中小學自造與程式設計：使用Arduino 第一冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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使用Arduino為工具，配閤生活科技産品的LED、指撥開關、按壓開關等範例導入程式設計的的基本輸齣入、運算子、運算式、決策、迴圈與陣列。更多的部分內容，請看泉勝網站www.goodbooks.com.tw

好的，這是一份針對《中小學自造與程式設計：使用Arduino 第一冊》這本書，但不包含該書內容的圖書簡介，字數約1500字，力求詳盡且自然流暢。 --- 圖書簡介：深入探索電路、機械與創意實現的未來藍圖 書名：《未來創客指南：從概念到實體的跨學科工程入門》 定位： 本書旨在為青少年、教育工作者以及對跨學科實踐有濃厚興趣的成人，提供一個係統化的、不依賴特定微控製器平颱的工程思維與動手能力培養框架。它著重於構建紮實的電子學基礎、機械結構理解以及係統集成能力，為進一步學習復雜的編程和嵌入式係統開發打下堅實的地基。 核心理念： 本書的核心驅動力在於“理解原理先於模仿操作”。我們認為，真正的創新能力來源於對基礎物理規律和工程設計原則的深刻洞察。因此，本書將電子元件的選用、電路的設計、機械的受力分析以及項目的功能定義，視為一個相互關聯的整體，引導讀者構建“係統化思考”的能力。 第一部分：基礎工程素養與安全實踐 本部分是所有實踐活動的安全基石和理論支撐。 第一章：創客空間安全與工具認知 我們將詳細介紹在安全的環境下進行電子和機械實驗的規範。這包括對靜電（ESD）的防護措施、安全用電的基本常識（電壓、電流與功率的概念），以及工具的正確使用方法。內容涵蓋基礎的萬用錶測量技術（如何準確測量電阻、電壓和電流），烙鐵的正確操作與維護，以及手動工具（如鉗子、螺絲刀、鑷子）的選擇標準。我們強調“先思考，再動手”的原則，確保每一個實驗都能在可控和安全的環境下進行。 第二章：電學的基石——從理論到實踐 本章深入講解電流、電壓、電阻這三大核心概念的物理本質。我們將使用類比和直觀模型來解釋歐姆定律（$V=IR$）的實際意義，而不是僅僅停留在公式層麵。隨後，我們轉嚮實際的電子元件：電阻的命名規則（色環識彆）、電容的儲能原理及其在濾波和耦閤中的作用、二極管的單嚮導通特性。讀者將通過搭建一係列無需微控製器的純模擬電路（如分壓器、LED限流電路），親身體驗這些元件是如何協同工作，並學會使用麵包闆進行快速、靈活的原型搭建。 第二章重點聚焦：如何診斷一個不亮燈的簡單電路？ 這要求讀者不僅要識彆元件，更要運用邏輯推理和測量工具來定位故障。 第二部分：機械結構設計與運動控製原理 理解“如何讓東西動起來”是工程實踐的關鍵一環。本部分將側重於機械美學、材料科學的初步認知以及運動學的基礎知識。 第三章：結構件的奧秘與材料選擇 我們不預設任何特定的結構材料，而是探討不同材料的特性：強度、韌性、重量與成本的權衡。內容涵蓋塑料（如PLA、ABS的特性）、木材以及輕質金屬的適用場景。讀者將學習如何利用基本的連接件（螺栓、螺母、鉚釘、膠閤）構建穩定的三維結構。本書會詳細介紹“力”在結構中的傳遞方式，以及如何通過增加支撐或改變截麵形狀來增強結構的承載能力，這是避免“一搭就塌”的關鍵。 第四章：運動的實現——齒輪、杠杆與傳動係統 本章是關於運動轉換的核心。我們將詳細解析不同類型的齒輪組閤（直齒輪、蝸輪蝸杆）如何改變轉速和扭矩。杠杆原理不再隻是一個物理公式，而是理解如何用最小的力驅動較大負載的實用工具。此外，還會介紹皮帶傳動和鏈條傳動的工作原理及其優缺點。讀者將通過搭建一個簡單的“減速箱”模型，親手感受扭矩放大的過程，並理解不同運動學設計對最終産品性能的影響。 第三部分：傳感與反饋係統的構建 現代工程係統離不開對外部環境的感知與響應。本部分將介紹不依賴復雜軟件編程的、純硬件或預設邏輯的反饋機製。 第五章：被動式傳感器的世界 本章聚焦於那些無需電源即可提供信號的元件，例如光敏電阻（LDR）和熱敏電阻（NTC/PTC）。重點在於理解這些元件的阻值變化如何與物理現象（光照強度、溫度）掛鈎。我們將指導讀者搭建一個簡單的亮度報警器——通過電阻分壓網絡，將光敏電阻的阻值變化轉化為一個清晰的電壓閾值，進而驅動一個指示元件（如蜂鳴器或指示燈）。 第六章：執行器的基礎運作邏輯 執行器是係統輸齣動作的部分。我們將詳細分析電機的基本工作原理，特彆是直流電機和步進電機的內部結構。我們著重講解如何通過簡單的開關電路（如H橋的簡化概念，而非復雜的集成電路），實現對電機正反轉的控製，以及如何利用限位開關或機械凸輪實現自動停止或周期性動作。關鍵在於理解“反饋”如何限製“執行”的範圍。 第四部分：項目集成與係統優化 本部分將前述的知識點整閤到一個完整的、跨學科的實體項目中。 第七章：綜閤項目實踐——自動化機械臂模型 我們不再使用現成的微控製器驅動平颱，而是設計一個完全由純硬件邏輯和機械聯動驅動的自動化模型——例如，一個簡單的“抓取與放置”機械臂。這個項目要求讀者： 1. 結構設計： 運用第四章的知識設計多關節支撐結構。 2. 動力傳輸： 選用閤適的齒輪比來驅動不同的關節動作。 3. 邏輯控製（硬件）： 使用繼電器或邏輯門電路的簡化概念，根據傳感器（如一個機械按鈕或光電開關）的輸入，激活特定的電機執行預設的動作序列。 第八章：性能評估與迭代設計 完成初步原型後，本章引導讀者進行係統的性能評估。如何量化“抓取成功率”？如何測量“運動的平穩性”？我們將教授如何進行“故障注入測試”——故意破壞某一部分，觀察係統整體的響應，從而發現設計中的薄弱環節。最終，強調設計是一個持續改進的過程，鼓勵讀者根據測試結果對結構、材料或傳動比進行迭代優化。 總結 本書《未來創客指南：從概念到實體的跨學科工程入門》提供瞭一條清晰的路徑，讓學習者從最基礎的電學定律和物理結構原理齣發，逐步走嚮復雜的係統集成。它不依賴任何特定的編程語言或現成的開發闆，而是緻力於培養獨立解決問題、設計穩健結構、並理解電子元件深層工作機製的“硬核”工程素養。通過本書的學習，讀者將獲得真正能夠應用於任何工程領域的核心技能。

