作者：梁森山 谢作如
出版社：人民邮电出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
爱上micro:bit试读：
内容提要
micro:bit是一款专为K12阶段教育定制的学习工具，在帮助教师、学生快速入门方面，具有很多优势。micro:bit既是一个能够表达创意的微型电脑，又是支持科学探究的数字检测工具；不仅能够驱动小车、制作机器人，也能够作为智能采集装置，设计酷炫的互动媒体作品。
本书共分为上、下两篇。上篇以micro:bit的基础应用为主，介绍如何用MakeCode和Mixly等图形化编程工具给micro:bit编程，也介绍了如何结合Scratch编写有趣的互动作品。下篇则介绍micro:bit的高级应用，如用Arduino IDE来编程，适合“怀旧”的创客；结合Processing做互动媒体，适合对科技艺术感兴趣的朋友；再如用Python来编写程序，适合高中教师入门，为高中新教材的教学打下基础。本书整理的附录部分也非常值得一读，其一是精选的10个跨学科STEAM教学案例；其二是Python语言基础，介绍了micro:bit的专用库函数。
不管是小学生、中学生、大学生，还是对创客活动感兴趣的教师、家长，所有对创客教育、STEAM教育感兴趣的人都可以阅读本书。
希望这本书，能让你我一起爱上micro:bit！
编委会
主编：梁森山、谢作如
编委：吴俊杰、周茂华、戴建浜、傅骞、管雪沨、曾祥潘
李旸、张敬云、秦赛玉、李琦、余波、周源远
序1 像micro:bit一样思考
我基本上不研究前沿技术，只研究成熟技术，但是我很关心采用了前沿技术的板子到我手里的时间。记得在micro:bit刚刚发布不久，谢作如老师就通过朋友搞到了两块micro:bit，从英国漂洋过海地来到了我在北京的家里。那是一个朴素的纸盒，里面填充着一些那种纸条堆积起来的填充物，看起来很像是一只小鸟的巢，里面有一个牛皮纸袋子，袋子的边缘用铝条固定，精致地折了起来。袋子只有信用卡大小，打开袋子以后，一块小小的micro:bit就走进了我的生活，这样，一走进就是两年。
那时候micro:bit的图形化界面还没有做好，10英镑，折合一百多元人民币的价格对我来说并不具备太大的吸引力，Arduino在网上也能找到十几元钱一块的，直到我明白了老外的玩法，我才觉得这个世界越来越有趣了。
首先，micro:bit有一个基金会做背后推广的工作，这个项目跟英国广播公司（BBC）有关，而英国广播公司曾经参与过一个传统的低成本的信息技术普及项目，就是OLPC项目—俗称100美元学生电脑项目。一连串的事情看来是有历史沿革的。micro:bit的设计、外形、定位具有天然的教育基因，设计足够克制，它只明显地提供几个连接导线夹子的接口，俗称“金手指”，方便任何年龄段的人，特别是孩子使用这个东西，也符合科学老师、计算机老师的使用习惯。金手指的设计配合表面的表情LED，使得micro:bit有一种天然的萌感。应本书主编梁森山的邀请，我做这篇序的时候，micro:bit的出货量上来就是一百万片，显然这些东西会在中国深圳制造，它的工艺很好，体现了一种电路裸板的天然的美感。micro:bit所用的主控芯片和Arduino的主控芯片是两家不同公司的产品，Atmel间接通过Arduino取得了开源硬件界头把交椅的位置，而其他人也看在眼里，讲了那么多年开源、社区的故事，怎么不会迎头赶上呢？只不过和Arduino的草根范儿不同，micro:bit从出生开始就含着ARM这把金勺子。micro:bit是一个天然的用软件生态来覆盖硬件生态的项目，微软有至少20个工程师来维护它的软件生态，包括蓝牙连接、手机App、在线编程系统等一系列的东西。micro:bit的运算能力足以在上面安装一个微型的操作系统，完成一个类似Windows一样的“你和微软共享一台电脑”的目的，它虽然是一款开源硬件，但是还有足够的想象空间。
好的，这就是我眼中的micro:bit，大家喜欢的micro:bit，适合入门教学的micro:bit，已经安排好全球生态的micro:bit。
在2017年暑假的第5届STEAM教育大会期间，老师们一起吃饭聊天，大家觉得需要一本micro:bit的零门槛、无痛入门书籍，于是大家你一言我一语，你说想写这个案例，我说应该加这样一个章节，并且推选梁森山担任这本micro:bit的书的主编。于是半年过去了，这本凝聚了我的学习过程和诸多体会的《爱上micro:bit》问世了，着实欣喜，书写得真好，我为共同参与这本书集体创作的其他作者感到由衷的自豪。不是么？有这样纯粹的有责任感和使命感，又有如此执行力的创客教育生态圈是多么难得啊。
