用micro:bit V2.0學運算思維與程式設計 使用MakeCode：Blocks 最新版(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王麗君

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编程启蒙与计算思维的基石：一套面向未来的学习路径 本书籍旨在为初学者和教育工作者提供一套系统、易懂的编程与计算思维入门指南。我们不拘泥于特定的硬件或软件版本，而是聚焦于核心概念的建立、逻辑思维的培养以及解决问题的通用能力。 本书的编纂，基于对当代教育需求与信息技术发展趋势的深刻洞察。在数字化浪潮席卷全球的今天，理解“计算思维”——即运用计算机科学的基本概念来解决问题的思维方式——已成为一项与读写、算术同等重要的基础能力。本书的使命，正是为读者铺设一条通往此能力的坚实桥梁。 第一部分：计算思维的本质与构建 本部分着重于“思考”而非“编码”。我们认为，真正的编程能力源于清晰的逻辑架构。 1. 什么是计算思维？ 我们将从抽象层面解析计算思维的四大支柱：分解（Decomposition）、模式识别（Pattern Recognition）、抽象（Abstraction）和算法设计（Algorithm Design）。我们通过日常生活的实例，如规划一次旅行、整理文件柜，来阐述这些概念如何在无形中指导我们的决策。例如，分解一个复杂的任务成若干可管理的小步骤，这不仅是编程的起点，也是高效工作的基础。 2. 逻辑推理与流程图 在接触任何一行代码之前，理解程序的执行顺序至关重要。本章详细介绍了逻辑判断（If-Then-Else）、循环结构（Loops）以及顺序执行的概念。我们大量使用流程图（Flowcharts）和伪代码（Pseudocode）作为工具，训练读者用结构化的方式描述解决问题的步骤，无论最终采用何种编程语言，这些结构都是通用的骨架。 3. 数据思维的萌芽 数据是现代计算的血液。我们探讨了如何对信息进行分类、存储和处理。这包括对变量（Variables）的理解——如何为信息命名并赋予其容器，以及不同数据类型（如数字、文本）的特性和限制。我们强调数据的重要性，而非仅仅停留在语法层面。 第二部分：可视化编程范式的力量 本部分转入实践层面，采用图形化、拖拽式的编程环境，旨在消除初学者对复杂语法的恐惧，使注意力集中在逻辑的构建上。 4. 图形化编程环境的优势与通用性 虽然我们不侧重于某一特定平台，但我们深入剖析了基于积木（Block-based）编程范式的内在优势。这种模式如何完美地映射到算法结构，以及它如何成为过渡到文本编程的完美跳板。我们会讨论界面设计、积木的分类（动作、控制、运算等），以及如何通过颜色或形状的区分来快速识别功能。 5. 序列、控制流与事件驱动 实践环节首先从最基础的序列执行开始。随后，引入控制流的概念，包括如何使用条件语句控制程序的走向，以及如何利用循环结构实现重复操作，从而提升效率。更进一步，我们介绍“事件驱动”编程模型——程序如何响应外部的输入（如按键、传感器信号），这对于理解现代交互式应用的原理至关重要。 6. 模块化与函数的使用 当程序规模扩大时，重复编写代码是低效的。本部分强调“模块化”的重要性。我们教授如何将一组完成特定任务的代码块封装起来，形成一个可重复调用的“函数”或“自定义积木”。这不仅简化了主程序，也培养了读者编写可维护、可重用代码的良好习惯。 第三部分：传感器、交互与现实世界的连接 编程的魅力在于其能够影响物理世界。本部分将抽象的逻辑转化为可感知的输出与输入。 7. 数字与模拟信号的差异 我们清晰地界定了数字（开/关，是/否）和模拟（连续变化的数值，如亮度或温度）信号的本质区别。理解这一点是正确使用各种输入设备的基础。 8. 输入的艺术：获取信息 本章聚焦于如何“倾听”外部世界。我们探讨了不同类型的输入设备所提供的信息类型。例如，如何读取按键的状态（离散的输入），以及如何处理来自电位器或光敏元件的连续变化的数值（模拟输入）。关键在于，如何将这些原始数据转化为程序可以理解的逻辑判断。 9. 输出的表达：反馈与交互 程序需要向用户展示结果。我们深入研究了多种输出形式：显示字符、绘制简单的图形、发出声音（音调与节奏的编程控制），以及控制指示灯的明暗变化。重点在于如何设计富有意义的反馈机制，使人机交互自然流畅。 第四部分：解决问题的进阶策略 本部分旨在将读者从“学会编程”提升到“利用编程解决问题”的层次。 10. 调试（Debugging）的科学 程序出错是常态而非例外。我们提供了一套系统的调试方法论。这不是简单的查找错误，而是一个科学的过程：预测程序行为、观察实际输出、定位差异点、修正假设并重复。我们将介绍如何利用“打印”或“日志”功能来追踪变量值的变化，从而揭示逻辑漏洞。 11. 优化思维：效率与资源管理 效率在计算中无处不在。我们探讨了如何优化算法，例如，如何用更少的步骤完成循环，或者如何选择更合适的控制结构来减少不必要的计算。这部分内容虽然面向初级学习者，却奠定了未来向更高效编程范式（如文本编程）迈进的基础。 12. 项目化学习：整合所有知识 最后，本书通过几个综合性的案例项目，引导读者整合前述所有知识点。这些项目涵盖了从简单的定时器到模拟天气报告的构建，强调“从需求分析到最终实现”的完整工程实践路径。学习者将被鼓励设计自己的扩展功能，真正将计算思维内化为解决现实挑战的工具。 总结： 本书的结构清晰，循序渐进，确保读者在不被特定版本限制的背景下，真正掌握计算思维的核心精髓和可视化编程的强大逻辑框架。我们相信，通过对这些通用原则的深刻理解，任何读者都能为未来更复杂的编程学习打下坚实的基础。

