中小学自造与程式设计：使用Arduino 第一册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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使用Arduino为工具，配合生活科技产品的LED、指拨开关、按压开关等范例导入程式设计的的基本输出入、运算子、运算式、决策、回圈与阵列。更多的部分内容，请看泉胜网站www.goodbooks.com.tw

好的，这是一份针对《中小学自造与程式设计：使用Arduino 第一册》这本书，但不包含该书内容的图书简介，字数约1500字，力求详尽且自然流畅。 --- 图书简介：深入探索电路、机械与创意实现的未来蓝图 书名：《未来创客指南：从概念到实体的跨学科工程入门》 定位： 本书旨在为青少年、教育工作者以及对跨学科实践有浓厚兴趣的成人，提供一个系统化的、不依赖特定微控制器平台的工程思维与动手能力培养框架。它着重于构建扎实的电子学基础、机械结构理解以及系统集成能力，为进一步学习复杂的编程和嵌入式系统开发打下坚实的地基。 核心理念： 本书的核心驱动力在于“理解原理先于模仿操作”。我们认为，真正的创新能力来源于对基础物理规律和工程设计原则的深刻洞察。因此，本书将电子元件的选用、电路的设计、机械的受力分析以及项目的功能定义，视为一个相互关联的整体，引导读者构建“系统化思考”的能力。 第一部分：基础工程素养与安全实践 本部分是所有实践活动的安全基石和理论支撑。 第一章：创客空间安全与工具认知 我们将详细介绍在安全的环境下进行电子和机械实验的规范。这包括对静电（ESD）的防护措施、安全用电的基本常识（电压、电流与功率的概念），以及工具的正确使用方法。内容涵盖基础的万用表测量技术（如何准确测量电阻、电压和电流），烙铁的正确操作与维护，以及手动工具（如钳子、螺丝刀、镊子）的选择标准。我们强调“先思考，再动手”的原则，确保每一个实验都能在可控和安全的环境下进行。 第二章：电学的基石——从理论到实践 本章深入讲解电流、电压、电阻这三大核心概念的物理本质。我们将使用类比和直观模型来解释欧姆定律（$V=IR$）的实际意义，而不是仅仅停留在公式层面。随后，我们转向实际的电子元件：电阻的命名规则（色环识别）、电容的储能原理及其在滤波和耦合中的作用、二极管的单向导通特性。读者将通过搭建一系列无需微控制器的纯模拟电路（如分压器、LED限流电路），亲身体验这些元件是如何协同工作，并学会使用面包板进行快速、灵活的原型搭建。 第二章重点聚焦：如何诊断一个不亮灯的简单电路？ 这要求读者不仅要识别元件，更要运用逻辑推理和测量工具来定位故障。 第二部分：机械结构设计与运动控制原理 理解“如何让东西动起来”是工程实践的关键一环。本部分将侧重于机械美学、材料科学的初步认知以及运动学的基础知识。 第三章：结构件的奥秘与材料选择 我们不预设任何特定的结构材料，而是探讨不同材料的特性：强度、韧性、重量与成本的权衡。内容涵盖塑料（如PLA、ABS的特性）、木材以及轻质金属的适用场景。读者将学习如何利用基本的连接件（螺栓、螺母、铆钉、胶合）构建稳定的三维结构。本书会详细介绍“力”在结构中的传递方式，以及如何通过增加支撑或改变截面形状来增强结构的承载能力，这是避免“一搭就塌”的关键。 第四章：运动的实现——齿轮、杠杆与传动系统 本章是关于运动转换的核心。我们将详细解析不同类型的齿轮组合（直齿轮、蜗轮蜗杆）如何改变转速和扭矩。杠杆原理不再只是一个物理公式，而是理解如何用最小的力驱动较大负载的实用工具。此外，还会介绍皮带传动和链条传动的工作原理及其优缺点。读者将通过搭建一个简单的“减速箱”模型，亲手感受扭矩放大的过程，并理解不同运动学设计对最终产品性能的影响。 第三部分：传感与反馈系统的构建 现代工程系统离不开对外部环境的感知与响应。本部分将介绍不依赖复杂软件编程的、纯硬件或预设逻辑的反馈机制。 第五章：被动式传感器的世界 本章聚焦于那些无需电源即可提供信号的元件，例如光敏电阻（LDR）和热敏电阻（NTC/PTC）。重点在于理解这些元件的阻值变化如何与物理现象（光照强度、温度）挂钩。我们将指导读者搭建一个简单的亮度报警器——通过电阻分压网络，将光敏电阻的阻值变化转化为一个清晰的电压阈值，进而驱动一个指示元件（如蜂鸣器或指示灯）。 第六章：执行器的基础运作逻辑 执行器是系统输出动作的部分。我们将详细分析电机的基本工作原理，特别是直流电机和步进电机的内部结构。我们着重讲解如何通过简单的开关电路（如H桥的简化概念，而非复杂的集成电路），实现对电机正反转的控制，以及如何利用限位开关或机械凸轮实现自动停止或周期性动作。关键在于理解“反馈”如何限制“执行”的范围。 第四部分：项目集成与系统优化 本部分将前述的知识点整合到一个完整的、跨学科的实体项目中。 第七章：综合项目实践——自动化机械臂模型 我们不再使用现成的微控制器驱动平台，而是设计一个完全由纯硬件逻辑和机械联动驱动的自动化模型——例如，一个简单的“抓取与放置”机械臂。这个项目要求读者： 1. 结构设计： 运用第四章的知识设计多关节支撑结构。 2. 动力传输： 选用合适的齿轮比来驱动不同的关节动作。 3. 逻辑控制（硬件）： 使用继电器或逻辑门电路的简化概念，根据传感器（如一个机械按钮或光电开关）的输入，激活特定的电机执行预设的动作序列。 第八章：性能评估与迭代设计 完成初步原型后，本章引导读者进行系统的性能评估。如何量化“抓取成功率”？如何测量“运动的平稳性”？我们将教授如何进行“故障注入测试”——故意破坏某一部分，观察系统整体的响应，从而发现设计中的薄弱环节。最终，强调设计是一个持续改进的过程，鼓励读者根据测试结果对结构、材料或传动比进行迭代优化。 总结 本书《未来创客指南：从概念到实体的跨学科工程入门》提供了一条清晰的路径，让学习者从最基础的电学定律和物理结构原理出发，逐步走向复杂的系统集成。它不依赖任何特定的编程语言或现成的开发板，而是致力于培养独立解决问题、设计稳健结构、并理解电子元件深层工作机制的“硬核”工程素养。通过本书的学习，读者将获得真正能够应用于任何工程领域的核心技能。

