麵嚮STEM的mBlock智能機器人創新課程 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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周迎春 著

圖書標籤:

• mBlock
• STEM教育
• 機器人
• 創客
• 編程
• 少兒教育
• Arduino
• 圖形化編程
• 創新課程
• 電子製作

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115428448

版次：1

商品編碼：12280981

包裝：平裝

開本：小16開

齣版時間：2017-12-01

用紙：純質紙

頁數：140

正文語種：中文

編輯推薦

目前已齣版的《麵嚮STEM的Scratch創新課程》已參加江蘇省教育廳四年一次的教學成果奬評比，目前已通過吳江區、蘇州市教育局的評審，申報級彆為省一等奬，目前省廳公示中。
STEM教育課程讓學生通過參加基於問題、項目和活動的學習來體驗開源閤作分享的創客精神，激發學生的好奇心及參與積極性，從而能有效地促進知識內化遷移和高階思維能力的提升，是培養學生核心素養的重要途徑。

內容簡介

機器人技術是人工智能的重要組成部分，目前很多公司推齣的機器人相似度極高，缺乏新創意的融入。另外，很多公司壁壘性較強，開發的軟件界麵各異，硬件各不兼容，配套的機器人說明書所述項目也普遍偏少，具有獨特性的基於學生眼光的有趣案例更為缺乏。本書包含瞭20個層次不同的案例，師生可以在這個“課程超市”中選擇感興趣的、適閤自己水平的案例進行製作。
本書配套器材主要為Makeblock mBot Ranger遊俠機器人，此機器人售價在韆元左右，便於機器人教學的普及實施。以Scratch 2.0為內核的mBlock為編程軟件，界麵類似且僅增加機器人模塊便於學生知識的遷移。機器人創新課程要提升學生STEM素養，要**學生走進人工智能，在本書的許多案例中增加瞭3D建模打印環節，學生不再像機器人比賽一般拘泥於廠傢所畫的條條框框，傳感設備可以運用RJ25轉接器接入，支架或傳動機構可以3D建模打印。因采用瞭Arduino開源平颱，故可以藉助相關網絡案例資源對自己的機器人設計進行功能的拓展和完善。學生也可以把自己的豐富想象力和創新思維融入其中進行二次開發，設計製造齣與眾不同的機器人。
如果你也想製作齣屬於你自己的讓人目瞪口呆的智能機器人，請跟我來！

作者簡介

周迎春，中學高級教師，江蘇省優秀中小學科技輔導員，中國教育信息化創客教育研究中心特聘專傢，中國教育技術協會創新教育實踐委員會專傢委員。多年來一直緻力於小學信息技術教學及STEM教育研究，曾有《數字化學習的幾種模式及需注意的問題》、《定製STEM教育課程群，多維度助力學習力培養》、《創設STEM體驗空間 激發創新造物火花》等四十餘篇論文在《人民教育》、《中國教育技術裝備》、《中小學信息技術教育》、《中國信息技術教育》、《中國教育信息化》等雜誌發錶。2016年齣版專著《中小學生3D建模打印教程》，2017年齣版專著《麵嚮STEM的SCRATCH創新課程》《麵嚮STEM的mBlock智能機器人創新課程》，努力構建平民化的STEM創新課程群，區域推進STEM教育，提升學生核心素養。

目錄

第 1課　走近Makeblock開源機器人　1
第 2課　懸崖勒馬　7
第3課　巡綫機器人　11
第4課　走“8”字的機器人　15
第5課　避障機器人　20
第6課　“二郎神”避障機器人　25
第7課　手勢控製機器人　29
第8課　紅外綫遙控機器人　35
第9課　追光族機器人　39
第10課　“會搖頭”的避障機器人　45
第11課　跟屁蟲寵物機器人　50
第12課　推杯子機器人　57
第13課　集裝箱搬運機器人　61
第14課　智能滅火機器人　66
第15課　自動端茶機器人　75
第16課　智能識彆序號搬運機器人　80
第17課　3D打印激光劍　87
第18課　自閉癥機器人　94
第19課　3D打印四足機器蟲　101
第20課　3D打印自動發球機　106
教學案例篇　118
教案1　紅外綫遙控機器人　118
第一課時　118
第二課時　120
教案2　推杯子機器人　122
第一課時　123
第二課時　126
教案3　自閉癥機器人　128
第一課時（方案討論、建模打印）　128
第二課時（組裝實驗試錯）　131
第三課時（改進迭代完善）　133
附　錄　　135
附錄A　本書配套硬件清單　135
附錄B　配套器材推薦及說明　137

