EV3樂高機器人:使用Makecode程式設計

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李春雄
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圖書描述

  【三大特色】
  1. 透過「引導式」實際組裝步驟,讓學生親自動手建構機器人。
  2. 透過「拼圖程式」來訓練學生邏輯及問題解決的能力。
  3. 透過「實務範例」來讓學生實際與機器人進行互動,以提高學習動機與興趣。

  【適用對象】
  1. 中、小學的學生(青少年)的纔藝課程、夏令營。
  2. 高中、職學生的程式設計及社團。
  3. 對於樂高機器人有興趣的初學者。
  4. 大專院校的跨領域程式設計課程及程式設計課程。
 
好的,以下是一份關於《EV3樂高機器人:使用MakeCode編程》這本書的圖書簡介,內容詳實,不包含該書的具體內容,且力求自然流暢: --- 《EV3樂高機器人:使用MakeCode編程》 探索編程與創新的無限可能 歡迎來到一個將機械結構、電子工程與現代編程語言完美融閤的精彩世界。本書是一本麵嚮所有對機器人技術、基礎編程邏輯以及STEM教育感興趣的讀者而編寫的指南。它旨在架起一座堅實的橋梁,連接起樂高EV3(Mindstorms Education EV3)硬件平颱與基於圖形化編程環境的強大功能。 本書的著眼點在於激發讀者的創造力和解決問題的能力,而非僅僅局限於現有的教程或案例。我們將深入探討如何利用這一廣受歡迎的教育機器人套件,結閤前沿的編程工具,構建齣能夠執行復雜任務的智能係統。 核心理念:從搭建到賦能 樂高EV3係統以其模塊化、易於搭建的特性而聞名。然而,真正的魔力在於賦予這些機械結構“生命”——也就是通過編程賦予它們決策的能力。本書的核心理念正是將“搭建”與“賦能”緊密結閤。 我們首先會引導讀者全麵瞭解EV3係統的各個組成部分:從智能控製器(即“主機”)的輸入輸齣端口、馬達的種類與功能,到各種傳感器(如顔色、距離、陀螺儀等)的工作原理及其在真實世界中的應用潛力。這些知識是構建任何有效機器人的基礎。 編程工具的革新:擁抱MakeCode 本書將重點介紹如何利用Microsoft MakeCode這一強大的圖形化編程界麵進行開發。MakeCode以其直觀的拖放式積木編程著稱,它極大地降低瞭編程的入門門檻,使得初學者能夠快速上手,專注於邏輯構建而非復雜的語法記憶。同時,對於希望進階的讀者,MakeCode也提供瞭無縫切換到基於JavaScript或Python等文本編程的能力,為未來的學習路徑鋪平瞭道路。 我們將詳細解析MakeCode環境下的核心編程概念,包括: 1. 事件驅動與循環結構: 如何讓機器人在特定條件被觸發時執行任務,以及如何構建可靠、重復執行的動作序列。 2. 變量與數據流: 學習如何存儲、讀取和操作數據,這是實現復雜計算和狀態管理的關鍵。 3. 流程控製: 使用條件判斷(If/Then/Else)和嵌套邏輯,使機器人能夠根據環境變化做齣智能反應。 傳感器與反饋:構建智能感知係統 一個“智能”機器人,其關鍵在於其感知環境的能力。本書將深入探討如何高效地利用EV3套件中的各類傳感器,將物理世界的信號轉化為數字化的、可供程序處理的數據。 距離與避障: 如何利用超聲波或紅外傳感器精確測量距離,並據此調整路徑或執行避讓動作。 顔色識彆與路徑跟蹤: 深入講解顔色傳感器在識彆地麵標記、遵循預設路徑中的應用,這對於模擬競賽或自動化任務至關重要。 運動控製與反饋: 探討如何結閤編碼器(內置於馬達中)來精確控製馬達的轉動圈數或角度,確保動作的精確性,而非僅僅依賴時間控製。 項目化學習:從理論到實踐 本書的精髓在於通過一係列精心設計的項目,將理論知識轉化為實際的工程成果。這些項目不僅有趣,而且具有明確的教育目標,涵蓋瞭從基礎運動到復雜決策製定的不同難度級彆。 我們將引導讀者逐步完成從簡單的移動平颱搭建,到實現能夠自主導航、識彆目標、甚至執行多步驟任務的復雜機器人的全過程。每一個項目都鼓勵讀者去思考“為什麼”和“如何改進”,培養其調試(Debugging)和優化代碼的能力。 不僅僅是編程:工程思維的培養 學習機器人編程遠不止於學會編寫代碼。它是一個綜閤性的工程學科訓練: 係統設計: 如何將一個宏大的目標分解為可管理的子任務,並為每個子任務設計硬件和軟件解決方案。 迭代開發: 理解軟件和硬件都需要不斷測試、發現問題、修復錯誤、並進行優化的過程。 故障排除: 建立係統性的排查方法,無論是硬件連接錯誤還是邏輯上的缺陷,都能快速定位並解決。 適用人群 本書適閤對機器人技術抱有熱情,並希望通過樂高EV3平颱學習現代編程思維的群體: K-12教育階段的學生、科技愛好者。 希望將實踐性項目引入課堂的教師或教育工作者。 希望在休閑之餘學習圖形化編程並搭建實體模型的成年人。 通過係統地學習本書的內容,讀者將不僅僅是學會瞭使用一套工具,更是掌握瞭一種強大的、麵嚮未來的解決問題的思維方式。準備好釋放你的創造力,用代碼驅動你的樂高世界吧! ---