一群人走得远，在我们看到micro:bit的故事的同时，也应该看到未来的各种趋势和可能性。我们是否能够学着像micro:bit一样去思考，或者像Arduino一样去思考，创造出一条具有中国特色的新路来呢？谢作如老师2018年启动了一个面向中小学人工智能的一线教学开源硬件项目—“虚谷号”，管雪沨老师启动了一个低成本的Scratch传感器编程教学项目叫“掌控”，我也启动了一个基于激光切割的开源结构件项目—Laserblock，还有成都的张子红老师的开源传感器板项目、我还不太熟悉的“老张”的开源硬件漂流项目……它们都代表着一种来自实践者的勇气和最初的梦想。这本书的大部分作者同属一个共同的机构—中国电子学会现代教育技术分会，我相信这个融合了各种不忘初心的人的团队，能够抓住STEAM与创客教育赋予这个时代的机会，赢得挑战。
看完这本书，好像未来的路才刚刚开始呢？好兴奋……那么，像micro:bit一样思考之后，你的独立的思考又是怎样的呢？北京景山学校创客名师 吴俊杰2018年5月
序2 让更多的孩子爱上micro:bit
为什么选择micro:bit
早在2015年，我就听说过micro:bit，当时只知道BBC推出了一款帮助青少年学习编程的迷你电脑，也没有特别放在心上。应该是2016年12月吧，青树基金会的张昱女士给我寄了一块micro:bit，我随手测试了一下，结果被意外“惊艳”了。
2016年，正好是国内“创客教育”成为热词的时候，全国有很多地区出台创客教育方面的政策，建空间，做培训。创客教育越热，我却越焦虑，因为很多学校花了很大一笔资金建好一个“高大上”的创客空间后，就没有下文了。《中国教育报》批评说，在没有师资的情况下就大兴土木建创客空间的做法显然是错误的。但是，我们有什么办法吸引更多的教师加入创客教育的队伍？
我做过很多场教师培训。我常常说，给老师们培训再多的创客教育理论，还不如陪他们做一场工作坊。有了图形化编程软件ArduBlock、Mixly之后，Arduino的编程已经变得很简单。但由于种种原因，Arduino在Windows环境下安装驱动程序有时会不成功，下载程序也偶尔会失败，不够稳定。驱动难装、下载不稳定，对创客来说是小事，但对教师来说就是大问题了。记得有一次我在成都做培训，老师们的电脑都是自带的，我不得不请了好几位外援，才解决了帮老师装Arduino驱动程序的问题。
青树基金会是一家关注农村教育的基金会，一直希望能帮助农村学校开展创客教育。因为这个缘故，基金会执行人张昱女士和我联系得比较频繁。但是，在城镇学校推广Arduino尚且举步维艰，何况在农村学校。小规模试了几次，我感觉困难重重。基金会的合作伙伴—香港理工大学的Clifford Choy教授推荐了micro:bit。张昱想先让我们测试，就给我和吴俊杰分别寄了一套，这才有了前面说的“意外的惊艳”。
Arduino最初并不是为K12阶段的孩子设计的，难度还是偏高了点。和Arduino相比，micro:bit则是一款专为K12阶段教育定制的学习工具，在帮助教师、学生快速入门方面，具有很多优势。如，用虚拟磁盘的方式完成程序烧录（daplink技术），很完美地解决了驱动程序安装难的问题；微软开发的MakeCode环境，让大家通过浏览器就能编程，还支持仿真调试；板子上集成了常见的传感器，让教学更加方便等。
当然，micro:bit让我惊艳的理由还有一个，那就是它原生支持Python（MicroPython）。新修订（2018年发布）的高中信息技术课程标准中，不仅增加了“开源硬件项目设计”模块，还在必需模块中提出要“知道信息系统与外部世界的连接方式，了解常见的传感与控制机制”。所以，全新编写的高中教材中都要加入开源硬件方面的内容。但是，高中教材的编程语言基本上采用Python，而Arduino使用的是C++，两种语言放在同一套教材中，那不是很怪异吗？micro:bit的出现，至少可以帮我化解这一尴尬。
虽然说micro:bit很好，很适合用于教学，但要普及推广，还需要解决两个问题。一是需要大量外围的电子模块，让现有的Arduino电子模块能够直接用于micro:bit。这个问题其实容易解决，只要说服DFrobot、Seeed Studio就可以了。二是需要离线版的编程工具，中国太大，学生太多，在线编程环境总让人不够放心。这个问题也很快得到了解决，“大神”张路提醒我，用几个命令就能搭一个本地MakeCode服务器。于是我写了一个教程，西安的向金老师提供服务器，做了MakeCode服务器的国内镜像。后来在Python IDE方面，DFrobot开发了BXY，盛思开发了MPython，这里不再具体介绍了。