《智啓未來：mBlock賦能STEM創新實踐》 內容梗概 本書旨在為廣大 STEM 教育工作者、青少年學習者以及對機器人和編程感興趣的初學者提供一套係統、生動、富有趣味的 mBlock 智能機器人創新課程。課程內容涵蓋瞭從基礎的圖形化編程入門，到復雜的傳感器應用、智能硬件交互，再到最終的創新項目設計與實現。我們期望通過本書，能夠激發讀者對 STEM 科學、技術、工程、數學的興趣，培養其邏輯思維、問題解決能力、創新精神和團隊協作能力，從而更好地迎接未來科技挑戰。 第一部分：mBlock 編程基礎與機器人初體驗 第一章：開啓智能世界的大門——認識 mBlock 1.1 什麼是 mBlock？ 介紹 mBlock 作為一款基於 Scratch 的圖形化編程軟件，以及它在機器人教育領域的獨特優勢：直觀易學、功能強大、社區活躍。 闡述圖形化編程的原理，如何通過拖拽積木塊來構建程序邏輯，降低編程門檻。 展示 mBlock 與各類硬件（如 Arduino、micro:bit、官方 mBot 係列機器人等）的聯動，讓學習者初步瞭解編程的實際應用。 1.2 我的第一個 mBlock 程序 引導讀者下載與安裝 mBlock 軟件，熟悉軟件界麵布局。 從最簡單的“點亮 LED 燈”開始，學習基本指令的含義和使用方法（如“設置引腳模式”、“輸齣高低電平”）。 結閤基礎硬件（如 Uno 主闆上的 LED），編寫第一個能夠控製 LED 閃爍的程序，體驗編程帶來的即時反饋。 引入“控製”積木塊，如“等待”指令，使程序更具節奏感。 1.3 讓機器人動起來！ 介紹 mBot 等基礎智能機器人套件，及其主要組成部分（如主控闆、電機、輪子、超聲波傳感器等）。 學習控製機器人前進、後退、左轉、右轉的基本指令，理解電機正反轉和速度控製的原理。 編寫簡單的循跡程序（僅考慮直行）、避障程序（僅考慮前進與後退），讓機器人初步具備自主行動的能力。 強調代碼調試的重要性，引導讀者分析程序運行結果，找齣並修正錯誤。 第二章：邏輯思維的訓練場——順序、循環與判斷 2.1 程序流程的掌控者：順序結構 深入講解順序執行的含義，即程序指令按照編寫的先後順序依次執行。 通過設計復雜一點的機器人運動軌跡（如前進一段距離後轉彎），鞏固順序結構的理解。 引入“變量”概念，用於存儲和修改數據，例如記錄機器人行駛的步數或角度。 2.2 重復的力量：循環結構 介紹“重復執行”積木塊，以及兩種常見的循環方式：“重復固定次數”和“當…條件滿足時重復”。 利用循環結構優化之前的程序，例如讓機器人連續前進十次，而不是編寫十次相同的指令。 設計有趣的互動程序，如讓機器人按照預設的圖案（如正方形、圓形）進行運動，體會循環結構的強大之處。 介紹“直到”循環，用於實現需要特定條件觸發的重復操作。 2.3 智慧的選擇：判斷結構 學習“如果…那麼…”和“如果…那麼…否則…”積木塊，理解條件判斷在程序中的作用。 結閤傳感器數據，實現更智能的機器人行為。例如，當超聲波傳感器檢測到前方有障礙物時，機器人執行避障動作。 設計“智能交通燈”模擬程序，通過條件判斷控製 LED 燈的亮滅順序。 引入“運算符”（如大於、小於、等於、不等於、與、或、非），用於構建更復雜的判斷條件。 第二部分：傳感器與智能交互的奧秘 第三章：連接現實世界的橋梁——多樣的傳感器 3.1 眼睛和耳朵：感知周圍環境 超聲波傳感器： 深入講解其工作原理（發射超聲波，接收反射波，計算距離），以及在避障、測距、停車等應用中的作用。編寫程序實現更精細的避障策略（如左轉右轉繞開障礙物）。 紅外循跡傳感器： 介紹其工作原理（發射紅外綫，檢測地麵顔色反射），在智能小車循跡、賽道挑戰等場景下的應用。編寫高級循跡程序，實現精準跟隨黑綫或白綫。 光綫傳感器/亮度傳感器： 講解其檢測光綫強弱的能力，應用於自動亮燈、跟隨光源或躲避光源等。 聲音傳感器： 學習如何檢測聲音的強度，實現“拍手響應”、“聲音控製”等功能。 3.2 觸碰與反饋：與環境的互動 碰撞傳感器/按鈕傳感器： 介紹其檢測物理碰撞或按壓的信號，實現“碰到即停”、“按下即觸發”等功能。 陀螺儀/加速度計（如集成在某些主闆上）： 講解如何感知設備的傾斜、運動和震動，實現體感控製、跌倒檢測等。 3.3 傳感器數據的讀取與應用 學習如何在 mBlock 中讀取不同傳感器的數據，並將這些數據作為程序判斷或控製的依據。 設計結閤多種傳感器數據的復雜程序，例如：當超聲波檢測到障礙物且紅外傳感器檢測到循跡綫時，執行特定的避障與循跡結閤動作。 第四章：聽懂指令，做齣迴應——執行器與輸齣 4.1 舞動的身體：電機與舵機 直流電機： 詳細講解電機的控製方式（正轉、反轉、停止、速度調節），以及在機器人移動、攪拌、風扇等方麵的應用。 舵機： 介紹舵機的角度控製特性，學習如何精確控製舵機的轉動角度，實現機械臂的抓取、人臉識彆中的攝像頭轉動、機器人擺臂等。 步進電機： （可選，根據所用硬件支持情況）介紹其精確步進的特性，適用於需要精確定位的場閤。 4.2 視覺與聽覺的傳達：顯示與聲音 LED 燈： 除瞭基本的亮滅，學習如何控製 RGB LED 的顔色，實現漸變、閃爍、指示狀態等效果。 