ArduBlock：物理世界与虚拟世界的桥梁.docVIP

ArduBlock：物理世界与虚拟世界的桥梁 　　编者按：在科技发展日新月异的今天，信息技术教学已经远离了开、关机还需要反复讲解的时代，三岁孩童熟练地摆弄着iPad已非奇事。自策划了“Scratch来了”这一专题之后，编辑深刻感受到研究程序语言的老师的可爱，他们的执著、他们的探索，使得程序教学不再那么枯燥，焕发出勃勃生机。因此，杂志特别策划了这一专栏，将陆续刊发一些程序教学领域有代表性的教学实践。也期待更多老师投身到程序教学中去，通过自身的践行，推动程序教学的复兴。 　　我们知道Arduino这一软硬结合的产品可以创意出很多作品。然而，类似JAVA、C语言的Processing/Wiring开发环境，依然会让许多人纠结于代码中，甚至望而却步，以至于头脑中有了创意却无法得以落实，而ArduBlock就是致力于降低Arduino爱好者的学习难度，把高级的计算机语言和专业的语法，简化为一个个模块，堆砌在一起，最后和Arduino开发板互动，做出激动人心的效果。由于ArduBlock是积木的编程方式，很大程度上降低了学习者的门槛，不需要专业的知识，不需要工科的背景，只要你喜欢，就可以玩，尤其是适合亲子互动教学及基础教育阶段的课堂教学。那么，就让我们一起走进ArduBlock吧。 　　● 什么是ArduBlock 　　Ardublock是在上海新车间由李大维和何琪辰于2011年起针对少儿学习物理运算而开发的图形化程序开发环境，属于Arduino官方编程环境的第三方软件，目前必须依附于Arduino软件运行，当时新车间有许多小朋友对Arduino机器人有兴趣，但是文本的类C语言的入门门槛很高，所以工作室试图透过图形化的拖拉开发方式大大降低这个门槛。这样的方式会使编程的可视化和交互性加强，编程门槛降低，即使没有编程经验的人也可以尝试给Arduino控制器编写程序。 　　Ardublock一直是一个开源的项目，在网上通过社群的力量共同开发，目前有17个语言版本。ArduBlock相关资源可以访问官方网站http：///zh/。图1为2011年发布的1.0正式版，图2是截至发稿时，必威体育精装版的内部测试版。 　　开发团队2013年重写了全部代码，新版本内部模块的分类更加合理，执行效率更高，增加了一些子程序功能。 　　● ArduBlock的特色 　　1.JAVA插件 　　ArduBlock是使用JAVA语言开发的插件，配合Arduino的IDE使用，软件包ardublock-all.jar下载后，需要将它拷贝到“Sketchbook location”所在目录的相关文件夹里。那么如何确定“Sketchbook location”所在目录呢？在Arduino的IDE下，打开菜单“File”→“Preferences”（如图3）。 　　笔者电脑中的位置是D：＼Backup＼我的文档＼Arduino，找到该目录后，我们需要先一级一级地在这个目录下建“子目录”，最终目录结构是这样的：D：＼Backup＼我的文档＼Arduino＼tools＼ArduBlockTool＼tool＼，然后将ardublock-all.jar拷贝进去。ArduBlock软件安装完毕后，在Arduino IDE的菜单“Tools”下找到ArduBlock，就可以启动ArduBlock了。需要特别提醒的是，图3中我们选择语言为系统默认时，你的ArduBlock将为中文。 　　2.积木搭建 　　我们来看这样一个程序，它能实现开关灯的功能（如图4），具体描述就是按一次按钮，LED灯亮，再按一次按钮，LED灯灭。在以往的编程中，我们写代码一般采用“与2取余法”或者“取反法”来实现切换。 　　观察图4程序编写，如搭积木那么简单，还可以对程序进行批注，程序中的各个模块都是从左侧的模块库里“拖进”编程界面的，然后用这些模块积木进行拼接，拼接对了，会发出一声“咔”的清脆响声。如果要删去模块，只需要将模块“拖出”编程界面即可。 　　程序中“主程序”循环结构模块和“如果/否则”条件判断模块都是从“控制”分类中提取的，“非”、“设置数字变量”来自于“变量/常量”分类，而“设定数字针脚值”来自“引脚”分类，这样的分类条理非常清晰，方便用户查找到所需功能模块。 　　3.高度集成 　　ArduBlock中集成了游戏摇杆、超声波传感器、舵机、SD卡写入、盾板通讯、I2C读写等常见却可以控制复杂设备编程的模块，让创客们能专注于创意思维而不为编程所累。 　　● ArduBlock典型范例 　　我们在认识Arduino时已经知道编写相关程序需要Arduino控制板及一定的硬件支持，然后将编制好的程序写入控制板中，从而实现感知物理世界，控制物理世界，让虚拟世界与物理世界联通。然而，类C语