2017年4月左右，我开始通过猫友汇、好好搭搭等微信群推广micro:bit。果不其然，这块板子得到很多人的喜爱，案例、教材层出不穷，很多创客企业乘势推出了基于micro:bit的周边设备。2017年10月，我代表中国电子学会现代教育技术分会和BBC的micro:bit教育基金会负责人Zach Shelby达成了战略合作协议，我、周茂华等任micro:bit中国大使，在各自的学校开设课程并编写教材。
为什么要写这本书
2016年8月，由中国电子学会现代教育技术分会主办的第五届中小学STEAM教育大会在蓬莱召开。我带着BBC的micro:bit基金会捐助的器材，做了一场micro:bit工作坊。会议休息期间，大家正围绕这块板子聊天，《无线电》主编房桦建议我们写一本名为《爱上micro:bit》的书，与之前《爱上制作》《爱上Arduino》之类的书籍相互呼应。
考虑到micro:bit方面的书籍资源还很少，我们欣然答应，并很快就确定了本书的定位和大纲。但是因为相应的资源匮乏，部分章节拖了后腿，加上大家对书稿的质量要求高，前前后后差不多用10个月时间才总算定稿。
在本书编写过程中，micro:bit的书逐步出版，和市场同类书籍比较，本书有几个特点：一是涉及的技术广，有MakeCode、Python、Scratch，还涉及Processing和Arduino。二是内容综合，涵盖了机器人、互动媒体、科学探究等。毫不夸张地说，这本书把micro:bit的价值挖得最深。在这本书里，micro:bit既是一个能够表达创意的微型电脑，又是支持科学探究的数字检测工具；不仅能够驱动小车、制作机器人，也能够作为智能采集装置，设计酷炫的互动媒体作品。三是写作团队强大，如Mixly部分是Mixly团队负责人傅骞教授带着学生戴建浜亲自操刀，边改软件边写的。
希望这本书，能让你我一起爱上micro:bit！
本书的读者对象
所有对创客教育、STEAM教育感兴趣的人都可以阅读本书，不管是小学生、中学生、在校大学生，还是对创客活动感兴趣的教师、家长。当然，如果你学过Scratch编程，正想开始研究开源硬件，那就更应该看看这本书。本书具体的读者对象如下。
第一类：中小学生，可以在老师的指导下学习，也可以自学。但是，请别停止脚步，更精彩的开源硬件世界等你探索。
第二类：在校大学生。我希望非计算机专业的大学生学习本书，尤其希望将来从事技术教育的大学生学习本书，为你未来的岗位做点积极的准备。艺术专业的学生可以把本书当作开源硬件的入门书籍。
第三类：教师。正在从事技术课程教学或者综合实践活动课程教学的老师，这本书会给你带来新的教学思路。
第四类：家长。重视家庭教育、喜欢和孩子做点亲子项目的家长，可以对照这本书自学，无论是做一个互动游戏还是做一个实验装置，你的孩子都会对你刮目相看的。
第五类：入门级创客。毫无疑问，micro:bit是一款最简单、最容易上手的开源硬件，Arduino能完成的项目，micro:bit大都可以完成。
如何阅读本书
本书共分为上、下两篇。上篇以micro:bit的基础应用为主，介绍用MakeCode和Mixly等图形化编程工具给micro:bit编程，也介绍了如何结合Scratch编写有趣的互动作品，梁森山、戴建浜和周源远编写。下篇则介绍micro:bit的高级应用，如用Arduino IDE来编程，适合“怀旧”的创客；结合Processing做互动媒体，适合对科技艺术感兴趣的朋友；再如用Python来编写程序，适合高中教师入门，为高中新教材的教学打下基础；由梁森山、谢作如、周茂华、吴俊杰、李琦等编写。
因为本书涉及的技术广，所以大部分章节只是点到为止，不敢深入。读者完全可以跳过某些章节，直接选择自己感兴趣的内容。虽说是点到为止，但任何一个章节的内容，也足以开一门9课时左右的校本课程了。
本书整理的附录部分也非常值得一读。其一是精选的10个跨学科STEAM教学案例；其二是Python语言基础，介绍了micro:bit的专用库函数。
勘误和支持
这是目前国内关于micro:bit方面最综合的一本书，很多方面缺少参照资源，要一点一点去研究。因为涉及的方向较多，作者又分别来自全国各地，时间仓促，书中难免出现一些错误或者表述不准确的地方，恳请读者批评指正。欢迎发送邮件到xiezuoru@vip.qq.com，期待得到你们真挚的反馈。书中全部源文件和涉及的部分软件，可以在以下地址下载。
http://box.ptpress.com.
