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　　《十天學(xué)會(huì)智能車：基于Arduino》以開源硬件Arduino為技術(shù)背景，以創(chuàng)新教育為時(shí)代背景，以競(jìng)速型智能車為載體，由淺人深地講述了基于Arduino的編程方法及智能車應(yīng)用。考慮到中小學(xué)的智能車教育及普及，特別講述了基于ArduBlock的圖形化編程步驟及具體應(yīng)用。
　　本教材分為10講，1～6講為基礎(chǔ)知識(shí)，由淺入深地熟悉Arduino的硬件和軟件平臺(tái)；7～9講為智能車的驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)和調(diào)試方法，并用簡(jiǎn)單的整車實(shí)例講述了智能車的控制思路；第10講為積木化編程，并分別以四輪車和三輪車為例講解了圖形化編程的思路和編程方法，適合于中小學(xué)的智能車教學(xué)。
　　《十天學(xué)會(huì)智能車：基于Arduino》既可作為低年級(jí)大學(xué)生學(xué)習(xí)智能車的培訓(xùn)教材，也可作為中小學(xué)生創(chuàng)客創(chuàng)新教育的參考用書。

　　未來社會(huì)科技發(fā)展的大趨勢(shì)，就是人工智能、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等。機(jī)器人所具有的“能聽、能看、能動(dòng)’’的特性吸引了很多人的目光，機(jī)器人的分類很多，從它們的用途來說，有工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人等。除了外形像人的機(jī)器人外，還有一些外形不像人、但在其領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用的機(jī)器人。運(yùn)動(dòng)方式也是多種多樣，有雙足步行的，也有輪式的，本書介紹的智能車屬于輪式機(jī)器人范疇。
　　智能車競(jìng)速比賽是一項(xiàng)觀賞性強(qiáng)、參與面廣的科技競(jìng)賽活動(dòng)，已經(jīng)在全國(guó)大學(xué)生智能車競(jìng)賽中得到了廣泛的開展，成為自動(dòng)化及其相關(guān)專業(yè)大學(xué)生最受歡迎的競(jìng)賽活動(dòng)之一。在帶領(lǐng)大學(xué)生參與智能車競(jìng)賽的十幾年時(shí)間里，我陸續(xù)提出了一些智能車競(jìng)賽培訓(xùn)理念，例如，“人此門來選擇奮斗，出此門去已成大�！钡摹皧^斗大牛”模式，以及“大一看熱鬧，大二探門道，大三做主力，大四做指導(dǎo)”的大學(xué)四年培養(yǎng)模式等，將智能車競(jìng)賽轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N具有奮斗、傳承、包容、感恩、擔(dān)當(dāng)?shù)染裉卣鞯闹悄苘囄幕囵B(yǎng)了一批又一批優(yōu)秀的智能車隊(duì)員。隨著智能車影響力的擴(kuò)大和時(shí)間的推移，大一不再滿足于僅僅“看熱鬧”，而是想實(shí)實(shí)在在地參與智能車競(jìng)賽活動(dòng)。但自動(dòng)化專業(yè)的大一學(xué)生并不具備專業(yè)知識(shí)，和其他工科、理課、文科的同學(xué)基礎(chǔ)是一樣的，如何讓他們快速入門，感受智能車的樂趣，是擺在每個(gè)智能車教育者面前的一道難題。
　　從2017年開始，全國(guó)大學(xué)生智能車競(jìng)賽開始引人中小學(xué)組，其簡(jiǎn)潔直觀的積木化編程方式讓人耳目一新。2018年我也嘗試帶領(lǐng)一支高中組的智能車隊(duì)參加競(jìng)賽，竟然意外地獲得了山東賽區(qū)第一名，并最終以全國(guó)第二名的成績(jī)獲得高中組全國(guó)智能車競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。兩名高中生表現(xiàn)出的對(duì)智能車的超級(jí)喜歡和強(qiáng)大的程序理解能力讓我感到驚訝：他們竟然理解了我講解的PID調(diào)節(jié)和分段控制，而且編寫出了原理相同且改進(jìn)的程序，并在一個(gè)月的連續(xù)測(cè)試中跑壞了兩個(gè)舵機(jī)，最終用自己換好的第三個(gè)舵機(jī)及改進(jìn)后的程序獲得佳績(jī)！
