前言

2017年9月、10月笔者参加了在英国举办的湖北省信息技术骨干教师教学应用能力培训班，在参观的学校中，看到三年级的学生在课堂上学习Scratch图形化编程，六年级的学生向我们展示用免费发放的micro:bit板设计的作品。这样的情景让笔者感到很震惊，编程加上开源硬件的组合使英国的小学生从小就能得到创新能力的培养，而我们在培养学生创新能力方面做得太少了。

回国后，笔者通过各种方式学习和了解国内部分中小学校开展的创客教育情况，决心进行实践探索，在学校推广和实施普惠性创客教育，希望有所收获。虽然笔者所在的湖北省荆门市海慧中学地处祖国中部，非经济发达地区，在教材和硬件设施、师资、教学模式等方面都存在一定的困难。但我们没有“等、靠、要”，而是克服困难，转换思路，持续在学校实施低成本的普惠性创客教育。

在湖北省教育信息化发展中心（湖北省电教馆）的支持下，学校用不到2万元的资金，采购了一批开源硬件，组合成65套创客教育套装，将创客教育纳入常规课堂教学，开始在计算机教室对七、八年级学生开展普惠性创客教育。

经过几年的探索、实践，普惠性创客教育使我校学生信息素养和创新能力得到了明显提升，部分学生参加了国家、省、市相关部门举办的创客竞赛活动，表现突出。近几年，我校都有学生在全国学生信息素养提升实践活动创意智造项目中获国家级奖项，特别是2019年，1人获全国一等奖，1人获全国三等奖，即使这两年由于疫情影响，没有举办现场活动，但在线上活动中，学校每年也有学生获国家、省级奖。

通过实践，学校培养出了4名能进行创客教育课堂教学的创客导师，出版了3本适用的校本教程。2021年10月，笔者申报的《低成本普惠性创客教育的研究与实践》被湖北省教科院立项为专项资助的重点课题，同月，《低成本普惠性创客教育实践》被湖北省教育厅评为数字校园应用场景优秀案例，并被推荐到第四届全国基础教育信息化应用展示交流活动上进行展示。

通过实践，我们探索出了一套实施低成本普惠性创客教育的机制，师生获得了一些成果，同时，也提升了学校的知名度。省、市创客教师实操培训会多次在我校举行，到学校交流考察的相关单位络绎不绝。低成本普惠性创客教育俨然成了我校一张靓丽的名片。

近几年，创客教育在全国也是迅速得到推广和普及，一方面是因为教育改革的需要，另一方面是国产开源硬件和图形化编程软件的质量越来越好，从而助推了创客教育的发展。

由深圳盛思科教文化有限公司设计生产的掌控板就是一款在教学中非常实用的开源硬件。掌控板主控芯片为ESP32，板上有三轴加速度传感器、光线传感器、麦克风等输入设备，内置了无源蜂鸣器、3个RGB LED灯、1.3英寸OLED屏等输出设备。除此之外，还可以通过I/O扩展口使用更多的输入和输出设备。这些元器件组合在一起，就形成了一个微型的智能硬件系统。掌控板也可以连接WiFi设备，实现物联网和人工智能等方面的功能。所以，掌控板不仅可以应用于创客课堂教学，还可以制作具有智能控制功能的创意作品。

在软件方面，由上海智位机器人科技股份有限公司（本书简称DFRobot公司）开发的Mind+软件特别适合中小学创客教育的课堂化教学。Mind+是一款面向青少年的编程软件，既能进行图形化编程，也能进行Python代码编程，支持众多的开源硬件和扩展模块，更重要的是免费的Mind+软件做到了能不断地完善和升级新功能，V1.6.2以后的版本能支持人工智能的人像识别、语音识别等功能的编程和实验。

Mind+为掌控板提供了良好的生态系统，通过图形化编程，能全面展示掌控板的功能。更难能可贵的是，DFRobot公司开发的大部分传感器、执行器等硬件都能与掌控板配套应用。掌控板与Mind+，是创客教育的绝佳之选；掌控板与Mind+，是创意作品成功的保障。

本书针对零基础的读者，做到了软、硬件相结合，注重学生的动手操作。书中的案例一部分来源于课堂教学实践，一部分来源于学生创作的创意作品，都与日常生活相关，可激发学生动手、动脑的欲望。课程不仅限于讲解软、硬件相关的知识点，而且会在不知不觉中训练计算思维，更多的是对学生创新能力的培养。课程中的每个案例都是按一个课时设计，内容安排上从易到难，循序渐进，符合中小学生的认知水平。笔者相信，课程中项目化的任务驱动、探究拓展等教学模式一定会大幅提升学生的创新素养。

希望读到此书的中小学创客教师，树立“培养核心素养，践行立德树人”的信念，在《义务教育信息科技课程标准》的指导下，不断地学习，提高教学水平，利用好“双减”政策下创客教育课时可能增加（如社团活动、课后延时服务）的机会，将普惠性创客教育落实好，让全体学生都受益。一份付出，一定会有一份收获！

希望读到此书的中小学生和创客爱好者，能借助Mind+编程去实现自己的创意想法，在课外用掌控板做出好看、好玩、好用的作品，并与同伴、老师、家人分享。同时，在制作的过程中，能够收获快乐，收获进步，收获自豪，假以时日，创新就可能帮你解决日常生活中的一些问题，也许下一个创客大咖就是你！

参与本书编写和教学实践的有龚志超、姚国云、刘惊涛、黎伟、代朝阳、杨传龙等老师。

最后，要感谢清华大学出版社的大力支持。希望本书的出版发行，对中小学开展普惠性创客教育有所促进。这，也是我的梦想。

占正奎

2022年4月

注：封面中提到的“随书附赠案例源代码，扫描封底二维码下载”，请扫描下方二维码。