cn/a/1/RC2018000025
关于虚谷计划
因为micro:bit易用，加上中国电子学会现代教育技术分会和猫友汇的推广，所以在普及方面，它很快就要追上Arduino了。有网友问，是不是小学就用micro:bit，初中用Arduino，高中用树莓派？
不，从micro:bit到Arduino，并非是换一块板子这么简单，编程语言的迁移就是最大的门槛，几乎要重新开始学习；而从Arduino到树莓派，又是一个全新的硬件体系。从micro:bit到Arduino，再到树莓派的学习路线是有问题的。
正如我一开始纠结于Arduino的技术门槛太高，却想不出好的解决方案一样，我们根本就没有想过要全新开发一块新的板子，忘了“不满是创新的源泉”这一至理名言。直到2017年11月在朋友提醒下，我才有了一个很好的解决方案：在micro:bit、Arduino和树莓派的基础上，全新设计一款为教育定制的开源硬件。这就是中国电子学会现代教育技术分会“虚谷计划”的由来，请大家耐心等待并积极参与这一开源项目。
最后的致谢
首先感谢BBC基金会的micro:bit团队，他们为青少年的教育设计了优秀的工具，让更多的孩子能够接触开源硬件，学习编程并设计有趣的智能作品，为创客教育的普及提供了可能。
感谢周茂华、管雪沨、秦赛玉、李旸、张敬云、余波、周源远、曾祥潘等老师，虽然大家各自工作繁忙，但都能按计划交稿。
感谢李琦和吴俊杰老师，他们完成了这本书中最精彩的部分—STEAM教学项目。张敬云同学还专门整理了附录“10个跨学科STEAM教学案例”。
感谢Mixly团队的傅骞教授和戴建浜同学，他们为了配合这本书的出版，特意加班加点升级Mixly，使其能够支持micro:bit。
感谢青树基金会的张昱女士，是她最早为我们提供了micro:bit，让我们知道有这么一款优秀的开源硬件，创客教育的大家族中多了一款利器。
特别感谢DFrobot、盛思等创客企业对micro:bit的支持，它们的工程师为micro:bit的周边生态做了很多工作，现在micro:bit通过各种扩展板，能够正常使用绝大多数电子模块了。
最后感谢周俊豪、梁一茁、谢集3位小朋友，他（她）们不仅见证了这本书从无到有的过程，还参与了部分案例的设计。正因为孩子们对micro:bit的喜欢，我们才有动力去写这本书。温州中学特级教师、教育部综合实践活动课程指导纲要研制项目组成员 谢作如2018.6.16
上篇 基于MakeCode、Mixly、Scratch的图形化编程
1 初面micro:bit
从小听爸爸妈妈讲故事，在学校里和同学聊天，老师每天在教室里讲课，外出与小伙伴聚会，和好朋友说悄悄话……这些日常交流，都需要语言，对此我们习以为常，不以为奇。
可是我们该怎样与电脑交流呢？毕竟电脑又听不懂我们说的话。
你也许听说过编程，没错，程序就是我们与电脑交流的语言，只不过用的媒介不是声音，而是代码和指令，告诉电脑我们的想法、我们想做什么、我们想要什么。图1-1 初面micro:bit
看到图1-1里长着两只小眼睛的板子了吗？它有一个很不错的名字，叫作micro:bit，来自英国，是英国的一家叫BBC的公司联合了其他好多高科技公司，专门为中小学生学习编程而特意设计的。Micro在英文里是“微”“小”的意思；bit是binary digit（二进制数字）的缩写，是表示信息的最小单位，音译为“比特”。micro:bit合在一起，中文名就叫它“小比特”吧，当然你也可以另给它取个你喜欢的名字。其实micro:bit，也就是“小比特”，是一个微型的电脑，看看图1-1里的样子，是不是还有点小可爱呢？让我们一起来认识这位新朋友吧。
再来仔细观察一下micro:bit正面，中间有5×5共25个小点点，每个小点都是一个小小的LED（发光二极管），可以认为这是小比特的显示器，虽然很小，但是它的原理和电脑显示器、液晶电视机的原理是一样的。5×5 LED点阵屏两边放置了两个按钮，为了区分，分别给它们贴个标签，一个叫A，另一个叫B，相当于电脑的键盘。当然啦，只有两个按钮，跟电脑键盘比，少是少了点，但“麻雀虽小，五脏俱全”，一样可以鼓捣出精彩的玩法。
背面的电路比较复杂，现在先不介绍，你在后续的课程和项目中会陆续学到、用到。
初次见面，希望你会“爱上micro:bit”—这位“小比特”同学。
1.1 开箱即用
最简易版的micro:bit纸袋包装内有3件宝贝，一件是我们的小可爱micro:bit板子，一件是电池盒，还有一件是USB线，如图1-2所示。图1-2 纸袋包装和里面的micro:bit套件
电池盒我们会在后续的课程里用到，现在我们只用micro:bit板子和USB线就可以了，按照图1-3所示，用USB线的小头端连接micro:bit板子，大头端插入电脑的USB口。图1-3 用USB线连接micro:bit和电脑
1.2 发现U盘
电脑会提示发现新硬件，然后进入自动安装驱动程序的步骤，稍等一两分钟，会提示新硬件已经安装完毕，可以使用了。这时，电脑会出现一个名为“micro:bit”的U盘图标，在Windows系统的电脑里能看到图1-4所示的盘符，表明micro:bit已经做好准备，随时待命了。图1-4 发现U盘
