前 言 为什么要写这本书 很多年前，我发现孩子们对于教学教材中的程序设计内容都不感兴趣。有没有好的、 适合的软件呢？国外是如何进行程序设计教学的呢？带着这些问题，我开始搜索、查阅国 外的资料。2008年，我接触了Scratch软件感到无比兴奋，于是立即在网络上购买了两本英 文Scratch书和一块Picoboard，从那时开始，我每天都沉浸在Scratch的世界里。 很多年以后，我又接触到了开源硬件Arduino和S4A软件。S4A是由西班牙的Citilab团 队在Scratch基础上开发而成的，它依然采用图形化的命令，只是增加了针对Arduino硬件的 命令和部分网络功能。S4A给孩子们提供了使用更多硬件的机会，降低了孩子们使用硬件 的门槛，使他们能创造出更多富有创意的作品。 时至今日，在学校领导的大力支持下，学校创客教育已初具规模。在市、区教育局 领导的关心下，学校四百多平方米的新创客空间已经建成，越来越多的孩子们参与其中。 从Scratch课堂、社团教学到S4A社团的教学，使自己多了一份经验的积累。同时我也在思 考，创客教育抑或STEM教育的核心是什么？自己觉得首先学校要建构合理的课程体系， 其次就是体系中具体的每一门课程的建设、实施和优化，只有优秀的课程才能让孩子们享 受到优质的教育。 目前国内关于S4A的书不多，在S4A推广之初，其教学更多的是面向硬件的操作。 如何使用某个硬件的基本功能？如何把硬件和软件有机地结合起来？如何激发孩子们 的学习兴趣？如何去创造性地运用技术？在日常教学中，我带着这些问题去思考、去 实践，记录下教学的点滴心得、灵感的火花，日积月累，在校本课程的基础上终成 此书。 关于本书的使用 本书可作为教师教授S4A的参考书，其中的例子由浅入深，前后具有一定的联系。很 多例子与生活相联系，也具有一定的创意，能激发学习者学习的兴趣。本书也可供小学生 及初中生自学使用。如果使用者具有一定的Scratch编程基础，使用起来会更加得心应手。 需要特别说明的是，本书所使用的硬件可以是市面上与Arduino兼容的硬件，不受硬 件品牌限制。不同品牌的Arduino兼容硬件在使用中可能会略有不同，但并不影响本书的 使用。 本书中的很多例子同样适用于Scratch教学，所以本书也可以作为Scratch教学或学 习的参考书。如本书中使用一个滑杆、一个按钮及声音传感器的例子，在Scratch中利用 Picoboard或其他品牌的Scratch传感器板都可以实现。使用两个按钮、两个或多个光敏电阻 的例子，在Scratch中也可以实现，可以用鳄鱼夹与它们连接后利用Scratch传感器板上阻力 值的变化来实现。其实只要肯动脑筋，很多例子在Scratch中都能实现。 本书在写作风格上力求轻松、活泼，使读者能带着一份愉悦的心情去阅读，去学习 编程。其实编程是一件很快乐的事，你就像一个指挥官，指挥着各种程序命令，开动脑 筋，让它们实现你的目标。通过编程，你也将体会到战胜困难和挑战自我带来的快乐与 满足感。 由于作者的水平有限，书中难免存在不足之处，恳请广大读者不吝指正！ 致谢 首先要感谢郑剑春老师和李梦军老师，感谢你们给了我参与丛书编写的机会！ 感谢南京市电化教育馆陈平馆长、南京市教育装备邓中材主任的鼓励与支持，感谢南 京市电化教育馆张元宁、李为、汪波、马睿，以及南京教育装备的宋涛、沈卫等领导的支 持与帮助。感谢南京市教研室信息技术教研员王少峰老师、江宁区电化教育中心王家文主 任对本书提出的宝贵建议。感谢南京市东山小学领导的大力支持。 还要感谢东山小学的一群可爱的孩子们，有时他们的表现总令我感到惊奇。每天和他 们一起成长着、快乐着，觉得自己就是世界上最幸福的老师。 感谢我可爱的女儿赵若予和我一起钻研、一起进步，你永远是我前进的动力！ 感谢家人给予我的支持！ 编者寄语 喜欢玩Scratch吗？相信你的回答是肯定的。Scratch在麻省理工学院媒体实验室的推广 下，已经成为全世界最适合小朋友或编程初学者学习程序设计的软件之一。喜欢Picoboard 吗？Picoboard上面有滑杆、按钮、声音传感器、光线传感器等。利用它们，我们可以编写 出很多优秀的互动程序。 或许有的时候，你会觉得Picoboard的硬件功能十分有限，它的功能已经无法跟上你 的想象力和创造力的步伐了。你喜欢游戏机手柄上的摇杆，可是Picoboard无法满足你的需 要；你觉得圣诞树上的彩灯很酷，可是Picoboard却无法帮你实现这一梦想。有没有能与 Scratch结合得更好，能让我们实现更多创意的硬件呢？ 答案是：有。这就是Arduino。Arduino硬件简单易用，这恰好可以克服过去人们对硬 件使用的恐惧感和挫败感。Scratch和Arduino两者易学易用的理念，更使S4A（Scratch for Arduino）成为针对中小学生实现软件和硬件相结合进行互动设计的最佳工具之一。S4A 由西班牙的Citilab团队在Scratch基础上开发而成，其目的就是为能够利用Scratch和真实的 世界进行互动提供一个简易的途径。从技术上看，S4A门槛较低，趣味性强，而且S4A是 基于Scratch开发而成的，除去硬件功能的命令和网络功能的命令外，其余的程序命令和 Scratch一样。 目前的S4A 1.6版本具有很好的适应性，在S4A的官网上，下载名为S4AFirmware16.ino 固件程序，将其写入市面上一些兼容的Arduino板上，都能和S4A软件进行连接并使用，这 也是我喜欢S4A的一个重要原因。 特别要说明的是，本书中的一些例子对于硬件的品牌并没有限制，如果你使用自 己在网上购得的硬件，同样可以进行学习。此外，本书中的很多例子使用Scratch的传 感器板及相应的硬件在Scratch软件中也能实现，用本书去学习Scratch或许也能带给你 一些启发。 编 者 2017年1月

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