软硬结合 少儿编程好帮手 壳乐派 CrowPi2 STEAM编程学习机体验

大宽

人工智能无疑是当下科技界的热议话题之一，虽然行业还处于发展的初级阶段，但实际已经悄然融入我们的生活，扫脸付款的售货机、对答如流的智能音箱、精准快捷的地图导航，方方面面都有人工智能的帮助。


2012年，日本政府指定编程为中小学必修课。2014年，英国教育大纲规定计算机编程为儿童必修课。2016年美国和芬兰也将编程纳入小学教学。他们的编程教育推崇STEM教育，拆开为科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics），这四门学科本是独立的，但STEM教育将它们的知识进行融合，串联，强调实践和运用。


反观国内，2017年国务院印发并实施了《新一代人工智能发展规划》，旨在加快我国人工智能行业发展，打造世界科技强国，并强调人工智能为国际竞争新焦点，逐步实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，鼓励社会各界人士参与科普及创作。


当下，公立学校均已经开展编程课程，多省市将编程纳入考核，少儿编程成为热门的课外培训。那么针对18岁以下儿童开展的编程教育大致可以分为两类，一类是Scratch或仿Scratch的图形化编程，其趣味性较强，主要以培养兴趣、锻炼思维为主，另外一类则是Python、C++等高级编程语言教学，可以为日后专业学习，甚至是职业技能做铺垫。

那么就要聊到壳乐派2这款产品了，它是专为10岁以上儿童设计的零基础STEM编程学习机，壳乐派（CrowPi）在国外非常火，但实际上是由中国厂商打造的，直到国家开始重视少儿编程项目，它才逐渐为我们所知。

壳乐派2（CrowPi 2）以树莓派（Raspberry Pi）作为硬件核心，搭配一系列硬件传感器及CrowPi独家开发的软件教学，可以实现各种软硬件编程的学习，当然了也可以派生出无数玩法，我们后面详聊。

壳乐派2的外形和笔记本电脑相似，从外设方面来看就是一台完整的电脑，11.6英寸1080P IPS屏、200万像素带麦克风摄像头、立体声喇叭、键盘+触控板、3.5mm耳机接口、以及多个USB接口，总之一应俱全。

无线键盘下方即功能丰富的开发板。

开发板中包含了编程入门将会用到的一切传感器，密密麻麻共计30种，如常见的遥感、振动马达、蜂鸣器、光强传感器、超声波传感器，乍一看有些摸不着头脑，但后续根据教学逐个认知并理清罗技之后，还是很容易上手的，这些传感器也对应着我们日常生活中所用到的智能设备，比如门禁锁、NFC刷卡等等，那么学习者对于原理的解读也会更加深刻。

后盖中放置着一枚树莓派4B，这个就无需过多介绍了，本质上就是一台微型电脑，很多成人也都拿它来干有趣的事情，比如搭建NAS，改成软路由，或摇身变为电视盒子，支持的操作系统数不胜数，比如常见的Windows、Ubuntu、OpenWrt、CentOS。壳乐派2给他预装的是Raspbian，并基于Raspbian开发了教学软件。

不同版本的套装内，硬件的数量有差异，这个就根据自身的需要进行购买了，基础版就已经提供了数十种丰富的配件，将这些配件接驳到开发板中的合适位置，再配合软件教学的指引，就可以一步步开始学了，如果后续开窍了，自己也能搞搞创新。

壳乐派2的教学软件界面，功能丰富。

点击Learning就能进入Python和Scratch的零基础入门教学，Python和Scratch都是少儿接触编程首选的语言。

首先我们用几个案列来看一下在壳乐派2中是如何学习Python的，壳乐派2的Python教程和开发板是强相关的，它准备了32节课程，由入门至高阶一步步手把手教学，从最初的认识Python到可以通过Python语言来控制开发板中的各种传感器来实现相应功能。

第一节启蒙课，告诉学者如何使用Python来调用开发板上的各种传感器，每一个传感器都对应的是树莓派上连接的一个引脚。

在初步了解之后，就可以进入第一个实际操作，即用Python来控制蜂鸣器发出响声。

如上图所示，蜂鸣器就是开发板中标“BUZZER”的小黑盒子。

通过右侧教程的一步步指引，我们编写出如下几行代码，并且理解了每一行代码的意义和作用


import RPi.GPIO as GPIO
import time
buzzer_pin = 18
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(buzzer_pin, GPIO.OUT)
GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.HIGH)
time.sleep(0.5)
GPIO.output(buzzer_pin, GPIO.LOW)
GPIO.cleanup()


这一整列代码的作用就是让树莓派调用开发板上的蜂鸣器，让蜂鸣器发出0.5秒的响声，在左侧的编辑器内粘贴或敲入正确代码，即完成本次编程的操作，按下绿色运行键，蜂鸣器就会发出0.5秒的短暂响声。

同理，通过对应的引脚我们还能控制开发板上的其它传感器，如伺服电机。

同样根据右侧的教学，我们理解并在左侧代码框中写下一行行相关代码。

这枚伺服电机就是附件中的一个配件，找到它并连接在开发板上的对应位置即可。

难度逐渐升级，在学会了之前相对简单的操作之后，学者就可以开始更加复杂的课程了。

比如控制LED阵列来实现霓虹灯效果，学者在理解了代码中的奥秘之后，就可以脱离教学本身的案例，来实现自己想要的效果，比如调整代码中的RGB色彩以及刷新时间来改变显示花样。

关于壳乐派2上的Scratch，可能有人会说了，我在电脑和手机上都能用Scratch，为什么还要用CrowPi来运行它，这当然没错，Scratch的确可以在网页、手机、iPad这些场景中使用，但壳乐派2的差异之处就在于可以通过Scratch来调用开发板上的各种传感器，就像上面的Python一样，这是单纯的使用电脑、手机所不具备的，下面举例说明。

Scratch的教学中有一课叫流水灯，就是使用Scratch来控制开发板中的面包板，以及配合一系列零部件来实现最终的效果，功能引脚我们在前面的课程中已经学过了，再次动手操作时就会熟悉很多。

在配件中找出这一节课程所需要的电阻、4枚LED灯珠，以及8根杜邦线。

按照教程，将电阻、灯珠插至面包板的正确位置，并用杜邦线将它们连接至树莓派的对应引脚，这节课在Python中同样可以实现。

在Scratch中编写好需要实现的结果，运行即可，如上图所示，4枚LED灯珠轮流闪动。


体验总结：
壳乐派2可以聊的其实非常多，即便是对于成人来说也是有一定的吸引力，而少儿学习编程，实际上不是为了要将它们培养为程序员，而是在早期的反馈中了解到他们的兴趣，从而转化为动力。


市面上以少儿编程为卖点的产品相当多，如机器人、积木、掌机，甚至是一些单纯的电脑软件，这些产品当然都有各自的优点，那么壳乐派2的优点就在于其扩展性更强，屏幕够大，外设和传感器足够丰富，能够实现更高阶的玩法。


哪怕是编程课程全部学完后，壳乐派2也不会立刻就闲下来，虽然无法和正经的PC相提并论，但核心的树莓派4B能驾驭不少操作系统，比如预装的Raspbian就能满足办公、影音、网页浏览，对于学习需要绰绰有余。