言
隨著互聯(lián)網(wǎng) 的興起，時(shí)代呼喚創(chuàng)客，中國創(chuàng)客教育的黃金時(shí)代已悄然到來。什么是創(chuàng)客？創(chuàng)客一詞來源于英文單詞Maker，泛指出于興趣與愛好，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。創(chuàng)客一詞出現(xiàn)于2015年的《政府工作報(bào)告》，李克強(qiáng)總理在《政府工作報(bào)告》中專門提到大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新，這意味著我們的教育環(huán)境將形成一種新的生態(tài)學(xué)習(xí)方式。在創(chuàng)客教育中，學(xué)習(xí)者同時(shí)也是創(chuàng)造者，學(xué)習(xí)過程也是創(chuàng)造的過程，而學(xué)習(xí)結(jié)果就是將想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的成果，這與現(xiàn)代教育理念不謀而合。創(chuàng)客意識(shí)被納入了學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，這對引導(dǎo)學(xué)生開展深入探究與實(shí)踐，激活學(xué)生的創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新意識(shí)，提升學(xué)科核心素養(yǎng)起到了積極的作用。
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，層出不窮的新技術(shù)、新軟件、新服務(wù)向人們涌來，造成新課程不新的滯后現(xiàn)象。面對學(xué)生喜歡電腦，但不喜歡信息技術(shù)課的問題，我總在想：教什么？拿什么課程內(nèi)容來吸引學(xué)生？教什么的問題，直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，編程，學(xué)生只能停留在模仿階段，不會(huì)獨(dú)立編寫，缺乏創(chuàng)新能力，新奇感過后就失去學(xué)下去的動(dòng)力。于是，這幾年來我一直在思考如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過學(xué)習(xí)新興的創(chuàng)客與創(chuàng)客教育概念，我認(rèn)為它可以成為高中技術(shù)課程創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力培養(yǎng)的一個(gè)有力載體。2015年，我申報(bào)廣東省教育科研規(guī)劃課題《基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的高中創(chuàng)客教育實(shí)踐研究》并獲得立項(xiàng)。經(jīng)歷兩年多的刻苦鉆研，我開發(fā)了一門名為《Arduino創(chuàng)客之路智能感知技術(shù)基礎(chǔ)》的課程，試圖在課程建設(shè)方面有所突破。
創(chuàng)客教育如何做，創(chuàng)客課程如何開展，國內(nèi)除個(gè)別學(xué)校有探索外，尚無可參考的成熟模式。近幾年，通過互聯(lián)網(wǎng)查找相關(guān)資料，我研發(fā)出一種消防水帶檢測裝置，解決了消防水帶無法檢測的難題，并獲得了國家專利。后來又獲得了消防應(yīng)急燈的國家專利。沿著自己探索的創(chuàng)客之路，我發(fā)現(xiàn)公開的國家專利技術(shù)方案是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)意的最好教育資源。因此，在編寫本書時(shí)，每一節(jié)增設(shè)想創(chuàng)就創(chuàng)教學(xué)環(huán)節(jié)，引入相關(guān)專利技術(shù)方案摘要，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新意識(shí)。
本書是一本開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)課程，作為教學(xué)課程，全書共分為七章。
第一章智能感知。概述智能感知和感知技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合經(jīng)典的智能產(chǎn)品分析智能感知產(chǎn)品的構(gòu)成和智能產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)過程，并羅列常見的傳感器及射頻識(shí)別技術(shù)的產(chǎn)品RFID。第二章Arduino語法基礎(chǔ)。介紹Arduino的基本語法，從一些生動(dòng)有趣的電子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)例出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)習(xí)Arduino基礎(chǔ)語法，把枯燥無味的語法變?yōu)橛腥さ幕顒?dòng)課堂，讓學(xué)生盡快掌握Arduino語言基礎(chǔ)知識(shí)。