　　從這次指導(dǎo)高中組的競(jìng)賽過程受到啟發(fā)，我開始關(guān)注中小學(xué)生的編程能力需求及培養(yǎng)。蘋果公司CEO庫(kù)克曾透露，在他們公司的APP開發(fā)者里，年齡最小的只有9歲。00后和10后的孩子們從小就接觸互聯(lián)網(wǎng)，接觸電子設(shè)備，擁有天然的優(yōu)勢(shì)，與其讓孩子沉迷手機(jī)，不如讓他們?cè)缫稽c(diǎn)擁抱新科技，而編程能力可能在未來會(huì)成為一種剛需。2014年，英國(guó)強(qiáng)制5～12歲孩子接受編程教育；2015年，美國(guó)投了40億美元，總統(tǒng)奧巴馬出面大力推廣創(chuàng)客教育；日本計(jì)劃2020年以后，把編程納人中小學(xué)的必修課。就我國(guó)而言，在教育部公布的《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》中透露，將從2019年開始啟動(dòng)中小學(xué)生信息素養(yǎng)測(cè)評(píng)，并推動(dòng)在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育。
　　由此可見，編程需求低齡化已經(jīng)成為大勢(shì)所趨，得到了社會(huì)認(rèn)同。在這種形勢(shì)下，如何開展編程教育就會(huì)成為一個(gè)焦點(diǎn)。中小學(xué)的編程教育不應(yīng)該是依樣畫葫蘆地學(xué)寫幾行代碼，而應(yīng)該是一種“編程思維”的訓(xùn)練。在日本文部科學(xué)省公布的小學(xué)新版教學(xué)大綱中，將“編程思維”定義為：為了實(shí)現(xiàn)自己的意圖，通過理性思考確定各個(gè)步驟的最優(yōu)組合并逐步完善，從而逐漸接近最理想的結(jié)果。面對(duì)智能車這種相對(duì)比較復(fù)雜的控制問題，可以分解為一個(gè)個(gè)的小問題，從熟悉開發(fā)工具人手，逐漸過渡到電機(jī)控制、舵機(jī)控制、賽道檢測(cè)、車速檢測(cè)等關(guān)鍵問題，找到整車控制與各關(guān)鍵問題之間的關(guān)聯(lián)，從問題的逐一解決中找到答案。
　　興趣是最好的老師，而喜歡小車是孩子們的天性，哪個(gè)孩子從小沒有幾輛小車呢？而具有智能特性的小車可以自主識(shí)別賽道，并沿著特定的軌道飛速前進(jìn)，對(duì)學(xué)生的吸引力很大。為了降低學(xué)習(xí)難度，通過比較甄別，本書選擇了Arduino開源式平臺(tái)。由于Arduino設(shè)計(jì)之初的目標(biāo)人群就是非電子專業(yè)尤其是藝術(shù)家學(xué)習(xí)使用的，讓他們更容易實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意，這正符合不同專業(yè)大一新生的實(shí)際情況；其次，在Arduino軟件環(huán)境下，可利用積木化編程方式實(shí)現(xiàn)對(duì)智能車的控制，非常適合中小學(xué)生學(xué)習(xí)使用。
　　為了降低使用難度，我們開發(fā)了基于ArduinoNano的智能車系統(tǒng)，并以套件的方式讓學(xué)生們組裝使用。考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)，根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)規(guī)律，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精心篩選和安排，先從Arduino本身學(xué)起，逐步過渡到智能車的控制。本教材分為10講，l～6講為基礎(chǔ)知識(shí)，由淺人深地熟悉ArdLtino的硬件和軟件平臺(tái)；7～9講為智能車的驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)和調(diào)試方法，并用簡(jiǎn)單的整車實(shí)例講述了智能車的控制思路；第10講為積木化編程，并分別以四輪車和三輪車為例講解了圖形化編程的思路和編程方法，適合于中小學(xué)的智能車教學(xué)。

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