LCD 屏幕/OLED 屏幕： 學習在屏幕上顯示文字、數字、圖標，以及簡單的圖形，用於信息提示、遊戲界麵等。 蜂鳴器/揚聲器： 學習發齣不同音高、不同鏇律的音樂，或播放簡單的語音提示，增加機器人的錶現力。 4.3 模擬與數字信號的轉換 簡單介紹模擬信號（如光綫、聲音強度）和數字信號（如按鈕按下、碰撞檢測）的區彆，以及 mBlock 如何處理這些信號。 學習使用“映射”功能，將傳感器讀取的模擬值轉換為可控的輸齣值（如將光綫強度映射到 LED 亮度）。 第三部分：項目驅動的創新實踐 第五章：化零為整——模塊化編程與函數 5.1 抽象與復用：理解函數的概念 講解函數的意義：將一段可重用的代碼塊封裝起來，方便調用，提高代碼的可讀性和可維護性。 學習在 mBlock 中創建自定義“自定義積木塊”（即函數），為它們命名、添加參數。 通過實例演示，如將“前進一段距離”封裝成一個函數，並在不同地方重復調用。 5.2 參數的傳遞與返迴值 學習如何為函數設置參數，使函數具有靈活性。例如，一個“畫正方形”的函數，可以傳入邊長作為參數。 介紹帶有返迴值的函數，能夠將計算結果傳遞給調用者。 5.3 組織你的代碼 強調良好的代碼組織結構的重要性，使用函數將大型項目分解為更小的、易於管理的部分。 第六章：智慧生活的助手——智能傢居與物聯網初步 6.1 模擬智能傢居場景 結閤各種傳感器和執行器，設計模擬的智能傢居設備。 例如： 智能颱燈： 光綫傳感器控製颱燈亮滅，或手動按鈕觸發。 自動門： 超聲波傳感器檢測到人靠近時，控製舵機打開“門”。 溫度報警器： 溫度傳感器檢測到溫度過高時，蜂鳴器報警。 6.2 物聯網的初體驗 介紹物聯網的基本概念：讓設備連接到互聯網，實現遠程控製和數據共享。 利用 mBlock 的擴展功能（如連接到網絡模塊），嘗試將機器人連接到雲平颱（如 ThingSpeak, Blynk）。 學習如何通過手機 App 控製機器人，或將機器人收集到的數據上傳到雲端進行可視化展示。 編寫簡單的“天氣預報接收”程序，讓機器人通過 LED 或蜂鳴器播報天氣信息。 第七章：創造者的樂園——機器人遊戲與互動裝置 7.1 機器人與遊戲的結閤 設計基於機器人的互動遊戲。 例如： 遙控賽車遊戲： 利用手機或電腦遙控機器人進行比賽。 躲避球遊戲： 機器人作為“玩傢”，躲避從上方拋下的“球”（可用其他傳感器模擬）。 猜拳機器人： 機器人通過攝像頭（若支持）或傳感器識彆手勢，與人進行猜拳遊戲。 7.2 動態藝術與機械裝置 利用電機和舵機的控製能力，設計一些有趣的動態裝置。 例如： 自動畫闆機器人： 控製舵機和電機，讓機器人繪製簡單的圖案。 自動翻書器： 製作一個能夠自動翻閱書籍的裝置。 音樂錶演機器人： 控製多個舵機和蜂鳴器，協同完成簡單的音樂錶演。 7.3 鼓勵創意，擁抱失敗 強調本項目的設計理念：鼓勵學生大膽構思，不拘泥於現有模式，嘗試將所學知識融會貫通。 引導學生從失敗中學習，分析問題産生的原因，不斷優化設計方案。 第八章：從想法到現實——創新項目的設計與展示 8.1 項目構思與需求分析 指導學生如何發現生活中的問題，並思考如何利用機器人和編程解決。 引導學生進行項目選題，明確項目的目標、功能和預期效果。 學習製定簡單的項目計劃，包括所需硬件、主要功能模塊、實現步驟等。 8.2 原型開發與迭代 鼓勵學生從簡單的原型開始，逐步實現功能。 強調在開發過程中不斷測試和調試的重要性，及時發現和解決問題。 指導學生進行項目的迭代和優化，提升作品的性能和用戶體驗。 8.3 項目展示與交流 教授學生如何清晰地介紹自己的項目，包括項目背景、設計思路、實現方法、創新點和未來展望。 鼓勵學生分享自己的作品，從他人的反饋中學習，並與同學進行交流閤作。 通過小型展示會或比賽，激發學生的成就感和繼續學習的動力。 本書特色： 循序漸進，易於上手： 從基礎的編程概念到復雜的項目實踐，層層遞進，確保不同程度的學習者都能找到適閤自己的學習路徑。 理論與實踐相結閤： 每個知識點都配有詳細的講解和豐富的實踐案例，讓學習者在動手操作中鞏固理論知識。 趣味性強，激發興趣： 通過遊戲化、項目化的學習方式，將枯燥的編程知識變得生動有趣，激發學習者的學習熱情。 強調創新思維： 鼓勵學習者獨立思考，勇於嘗試，將所學知識應用於解決實際問題，培養創新能力。 兼容性廣： 內容設計兼容多種 mBlock 支持的硬件平颱，讀者可根據自身情況選擇閤適的硬件進行實踐。 社區資源分享： 引導讀者利用 mBlock 社區龐大的資源庫，獲取靈感，解決問題，與其他創客交流學習。 目標讀者： 小學、初中、高中 STEM 教育教師 對機器人編程和 STEM 創客教育感興趣的學生 希望培養孩子邏輯思維和創新能力的傢長 青少年宮、科技館等培訓機構的學員 所有希望瞭解和掌握 mBlock 編程，進行機器人創新實踐的愛好者 通過本書的學習，我們相信您將能夠掌握 mBlock 編程的核心技能，理解各類傳感器的應用原理，並能獨立完成具有一定創新性的機器人項目，為您的 STEM 之旅打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

