本书选用目前流行的App Inventor 2作为程序设计软件,通过案例的方式使读者了解如何进行手机的程序制作,同时本书提供了手机控制乐高NXT、EV3以及有关FTC机器人比赛的解决方案。针对手机与互联网的发展,本书讲述了如何利用乐高机器人将传感器数据上传网络,以及如何获得数据并进行远程控制。本书为学生的实践创新活动提供了丰富的案例。
本书面向广大初学者,可以作为大、中学生选修课程的教材。
手机程序APP设计——流行的程序设计方式,机器人——学生参与度高的活动,两者结合对于教育与生活影响深远。
通过手机与机器人的交互,拓展手机和机器人的各自功能;通过网络的使用,加深对智能产品的了解,进而学会使用。
探索的动力来自对所学内容的兴趣,这是古今中外之共识。正如爱因斯坦所说: 一头贪婪的狮子,如果被人们强迫不断进食,也会失去对食物贪婪的本性。学习本应源于天性,而不是强迫地灌输。但是,当我们环顾目前教育的现状,却深感沮丧与悲哀: 学生太累,压力太大,以至于使他们失去了对周围探索的兴趣。在很多学生的眼中,已经看不到对学习的渴望,他们无法享受学习带来的乐趣。
在传统的教育方式下,通常由教师设计各种实验让学生进行验证,这种方式与科学发现的过程相违背。那种从概念、公式、定理以及脱离实际的抽象符号中学习的过程,极易导致学生机械地记忆科学知识,不利于培养学生的科学兴趣、科学精神、科学技能,以及运用科学知识解决实际问题的能力,不能满足学生自身发展的需要和社会发展对创新人才的需求。
美国教育家杜威指出: 成年人的认识成果是儿童学习的终点。儿童学习的起点是经验,“学与做相结合的教育将会取代传授他人学问的被动的教育”。如何开发学生潜在的创造力,使他们对世界充满好奇心,充满探索的愿望,是每一位教师都应该思考的问题,也是教育可以获得成功的关键。令人感到欣慰的是,新技术的发展使这一切成为可能。如今,我们正处在科技日新月异的时代,新产品、新技术不仅改变我们的生活,而且让我们的视野与前人迥然不同。我们可以有更多的途径接触新的信息、新的材料,同时在工作中也易于获得新的工具和方法,这正是当今时代有别于其他时代的特征。
当今时代,学生获得新知识的来源已经不再局限于书本,他们每天面对大量的信息,这些信息可以来自网络,也可以来自生活的各个方面,如手机、iPad、智能玩具等。新材料、新工具和新技术已经渗透到学生的生活中,这也为教育提供了新的机遇与挑战。
将新的材料、工具和方法介绍给学生,不仅可以改变传统的教育内容与教育方式,而且将为学生提供一个实现创新梦想的舞台,教师在教学中可以更好地观察和了解学生的爱好、个性特点,更好地引导他们,更深入地挖掘他们的潜力,使他们具有更为广阔的视野、能力和责任。
本套丛书的作者大多是来自著名大学、著名中学的教师和教育产品的科研人员,他们在多年的实践中积累了丰富的经验,并在教学中形成了相关的课程,共同的理想让我们走到了一起,“让学生获得最好的教育”是我们共同的愿望。本套丛书可以作为各校选修课程或必修课程的教材,同时也希望借此为学生提供一些科技创新的材料、工具和方法,让学生通过本套丛书获得对科技的兴趣,产生创新与发明的动力。
丛书编委会2013年10月8日序 App Inventor 2与机器人程序设计〖2〗〖2〗 〖1〗
我们生活中的智能产品无处不在,汽车、飞机、iPad、ATM机、百度搜索等,这些产品已经深入到生活的各个方面,今天的教育无论是形式还是内容都与10年前有着极大的不同。今天的人们有幸见证了这一时代的发展。
手机是这些产品的一个重要代表,它的影响更为深远。
以前被视作高科技产品的计算机,只有专业人士才可使用,当Windows系统出现后计算机得到了迅速普及。今天,从事各行各业的人们只要经过简单的培训,就可以方便地使用计算机。
正如计算机的普及过程一样,以前手机程序是由专业人士来设计的,需要通过Eclipse编写Java代码,人们不会轻易涉及这一领域。但是,2013年美国麻省理工学院上线的App Inventor 2通过图形化编程的方式,让手机的程序设计得到了广泛的普及。App Inventor 2为用户提供了便捷的开发环境和方法,让专业的产品得以普及。用户无须编程基础,只要经过简单训练,就可以编写出自己喜爱的手机程序,从而使得从事不同职业的人们都有机会为手机的应用作出贡献。
我多年来一直对手机和各种智能产品有很大的兴趣,App Inventor 2的出现更使我感到面对的是一个广阔的发展、探究空间。通过手机的程序设计,人们可以将各种外接智能设备通过网络连接加以控制,并在这样一个平台上实现无限创新的设想。
本书是在中学开设选修课的基础上整理而成,在编写过程中得到了吕恭超、王家文、葛雷、陈传镇等人的帮助,学生们的热情也让我备受鼓舞,在此向他们表示感谢。
由于水平所限,书中疏漏在所难免,敬请读者批评指正。