提起Scratch,很多人的理解都是適閤青少年編程學習的一種軟件,而實際上,其強大的與硬件結閤的開發能力,纔更值得青少年學習,本書是Scratch難得的軟硬件結閤的教材,更接地氣,更有利於提升孩子的動手創造能力
本書是一本針對Scratch編程初學者的教育書籍,通俗易懂,把較為睏難的編程清楚地展現在讀者麵前。本書由具有豐富編程經驗和實踐經驗的奧鬆學盟優秀講師主導編寫,對於初學者來說是一本不可或缺的參考書。本書全麵講解Scratch程序設計語言的特性和用法,共分為四部分,分彆對Scratch及其擴展應用進行詳細闡述。第一部分是Scratch概述;第二部分介紹Scratch語言,主要涉及操作界麵、基本程序設計及基礎應用;第三部分基於Scratch,通過實際案例分析介紹Scratch的用法技巧;第四部分主要介紹瞭Scratch與硬件結閤開發使用的方法和教程,並進行瞭具體的案例講解。本書中不但新增瞭大量教學輔助內容,以強調重要的知識點、提醒常見的錯誤、推薦優秀的編程實踐、給齣使用提示,還包含大量實戰示例和習題。
奧鬆學盟是哈爾濱奧鬆機器人公司(www.alsrobot.cn)旗下的開源培訓學習機構。奧鬆機器人是一傢在機器人創客教育領域名列前茅的新三闆掛牌企業。董事長兼創始人於欣龍在相關領域著述頗多,曾齣版《愛上Arduino》《Arduino機器人**指南》《動手玩轉Scratch2.0編程》《傳感器實戰全攻略》等譯著。
目 錄
第一部分
第1章 認識Scratch / 2
1.1 Scratch 2.0 網絡版 / 3
1.2 Scratch 2.0 離綫版 / 10
1.3 Raspberry Pi上的Scratch / 15
第2章 Scratch硬件擴展――PicoBoard傳感器闆 / 29
2.1 PicoBoard傳感器闆簡介 / 30
2.2 在PC上使用PicoBoard傳感器闆 / 32
2.3 在Raspberry Pi上使用PicoBoard傳感器闆 / 36
第二部分
第3章 認識操作界麵 / 43
3.1 工具欄 / 44
3.2 舞颱區 / 45
3.3 角色區 / 46
3.4 腳本區 / 47
3.5 你的第一個Scratch項目 / 49
第4章 基本的程序設計 / 62
4.1 程序積木 / 62
4.2 程序結構 / 64
4.3 變量 / 72
4.4 運算符 / 76
4.5 自定義功能塊 / 83
4.6 鏈錶 / 86
4.7 剋隆 / 93
第5章 讓你的角色“活”起來 / 96
5.1 角色移動 / 96
5.2 場景移動 / 103
5.3 計時器 / 104
5.4 拋體運動 / 107
5.5 留下筆跡 / 112
5.6 添加聲音 / 113
5.7 過場動畫 / 117
第6章 PicoBoard傳感器闆的基礎應用 / 120
6.1 滑條電位計 / 120
6.2 光綫傳感器 / 121
6.3 聲音傳感器 / 124
6.4 模擬輸入接口 / 125
6.5 按鈕 / 128
第三部分
第7章 Scratch遊戲 / 132
7.1 打地鼠 / 132
7.2 八音音磚 / 138
7.3 狙擊忍者 / 141
7.4 彩票號碼生成器 / 144
7.5 絕地飛行 / 147
第8章 應用PicoBoard闆的遊戲 / 158
8.1 打磚塊 / 158
8.2 小太陽 / 163
8.3 火箭升空 / 165
8.4 電阻賽跑 / 169
8.5 植物大戰僵屍改版 / 172
第四部分
第9章 認識Arduino / 185
9.1 認識Arduino控製闆 / 185
9.2 Arduino軟件及驅動程序 / 186
9.3 連接Arduino闆與PC / 190
第10章 認識S4A / 191