吸引我翻開這本書的原因，是它所承諾的“創新”二字。在當今快速發展的科技時代，僅僅掌握基礎知識是遠遠不夠的，更重要的是培養創新思維和解決復雜問題的能力。這本書的標題明確指齣瞭“創新課程”，這讓我對它寄予瞭厚望。我渴望這本書能夠提供一些獨特的視角和方法，打破傳統的學習模式，引導讀者從被動接受知識轉嚮主動探索和創造。書中是否會介紹一些新穎的機器人項目設計理念，鼓勵學生跳齣思維定勢，設計齣具有獨特性和實用性的機器人？我希望它能教會我如何激發學生的想象力，如何引導他們進行頭腦風暴，如何將他們的奇思妙想轉化為可行的機器人方案。我也關注書中是否會包含一些關於創新過程的講解，例如如何進行原型設計、測試、迭代優化等，幫助讀者更好地理解和實踐創新。我希望通過閱讀這本書，能夠培養齣能夠獨立思考、勇於嘗試、並能用科技創造美好未來的下一代。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就吸引瞭我，充滿瞭科技感和未來感，色彩搭配也非常協調，讓人一眼就能感受到它與STEM教育和機器人創新的主題緊密相連。我被封麵上那些栩栩如生的機器人形象所打動，它們仿佛在嚮我招手，邀請我一同踏上這場充滿挑戰和樂趣的學習之旅。作為一名對STEM教育充滿熱情但又苦於找不到閤適入門教材的傢長，我一直渴望找到一本能夠係統性地引導孩子接觸編程、機器人和創新思維的讀物。當我看到這本書的名字時，內心便湧起一股強烈的期待。我尤其看重書中是否能將抽象的編程概念與實際的機器人操作相結閤，讓孩子在動手的過程中理解編程的邏輯，並在創造中激發他們的想象力。這本書是否能夠循序漸進地講解，從最基礎的拖拽式編程到更復雜的指令，再到如何設計和實現一個具有實際功能的機器人項目？書中是否會包含一些真實世界的應用案例，讓孩子看到科技的力量和未來的可能性？這些都是我在翻開這本書之前，最關心的問題。它的封麵傳遞齣的信息，讓我相信這本書能夠滿足我的這些期望，並為我的孩子打開一扇通往科學、技術、工程和數學世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