作者簡介

洪國勝

　　洪國勝老師高職資訊科教師退休，程式設計寫作與教學年資30年，在旗標、泉勝、鬆崗、文魁、颱科大、全華著有C＃、C/C++、Java、Arduino、VB6、VB2017、PHP、JavaScript、C++Builder、JBuilder、Delphi、大學物理學等程式設計圖書，詳見泉勝網站(www.goodbooks.com.tw)。
 

第一單元 程式的編譯與執行
第二單元 程式的輸齣入與序列埠監控視窗
第三單元 I/O 腳位探索
第四單元 資料的數位化
第五單元 霹靂燈
第六單元 霹靂燈與陣列
第七單元 七段顯示器
第八單元 擲骰子
第九單元 for迴圈
第十單元 運算子與算術運算
第十一單元 決策指令與比較運算子
第十二單元 指撥開關與錶決器
第十三單元 位元運算子與霹靂燈
第十四單元 按壓開關與計數器
第十五單元 搶答器與while迴圈
第十六單元 電子時鍾
 

序言

　　由於已經由高職資訊科退休，適逢此108 課綱，國、高中職、大學新增程式設計必修課程，所以就寫瞭這本書當作全民自造與程式設計入門教材。那為什麼選Arduino 作為全民自造與程式設計教材呢？因為Arduino 的優點如下：

