小学生人工智能——开源硬件micro:bit 郭躬德，冯彦，李立慈 著 清华大学出版社
内容简介
本书基于开源硬件micro:bit，结合MakeCode编程软件介绍常用传感器及其控制方法，根据生活中的实际场景，以各种智能家居项目为背景，开展PBL(project based learning)项目式探究学习，鼓励学生自己动手制作模型，注重学生的知识应用和逻辑思维培养。为了提升学生对硬件故障排查调试的技巧，对串口通信、Wi-Fi通信、无线通信进行了介绍。为了加强趣味性，在硬件中融入了游戏编程，经典的飞机大战、贪吃蛇等小游戏让学生认识到硬件编程也可以做出有趣的作品。本书共8个单元32课，分为上、下两册(上、下册分别4个单元16课)，适合开设人工智能课程的普通小学或培训机构使用(建议使用年级为小学四年级)，也可供对人工智能有兴趣的青少年阅读。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。
作者简介
郭躬德，福建师范大学数学与计算机学院，教授，男，55，专业：数据挖掘与应用，博士，研究领域主要为模式识别与计算智能。
目录
目 录
上 册
第1 单元 认识micro:bit 和MakeCode ............................ 1
第1 课 Hello world ................................................................................... 2
第2 课 韵律操 ............................................................................................ 9
第3 课 计步器 ........................................................................................... 14
第4 课 点亮星星 ....................................................................................... 19
第2 单元 智能生活............................................................. 25
第5 课 防空警报器.................................................................................... 26
第6 课 交通信号灯 ................................................................................... 32
第7 课 楼道感应灯 ................................................................................... 37
第8 课 环保生日会 .................................................................................. 42
第3 单元 智能家电 ............................................................ 49
第9 课 呼吸灯 ........................................................................................... 50
第10 课 可调速风扇.................................................................................. 56
第11 课 雨刮器 .......................................................................................... 63
第12 课 超声波音乐 ................................................................................. 69
第4 单元 智能家居 ............................................................ 75
第13 课 无线广播...................................................................................... 76
第14 课 安防报警 ..................................................................................... 82
第15 课 智能遥控灯.................................................................................. 87
第16 课 智能遥控晾衣架 ......................................................................... 92
附录A MakeCode 软件下载与安装 ................................ 97
附录B micro:bit 引脚说明 ............................................... 98
下 册
第5 单元 创意生活.................................................................. 1
第17 课 指北闪灯器.................................................................................... 2
第18 课 坐姿提醒器.................................................................................... 9
第19 课 猜数游戏 ..................................................................................... 14
第20 课 串口通信 ..................................................................................... 20
第6 单元 智慧城市 ............................................................... 27
第21 课 水位报警 ..................................................................................... 28
第22 课 温湿度监测 ................................................................................. 33
第23 课 美丽城市 ..................................................................................... 40
第24 课 灾害预警 ..................................................................................... 47
第7 单元 娱乐游戏 ............................................................... 53
第25 课 躲避子弹 ..................................................................................... 54
第26 课 贪吃蛇.......................................................................................... 60
第27 课 飞机大战1 .................................................................................. 65
第28 课 飞机大战2 ....................................................................................... 70
第8 单元 物联网 ................................................................... 77
第29 课 IoT 服务 ....................................................................................... 78
第30 课 MQTT 协议 ................................................................................ 83
第31 课 IoT 温湿度播报 .......................................................................... 88
第32 课 IoT 学生签到 ............................................................................... 95
附录C 串口调试助手下载与安装 ...................................... 102
附录D 本地IoT 服务器的搭建 ......................................... 104
前言/序言
前 言
2017 年国务院印发并实施的《新一代人工智能发展规划》中提出，实施全民智能教
育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与
寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。人工智能作为前沿技术，普及难度较大，
需要新的教育模式和配套的课程来服务于落地后的具体教育需求。在扎实调研的基础上，
我们精心研发课程，于2019 年年底出版了面向小学生的人工智能读本1.0 版本。鉴于多
年的教学经验，加上课程研究的沉淀，读本得到了较好的评价与反响。在此之后，不少
热心的一线教师向我们提出了宝贵的建议：小学生人工智能教育不仅是“开眼界”，还
需要勤动手，具体的实践操作指导才是硬核。广大一线教师普遍期待能有一套有针对性的、
实操性强的人工智能教材。于是，我们再接再厉将教材升级至2.0 版本。
本书助力解决当下中小学校开设人工智能课程缺乏系统性、开源性的问题。我们希
望以自己的绵薄之力，点燃孩子们的人工智能梦想，吸引他们搭乘人工智能的快速列车
迎接未来。
本书的编写得到了福建师范大学附属小学科技组全体教师以及福州市多所学校信息
技术教师的大力支持，主要参与人员有郭文辉、黄学翔、林晨骏、张劭翊、陈燕、李嘉铭等。
在此真诚地感谢每一位在编写过程中付出辛勤劳动的教师。部分学生也参与到本书的试
读与测试工作，他们站在初学者的角度为本书提供了许多宝贵意见，在此一并表示衷心
的感谢。
本书共8 个单元，每个单元4 课，共32 个生动有趣的教学案例，分为上、下两册(上、
下册各4 个单元16 课)，涵盖了从开源硬件到传感器的认识，从简单电子电路到智能家
居模型设计，从简单数模信号到无线通信，再到串口调试，从单个案例到物联网小项目
等内容。
本书作为面向小学生的人工智能入门教材，注重化繁为简、化难为易，以故事和对
话的方式展开内容，每个知识点都精心设计了相关案例，通过再现生活中的情景讲解编程
VI 小学生人工智能——开源硬件micro:bit(上册)
知识，普及人工智能技术。本书采用MakeCode 图形化编程软件，结合开源硬件micro:bit
进行讲解，鼓励学生主动实践，探究式学习，进而培养学生的动手能力、逻辑思维和创
新思维。建议每课学时70~80 分钟。
为了方便教师教学和学生学习，本书编写团队还面向一线教师提供完整的培训服务;
对刚接触人工智能的小学生，我们精心录制了微课，让学生能跟着教师一起开启人工智
能的学习之路。
尽管我们尽了最大的努力，但书中难免存在疏漏之处，欢迎读者提出宝贵意见。
编 者
2020 年8 月