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最後，關於這本書的「可操作性」和「除錯指導」部分，是我特別感興趣的地方。電子設備加上程式碼，出錯是常態，如何引導初學者從「為什麼燈不亮？」、「為什麼感測器讀數怪怪的？」這些常見的困境中，逐步找出問題所在，是判斷一本實作型書籍好壞的關鍵。我希望這本書在每個專案的介紹中，不只是告訴你「這樣做會成功」，更能清楚標示出哪些是硬體連接的陷阱，哪些是程式邏輯的盲點。例如，當提到V2.0的I2C或SPI通訊時，有沒有提供具體的電路圖和軟體設定步驟的對照表？如果能加入一些常見錯誤的「排除清單」（Troubleshooting Checklist），並用活潑易懂的圖文方式呈現，那麼對於自學的讀者來說，這本書的實用價值將會直線上升，成為書桌上那本隨手可翻、充滿信賴感的工具書。

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說真的，市面上介紹Micro:bit的資源不少，但能夠緊跟著硬體版本更新，並且有系統地將「運算思維」融入教學流程的書籍，實在是鳳毛麟角。我特別關注到它是「最新版（第二版）」這幾個字，這對我們這些追求實戰效果的讀者來說非常重要，因為硬體的更新往往會帶來新的API和功能限制，如果用舊書的範例去套用新版硬體，搞不好一堆程式碼都跑不起來，那真的是浪費時間。如果這本書能針對V2.0的強化功能，像是內建的喇叭或是進階的I/O操作，提供足夠的實作案例，那就太棒了。畢竟，對於學生來說，學程式不只是為了應付考試，而是要能做出「會動、會響、會互動」的東西，才能真正點燃他們對科技的熱情。這種從抽象思維到具體實踐的轉化過程，正是這類書籍的價值所在，希望它在範例的編排上能循序漸進，讓讀者可以一步步從基礎積木搭建到複雜的專題製作，而不是一開始就丟出艱澀難懂的專案。

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這本關於micro:bit V2.0的學習指南，光是看封面就讓人感受到滿滿的實用性，特別是強調使用MakeCode Blocks這個視覺化編程工具。對於很多剛接觸程式設計，尤其是對電子硬體操作感到有點手足無措的台灣學生或老師來說，這種起步門檻低的工具簡直是救星。我記得以前學編程都是面對密密麻麻的文字語法，看到那個黑底綠字的編輯器就頭皮發麻，更別提還要考慮到硬體的接線和除錯。這本書既然是以V2.0為基礎，想必對於V2.0新增的麥克風和喇叭這些感測器都有深入淺出的介紹，這對於想做出一些有聲光效果的互動作品來說非常關鍵。而且「運算思維」這個詞被擺在這麼前面的位置，顯示出它不只是教你怎麼拖拉積木，更著重於培養邏輯分析和解決問題的能力，這才是教育界現在最重視的核心素質啊！光是想像著能透過簡單的拖拉，就能讓LED矩陣亮起來，或者讓小小的micro:bit發出指令，就覺得充滿了成就感，這絕對是推廣STEM教育的最佳利器。

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從另一個角度來看，現在的學生對於圖像化介面的接受度非常高，這也是為什麼MakeCode Blocks如此受歡迎的原因。但是，圖像化工具的潛在風險在於，當學生未來需要轉向Python或其他文字編程語言時，可能會因為過度依賴積木的視覺提示而感到吃力。因此，一本優秀的教科書，必須要在恰當的時機，提供從Blocks到文字程式碼的「對照」或「橋接」。我期待這本第二版能夠在這方面有所著墨，也許在每個單元結束時，能附帶說明如果用MicroPython來實現同樣的功能，程式碼會是如何呈現。這樣一來，讀者就能在紮實地打好運算思維的基礎後，無縫接軌地邁向更進階的編程世界，不會在國中或高中階段因為工具轉換而產生學習上的斷層，這才是真正負責任的教材編排。

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身為一個長期關注創客教育的教育工作者，我認為這本書的選材角度非常貼合台灣目前推動數位科技教育的趨勢。現今的教育體系非常強調跨領域整合，而micro:bit本身就是一個完美的橋樑，它串聯了基礎科學、邏輯思維與動手實作。這本書如果能做到，不只停留在MakeCode Blocks的層面，還能適當地引導讀者思考如何將這些基礎專案擴展到更深層次的電腦科學概念，那就更具價值了。例如，在講解到迴圈或條件判斷時，能否設計一些與日常生活或台灣在地文化相關的趣味情境，讓學生覺得「哇，原來程式設計跟我的生活這麼貼近」。這種生活化的教學，遠比單純複製貼上程式碼來得深刻。而且，對於很多學校的資訊課程來說，這本書的結構如果足夠清晰，甚至可以直接作為教師手冊來使用，省去老師們自己摸索和設計教案的時間成本，這在資源有限的學校環境中，無疑是一大福音。