人工智能趣味入门：光环板程序设计（创客教育）

本书以童心制物出品的单板计算机光环板（Halocode）及编程软件慧编程(mBlock 5)为载体，面向中小学生进行编程和人工智能启蒙教育，让学生掌握基础的程序设计知识、认识常用的传感器并学会利用电子模块制作创客作品，以达到提高科学素养、培养动手能力、激发创新意识的目的。本书围绕光环板的板载资源和对应的软件模块进行了比较系统而全面的介绍，并辅以d创新颖的例程，涵盖了基本输入/输出、智能感应、物联网、人工智能等方面的应用。同时，本书配套了相关的微课视频，扫描书中二维码即可观看学习。本书可作为中小学生科技课教材，也可作为光环板学习者的入门读物。

序

人人创客 创为人人

少年强则国强。风靡全球的创客运动一开始就与教育有着千丝万缕的联系。这

种联系主要体现在两个方面：一是像3D打印、智能机器、创意美食等融合了“高

大上”的最新科技和普通人可以操作的、方便快捷的新福利，本身就有很强的吸引

力，很多青少年是被其吸引过来而不是被叫过来，这样自然意味着创客教育有很大

的教育意义。二是创客教育对教育的更大挑战是，让这些青少年真正地面对真实社

会。在自媒体时代，信息传播的成本基本为零，任何一个人在任何一个年龄段都可

以分享自己的创意，甚至这个创意还在雏形阶段，“未成形，先成名”。社交网络上

的真诚点赞和可能带来的潜在商机，让投身创客学习模式的青少年在锻炼动手能力

和创新思维的同时，找到了一个和社会直接对接的端口。

那么，一个好的创客应该具备什么样的品质呢？首先是“发现问题”，发现自

己和身边人的任何一个微小需求，哪怕它很“偏门”，比如一个用来检测紫外线强

度是否过强的帽子。但是根据“长尾理论”，有了互联网，世界各地的朋友能够搜

索到这种小众的发明，然后为其付费。其次是“质感品位”，做一个有设计思维的

人，能够用设计师的方式去思考，当别人看到自己设计的东西时有一种“工匠精

神”之感——确实花了很多心思去设计，真诚地为自己点赞。也可以在开始时就有

自己的品牌特色，比如设计一个商标或者统一外部特征。物像人一样，我们可以察

觉到它们的不同个性，好的设计像一个富有个性的人一样有它的特色。通过欣赏好

的设计，并且去制造它，可以提高自己对质感的把握能力和对品位的理解能力，使

自己的创客作品能够超越“粗糙发明”的状态，成为一个精致的造物。再次是要能

够驾驭价值规律，可以从很多现成的套件入手，但是最终一定要能够驾驭原始材

料，如基础控制板、电子元器件、木头、塑料、铝等，因为只有这样才能驾驭成

本。几乎没有小饭馆会采用从大酒店订餐然后再卖给自己的顾客的做法，因为它们

无法卖出大酒店的价格。同样地，用现成套件搭建的作品也卖不出去，因为它的成

本太高，只是一个很好的入门途径。通过一步步的学习，最终学会了驾驭原始材料，

就能够实现物品的使用价值和成本之间的飞跃。就像我们用废旧物品制作一个机器

人一样，它仿佛在对你说：“谢谢你给予了我新的生命，原来我一文不值，现在却成

为大家眼里的明星。”而这种价值提升的过程也是创客特别引以为傲的地方。最后就

是“资源和限制”，知道自己擅长什么、不擅长什么，才能很好地寻找合作伙伴，所

有的创新都在有限资源和无限想象力之间“妥协”。通过了解物和人的资源及限制，

就可以驾驭自己无限的想象力了。你肯定会想：“哦，我明白了，创客就是对于任何

一个自己或者别人微小的需求都能够用有质感和品位的方式来满足，从中得到价值

上的提升，并且能够组建团队创造性地解决问题的一群人。”那么我会回答：“嗯……

我也不太清楚，因为创客领域的所有答案都要你亲自动手去解决，你先去做，然后

告诉我，我说得对不对。”“那么，我要怎么做呢？”