著者信息

作者簡介

李春雄 博士


  學歷:國立臺灣科技大學資訊管理博士
  服務學校:正修科技大學資訊管理係(所)
  專長:資料結構、資料庫係統、程式設計、數位學習、手機遊戲設計、機器人程式設計
  目前研究方嚮:手機遊戲設計與開發、機器人輔助程式設計、創客教育與STEAM、AI人工智慧之應用
  E-Mail: Leech@gcloud.csu.edu.tw
 

圖書目錄

Chapter 1 樂高機器人
1-1 樂高的基本介紹
1-2 什麼是機器人
1-3 EV3樂高機器人
1-4 EV3樂高機器人套件
1-5 如何用MakeCode程式學習運算思維
1-6 EV3機器人在創客教育上的應用

Chapter 2 EV3主機的程式開發環境
2-1 EV3樂高機器人的程式設計流程
2-2 組裝一臺樂高機器人
2-3 EV3主機操作設定
2-4 EV3主機中撰寫簡易控製程式

Chapter 3 樂高機器人的程式開發環境
3-1 樂高機器人的程式開發環境
3-2 下載及安裝樂高機器人的MakeCode軟體
3-3 MakeCode的整閤開發環境
3-4 撰寫第一支MakeCode程式
3-5 EV3主機「輸入及顯示」元件之應用
3-6 EV3主機「音效」元件之應用

Chapter 4 樂高機器人動起來瞭
4-1 馬達簡介
4-2 控製馬達速度及方嚮
4-3 讓機器人動起來
4-4 機器人繞正方形
4-5 馬達接收其他來源

Chapter 5 資料與運算
5-1 變數
5-2 指定運算
5-3 四則運算
5-4 關係運算
5-5 邏輯運算
5-6 字串運算
5-7 數學運算

Chapter 6 程式流程控製
6-1 流程控製的三種結構
6-2 循序結構(Sequential)
6-3 分岔結構(Switch)
6-4 迴圈結構(Loop)
6-5 清單
6-6 副程式

Chapter 7 機器人走迷宮(超音波感測器)
7-1 認識超音波感測器
7-2 偵測超音波感測器的值
7-3 超音波感測器的等待模組(Wait)應用
7-4 超音波感測器的分岔模組(Switch)應用
7-5 超音波感測器的迴圈模組(Loop)應用
7-6 樂高機器人走迷宮
7-7 超音波感測器控製其他拼圖模組
7-8 看傢機器狗
7-9 自動剎車係統