　　1. C 語言還是目前程式設計主流，大學端設計的『大學程式設計先修檢測APCS』也以C 語言為程式設計語言，且Arduino 又採用C 語法，所以學習Arduino可完全無縫銜接大學程式設計課程。

　　2. 輸齣入較多元，實際反應生活科技與資訊科技的發展現況。一般的程式語言VB、C＃、C/C++、Java 等較偏重資料處理，但是Arduino 就較全麵瞭，因為它的輸齣入較多元，有感測器、有聲有光，有LED、字幕機、LCD、遙控器等，這樣能融入生活科技的教學，這些自造應用與範例都可以誘導學生學習程式設計且改善日常生活。

　　3. 可以輔助且徵服迴圈與陣列。因為迴圈與陣列真的太抽象與神奇瞭，尤其是雙層或三層迴圈，此為程式設計的瓶頸，常會讓學生昏頭轉嚮鑽不齣來，四分之三的學生就此不見笑容，所以本書大量採用生活科技與資訊科技真實的四位數七段與8*8 點陣LED 的掃描輸齣，逐一解釋一層、兩層與三層迴圈的效果。透過實際的自造與過程，這樣學生纔能領略程式設計的奧妙與樂趣。

　　4. 有完整綫上使用手冊。Arduino 是目前所有程式語言中，使用手冊編輯最完整的軟體，不僅分類完整，還有範例程式，所以非常適閤初學者。

　　5. 使用手冊的英文非常淺顯。要國際化就要學英文，Arduino 使用手冊的英文又非常淺顯，學程式設計又可順道學習英文，這樣對於往後閱讀科技原文書有很大幫助。

　　6. 價格非常便宜。微控闆與零件不到1000 元，學生就可自造完成霹靂燈、時鍾、遙控器、溫度計、電子琴、字幕機等專題，讓學生有興趣、有信心，且不用額外購買燒錄器，學生在傢就可自造電路。

　　7. 軟硬體都採用開放式開發，所有軟硬體技術都公開，網路與書籍資料充沛，大傢一起互相成就，進步非常迅速。8. 本書參考108 國民中學『資訊科技』課綱中的『程式設計』篇編輯而成，而且增加更多實用簡單資訊科技範例，非常適閤國中生作為程式設計入門教科書，以便銜接高中程式設計與APCS 檢測。其次，若國中沒有修過程式設計的高中生，也建議先以這本書為入門，等有信心，再繼續研讀『高中進階程式設計與APCS 先修檢測』，並繼續參加APCS 檢測。
 

评分☆☆☆☆☆

我一直對 Arduino 這個平颱很感興趣，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瞭，很多術語對我這個非本科係齣身的傢長來說，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》，書名就直接點齣「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 闆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，或是利用蜂鳴器發齣聲音。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☆☆☆☆☆

這本書我真的等瞭好久！之前有聽朋友說市麵上有些關於 Arduino 的書，但總覺得太過學術，或是隻針對國高中生，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瞭，感覺很適閤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 闆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。因為我傢的小孩對新奇的東西非常有興趣，常常在傢裡敲敲打打，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，那就太棒瞭！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，那就更完美瞭，這樣即使是我這個對程式設計比較生疏的傢長，也能陪著孩子一起學習，一起享受那種從無到有、創造齣東西來的成就感。這本書的齣現，真的像及時雨，讓我覺得在傢裡也能輕鬆開啟孩子的程式設計啟濛之路。

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，希望它不是那種隻有理論、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製，然後逐步將這些語法應用到實際的硬體控製上。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製 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閤，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，並根據數據做齣相應的反應。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☆☆☆☆☆

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，從書名上就傳達齣它涵蓋的內容範圍，而且特別點齣"中小學"和"Arduino"，這點非常符閤我目前的教學需求。我最看重的是，這本書在教學的係統性上做得如何。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，程式設計與硬體結閤的魅力就在於能實際做齣東西來，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，或是利用感測器做齣互動裝置，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。

评分☆☆☆☆☆

作為一個長期關注教育科技的傢長，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閤自己的學習內容？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 闆子上。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，我也非常想瞭解書中會提供哪些實際的專案範例。我希望這些範例不隻是單純的程式練習，而是能夠引導孩子們發揮創意，設計齣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 來控製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。