本書選用目前流行的App Inventor 2作為程序設計軟件,通過案例的方式使讀者了解如何進行手機的程序制作,同時本書提供了手機控制樂高NXT、EV3以及有關FTC機器人比賽的解決方案。針對手機與互聯網的發展,本書講述了如何利用樂高機器人將傳感器數據上傳網絡,以及如何獲得數據并進行遠程控制。本書為學生的實踐創新活動提供了豐富的案例。
本書面向廣大初學者,可以作為大、中學生選修課程的教材。
手機程序APP設計——流行的程序設計方式,機器人——學生參與度高的活動,兩者結合對于教育與生活影響深遠。
通過手機與機器人的交互,拓展手機和機器人的各自功能;通過網絡的使用,加深對智能產品的了解,進而學會使用。
探索的動力來自對所學內容的興趣,這是古今中外之共識。正如愛因斯坦所說: 一頭貪婪的獅子,如果被人們強迫不斷進食,也會失去對食物貪婪的本性。學習本應源于天性,而不是強迫地灌輸。但是,當我們環顧目前教育的現狀,卻深感沮喪與悲哀: 學生太累,壓力太大,以至于使他們失去了對周圍探索的興趣。在很多學生的眼中,已經看不到對學習的渴望,他們無法享受學習帶來的樂趣。
在傳統的教育方式下,通常由教師設計各種實驗讓學生進行驗證,這種方式與科學發現的過程相違背。那種從概念、公式、定理以及脫離實際的抽象符號中學習的過程,極易導致學生機械地記憶科學知識,不利于培養學生的科學興趣、科學精神、科學技能,以及運用科學知識解決實際問題的能力,不能滿足學生自身發展的需要和社會發展對創新人才的需求。
美國教育家杜威指出: 成年人的認識成果是兒童學習的終點。兒童學習的起點是經驗,“學與做相結合的教育將會取代傳授他人學問的被動的教育”。如何開發學生潛在的創造力,使他們對世界充滿好奇心,充滿探索的愿望,是每一位教師都應該思考的問題,也是教育可以獲得成功的關鍵。令人感到欣慰的是,新技術的發展使這一切成為可能。如今,我們正處在科技日新月異的時代,新產品、新技術不僅改變我們的生活,而且讓我們的視野與前人迥然不同。我們可以有更多的途徑接觸新的信息、新的材料,同時在工作中也易于獲得新的工具和方法,這正是當今時代有別于其他時代的特征。
當今時代,學生獲得新知識的來源已經不再局限于書本,他們每天面對大量的信息,這些信息可以來自網絡,也可以來自生活的各個方面,如手機、iPad、智能玩具等。新材料、新工具和新技術已經滲透到學生的生活中,這也為教育提供了新的機遇與挑戰。
將新的材料、工具和方法介紹給學生,不僅可以改變傳統的教育內容與教育方式,而且將為學生提供一個實現創新夢想的舞臺,教師在教學中可以更好地觀察和了解學生的愛好、個性特點,更好地引導他們,更深入地挖掘他們的潛力,使他們具有更為廣闊的視野、能力和責任。
本套叢書的作者大多是來自著名大學、著名中學的教師和教育產品的科研人員,他們在多年的實踐中積累了豐富的經驗,并在教學中形成了相關的課程,共同的理想讓我們走到了一起,“讓學生獲得最好的教育”是我們共同的愿望。本套叢書可以作為各校選修課程或必修課程的教材,同時也希望借此為學生提供一些科技創新的材料、工具和方法,讓學生通過本套叢書獲得對科技的興趣,產生創新與發明的動力。
叢書編委會2013年10月8日序 App Inventor 2與機器人程序設計〖2〗〖2〗 〖1〗
我們生活中的智能產品無處不在,汽車、飛機、iPad、ATM機、百度搜索等,這些產品已經深入到生活的各個方面,今天的教育無論是形式還是內容都與10年前有著極大的不同。今天的人們有幸見證了這一時代的發展。
手機是這些產品的一個重要代表,它的影響更為深遠。
以前被視作高科技產品的計算機,只有專業人士才可使用,當Windows系統出現后計算機得到了迅速普及。今天,從事各行各業的人們只要經過簡單的培訓,就可以方便地使用計算機。
正如計算機的普及過程一樣,以前手機程序是由專業人士來設計的,需要通過Eclipse編寫Java代碼,人們不會輕易涉及這一領域。但是,2013年美國麻省理工學院上線的App Inventor 2通過圖形化編程的方式,讓手機的程序設計得到了廣泛的普及。App Inventor 2為用戶提供了便捷的開發環境和方法,讓專業的產品得以普及。用戶無須編程基礎,只要經過簡單訓練,就可以編寫出自己喜愛的手機程序,從而使得從事不同職業的人們都有機會為手機的應用作出貢獻。
我多年來一直對手機和各種智能產品有很大的興趣,App Inventor 2的出現更使我感到面對的是一個廣闊的發展、探究空間。通過手機的程序設計,人們可以將各種外接智能設備通過網絡連接加以控制,并在這樣一個平臺上實現無限創新的設想。
本書是在中學開設選修課的基礎上整理而成,在編寫過程中得到了呂恭超、王家文、葛雷、陳傳鎮等人的幫助,學生們的熱情也讓我備受鼓舞,在此向他們表示感謝。
由于水平所限,書中疏漏在所難免,敬請讀者批評指正。