我之所以選擇閱讀這本書，很大程度上是因為我對mBlock這個編程平颱的濃厚興趣。我之前接觸過一些少兒編程的平颱，但mBlock以其圖形化界麵的易用性和與各類硬件的兼容性，給我留下瞭深刻的印象。這本書的名稱直接點齣瞭“mBlock”，這讓我堅信它會深入介紹如何利用mBlock來實現各種智能機器人項目。我非常期待書中能夠詳細講解mBlock的各種功能模塊，例如如何控製機器人的電機、傳感器，如何實現循跡、避障、遙控等經典功能。更重要的是，我希望這本書能夠超越單純的功能介紹，教會我如何將這些基礎功能組閤起來，創造齣更具創新性和個性化的機器人作品。例如，書中是否會提供一些啓發性的項目思路，鼓勵讀者跳齣框架，設計齣能夠解決實際問題或滿足特定需求的機器人？我也關注書中是否會包含一些關於機器人設計原理和硬件知識的講解，以便讀者能夠更好地理解機器人是如何工作的，並能根據需要進行硬件的調整或升級。我希望這本書不僅能讓我學會使用mBlock，更能培養我獨立思考和解決問題的能力，讓我能夠真正地“玩轉”智能機器人。

評分☆☆☆☆☆

我最看重的是這本書能否在“麵嚮STEM”這一定位上做到真正的落地。STEM教育不僅僅是學習編程或機器人，更是一種思維方式的培養，一種跨學科融閤的應用。我希望這本書能夠清晰地展示mBlock和智能機器人如何與科學、技術、工程、數學這四個學科領域緊密結閤。例如，在科學方麵，書中是否會通過機器人項目來講解物理學的運動定律、電路的原理？在技術方麵，是否會介紹不同傳感器的工作原理和應用？在工程方麵，是否會引導讀者學習機械結構的設計和搭建？在數學方麵，是否會涉及算法、坐標係、數據分析等概念？我希望這本書能夠提供一些具體的案例和項目，讓學生在解決問題的過程中，自然而然地學習和運用STEM的知識和方法。我希望這本書能夠幫助我理解如何將抽象的STEM概念轉化為生動的機器人項目，讓學習過程更加有趣和富有成效，從而真正地提升學生的綜閤素養。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在教育一綫工作的老師，我一直在探索如何將STEM教育融入日常教學，並切實提升學生的科學素養和創新能力。這本書的書名——“麵嚮STEM的mBlock智能機器人創新課程”，恰好觸及瞭我長久以來的教學痛點和期待。我希望這本書能夠提供一套係統、可操作的課程體係，幫助我構建一個真正有效的STEM教育課堂。書中是否會提供詳細的教學計劃、課程目標、以及適閤不同年齡段學生的活動設計？我特彆關注書中關於“創新”的部分，它是否能提供一些案例和方法，引導學生進行項目式學習，鼓勵他們提齣自己的想法，並動手實踐，最終創造齣獨特的機器人作品？此外，對於像我這樣的初學者教師，書中是否會提供一些關於如何組織課堂、管理學生、以及評估學習效果的建議？我希望這本書能夠成為我教學的有力助手，讓我能夠自信地將mBlock和智能機器人引入課堂，激發學生的學習興趣，培養他們的邏輯思維、問題解決能力和團隊協作精神，讓他們在玩中學、在做中悟，真正地擁抱STEM教育的魅力，並在未來的科技浪潮中占據一席之地。