取分析与存储 86

第二十一课 ; 使用计算机控制micro:bit 91

第二十二课 ; 其他产品的应用 94

参考文献 101

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前沿

STEM 是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics) 四门学科的简称。STEM 教育并不是科学、技术、工程和数学教育的简单叠加,而是将四门学科内容组合,从而形成有机整体,强调多学科的交叉融合,以便更好地培养学生的创新精神与实践能力。

面对我国目前创客教育、STEM 教育开展的现状,许多教师感到困惑,不知道要教什么,如何教。这个问题也是所有培训机构正在考虑的问题。经过初期的发展,各培训机构都认识到,简单的兴趣活动并不能持续地吸引学生,只有合理的课程才能使创客教育活动、STEM 教育活动持续发展。同时家长也提出,我们的孩子参加这些活动,出口在哪里?经过学习,他们会有哪些收获?

反思当前的课程体系我们发现,目前的科学课程与学生创新之间缺少连接环节,即工具的选择与使用,这也是目前创客教育、STEM 教育正在研发与推广的课程。这些课程将帮助学生学会选择并掌握工具,学生只有掌握了这些工具并将其用于创新,才会体验到成功的喜悦。

现代的学生有多种信息来源,这让他们富于创新的灵感。然而,任何一个创新作品仅有科学原理是不够的,还需要技术、数学这些工具来帮助实现。

我们并不缺乏科学的课程,如学校里开设的一些传统课程物理、化学、数学等,但这些课程与我们的生活联系很少,这使得我们在完成某一作品的过程中遇到了很多难以克服的困难,借助哪些工具?如何使用这些工具?这恰恰是我IVBitStarter Kit 与中学生编程基础们在开发课程时要考虑的。

考虑到目前各学校对STEM 课程的需求,在广大同行的支持下,我们根据中国学生的特点,推出了“STEM 教育丛书”。借助这一丛书,汇集各名校的优秀课程,传播国内外STEM 教育的成果。

我们希望“STEM 教育丛书”能够激发学生探索的兴趣,并动手将他们的创新梦想变成现实。

郑剑春

2016 年12 月

前 言

目前,很多学校已经开设了机器人和人工智能的相关课程,“教什么,如何教”也成为一个很值得探讨的问题。作为信息技术教学的一个重要内容,人工智能教育展示了巨大的生命力。这并不是因为它是一种学生的活动,也不是因为它是学生喜欢参与的比赛项目,而是因为它具有开放性的特点。机器人教育课程覆盖范围十分广泛,可以与各学科的内容相结合,每一年龄段的学生都可以找到与他们接受能力、智力发展相适应的课程,通过机器人教育课程而获得知识与能力的提高并能够参与创新活动。与其他学科相比较,机器人学科可以说是真正意义上的开放性学科,它充分体现了信息时代的特点。机器人学科为学习者提供了一个开源的课程体系,很多传统的学科可以借助机器人变得更加精彩,学生知识的来源也更为广泛,信息获取的渠道也

呈现出多样化。在这一领域里,有经验的教师不再是课堂上的引领者,而是课堂上的设计者、学生的指导者。课堂可以根据学生的不同水平、爱好和兴趣定制。学生真正成为学习的主人,他们的学习进度也可以是不统一的,可以根据他们的理解能力和动手实践能力而有所不同。

机器人教育作为一个适宜学生参与的活动,可以为学生提供一个参与、协作、交流、展示的平台,让学生在团队协作中学习管理、学习分享、学习沟通,在一个共同的目标下开展互助、分工与合作,也可以在活动中注重对学生人文精神的培养,使学生们从小懂得合作、学会展示、学会交流、学会向优秀者学习,这也是其他任何学生活动都不具有的特点。这一特点也让我VIBitStarter Kit 与中学生编程基础们的教学组织方式变得多样化,如项目式教学、学习共同体教学等新的教学形式。

只有适合学生年龄、心智发展水平以及动手能力的课程才会产生最好的教学效果,启发学生的创造力并为以后的学习打下坚实的基础,学生才会学有所得、学有所用。为此,我们在学校的支持下,开发了面向小学、初中、高中各年级的人工智能课程,这些课程相互承接,循序渐进,引进了先进的编程方式和设备,通过学习这些课程激发学生们学习和创造的潜能,并能够具有面向世界的眼光。

本书在编写过程中得到了韩雪飞老师的大力支持和帮助,在此向韩老师表示衷心的感谢。

郑剑春

2020 年1 月

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