Chapter 8 機器人循跡車(顏色感測器)
8-1 認識顏色感測器
8-2 偵測顏色感測器的值
8-3 顏色感測器的等待模組(Wait)應用
8-4 顏色感測器的分岔模組(Switch)應用
8-5 顏色感測器的迴圈模組(Loop)應用
8-6 機器人循跡車
8-7 機器人偵測到第三線黑線就停止

Chapter 9 機器人碰碰車(觸碰感測器)
9-1 觸碰感測器的認識
9-2 偵測觸碰感測器的值
9-3 觸碰感測器的等待模組(Wait)應用
9-4 觸碰感測器的分岔模組(Switch)應用
9-5 機器人碰碰車

Chapter 10 遙控機器人(紅外線感測器)
10-1 認識紅外線感測器
10-2 偵測紅外線感測器的值
10-3 紅外線感測器的等待模組(Wait)應用
10-4 紅外線感測器的分岔模組(Switch)應用
10-5 紅外線感測器的迴圈模組(Loop)應用
10-6 遙控機器人

 

圖書序言

  • ISBN:9789577637727
  • 規格:平裝 / 304頁 / 17 x 23 x 1.52 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀



  樂高是一傢世界知名的積木玩具公司,從各種簡單的積木到複雜的動力機構,甚至自創樂高機器人,全都能讓大人與小孩玩到樂此不疲。為何樂高能讓大、小朋友甚至玩傢「百玩不厭」呢?其最主要原因是它可以依照每一位玩傢的「想像力及創造力」來建構其個人獨特的作品,並且還可透過「樂高專屬的軟體(LEGO MINDSTORMS Education EV3)」來控製EV3樂高機器人。

  雖然LEGO MINDSTORMS Education EV3軟體是LEGO公司用來針對EV3所開發的軟體,對於小學生非常適閤,但是,國中、高中及大學生來撰寫一些較複雜的應用時,例如:資料運算時會使用到大量的變數時,往往程式變得非常龐大。

  有鑑於此,筆者利用微軟公司開發的「MakeCode」軟體來開發EV3機器人程式,主要的特色如下:
  1. 提供「雲端化」的「整閤開發環境」來開發專案
  2. 提供「群組化」的「元件庫」來快速設計使用者介麵
  3. 利用「視覺化」的「拼圖程式」來撰寫程式邏輯
  4. 支援「娛樂化」的「樂高機器人」製作的控製元件
  5. 提供「多媒體化」的「聲光互動效果」

  最後,在此特別感謝各位讀者對本著作的支持與愛護,筆者纔疏學淺,有疏漏之處,敬請各位資訊先進不吝指教。
 
李春雄(Leech@gcloud.csu.edu.tw)
2019.10.10
於 正修科技大學 資管係

用户评价

评分

**第五段評價:** 老實說,我對電子書或線上教學資源已經有點審美疲勞瞭,總覺得缺乏實體書那種可以隨時翻閱、在旁邊寫筆記的踏實感。這本實體書的紙質和裝訂都很紮實,翻閱的體驗極佳。雖然說MakeCode是現代化的編程介麵,但書中對基礎概念的闡述,卻充滿瞭懷舊的紮實感。它沒有過度依賴網路資源,而是將所有必要的知識點都收錄在內,這對於在網路不穩定的環境下學習的人來說,簡直是太貼心瞭。而且,書中的案例設計非常多元化,並非隻是圍繞著移動或抓取這些基本功能打轉。它還嘗試結閤瞭感應器數據的應用,教你如何讓機器人「觀察」環境並做齣判斷,這已經稍微觸及到一些自動化控製的邊緣瞭。整體來看,這本書的編輯團隊在內容的選取與呈現上,展現瞭極高的專業度與對讀者需求的深刻理解,是一本非常值得在書架上擁有的硬核入門指南。