作者简介

洪国胜

　　洪国胜老师高职资讯科教师退休，程式设计写作与教学年资30年，在旗标、泉胜、松岗、文魁、台科大、全华着有C＃、C/C++、Java、Arduino、VB6、VB2017、PHP、JavaScript、C++Builder、JBuilder、Delphi、大学物理学等程式设计图书，详见泉胜网站(www.goodbooks.com.tw)。
 

第一单元 程式的编译与执行
第二单元 程式的输出入与序列埠监控视窗
第三单元 I/O 脚位探索
第四单元 资料的数位化
第五单元 霹雳灯
第六单元 霹雳灯与阵列
第七单元 七段显示器
第八单元 掷骰子
第九单元 for回圈
第十单元 运算子与算术运算
第十一单元 决策指令与比较运算子
第十二单元 指拨开关与表决器
第十三单元 位元运算子与霹雳灯
第十四单元 按压开关与计数器
第十五单元 抢答器与while回圈
第十六单元 电子时钟
 

序言

　　由于已经由高职资讯科退休，适逢此108 课纲，国、高中职、大学新增程式设计必修课程，所以就写了这本书当作全民自造与程式设计入门教材。那为什么选Arduino 作为全民自造与程式设计教材呢？因为Arduino 的优点如下：

　　1. C 语言还是目前程式设计主流，大学端设计的『大学程式设计先修检测APCS』也以C 语言为程式设计语言，且Arduino 又採用C 语法，所以学习Arduino可完全无缝衔接大学程式设计课程。

　　2. 输出入较多元，实际反应生活科技与资讯科技的发展现况。一般的程式语言VB、C＃、C/C++、Java 等较偏重资料处理，但是Arduino 就较全面了，因为它的输出入较多元，有感测器、有声有光，有LED、字幕机、LCD、遥控器等，这样能融入生活科技的教学，这些自造应用与范例都可以诱导学生学习程式设计且改善日常生活。

