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[比赛] 音乐电平表教学

本帖最后由汤果于 2019-4-3 11:40 编辑

简介
在挑战二中，我制作了一个音乐电平表：通过声音传感器检测环境的声音强度，在灯带上面以柱形图的形式呈现效果。其中，我在步骤中呈现了两个方案。方案一：直接监测声音强度，转换为灯带柱形图。方案二：添加角度传感器，实现阈值调节功能。这两个实现起来并不复杂，适合初学者简单入门。综合考虑，我便开展了这一节课的教学实践。
音乐电平表教学图1

步骤1 备课过程

1. 知识点
模拟传感器与数字传感器的区别、输入与输出的区别、灯带柱形图的使用、声音传感器的使用等。
2. 参考资料
micro:bit造物粒子（基于Mind+）— 入门篇：https://mc.dfrobot.com.cn/thread-37721-1-1.html
升级版microbit按钮台灯——每次按下按钮，led灯切换亮灭：https://mc.dfrobot.com.cn/thread-269304-1-1.html
挑战二：音乐电平表：http://makelog.dfrobot.com.cn/project/article?aid=983
3. 上课流程

一、情境导入
呈现音乐电平表V1.0，学生认真观察，思考该作品的功能是什么？引入今天学习的主要内容——制作音乐电平表。

二、原理分析
1. 需要用到哪些七彩，分别有什么功能？
2. 仅用声音传感器和七彩灯带就可以了吗？——还需要主控器，以Micro:bit为例，简要介绍。

音乐电平表教学图2

【教师演示】编写第一个程序，让LED面板显示图案。（简要介绍Mind+界面，使用Mind+结合Micro:bit编程的具体流程）
【学生实践1】编写你的第一个程序，在LED面板中显示任何你希望呈现的图案。
如何将其他传感器连接到Micro:bit呢？一般来说使用鳄鱼夹来连接。但因为其兼容的元件种类众多，连线极易造成断路、短路，严重可导致Micro:bit烧毁，所以我们可以使用一些扩展板来避免这些问题。这里我们用到的扩展板是Boson扩展板。

音乐电平表教学图3

简要介绍Boson扩展板。
活动1：输入/输出分类
活动2：模拟/数字分类
活动3：设备连线

三、程序实现
【教师演示】编写程序实现串口输出声音传感器的具体数值。
【教师演示】编写程序实现音乐电平表V1.0，介绍灯带柱形图的使用方法。
【学生实践2】按照指示，编写音乐电平表V1.0，声音转换成灯带柱形图。

四、任务拓展
拓展一：添加阈值调节，通过调节旋钮，可以改变灯带柱形图的显示高低。（必做）
拓展二：添加开关，控制系统开关。（可选）
拓展三：设计外观。运用三维建模软件重新设计一个造型。（下节课内容）

步骤2 上课情况

这节课是Micro:bit系列课程的入门课，通过音乐电平表这一案例贯穿始终，设计了梯度不同的案例。第一个案例实现灯带伴随声音跳动，第二个案例添加旋钮，调节阈值。第三个案例添加开关进行控制。作为拓展，可以结合三维设计来设计外观，又可以和后面的3D建模课程联系起来。
下面是图文简介：

音乐电平表教学图4

展示音乐电平表，导入课程

音乐电平表教学图5

拆开盒子，观察内部元器件

音乐电平表教学图6

原理分析：寻找需要用到的器材

音乐电平表教学图7

介绍Micro:bit

音乐电平表教学图8

编程实现LED点阵屏显示图案

音乐电平表教学图9

操作实践

编写代码，调试运行

音乐电平表教学图12

成果展示

代码分享

活动一：输入/输出分类

音乐电平表教学图15

活动二：模拟/数字分类

音乐电平表教学图16

讲解分析，编程实现音乐电平表V1.0

音乐电平表教学图17

布置拓展任务

步骤3 总结

整节课设计了很多教学环节，通过课程活动调动了学生的积极性。但也有不少小插曲。

首先关于上课的人数选择，因为创客教室刚搞好，里面桌子是很多，但是电脑只放了四台。如果要大班化教学的话，可以去隔壁机房。所以综合考虑，选了八位学生。后来发现，相比在机房上课，面对面坐在一起，学生听讲更认真，交流更顺畅。

其次硬件设备短缺：我申请了A套件，远不够满足教学需求。好在同事申请了C套件，另外还有三块Micro:bit板。所以我提供的设备只有：Micro:bit板3块、Boson扩展板2块、声音传感器2个、旋钮2个、灯带1个、数据线3根、按钮1个、触摸传感器1个、连接线若干。最后的结果就是，并不是所有学生都有实践操作的机会。

因为是第一次上这种课，没有经验，设计了较多的环节。时间掌控上不是很到位。以后可以把前面自主编写LED点阵屏显示图案的那个活动删除。

从教学效果上来看，整体上达到了教学目标。学生基本上掌握了通过Mind+编程再上传到Micro:bit调试执行的方法。第一个任务全部完成，后面的几个任务由于时间关系就来不及做了。

学生反映这样的课程很有意思，希望多开设一些这样的课程。的确，相比教学用的VB程序设计，这样的图形化编程将难度大大降低，更侧重于考察学生的思维能力，对后续代码的设计编写也有一定的辅助作用。我们浙江省高考是要考技术的，也就是信息技术和通用技术合卷，作为一门科目，学生可以选择这门科目参加高考。如果不考虑升学因素，教图形化编程以及开源硬件这方面的内容，学生感兴趣，老师也有兴致。相比之下，初中小学可能更重视STEAM教育，搞起来更加顺利，也没有升学压力。

课程视频是喊学生拍摄的，上课前一天中午培训了拍摄，速成的。最终效果还可以。只是苦了做后期的我。第一次尝试了八机位。一开始在学生机上剪辑视频，后来发现卡得比PPT还过分。看了一下配置：奔腾双核处理器，2GB内存。之后换电脑，因为Windows 8.1不支持我在用的剪辑软件版本，重新安装软件折腾了一个上午。后来还是放弃了，去找别的电脑。最终艰难地完成了任务。好久没有剪辑，都生疏了……

音乐电平表教学图18