双击U盘图标，进入U盘存储空间，会发现“DETAILS.TXT”和“MICROBIT.HTM”两个文件，如图1-5所示。图1-5 U盘里的内容
双击其中的“MICROBIT.HTM”文件，会在网页浏览器里打开一个网页，在网络正常的情况下，你会看到图1-6所示的网站。网页上的小伙伴是英国的朋友，他们也在使用micro:bit学习编程，而且已经把好多创意用micro:bit实现了，还发现了不少好的玩法，是不是越来越期待了呢？好吧，让我们快点用鼠标单击图1-6上方的“Let's Code”链接。图1-6 micro:bit官方网站
浏览器会转入新的界面，找到图1-7所在的位置，再次用鼠标单击“Let's Code”链接。图1-7 选择编程
会有一段micro:bit小眼睛的Loading（读取）过程，然后快速进入真正的编程界面，如图1-8所示。看看左侧的图案，是不是又见到micro:bit小比特了呢？真正的编程要开始啦！图1-8 MakeCode图形化编程界面
上面的步骤很琐碎，是为了让大家快速上手，后续可以直接通过micro:bit官网的MakeCode网页进入编程界面。补充阅读：界面简介图1-8可以分成左、中、右3个部分。左侧是“仿真区”，micro:bit图案实际上是个模拟器，用来快速预览micro:bit程序的运行效果，没有micro:bit板子的同学，可以先在模拟器上试运行你的代码，等有了硬件的时候再下载到板子上。中间竖列是编程模块区，简称“模块区”，BBC的工程师把micro:bit板子上的功能分成一个个小的可编程模块，有些像乐高积木，是编程最基本的元素，需要什么功能就在模块区查找，拖动到右侧的编程区即可。右侧是编程区，也叫“代码区”，是放置编程代码的区域，通过组合不同的代码，告诉micro:bit该怎样做，以实现我们的想法和创意。
1.3 Hello micro:bit
细心的同学肯定已经发现，当micro:bit通过USB线连接电脑到之后，小比特就在不停地“变脸”，5×5的LED点阵屏上一直有画面在闪动，喜欢动手的同学肯定也偷偷地按下了A按钮或B按钮，而且LED点阵屏也会有响应。这是因为在micro:bit出厂的时候，就内置了一个小的游戏实例，希望你能喜欢。
怎么样，酷酷的小游戏，是不是引发了你的好奇心呢？
心动不如行动，让我们开始我们的编程之旅吧！
那就先跟micro:bit打个招呼吧。怎样才能做到呢？micro:bit听不懂我们的语言，它能听懂的语言是“代码”，这其实也没什么高深的，下面我们通过一个具体例子，一步一步了解并掌握如何编写代码。
首先用鼠标单击“模块区”的“Basic”按钮，会显示图1-9所示的界面，将鼠标指针移动光标到“show string“Hello!””，用鼠标左键按住图标并拖动到编程区内的“on start”框内，松开鼠标。把鼠标指针指向“Hello!”，将其改成“Hello micro:bit！”这样就实现了类似电影序幕的功能，程序会在正式“放映”之前播放序幕和欢迎信息。图1-9 放映“Hello microbit！”
接下来，再回到“Basic”选项，跟上面的操作一样，这次选中“show leds”按住鼠标左键拖动到“forever”框内，如图1-10所示，在“show leds”上的小方块上用鼠标左键单击，绘制图案，是不是很像个笑脸？图1-10 显示笑脸
上述操作完成后，左侧的micro:bit模拟器会显示程序的运行效果，如图1-11所示。图1-11 模拟运行效果
1.4 下载程序
在上面的操作过程中，同学们应该已经看到micro:bit模拟器的运行效果，但真实的运行情况如何，我们需要把代码下载到micro:bit板子里才知道。单击左下角的“Download”按钮，如图1-12所示。图1-12 “Download”下载程序
Mac系统会弹出“存储为”对话框，单击“存储”按钮，如图1-13所示；Windows系统会弹出“另存为”对话框，单击“保存”按钮。图1-13 存储到micro:bit所在的U盘
你会看到micro:bit背面的LED指示灯会不停地快速闪烁，表明程序正在下载。下载完成后，micro:bit会自动运行代码，效果如图1-14所示，先是滚动显示“Hello micro:bit！”字符串，最后停止在我们设计的“笑脸”图案上。
好了，我们的第一个作品就完成了！是不是很好玩呢？是的，编程就是如此简单！接下来，如果对自己的作品还算满意，可以单击“仿真区”上方的“Share”图标，会生成一个网络链接，可以把今天的成果分享给你的好朋友。补充阅读：美颜贴裸露的LED的发光效果有些刺眼，不宜长期注视，你能不能想个好办法，解决这个问题呢？三年级（5）班的一茁同学就想到了一个不错的主意，把妈妈日常用的便签纸裁剪成一个micro:bit点阵屏大小的贴纸，给micro:bit定制了一个专用美颜贴，敷在micro:bit的屏幕上，图1-14所示就是贴了美颜贴之后的效果，是不是看起来好多了呢？后续一茁同学又测试了几种透明不干胶的贴纸，效果各不相同，可以做出不同的美颜效果，表达不一样的心情。为了方便大家，一茁同学还开了一个“micro:bit美颜贴”淘宝店，有兴趣的同学可以去店里逛逛哦，说不定有惊喜呢。