描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302532606丛书名: STEM教育丛书
本书适用于中小学生学习机器人程序设计,也可作为校外机构以及机器人初学者的图形化编程入门教材。
第一节 自制表情包 1
第二节 趣味电子琴 13
第三节 接苹果游戏 18
第四节 猫咪捉老鼠 23
第五节 发泄神器 30
第六节 聊天机器人 38
第七节 绚烂烟花 46
第八节 声音画笔 53
第九节 危险报警器 61
第十节 自动泡泡机 67
第十一节 麦昆机器人 72
第十二节 麦昆出动 77
第十三节 点亮氛围灯 82
第十四节 超声波避障 84
第十五节 机器人追光 86
第十六节 机器人巡线 89
第十七节 红外遥控机器人 94
第十八节 无线遥控机器人 97
第十九节 搜救机器人 101
第二十节 麦昆与物联网 106
第二十一节 限速机器人 112
第二十二节 物流机器人 116
参考文献 120
孩子为什么要学习编程?学习编程有什么价值和意义?这是家长经常考
虑的问题,而对孩子来说却没有这么多的为什么,也没有很强的目的性。机
器人就是好玩,机器人是孩子们的好朋友,动手编程乐趣多,还能做出自己
的作品,多厉害啊!这就是孩子们的想法,很单纯,很美好!无论是机器人
学习还是各种编程行为,对他们来说,是这个时代带给他们的礼物。
编程是一件很有趣的事情,编程需要综合考虑到各种情况,最后给出解
决问题的方法。在编程过程中能够有效地拓展孩子们的思维,使孩子们的逻
辑性与延展性变得更好。另外,他们也会自己创造出一种更好的学习和处理
问题的方法,抗挫折力、观察力、专注力都会在学习和实践的过程中得到提高。
在学校教育中,机器人课程受到非常多孩子的欢迎。浙江大学计算机学
院陈越教授说:“跟英语一样,在未来,编程将成为每一个人必须有的能力,
学编程不是为了将来做程序员,因为编程将来会渗透到生活的各个方面,每
个细节。”以机器人编程为载体培养孩子的想象力、创造力,未来我们的孩子
会更加自如地适应人工智能社会。
麦昆机器人是一款体积小巧,功能完备,专为创客教育而生的迷你机
器人小车。它搭载当下流行的Micro:bit 微型计算机开发板,青少年可以通
过Micro:bit 进行编程和创造,学习成本低,符合创客教育的初衷。一块
Micro:bit 开发板上集成了加速度、光线、温度等多种传感器,同时可以使用
蓝牙和无线进行通信。在小车车体上集成了超声波传感器、电机、巡线传感
麦昆机器人和Micro:bit图形化编程
器等,通过编程可以对小车进行控制。
我们使用的编程软件Mind ,是一款基于Scratch 3.0 开发的青少年编程
软件,支持Arduino 、Micro:bit 等各种开源硬件,只需拖动图形化程序块即可
完成编程,还可以使用Python/C/C 等高级编程语言,让大家轻松体验创造
的乐趣。
本书由22 个教学案例(均配有演示视频)组成,每一个案例都是在教学
过程中总结而成,对于学生的学习具有启发性,也希望抛砖引玉,使学生们
在案例的基础上有进一步的开发和创新。
编者
2019 年6 月
我们要制作一个小猫接苹果游戏,玩家们需要用Micro:bit 开发板上的A、B 按钮控
制小猫快速移动去接掉落的苹果,同时要小心黄色的闪电。
一、算法分析
按键控制小猫角色左移和右移;小猫碰到闪电时会说“游戏结束!”。
添加苹果角色,苹果出现在上方并不断下落,如果碰到小猫就消失并重新在上方出现。
复制苹果角色,修改下落等待时间。
添加闪电角色,下落效果与苹果一样。不同的是,闪电碰到小猫时说“游戏结束!”。
二、程序编写
1.
添加主要角色
小猫、苹果和闪电,如图3-1 所示。
2.
小猫角色设置
小猫默认有两个造型,当小猫向左或向右时,不断切换造型,以出现小猫走路的效果,
如图3-2 所示。
图3-1 添加角色图3-2 小猫造型
第三节 接苹果游戏
Micro:bit 开发板上的A 按钮和B 按钮控制小猫移动、改变x 的坐标值及小猫走路的
方向。在小猫走路接苹果的过程中,如果碰到闪电,停止运行全部程序,游戏结束。具
体程序如图3-3 所示。
图3-3 A、B 按钮控制小猫移动
具体指令解释如表3-1 所示。
表3-1 指令说明
指 令说 明
当按钮
被按下时执行其下的脚本,下三角里还可以选择按键B、A B
水平方向为
轴,x轴向右为正( ),向左为负(-)
垂直方向为
轴,y轴向上为正( ),向下为负(-)
改变数值可以使角色面向不同的方向,右侧是
到180,左侧从顶端开始是0
到-180。180和-180
重合。水平向右是90,水平向左是-90
单分支条件指令,如果条件成立就执行其中包含的脚本
双分支条件指令,如果条件成立则执行“那么”中包含的脚本;否则执行“否则”
中包含的脚本
停止运行全部程序
让角色进行语言表达
判断是否碰到鼠标指针或是否碰到某角色
判断是否碰到某颜色
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麦昆机器人和Micro:bit图形化编程
3.
苹果角色设置
苹果出现位置:
y 值固定,x 值随机。这里使用了随机数指令,会随机生成初值到
终值之间的一个数值,包括初值和终止值。
下落状态控制:
由于舞台区y 值坐标是由180 到–180 ,所以执行360 次,每次y 值为–1 。这里将用
到重复执行固定次数程序块。循环执行固定次数,执行完毕后跳出循环。
显示、隐藏的控制:
我们希望苹果在起落的时候是显示状态,落入底端的时候是隐藏状态。
中断检测:
苹果如果碰到小猫,隐藏。
具体程序如图3-4 所示。
4.
为苹果下落加上等待时间
我们可以复制苹果角色,它的脚本程序也会被复制。但是,如果舞台上出现4 个苹果,
那会出现什么状态呢?那就是同时掉落,因为苹果x 值是随机的,y 值是一样的。那么
如何使掉落起始时间不一样呢?方案有很多,我们选择其中一种,在显示前加入等待指令。
而等待时间,我们也采用随机数。
苹果完整的程序如图3-5 所示。
图3-4 苹果下落程序图3-5 加上等待时间的苹果下落程序
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第三节 接苹果游戏
依次复制角色和代码,出现更多的苹果,如图3-6 所示。
5.
闪电角色设置
请思考:闪电角色的代码和苹果有何不同?请看图3-7 所示的代码。
同样是下落,苹果如果碰到猫就会隐藏,表示被吃掉;而闪电如果碰到猫,除了会
隐藏,还会说“游戏结束!”停止全部,表明游戏结束。
图3-6 复制苹果角色图3-7 闪电程序
三、运行效果
我们此次使用的是Micro:bit 开发板上的左、右按键对程序进行控制,最终效果如图3-8
所示。观察效果,思考哪里可以再改进。
图3-8 运行效果
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麦昆机器人和Micro:bit图形化编程
四、拓展提高
思考是否可以增加双人游戏模式,如图3-9 所示。一人用键盘左移和右移键控制,
一人用Micro:bit 开发板上的A 键和B 键控制,两人竞赛看谁是最后赢家。在此程序的
基础上应该做哪些修改呢?
图3-9 多角色效果
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