　　3. 可以辅助且征服回圈与阵列。因为回圈与阵列真的太抽象与神奇了，尤其是双层或三层回圈，此为程式设计的瓶颈，常会让学生昏头转向钻不出来，四分之三的学生就此不见笑容，所以本书大量採用生活科技与资讯科技真实的四位数七段与8*8 点阵LED 的扫描输出，逐一解释一层、两层与三层回圈的效果。透过实际的自造与过程，这样学生才能领略程式设计的奥妙与乐趣。

　　4. 有完整线上使用手册。Arduino 是目前所有程式语言中，使用手册编辑最完整的软体，不仅分类完整，还有范例程式，所以非常适合初学者。

　　5. 使用手册的英文非常浅显。要国际化就要学英文，Arduino 使用手册的英文又非常浅显，学程式设计又可顺道学习英文，这样对于往后阅读科技原文书有很大帮助。

　　6. 价格非常便宜。微控板与零件不到1000 元，学生就可自造完成霹雳灯、时钟、遥控器、温度计、电子琴、字幕机等专题，让学生有兴趣、有信心，且不用额外购买烧录器，学生在家就可自造电路。

　　7. 软硬体都採用开放式开发，所有软硬体技术都公开，网路与书籍资料充沛，大家一起互相成就，进步非常迅速。8. 本书参考108 国民中学『资讯科技』课纲中的『程式设计』篇编辑而成，而且增加更多实用简单资讯科技范例，非常适合国中生作为程式设计入门教科书，以便衔接高中程式设计与APCS 检测。其次，若国中没有修过程式设计的高中生，也建议先以这本书为入门，等有信心，再继续研读『高中进阶程式设计与APCS 先修检测』，并继续参加APCS 检测。
 

评分☆☆☆☆☆

我一直對 Arduino 這個平台很感興趣，覺得它在STEAM教育領域有很大的潛力，但坊間的 Arduino 教材，有時候真的寫得太艱澀了，很多術語對我這個非本科系出身的家長來說，簡直是天書。這次看到《中小學自造與程式設計：使用Arduino 第一冊》，書名就直接點出「中小學」這三個字，讓我眼前一亮。我非常希望這本書能夠用非常淺顯易懂的方式來介紹 Arduino 的入門知識。比如說，它會不會解釋 Arduino 板子上的每一個元件是什麼？要如何正確連接 USB 線？甚至是如何下載和安裝 Arduino IDE 軟體。我期待書中能有大量的圖文並茂的插圖，能夠清晰地展示每一個操作步驟，讓讀者可以像跟著食譜做菜一樣，一步一步跟著完成。更重要的是，我希望這本書能提供一些簡單但充滿樂趣的實作專案，像是讓 LED 燈閃爍、製作一個簡單的按鈕開關，或是利用蜂鳴器發出聲音。這些小專案不僅能讓孩子們快速看到成果，建立學習的信心，更能激發他們進一步探索和發揮創意的可能性。我希望這本書能成為一個很好的起點，讓孩子們不再害怕程式設計，而是能享受其中的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

這次看到《中小學自造與程式設計：使用Arduino 第一冊》，我非常興奮！原因是我一直覺得，現在的教育越來越強調程式設計和動手做的能力，而 Arduino 無疑是個非常好的載體。我特別關注這本書的編寫風格，希望它不是那種只有理論、沒有實踐的書。我期待它能夠引導讀者從最基本的程式語法開始，例如如何宣告變數、如何使用基本的流程控制，然後逐步將這些語法應用到實際的硬體控制上。例如，書中會不會提供一些範例，讓學生可以透過寫程式來控制 LED 的亮度、顏色，或是讓馬達轉動？我認為，將抽象的程式碼與具體的物理世界結合，是讓孩子們理解程式設計最有效的方法。此外，我也很想知道書中是否會介紹一些常用的感測器，像是光敏電阻、超音波感測器、或是溫濕度感測器，以及如何利用 Arduino 來讀取這些感測器的數據，並根據數據做出相應的反應。我希望這本書能夠讓孩子們學到如何從零開始，設計一個能夠與環境互動的小裝置。我非常期待它能提供清晰的程式碼範例，並且解釋清楚每一段程式碼的作用，讓學習者能夠理解背後的邏輯。