图1-14 美颜后的micro:bit笑脸补充阅读：实体编程最初的电脑代码比较抽象，工程师开发了专门与电脑打交道的“机器码”；后来为了便于记忆，又发明了一套助记符，就是人们常说的“汇编语言”；再后来人们陆续发明了C、C++、Python等语言，为了提高与电脑沟通的效率，提出“面向对象”的编程思想和方法。在软件的世界里，“对象”是一个一个“虚拟的”可编程功能模块，而我们的micro:bit的可编程功能模块，每一个模块都对应一个相应的“实体”，不再是纯“虚拟的”，可以认为代码就是实物，实体就是代码，虚和实通过编程和代码关联在一起，在这个层次上，我们把micro:bit的这种编程方式称为“面向实体的编程”，简称“实体编程”。
类似micro:bit实体编程的这类语言越来越多，像知名的Scratch、Blockly等都可以看作实体编程语言，都能够导通“虚实”（虚拟与实体）和“软硬”（软件与硬件）。千万不要以为实体编程就是逗小孩的玩意，好看不中用，Google实验室推出的图形化编程软件App Inventor很可能是未来移动编程的重要发展方向。
1.5 学习资源
micro:bit是BBC专为英国推动STEM教育而开发、设计的装备载体，主要聚焦在K12阶段的编程与信息技术课程，BBC为此联合ARM、微软研究院、英国兰卡斯特大学等众多公司和机构，共同推出了配套的课程资源，特别是线上的学习社区。自从2016年3月在英国免费发放micro:bit以来，microbit.org官方网站的访问量已达1300万，编码模拟器运行次数将近1000万，编译次数达200万。这里对已有的、相对成体系的课程资源做一个简单的汇编，以供各位老师和同学们参考、学习、甄别。1.5.1 micro:bit官网
mirco:bit官网上提供了超过200个项目实例和最简易的入门课程，涵盖各个应用场景。为了增加micro:bit的娱乐性，BBC在英国推出了直播课堂“Doctor Who and microbit”，以及“机器人替代教师”系列专题视频，将micro:bit与当下最热门的机器人OhBot、Marty、Ottobock、Pepper、Meccanoid等结合。1.5.2 微软MakeCode
微软MakeCode团队专门为micro:bit开发了BlocksEditor在线图形化编程平台，并结合设计思维编写了14周的入门课程。课程面向6~8年级（11~14岁）的学生，帮助他们更好地理解信息技术的概念，通过动手制作实现创新、创造。课程对在校教授“入门信息技术科学”的老师也可提供借鉴。1.5.3 国内资源
国内STEAM与创客教育等科创类教育领域，受多方政策及利好消息的影响，正在形成对micro:bit的研究热潮，校内校外共同关注基于micro:bit的课程、培训和赛事活动，形成了线上线下联动的机制，共同推进了micro:bit的传播。
目前由中国电子学会现代教育技术分会牵头主编的图书有《爱上micro:bit》。
另有单行本的《micro:bit入门指南》和《MicroPython入门指南》，都是不错的参考书。
网络资源也慢慢多起来。DF创客社区是国内最活跃、最高产的创客社区之一，除了沉淀优质教程内容，还有多位老师在平台上分享了micro:bit的使用体验。图1-15 向金老师的micro:bit开源教程
吴俊杰老师还组织了micro:bit的漂流活动，分享的两节公开课已经选录到本书第5章。指尖新空间的向金老师开发了micro:bit教程（含视频），课程内容如图1-15所示。国内micropython网络社区也聚集了大量的学习资源，社区负责人是一个MicroPython和micro:bit爱好者，社区本着开放、公益的原则在2016年还众筹了国内的第一个本土化micro:bit版本newbit。社区以推广和交流MicroPython/micro:bit为主要目的，分为文档和固件、MicroPython编程、micro:bit、开源与DIY等多个版块。社区以最新技术介绍、学习交流、作品展示为主，汇集了众多的技术专家和爱好者，是学习、交流MicroPython/micro:bit的场所。
1.6 创客爸爸
micro:bit适合在学校或者在家自学。一方面，我们期待学校能够以micro:bit为契机，带动micro:bit与学科教学的日常结合，也希望它能够跟中小学的信息技术课程匹配起来。为了孩子的未来，为了给孩子更好的教育，那么作为家长，特别是爸爸，我们能为孩子的成长做些什么呢？
也许你不是教育工作者，但是对于编程，特别是编程背后的数学技能与逻辑思维，你一定能给孩子帮助。哪个父母不乐于见到孩子“从创意到实现”的过程呢？那就做孩子的编程小助手吧！
希望本书能够带着你和孩子一起“爱上micro:bit”，让你扮演一回创客爸爸。
本章的案例实际上是主编在家教自己三年级女儿的入门教程，图1-14中给micro:bit配做的美颜贴，就是女儿的创意。
除了老师和学校统一组织的教学活动，micro:bit同样可以用来自学，因为micro:bit把学习的门槛降到了足够低的程度，现有的大部分课程资源，实际上也非常适合自学。不过还有个小小的前提条件，你需要购买一套micro:bit套件，目前micro:bit已经公开发售，而且价格适中。
