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。

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 1 1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 OMBz6LuXbvW9XTCcFksszyjiMYFTs408ghdGjfghzTbrHch+MNA+GeVfGkBDKuIt