10.1 S4A離綫版 / 191
10.2 連接Arduino與S4A / 196
10.3 S4A基礎應用 / 201
第11章 S4A項目製作 / 203
11.1 大白健康助理 / 203
11.2 兒童防近視監控器 / 208
11.3 藍牙遙控小車 / 214
第12章 認識奧鬆編程吧 / 230
12.1 奧鬆編程吧編程環境搭建 / 230
12.2 串口控製LED燈 / 234
12.3 智能骰子 / 241
12.4 火焰紅外接收管應用 / 249
第13章 玩轉ZinnoBot智能編程機器人 / 255
13.1 認識ZinnoBot / 255
13.2 ZinnoBot智能編程機器人搭建 / 256
13.3 ZinnoBot智能尋綫機器人 / 264
13.4 ZinnoBot自主避障機器人 / 271
前 言
為什麼要寫本書
在以計算機為主要學習、工作、生活手段的信息時代,掌握計算機應用技術成為必備技能,因此,計算機素質教育在學校逐漸占據重要地位。同時,教育者認識到學習編程不僅能夠鍛煉邏輯,使學生的思維更加嚴謹,還能夠不斷體驗創新的樂趣。所以越來越多的學校將計算機課程作為必修課程,以培養學生的邏輯思維。
近年來,全世界掀起一陣創客風潮。英國教育部甚至從2014 年就發起“兒童學習程序設計”的教育計劃,規定兒童從5 歲開始就要學習程序設計雛形概念。
在中國,自2015 年年初李剋強總理考察深圳柴火創客空間以來,便不遺餘力地推動“大眾創業、萬眾創新”,將中國創客推嚮新高度。
本書中介紹的Scratch 及外部感應闆的應用,正好迎閤瞭創客的“動手做”思想。Scratch 軟件是美國麻省理工(MIT)媒體實驗室研發的一款軟件,是非常適閤兒童或初學者學習程序設計概念的軟件,而各硬件模塊間可以根據用戶需求進行自由組閤,可以讓大傢更好地實踐創客精神。
美國有數百萬的學生在學習Scratch 軟件課程。中國颱灣地區的中小學也廣泛以Scratch 軟件為主展開信息技術教學,並定期開展相關競賽。中國大陸也正在掀起一股Scratch 軟件教學熱潮。
Scratch 軟件包含瞭常見的編程概念,如順序、循環、條件語句、變量和鏈錶(數組)等,還包含瞭動作、聲音、外觀等模塊。如果想讓角色移動、鏇轉,可用動作模塊中的積木;如果想設置角色的造型、給造型添加特效,可用外觀模塊中的積木;如果想設置各種聲音特效,可用聲音模塊中的積木。所以利用Scratch 軟件可以很方便地製作多媒體程序。
Scratch 軟件還引入瞭事件、綫程、廣播和同步的概念。事件概念是圖形化編程的核心,Scratch 軟件中包含多種事件,如是否按下鼠標、是否碰到某個角色或某種顔色等。多綫程可以讓計算機同時執行相互獨立的程序片段。程序中的不同角色之間通過發送廣播和接收廣播實現同步。有瞭這些邏輯模塊,我們可以構建齣人機交互界麵良好的程序。
本書將全麵解讀Scratch 軟件及其與PicoBoard 硬件結閤的應用,並設有在S4A 軟件以及Raspberry Pi、Arduino 上進行軟硬件交互的實踐。在內容編排上由淺入深、循序漸進,是一本“由理論入,自實踐齣”的實用型工具書。
讀者對象
本書適閤任何渴望探索計算機科學的學習者,可作為小學生或中學生的教科書,也可作為自學教材。同時也推薦老師和傢長閱讀本書,與孩子相互交流,共同學習。對於剛接觸程序的初學者來說,本書也是很好的訓練編程思想的工具書。
緻謝
首先要感謝哈爾濱奧鬆機器人科技有限公司為本書提供相關硬件設備支持,感謝總經理於欣龍的信任與支持。其次要感謝硃新龍對我的鼓勵和對本書進度的關心,特彆感謝李澤對本書提齣的寶貴意見,讓本書得以順利完成。最後要感謝傢人對我的大力支持,也感謝劉倩俐、王枷淇、李超、馮清鬆提供的幫助。
勘誤和支持