图1-16所示是micro:bit官网的中英文界面对比，micro:bit追求“创意”，在micro:bit官网首页宣传栏里，依次排列着“创意”“编程”“互联”，把创意摆在了第一位，体现micro:bit对未来教育的理解，也是家长对孩子未来教育的期许和诉求。图1-16 创意·编程·互联
1.7 再识micro:bit
你一定好奇，怎么突然冒出一个micro:bit？这一节让我们一起捋一捋，micro:bit的前世今生。
有人把micro:bit追溯到1981年BBC推出的微型电脑BBC micro，也许并不为过。但BBC推出micro:bit的直接动因，则是2014年英国的课程改革。从2014年9月开始，英国用编程与计算科学（Code and Computing Science，CCS）课程取代了原本课程标准中的信息和通信技术（Information and CommunicationTechnology，ICT）课程。新的课程包含电脑科学、信息技术、数字素养3个方面。
2015年3月，针对CCS课程设计的micro:bit初步定型，主板上嵌有5×5共25个可编程的红色LED、2个按钮、5个I/O扩展环，还包括一个运动传感器和蓝牙接口，板子大小为4cm×5cm，接上电池可以独立工作。
2015年7月，BBC正式对外发布了micro:bit，并把micro:bit定位在微型电脑，通过免费发放的形式，向数百万英国在校学生推出编程学习课程，这被视为BBC推出的“最雄心勃勃的教育计划”。由于量产过程中的种种原因，实际上直到2016年3月，BBC才正式向初一年级新入学的学生发放micro:bit板子，同年6月，完成全年级80%发放进度，7月份开始登陆element14、微软线上商店等零售网络。
2016年10月，micro:bit发起者BBC宣布成立micro:bit教育基金会（MEF），BBC给予基金会独立性，负责全球范围内的技术支持和课程支持。
BBC不是一个人在战斗，而是联合29家公司和机构共同打磨出micro:bit，其中包括多家全球顶级科技公司，如图1-17所示。基金会CEO Zach Shelby表示：“micro:bit是BBC这30年来寄予期望值最高的教育项目。在20世纪80年代，BBC micro微型电脑将整个英国带入电脑时代，而这一次，BBC将通过与29个组织的合作，将编程教育推广到更多国家。”图1-17 micro:bit生态图
时至今日，micro:bit已在英国等地推行了一年多，它的用户体验如何？BBC试图通过micro:bit编程学习推动STEM教育的目标能否实现？为此，来自伦敦国王学院的学者，在对英国15所学校的在校师生进行面对面访谈后，发布了一篇专业研究报告《酷炫地创造—小学生们对BBC micro:bit的使用体验》（“Creating cool stuff”-Pupils' experience of the BBC micro:bit）。
研究主要聚焦在用户感知、设备使用中可能的障碍和促进因素、配套资源利用情况，以及在泛学科（多学科、跨学科融合）应用4个方面。结果发现，装备（硬件）的可触摸性（实体感知性）对于激发学生兴趣，帮助学生理解编程和电子产品制作方面起着相当重要的作用。研究表明，90%的学生认同“任何人都可以用micro:bit进行编程”；86%的学生和85%的老师认为micro:bit让CCS课程变得更加有趣；80%的使用者认为编程并没有想象中那么困难；愿意将电脑列入在校学习课程的学生比例由36%提高至45%，其中，愿意将电脑列入在校学习课程的女生比例由23%提高至39%。
在跨学科应用方面，除了将micro:bit应用于STEM（科学、技术、工程、数学）教育四大学科，有很多老师在艺术（STEAM教育）、纺织、体育课上进行尝试：将LED缝制在衣服上，增加录音模块辅助语言学习中的发音矫正，在体育课上利用加速度计进行跑步数据追踪……
micro:bit是否将取代Arduino在创客教育领域的地位？显然，现在下结论还为时过早，但与Arduino相比，micro:bit具有免安装驱动、电子模块集成度高、支持时下最热门的多种编程语言等多项优势，节省了教学资源成本，同时大大增加了可玩性和扩展空间。这里引用DF社区的一个对比表格（见表1-1）来说明两者的差别。表1-1 micro:bit与Arduino UNO的对比
除了Arduino，micro:bit还招致了与Raspberry Pi（树莓派）的比较（见图1-18）。《Electronics Weekly》的作者Steve Bush“非常粗略地”用“micro:bit等同于教育性的嵌入式电脑，而Raspberry Pi等同于教育性的台式电脑”的说法区分了两者。比如，Raspberry Pi可以直接与键盘、鼠标和显示器连接，但micro:bit没有这样的硬件接口；为了让它得以编程，就必须得连接到一台主机（可能是Raspberry Pi）或智能手机上。