评分

**第三段評價:** 身為一個對科技產品充滿好奇心的傢長,我一直在尋找能讓孩子更深入接觸STEM教育的好資源。這本工具書,我不得不稱讚它的實用性極高。它不隻是停留在理論層麵,而是真正著重於「動手做」的過程。書中設計的專案範例,從簡單的循線小車到稍微複雜一點的自動避障係統,難度麯線設計得非常平滑,孩子可以隨著自己的進度慢慢挑戰。最棒的是,它沒有把樂高零件當成高不可攀的玩具,而是將其視為解決現實問題的工具。透過這些專案,孩子們不僅學會瞭如何編程,更重要的是,學會瞭如何分析問題、拆解任務,並運用手邊的資源去創造解決方案,這纔是現代教育最缺乏的關鍵能力。看著孩子因為成功完成書中的一個小挑戰而眼睛發光,我就覺得這本書的投資絕對是值得的,它激發的不僅是孩子對機械的興趣,更是對探索未知世界的熱情。

评分

**第一段評價:** 拿到這本書的時候,內心真是充滿瞭期待啊!我一直都對樂高機器人很有興趣,但總覺得那些程式設計的部分好像很深奧,不太敢輕易嘗試。不過,這本《EV3樂高機器人:使用Makecode程式設計》的封麵設計就很親切,色彩搭配得很活潑,一看就知道不是那種硬梆梆的技術手冊。翻開內頁,它的排版真的是舒服到不行,字體大小適中,重點標示也很清楚,對於像我這樣偶爾會被密密麻麻的文字嚇到的讀者來說,簡直是救星。我尤其欣賞它在介紹每個功能模組時,都有很詳細的圖文對照,步驟拆解得非常細膩,讓讀者可以一步一步跟著做,完全不會有「我到底在幹嘛?」的茫然感。而且,書裡用的那種語言風格,非常生活化,就像是隔壁的厲害學長在旁邊跟你一邊喝飲料一邊指導,沒有太多製式化的術語,光是閱讀過程就充滿瞭樂趣,這讓我對接下來的動手實作更有信心瞭,感覺這個複雜的機器人世界一下子變得觸手可及瞭起來。

评分

**第二段評價:** 老實說,我對程式設計這塊一直抱持著一種「敬而遠之」的態度,總覺得那是要天纔纔搞得懂的東西。但是,這本關於EV3機器人的教材,徹底顛覆瞭我的認知。它並不是一開始就丟一堆複雜的程式碼給你死記硬背,而是採用瞭那種圖形化的積木邏輯(也就是MakeCode的精髓),這對於初學者來說,簡直是佛心來著!你可以直接拖拉、組閤這些積木,就能看到機器人做齣相對應的反應,這種即時迴饋的學習方式,效率高到嚇人。我記得我第一次成功讓機器人依照我的指令移動時,那種成就感簡直比過年還開心!而且,書中對於每個程式區塊的功能解釋,都非常到位,不會隻是告訴你「這個按鈕是這樣用」,而是會深入探討「為什麼要這樣用,這樣用會有什麼效果」。這種深入淺齣的教學法,讓我開始真正理解程式背後的邏輯思維,而不是停留在錶麵的操作,這對我日後想進階學習其他程式語言,絕對有莫大的幫助。

评分

**第四段評價:** 我過去嘗試過幾本介紹樂高機器人編程的書籍,它們通常要麼就是過度學術化,讓人昏昏欲睡;要麼就是內容過於簡略,很多實作上的眉角都沒有提到,導緻我常常卡在某個環節動彈不得。這本《EV3樂高機器人:使用Makecode程式設計》,在這方麵做得非常齣色。它對於常見的錯誤和除錯技巧,給予瞭非常詳細的說明。例如,當機器人運轉不順時,它會提醒你檢查線路連接、電池電量,甚至連馬達的校準問題都考慮進去瞭。這種「實戰經驗傳授」的寫法,大大減少瞭讀者摸索的時間。我個人最喜歡它提供的一些「進階小技巧」,那些都不是標準教材會教的,而是能讓你的機器人錶現更流暢、更精準的秘訣。它讓人感覺到,作者不僅僅是個懂技術的人,更是一個真正花時間跟機器人相處,並從失敗中纍積經驗的「老手」,這種傳承感,是其他製式書籍無法比擬的。

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