由於編寫時間倉促,書中難免會齣現疏漏之處,懇請讀者批評指正。如果你遇到任何問題或有更多寶貴意見,都可發送至我的郵箱jc_demo@126.com,期待能收到你的真摯反饋。此外,本書的代碼及相關資源請在網址“www.makerspace.cn”上下載。
我注意到這本書在配圖和插畫方麵投入瞭大量的精力,這一點非常值得稱贊。很多編程書的圖注往往是流程圖或者簡單的代碼片段截圖,但這本書的視覺輔助材料簡直就像是一本精緻的科普畫冊。那些形象化的比喻和擬人化的角色設計,成功地將編程中的“抽象概念具象化”瞭。比如講解變量的存儲空間時,它用的類比就非常生動貼切,瞬間打消瞭我原有的睏惑。此外,隨書附帶的資源鏈接也十分豐富和及時,包括瞭最新的庫文件信息和一些官方參考資料的入口,這錶明作者對內容的更新和維護保持著高度的關注,確保讀者不會因為用到過時的信息而走彎路。這種對細節的關注度,在同類書籍中是比較少見的。
評分這本編程書的封麵設計真是抓人眼球,色彩搭配得很有活力,一看就知道是麵嚮初學者和愛好者的,這點非常加分。裝幀質量也相當不錯,紙張手感厚實,印刷清晰,翻閱起來很舒服,長時間閱讀也不會覺得纍。內容排版上,作者似乎非常注重易讀性,使用瞭大量的圖示和代碼區塊,使得復雜的概念都能被直觀地理解。特彆是那些入門級的章節,我感覺作者在力求用最平實的語言解釋抽象的編程邏輯,這一點對於零基礎的讀者來說簡直是救星。書中對於開發環境的搭建描述得非常詳盡,每一步都有截圖輔助,幾乎可以保證讀者不會在前期就被環境配置這個攔路虎絆倒。整體來看,這本書的“用戶友好度”做得非常到位,看得齣編輯和作者在細節打磨上花瞭不少心思,為接下來的學習旅程打下瞭堅實的基礎。
評分這本書最讓我感到驚喜的是它對“項目完整性”的把控。很多教材在講解完基礎語法後,往往就戛然而止,留給讀者一個“不知道接下來該做什麼”的迷茫狀態。然而,這本書中的每一個大型案例,從最初的概念設想到最終的成品展示,都提供瞭清晰的步驟和調試思路。它不僅告訴你“怎麼做”,更重要的是告訴你“為什麼這麼做”以及“如果齣現錯誤該如何排查”。這種全流程的指導,對於那些希望獨立完成項目的學習者來說,價值無可估量。它培養的不是簡單的代碼編寫能力,而是一種完整的項目管理和問題解決的綜閤素養,這纔是真正有力量的編程思維的養成之道。
評分這本書的章節劃分邏輯性極強,體現瞭作者深厚的教學功底。它從最基本的概念入手,逐步過渡到項目實戰,整個知識體係的構建是層層遞進、渾然一體的。特彆是當涉及到更高級的功能模塊時,比如數據的存儲與調用、或者與其他工具的交互部分,作者並沒有采用那種生硬的知識點羅列,而是將其融閤在模擬真實世界場景的挑戰中。這種“情景化教學”的方式,極大地激發瞭我的探索欲。我發現自己不再是被動地接收信息,而是在解決問題的過程中主動去查閱和理解那些原本覺得枯燥的理論知識點。對於想要將所學應用於具體創作的讀者而言,書中提供的那些“挑戰任務”無疑是最好的實踐場,它們足夠開放,足以讓人發揮創意。
評分說實話,我對市麵上大多數編程入門書籍都抱持著一種謹慎的態度,因為很多書要麼過於理論化,讓人讀完雲裏霧裏;要麼就是實例過於簡單,脫離實際應用。然而,這本書在內容深度和廣度之間找到瞭一個絕妙的平衡點。它沒有停留在簡單的拖拽指令上,而是巧妙地融入瞭一些計算機科學的基礎原理,比如循環的效率、事件驅動模型的意義,這些都被包裝在趣味橫生的案例中。我尤其欣賞作者處理復雜邏輯時的漸進式教學方法,他們不是一下子拋齣所有知識點,而是通過一係列環環相扣的小項目,讓你在“做中學”,每完成一個小目標,成就感和對知識的掌握度都會顯著提升。這種設計思路,明顯超越瞭普通教程的範疇,更像是一份精心策劃的“編程思維訓練手冊”。
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