也许，micro:bit被定义为一个互补的设备，而非Raspberry Pi、Arduino和Galileo的竞争者更合适。
目前国内安创空间、DF创客社区、中国电子学会现代教育技术分会已率先加入micro:bit的全球生态体系建设。其中中国电子学会现代教育技术分会是唯一入选的非营利生态合作伙伴，推选谢作如、吴俊杰、余波和周茂华4位核心委员作为micro:bit在国内的推广大使，并在全国遴选3所学校作为micro:bit的试点校，目前入选的温州中学、深圳第二高级中学、武汉育才第二小学已经分别在小学、初中、高中阶段开始教学实践。MEF与中国电子学会现代教育技术分会的生态合作是全方位的，本书及规划中的系列丛书也是合作的一部分，后续还会共同组织专门针对中国的micro:bit课程开发、师资培训和全国性的赛事活动。
希望这一章的讲解，能够带你无痛进入micro:bit的精彩世界，后续章节会有更多精彩、好玩的项目。爱上micro:bit，让我们边走边玩。图1-18 树莓派Zero（上）、micro:bit（下左）与Arduino UNO（下右）
2 Mixly米思齐
2.1 认识Mixly
Mixly(米思齐)是北京师范大学米思齐创客教育团队基于Google的图形化编程引擎Blockly开发的一套开源软件，本书的所有操作对应的是Mixly 0.998版本，该版本支持JavaScript和MicroPython两种脚本语言。MicroPython是Python语言的子集，继承了Python语言的主要特性，本书以MicroPython为脚本语言，其语法与Python 3.0以上版本相似。2.1.1 下载安装
最新版本的Mixly可以从其官方网站下载，有Windows和Mac版本，如图2-1所示。软件为绿色版，不需安装，自行下载并解压缩后即可使用。其中Windows系统的用户只能使用Windows 7及以上版本，Mac版需预装Java环境。图2-1 下载Mixly软件
下载、解压缩之后的Mixly文件夹内容如图2-2所示。图2-2 Mixly文件夹
其中各个文件和文件夹的功能如下。
● Arduino-1.8.5：Arduino官方的程序开发工具，支持文本编程。
● Blockly：Mixly软件中支持图形化编程的主要代码。
● Company：第三方公司开发的图形块。
● microbitBuild：micro:bit图形块相对应的代码。
● Mixly_lib：Mixly依赖的一些Java库文件。
● mixlyBuild：Arduino编译的目录。
● mylib：Mixly的扩展库，导入软件的扩展库将被存放在该文件夹内。扩展库是指预先写好的程序文件，主要用于简化代码和扩展功能。
● Sample：系统自带的例程序，可以在Mixly软件中通过“打开”命令打开。
● Setting：系统配置文件。
● test Arduino：系统临时文件。
● Mixly.jar：Mixly程序，Mac版本双击该文件即可运行Mixly软件。
● Mixly.exe：Mixly软件的启动程序，Windows各版本双击该文件即可运行Mixly软件。2.1.2 连接硬件
用USB线将micro:bit主控板和电脑连接，电脑会自动安装驱动程序，并在“我的电脑”里生成一个新的U盘盘符。因为Mixly自带串口监视的功能，所以我们还要下载、安装Mbed串口驱动程序mbedWinSerial，Mac系统无需安装。在前面解压好的Mixly文件夹里找到Mixly.exe，双击运行，出现如图2-3所示的界面，此时我们需要单击下拉框，选择正确的板卡型号Microbit[py]，再选择正确的串口号（不同电脑显示的串口号可能不同）。图2-3 板卡、串口设置界面
2.2 多彩显示
在micro:bit主控板的正面（按钮A、B朝上）有一个5×5的LED点阵屏，可以显示数字、字母、符号和小图案，编写不同程序，可以显示出多种意想不到的效果。2.2.1 简单任务
程序是电脑执行的一组代码指令。在Mixly软件中，我们将以拖曳代码块的方式快速生成这样的代码指令，这些代码指令经过电脑编译后将转成micro:bit主控板可以执行的代码。在图2-4中，左侧的图形化代码块与右侧的文本代码是对应的。单击屏幕右侧的“<”或“>”即可开启或关闭“代码同步”视图。图2-4 代码同步界面
拖动左边“显示器”模块中的“显示图像”和“创建图像”图形块到视图，使用鼠标左键逐一点亮如图2-5所示的LED，亮度有10个等级，由自己定义，最终形成一个大写的字母“M”。单击“上传”就可以把程序上传到micro:bit主控板，程序如果没有语法错误，则会在左下角显示“上传成功”（见图2-6），此时micro:bit主控板会自动识别并立即执行该程序。图2-5 绘制大写的“M”图2-6 上传成功
这时我们就可以在micro:bit主控板5×5的LED点阵屏上看到一个红色的“M”。那么，新的问题来了，如果我们要显示的字符不止一个，要怎么办呢？不要着急，我们还有另外一个专门显示字符串的图形块，下面我们就用模块下的“逐字显示字符串”图形块让
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