致读者
欢迎阅读本书。你从本书中将会学到如何使用Python 编程语言控制你的micro:bit 开源
硬件，如何利用编程解决生活中的问题，如何使用所学知识制作一些小项目，以及如何一
步一步将创意想法转化为现实。本书不仅适合有一定Python 语言编程基础的中学生开展自
主项目式学习，还能作为一线教师在学校开展编程教育教学的指导用书。
本书特点
本书一共分为4个单元。
第1单元以“炫彩生活”为主题，通过“创意灯光秀”“芯片温度监测仪”“大小猜
猜看”“车载平衡检测仪”4 个项目活动，引导读者走近开源硬件与Python 编程，掌握
micro:bit 基本模块的使用方法，帮助读者对信息化时代有初步的认识，逐步提升其对生
活中常见问题的感知能力，使其能够想到使用编程解决生活中的问题。
第2单元以“无线通信”为主题，通过“无线抢答器”“无线安检系统”“神奇的密码”
3个项目活动，引导读者体验智能硬件的无线通信功能，掌握micro:bit 无线通信等模块
的使用方法，了解现代社会中无线信息的传递、交互和信息加密等步骤，培养读者对问
题的主动探究能力。
第3单元以“智能感应”为主题，通过“智能音乐盒”“智能拐杖”“客流计数器”“智
能加湿器”4 个项目活动，引导读者体验科技生活中的智能感应技术，学习使用开源硬
件中的声音传感器、超声波传感器、温湿度传感器等设备，实现较为复杂的硬件的组装
和搭建，逐步培养读者解决问题的能力。
第4单元以“创意无限”为主题，通过“反应力测试”“综合应用”2 个项目活动，
引导读者以已掌握的知识为基础，结合生活中的现象及问题提出自己的选题，体验作品
的创意、设计、制作、测试、运行的完整过程，团队协作完成一个综合应用项目。
内容安排
本书根据不同的主题划分为4个单元，围绕每个主题延伸出不同的项目，主要有以
下特点。
（1）本书中的项目主题源自实际生活，能够激发读者的创造热情，帮助读者理解信
息技术与实际生活的紧密联系，培养读者解决实际问题的能力。
前 言
开源硬件与Python 编程VI
（2）本书中的项目内容以阶梯式呈现，共包含炫彩生活、无线通信、智能感应、创
意无限4个单元模块，每个单元及单元中每节课所学习的难度呈递进趋势。
（3）本书中的项目学习过程科学完整，读者能够体验学习目标、项目背景、项目分析、
项目计划、项目实施、项目拓展、学习评价等一系列完整的项目学习过程。
（4）本书引导读者关注项目学习过程中的自主评价，包括学习态度、小组合作、个
人贡献、课堂表现和作品效果5 个方面，鼓励读者进行自我总结与反思。
（5）本书重视培养读者的核心素养。计算思维是编程教育的核心目标，本书设计的
小组合作、分析交流、评价反思等环节，有助于培养读者合作交流、创新思维、动手实
践等素养。
学习建议
学习如登山，想要从新手成长为高手，过程绝不轻松，希望本书能够在学习或教学
过程中为读者提供一些乐趣与创意思路，助读者一臂之力。
对于进行自主学习的读者，如果有一定基础，可以以纯软件的Python 语言学习材料
与纯硬件的开源硬件学习材料为辅，根据实际需求选择性地阅读其中的某些章节。在学
习Python 编程与开源硬件的过程中，希望本书中的项目学习内容能够帮助你们拓展思维，
举一反三。
对于一线教师，建议从头开始按章节引导学生开展项目学习活动。本书不仅关注
Python 编程与开源硬件中知识点的递进，还注重学生在学习过程中的能力发展，包括项
目学习思维、过程评价体系以及核心素养。希望本书能够为一线教学提供力所能及的帮助。
致谢
本书由钟建业老师与林娟老师主编，海淀区一线学校信息技术教师和北京大学地
小空开放实验室团队共同参与了编写工作，第1 ～ 3 课由王玲老师编写，第4 ～ 6 课由
李玲老师编写，第7 ～ 9 课由史忠祥老师编写，第10 ～ 12 课由野雪莲老师编写，第
13 课由王芳老师编写。在编写与出版过程中，获得了地小空开放实验室张晓媛、冀锐和
林建斌在硬件与软件平台方面的技术支持，同时获得了张秋临在知识产权保护等合法合
规工作中的支持。在此，一并表示由衷的感谢。
由于编者水平有限，书中若有疏漏之处，敬请广大读者批评、指正。
编 者
2021 年8 月
于北京
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