乐高SPIKE Prime入门

本书是一本选用乐高Prime 科创套装作为载体学习编程的教材，希望通过将机器人硬件与编程相结合，培养学生的动手能力和创新思维，选择乐高器材是因为经过多年的探索我们发现乐高产品对不同年龄的学生都有很好的针对性，适合学生的心理和智力发展，而且乐高教育的产品贯通于学生的各年龄段，每个年龄段学生的课程都会成为下一阶段学习的基础。选用乐高Prime 产品，可以使教育具有很好的可持续性。同时乐高Prime 具有广泛的兼容性，与国际品牌的传感器和主流的编程环境兼容，学生通过学习乐高机器人，可以融入世界机器人教育的发展中，对学生们开阔视野具有很重要的意义。

机器人并不是一个简单的玩具，仅仅学会如何操作机器人是不够的，在课堂教学中引入机器人，可以为组织课堂教学提供多样化的选择，让协作、交流、表达、分享这些在传统课堂中不易培养和发现的能力有展示和发展的环境，让教师在教学过程中更好地发现学生的潜力和心智特点，从而因材施教。

我们在机器人教学中进行了多年的尝试，出版了多本教材，针对不同年龄段的学生进行了多年的探索，从机器人结构到程序设计和人工智能，我们感到信息化2.0 时代的到来将会给教育带来重大的变革。如何在信息爆炸的时代面对广博的知识，让学生保留探索的兴趣，获得学习的乐趣，同时又不迷失在知识的海洋中，是我们希望通过这本书告诉读者的一点体会。古人云：登高而招，则见者远；顺风而呼，则闻者彰。我们要想不迷失在知识信息的海洋中，就要站在巨人的肩上，在信息化时代，教师不再仅是知识的传播者，而是学生人生的引路人和学习的指导者，只有教师将自己的经验、感悟给予学生，学生才会获得学习的能力。

本书所用器材获赠于乐高教育，编者多年来受惠于乐高教育的支持，乐高教育支持了编者多本教材的编写，在此表示衷心的感谢。

郑剑春

2021年1月

本书选用乐高SPIKEPrime 科创套装，通过机器人学习编程的初级课程。本书结合图形化编程软件进行讲解，适合小学高年级和初中学生使用，通过学习让学生掌握编程与人工智能的基础知识，体验编程的乐趣，同时为今后的创新、创作打下扎实的基础。本书对编程的主要概念和方法以及所用传感器进行了详尽的介绍，内容循序渐进，并提供了大量的应用案例。本书可以帮助学生打下扎实的编程基础，同时也可以作为创客教师的教学参考用书。

郑剑春，北京师范大学物理系毕业，曾任教于铁道部西南交通大学，现为北京市第十八中学教师，“国培计划”专家组成员，全国中小学创客教育专家委员会成员，清华大学出版社《青少年科技创新丛书》《创客教育丛书》主编，北京市远程教育专业委员会中小学创客教育执委会秘书长。北京市十佳教练，著有十余本机器人教育专著。

节认识Prime 科创套装1
智能集线器1
电机2
力传感器模块2
颜色传感器模块3
距离传感器模块4
拓展与提高 4

第二节编程环境5
初识SPIKE 5
连接智能集线器7
智能集线器设置9
个程序10
下载和运行13
拓展与提高 13

第三节变量与运算15
变量 15
运算 16
显示数字与图案17
拓展与提高 20

第四节程序结构21
顺序结构 21
模块扩展22
多线程25
循环结构26
有限循环 27
条件循环 31
选择结构 41
拓展与提高51

第五节子程序 53
布尔式 53
标签式 56
数字式 57
拓展与提高 59

第六节创意与制作62
音乐播放器62
计算器 64
测量运动速度 64
分类收纳器 68
运动检测器 70
平衡仪 72
游戏制作 73

第七节模型搭建（Happy dog） 75