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如何教您的孩子使用 Raspberry Pi 編碼

在孩子很小的時候就教他們編碼,可以幫助他們培養批判性思維、創造力和解決問題的技能,從而在當今的技術世界中茁壯成長。

Raspberry Pi 憑藉其經濟性和用戶友好性,為培養年輕人的計算能力提供了絕佳的機會。其多功能功能涵蓋機器人、計算機科學教育和家庭自動化等各個領域,使其成為孩子們發展編碼技能的絕佳平台。

開始使用樹莓派

/bc/images/raspberry-pi-400-in-use.jpg 圖片來源:raspberrypi.com

Raspberry Pi 基金會旨在通過開發價格實惠且無處不在的 Raspberry Pi 計算機來實現計算和數字創造力的民主化。自 2012 年首次推出以來,已經發布了一系列模型和迭代版本。

如果購買 Raspberry Pi 是一種陌生的追求,那麼值得注意的是,價格可能會從 XXX 美元左右的名義價值開始。對於那些正在尋找 Raspberry Pi 系列中最先進型號的人來說,強烈推薦的選擇是備受推崇的 Raspberry Pi 4,它因其卓越的性能而贏得了讚譽。然而,如果一個人的興趣更多的是為了方便,那麼還有另一種替代品,稱為 Raspberry Pi 400,它以緊湊的形式呈現,同時保留了與 Raspberry Pi 4 相當的功能。

完整的 Raspberry Pi 4 桌面套件會產生額外費用,但包含大量必要的外圍設備,例如鍵盤、鼠標、外殼、電源適配器和 microSD 卡。因此,只需購買兼容的 HDMI 顯示器即可用於屏幕投影。

Raspberry Pi 官方套件包括預裝的 microSD 卡,具有 Raspberry Pi 操作系統 (Raspbian),這是專為 Raspberry Pi 設備設計的定制 Linux 變體。對於那些喜歡替代操作系統或需要額外指導的人,我們提供了有關在 Raspberry Pi 設備上安裝各種操作系統的分步教程。

初始設置完成後,您的孩子就可以開始他們的編碼之旅。一個不錯的起點是 Raspberry Pi 基金會的項目 網站。

選擇兒童友好的編程語言

/bc/images/33273820266_5e91496c07_o.jpg 圖片來源:藍山圖書館/Flickr

當試圖向年輕人灌輸對計算機科學的熱情和興趣時,選擇一種平易近人的編程語言至關重要。流行的替代方案包括 Scratch、Python 和 Ruby,它們由於其用戶友好性和交互性而獲得了廣泛的認可。

### 划痕

Scratch 是一個綜合性編程平台,採用基於互鎖塊的圖形用戶界面。這種創新語言是專門為學習計算機科學概念的年輕人而開發的。 Scratch 的視覺導向設計確保了其可訪問性和易於理解性。此外,通過 Scratch 教授的基本原理可以轉移到更複雜的編程語言,如 Python 和 Java。

Scratch 網站 有大量專門教您如何使用該語言的教程。還可以在網站上重新混合用戶創建的項目。

除了通過Scratch掌握計算機編程技能外,它還可以為年輕學習者提供鑽研編碼以外的各種創意領域的機會,包括美術和音樂。

### Python

Python 擁有簡單易懂的語法,這使其成為新手程序員的易於選擇的選擇。事實上,它在 Raspberry Pi 平台上的流行使其成為有抱負的開發人員最喜歡的語言之一。因此,存在大量的教學材料和支持渠道來幫助進入 Python 編程領域。

Python 提供與各種預先存在的庫的無縫集成,可以輕鬆地將其合併到定制的應用程序中。這種編程語言最顯著的優勢之一在於它能夠與通過 Raspberry Pi 的通用輸入/輸出 (GPIO) 接頭連接的硬件設備進行高效交互。通過此功能,用戶可以設計更複雜和創新的項目,而無需承擔大量的開發成本或時間投資。

紅寶石

Ruby 由 Yukihiro “Matz” Matsumoto 在 20 世紀 90 年代在日本開發,被譽為一種多功能且用戶友好的編程語言。這種動態腳本語言與 Python 有許多相似之處,並因其簡單性而受到讚譽,使其成為剛剛進入編程世界的初學者的理想選擇。