评分☆☆☆☆☆

作為一個長期關注教育科技的家長，我一直在尋找能真正幫助孩子們在程式設計領域打下基礎的優質教材。《中小學自造與程式設計：使用Arduino 第一冊》這本書，光是書名就充滿吸引力。我非常好奇這本書在內容的設計上，是如何兼顧「中小學」這個廣泛的年齡層。它會不會有不同難度的專案，讓不同程度的學生都能找到適合自己的學習內容？我特別期待書中能夠詳細介紹 Arduino 的開發環境，例如 Arduino IDE 的安裝與基本操作，以及如何將寫好的程式碼上傳到 Arduino 板子上。我認為，這個入門的流程如果能夠清晰地呈現，將大大降低初學者的門檻。另外，我也非常想了解書中會提供哪些實際的專案範例。我希望這些範例不只是單純的程式練習，而是能夠引導孩子們發揮創意，設計出具有實際功能的小發明。例如，書中是否會引導孩子們製作一個簡單的交通號誌模擬器，或是利用 Arduino 來控制一個小型的機器人手臂？我認為，能夠讓孩子們在動手實作中學習，將程式設計的知識轉化為實際的解決方案，是培養他們創新思維和問題解決能力的重要途徑。我希望能看到書中提供一些進階的挑戰，讓有興趣的學生可以進一步探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真的等了好久！之前有聽朋友說市面上有些關於 Arduino 的書，但總覺得太過學術，或是只針對國高中生，對我們國小生來說，有些內容實在有點吃力。這次看到《中小學自造與程式設計：使用Arduino 第一冊》，光看書名就覺得很親切，"自造"這兩個字真的打動我了，感覺很適合帶著小朋友一起動手做。我特別期待書中是不是有那種能讓孩子從零開始、一步一步跟著學的內容，像是怎麼把 Arduino 板子跟一些簡單的電子零件連接起來，還有最基礎的程式碼要怎麼寫。因為我家的小孩對新奇的東西非常有興趣，常常在家裡敲敲打打，但有時候會卡住，或是不知道接下來可以做什麼。如果這本書裡有提供一些簡單又有趣的範例，像是做個小小的發光裝置，或是簡單的感測器應用，那就太棒了！我希望它能讓孩子們在玩樂中學習，而不是枯燥乏味的理論。而且，如果能搭配一些圖解，或是影片 QR code 輔助說明，那就更完美了，這樣即使是我這個對程式設計比較生疏的家長，也能陪著孩子一起學習，一起享受那種從無到有、創造出東西來的成就感。這本書的出現，真的像及時雨，讓我覺得在家裡也能輕鬆開啟孩子的程式設計啟蒙之路。

评分☆☆☆☆☆

身為一個喜歡動手做的老師，我一直在尋找能引導學生進入程式設計與創客世界的教材。《中小學自造與程式設計：使用Arduino 第一冊》這本書，從書名上就傳達出它涵蓋的內容範圍，而且特別點出"中小學"和"Arduino"，這點非常符合我目前的教學需求。我最看重的是，這本書在教學的系統性上做得如何。它會不會從最基礎的 Arduino 硬體認識開始，例如各個針腳的功能、如何連接電源，然後逐步引導到程式設計的觀念，像是變數、迴圈、判斷式等。我希望這本書的編排能夠由淺入深，讓初學者不會因為一開始接觸到複雜的程式碼而感到卻步。另外，我對於書中提供的實作範例非常有興趣。畢竟，程式設計與硬體結合的魅力就在於能實際做出東西來，如果範例能夠貼近學生的生活經驗，例如製作一個簡單的自動澆水器、一個創意鬧鐘，或是利用感測器做出互動裝置，那樣不僅能提升學生的學習動機，更能讓他們理解程式設計的應用價值。我尤其期待它能提供足夠詳細的步驟說明，甚至是常見錯誤的排除方法，這樣能大大減輕我在課堂上指導的負擔，也能讓學生在自主學習時更有信心。