“创客教育”系列丛书提供了充分选择的空间，里面琳琅满目的创客项目，总

有一款适合你。那么，亲爱的朋友，如果你现在能够对自己说，第一，我想学，而

且如果一时找不到老师，我愿意自学；第二，我想去做一个快乐、自由的创造者，

自己开心也能够帮助身边的人解决问题，那么你在思想上已经是一个很优秀的创客

了。试想，一个“人人创客 创为人人”的社会应该是怎样的呢？我们认为一定是

一个每个人都能够找到自己最愿意干的事，每个人都能够找到适合自己的项目“搭

档”的世界。我们说得到底对不对呢？请大家动动手，亲自验证吧！

丛书编委会

2015年6月

前

言

近年来，创客教育获得了社会各界的高度重视，得到了飞速的发展。从树莓

派、Arduino到micro:bit，开源硬件及编程软件被引进，帮助国内的创客及创客

教育者、硬件制造商和软件服务商完成了原始知识的积累和内化。大量的硬件厂

商和软件厂商应运而生，在围绕国外的开源硬件进行配套服务的同时，也在积极

进行自主研发。2018年，可谓自主硬件爆发的一年，多款单板计算机面世，如虚

谷号、掌控板、光环板等。其中，由童心制物（Makeblock）推出的光环板，外

形小巧美观、功能强大，在借鉴、吸收micro:bit优点的同时也进行了独创性的设计，

是一款实力派产品。

说到使用自主产品，很多时候是一份情怀。只有高质量的自主产品，才

不枉人们对它寄予的那份喜爱。micro:bit作为小学生编程教育启蒙的重要载

体，已得到了创客教育者的认可，本人也特别喜欢。在国内，它也成了小学

生创客教育的首选硬件。接触光环板后，本人为它有点像micro:bit而又具有

独创性的设计所吸引，配套的编程软件又是基于Scratch开发的，可以说它将

目前比较主流的开源硬件、软件很好地融合在一起。加上物联网、人工智能

两大热门技术，让我对它有了很大的期待——期待它将更多的孩子带进创客

世界。

于是，本人有了编写一本基于光环板的创客教材的想法。由于本人并非专业

出身，完全是凭着一份对创客教育的热爱而编写此教材，其中难免有不当之处，

希望读者朋友给予理解并指正。

本书中关于积木的说明和示例程序，部分引用了Makeblock官方网站提供的

帮助文档中的内容。本书勘误、更新等资料可以扫描下方二维码直接获取。

感谢郑剑春老师的大力帮助，也感谢出版社工作人员的辛苦付出！

编

著

者

2019年10月

目

录

第一部分 学

习

准

备

第一课 你好，光环板

2

第二课 爱上“慧编程”

8

第二部分 点

亮

光

环

第三课 来一场灯光秀

18

第四课 一触即发

23

第五课 情绪小夜灯

28

第六课 律动的呼吸灯

34

第七课 周而复始流水灯

37

第三部分 感

知

世

界

第八课 音量检测仪

42

第九课 比比谁手快

47

第十课 趣味运动会

54

第十一课 谁看了我的日记

58

第十二课 刷牙计时器

62

第四部分 连

接

世

界

第十三课 来自远方的问候

68

第十四课 运动监测系统

76

第十五课 听话的灯（一）

85

第十六课 听话的灯（二）

89

第十七课 无线呼叫器

93

第十八课 电子沙漏

98

第五部分 互

动

媒

体

第十九课 飞旋的花朵

104

第二十课 小熊吃草莓

109

第六部分 人工智能在身边

第二十一课 无法隐瞒的年龄

118

第二十二课 读懂你的喜怒哀乐

125

第七部分 创

客

之

光

第二十三课 智能小夜灯

134

第二十四课 隔“山”打“牛”

140

第二十五课 智能报警盒

146

参考文献

153