Ruby 的語法與 Python 有相似之處,其特點是簡單性和可讀性,同時保持高水平的表達能力。與嚴重依賴縮進來分隔代碼塊的 Python 不同,Ruby 使用大括號來實現此目的。然而,Ruby 與其他語言的不同之處在於它對面向對象編程的強烈關注,這使其成為優先考慮 OOP 範式的開發人員的必備工具。儘管近年來 Ruby 有所衰落,但由於其多功能性和強大的功能,Ruby 仍然是開發人員和程序員喜愛的語言。

除了上述編程語言之外,還有幾種替代選擇可以用來指導後代計算機編程藝術。其中包括Lua、JavaScript、Swift和Java,特別適合更成熟的年輕人。

實踐項目和挑戰

/bc/images/1024px-tallinn_digital_summit-_introduction_for_elementary_school_children_to_coding_through_a_robotics_programme_-37114982600.jpg 圖片來源:Arno Mikkor/維基共享資源

為了提高他們的編碼能力,孩子們通過動手項目和解決問題的活動參與涉及使用 Raspberry Pi 的實際活動至關重要。一些建議包括:

創建一個簡單的遊戲

使用 Raspberry Pi 創建復古遊戲機對於許多年輕人來說是一個有吸引力的提議,因為它為他們提供了探索創造力的機會,而無需深入研究複雜的編程任務。該過程涉及利用 Raspberry Pi 的多功能功能來建立一個基本的遊戲系統,讓用戶可以享受昔日的經典遊戲。一旦他們熟悉了這個初始項目,他們就可以繼續進行更具挑戰性的工作,例如我們最好的 Raspberry Pi 遊戲計劃彙編中的那些工作。

建造一輛遙控汽車

如果您的孩子已經擁有一輛遙控汽車,這可能是一個很好的項目。可以對其進行熱連線,以便通過 Raspberry Pi 而不是附帶的遙控器進行控制。 Instructables 指南 中概述了該過程,該指南使用 Traxxas 遙控車和遠程 Wi-Fi USB 天線。

如果您不想經歷破解遙控汽車的充滿壓力但又有益的過程,您可以從 SunFounder 購買 Raspberry Pi 遙控汽車套件,例如 PiCar-V smart-video-car)已經在包裝盒中附帶了編程功能。

具有運動檢測功能的安全攝像頭

如果您的孩子對家庭安全和監控技術表現出熱情,那麼探索安裝運動觸發的安全攝像頭可能對他們來說是一種誘人的消遣。

利用 Raspberry Pi 和相機模塊,孩子們能夠構建一個能夠捕獲靜態圖像和視頻以及檢測運動的監控系統。通過使用 Python 對 Raspberry Pi 進行編程,人們可以將設備配置為自動記錄任何檢測到的動作並將其存儲在 USB 驅動器或基於雲的在線存儲平台上。

利用 Raspberry Pi 和 MotionEyeOS 整合多方面的 CCTV 裝置是一個理想的起點,我們詳細描述該過程的綜合教程就證明了這一點。

加入編碼社區和俱樂部

除了選擇編程語言和完成項目之外,參加編程俱樂部還可以讓孩子們更快地獲得團隊合作和人際互動等關鍵能力。

鼓勵後代參與專為有抱負的開發人員設計的編碼社區或在線論壇是保持動力、同時培養志趣相投的人之間友情的有效手段。這樣的環境通常提供協作的機會,以及接觸願意與新手分享專業知識的經驗豐富的專業人士的機會。此外,這些小組經常成為靈感和支持的來源,幫助初學者磨練他們的編程能力。

您可以考慮探索由 Raspberry Pi 基金會贊助的本地代碼俱樂部或 CoderDojos,儘管它們並不專門使用 Raspberry Pi 技術。

幫助您的孩子使用 Raspberry Pi 學習編碼

開發 Raspberry Pi 的主要目標是通過降低成本來讓更廣泛的人群能夠使用計算,從而培養年輕人對編程的興趣。對於那些尋求通過編碼來發揮藝術和直覺才能的人來說,Raspberry Pi 是培養這種願望的一項值得投資。

通過利用數字資源、本地聚會和實際任務,單板計算機提供了一種向孩子們介紹編程領域的理想方式。