第三章Arduino智控編程。通過一些生動(dòng)有趣的智能控制案例，沿著程序的順序、選擇、循環(huán)等基本控制結(jié)構(gòu)之路，學(xué)習(xí)如何使用Arduino語言編寫智能感知控制程序并解決控制問題，掌握Arduino的基本語句、程序的基本控制結(jié)構(gòu)以及智能控制程序設(shè)計(jì)的基本思想與方法，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維及編程能力。第四章傳感控制。通過多個(gè)范例介紹搭建傳感控制產(chǎn)品的方法和流程；詳細(xì)介紹基于開源硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)的一般流程；利用開源設(shè)計(jì)工具、編程語言實(shí)現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的輸入、處理，利用輸出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置的運(yùn)行。這些內(nèi)容有益于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力。第五章感知物聯(lián)。通過開源硬件Arduino開發(fā)板分別與藍(lán)牙、微信、網(wǎng)頁、手機(jī)、App、WiFi、語音合成、SIM900、物聯(lián)網(wǎng)、以太網(wǎng)等模塊互聯(lián)，開發(fā)智能感知應(yīng)用項(xiàng)目；掌握智能感知的物與物聯(lián)、人與物聯(lián)的技術(shù)；了解開源硬件智能控制產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)通信的一般設(shè)計(jì)流程。第六章智能生活。以學(xué)生校園生活實(shí)際應(yīng)用案例為基礎(chǔ)，讓生活工具裝上互聯(lián)網(wǎng) 的功能，改善生活，成為新的創(chuàng)造；并引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用前面所學(xué)的智控編程、傳感控制、感知物聯(lián)的知識(shí)來解決實(shí)際問題。第七章智能服務(wù)機(jī)器人。結(jié)合智能服務(wù)垃圾分類機(jī)器人制作實(shí)例，學(xué)習(xí)運(yùn)用智能服務(wù)垃圾分類機(jī)器人的舵機(jī)、電機(jī)、顏色識(shí)別、紅外循跡等技術(shù)，設(shè)計(jì)較為開放的任務(wù)，給學(xué)生充分的想象與創(chuàng)新空間。
使用本書時(shí)，建議通讀目錄，精讀章首導(dǎo)言。章首導(dǎo)言敘述了該章的學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓你對該章有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)，也讓你在學(xué)完該章后進(jìn)行自我評價(jià)時(shí)有個(gè)參照標(biāo)準(zhǔn)。在學(xué)習(xí)的過程中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)書中有一些黑體字的欄目，如知識(shí)鏈接課堂任務(wù)探究活動(dòng)程序設(shè)計(jì)成果分享思維拓展想創(chuàng)就創(chuàng)等，它們會(huì)幫助你更好地理解課文的內(nèi)容，指導(dǎo)你開展學(xué)習(xí)活動(dòng)。例如，知識(shí)鏈接是為完成學(xué)習(xí)目標(biāo)而設(shè)置的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容；課堂任務(wù)是明確學(xué)習(xí)任務(wù)；探究活動(dòng)是讓你在學(xué)習(xí)活動(dòng)中培養(yǎng)團(tuán)體合作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，提高研究能力；成果分享是一項(xiàng)眾創(chuàng)眾智的舉措，讓你自覺踐行開源的理念與知識(shí)分享的創(chuàng)客精神；思維拓展是告訴你在課本知識(shí)之外還可以做什么，構(gòu)建創(chuàng)造性思維，引導(dǎo)創(chuàng)新。
本書的編寫過程，得到了許多專家的關(guān)注。他們提出了很多寶貴的意見和建議，我深表謝意�？紫榕d老師給我提供了一節(jié)手機(jī)App控制LED燈的課程實(shí)例，在此一并表示感謝。
請跨入開源項(xiàng)目智能感知控制設(shè)計(jì)這座神秘的殿堂吧！在高層次、高品位的探究活動(dòng)、思維拓展、想創(chuàng)就創(chuàng)的實(shí)踐中，你不僅能獲取知識(shí)和智慧，而且能從中體驗(yàn)Arduino程序設(shè)計(jì)和智能感知?jiǎng)?chuàng)造作品所蘊(yùn)含的文化內(nèi)涵，感悟傳感控制和感知物聯(lián)的奇妙，吸取人類精神文明的養(yǎng)分，激勵(lì)你奮發(fā)向上，在求索和創(chuàng)新中讓生命大放異彩！
由于編者水平有限，書中還有許多需要進(jìn)一步完善的地方，懇請讀者批評指正。