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[项目] 【掌控未来智造营】“小掌控，大智慧 ”系列之《识色留...

一、教学主题

《道德经》第十二章说：五色令人目盲；五音令人耳聋；五味令人口爽；驰骋畋猎令人心发狂；难得之货令人行妨。是以圣人为腹不为目，故去彼取此。色彩是引起我们共同的审美愉悦的最为敏感的形式要素。色彩是最有表现力的要素之一，因为它的性质直接影响人们的感情。音乐用组织音构成的听觉意象，来表达人们的思想感情与社会现实生活的一种艺术形式，也是最能即时打动人的艺术形式之一。旋律响起人们往往无法抗拒的立即处于音乐的氛围当中。无论是西方还是东方，都有人把音乐与颜色对应起来。现实中每个人都有独特的音乐与颜色直觉联系，《识色留声机》项目将和您一起解密色彩转换为声音的奇妙过程。

二、教学目标
本案例设计课时为2课时；适用于小学、初中及高中的校本课程、学生社团、程序设计教学，可作为全国创客大赛创意制造项目教学案例；
知识与技能：通过对案例的解析，掌握图像转变为音乐的一般过程，熟悉硬件功能，合理使用程序模块制作属于自己的识色留声机。
过程与方法：以PBL教学法为导向，教师从实际问题入手，引导学生以小组为单位讨论解决问题；通过项目成品的方式来展示学习成果。
情感态度与价值观：通过具体问题的解决，激发学生对信息技术的兴趣，培养学生勇于探索的精神。

三、教学重点
重点：利用颜色传感器模块串口读取R、G、B数值；通过比较获取的数值之间的比较，找出对应颜色的规律，将对应颜色转换为音阶。
难点：如何用串口读取数据

四、教学准备
1、硬件列表
1.掌控板*1
2.micro:bit掌控I/O扩展板 *1
3.I2C颜色识别传感器 - TCS34725*1
4.180舵机*1
5.360舵机*1
6.变废品为宝贝：废纸盒（有条件可设计激光切割主体），一段小吸管（小东西，大用处）

硬件全家福
【掌控未来智造营】“小掌控，大智慧 ”系列之《识色留...图7

2、软件准备
mind+1.6.2版

五、教学过程
环节一、导入课题
教师展示制作好的《识色留声机》项目视频或实物案例

教师导语：

色彩与音乐相辅相成，密不可分，哪里有色彩哪里就能能感受到音乐的存在，今天和大家一起分享《识色留声机》项目；

教师问：
传统留声机黑色唱盘上, 当唱针沿着沟槽移动, 针尖随沟槽波动而轻微地振动。这个振动通过机械装置传送一个膜而将其放大并散发在空气中；请观看视频，思考案例和我们日常所知的留声机有何不同？请尝试分析如何能实现识色留声机的功能。

学生答：
案例中的留声机不需要探针，按案件A360舵机转动，180舵机转动到制定位置，颜色模块感应不同颜色,蜂鸣器来发出声音美妙的音乐。
案例转动装置可以通过360舵机或是马达实现；彩色唱片可以通过自己画笔制作，颜色模块可以读取彩色唱片信息；蜂鸣器可以播放音乐；掌控板实现模块连接和颜色转化为声音的程序；

环节二、设计流程方案

1.软件实现颜色转换音符程序；
2.连接硬件测试；
3.组装测试作品;
4.反馈改进作品；

环节三、探究实现
3-1软件实现
接通电源LED屏幕显示作品名和操作提示；按A按钮，180舵机移动到指定位置，颜色识别模块正好可以探测到转盘的上方，同时360舵机开始转动，蜂鸣器播放相应音符；按B按钮180舵机复位，360舵机停止转动、蜂鸣器停止播放。

1.找出颜色传感器的读取数值方法
定义三个变量R、G、B来存放三种颜色的读取值
【掌控未来智造营】“小掌控，大智慧 ”系列之《识色留...图1

2.编写程序连接颜色传感器模块，串口读取三个变量的值，观察规律
【掌控未来智造营】“小掌控，大智慧 ”系列之《识色留...图2

3.观察串口反馈值，比较R、G、B三个变量数值，找出颜色数值规律
如果红色>蓝色同时红色>绿色，读取颜色为红色；
如果绿色>红色同时绿色>蓝色，读取颜色为绿色；
如果蓝色>红色同时蓝色>绿色，读取颜色为蓝色；

本部分代码可单独保存作为通过串口读取颜色的校验程序循环使用；

4.编写代码
打开电源开关，初始化程序
【掌控未来智造营】“小掌控，大智慧 ”系列之《识色留...图6

按钮A的程序：
按钮A按下，180舵机转到指定位置，360舵机开始正转，颜色模块识别并反馈数值；变量R、G、B对应红、绿、蓝的颜色数值；
如果红色>蓝色同时红色>绿色，演奏1；
如果绿色>红色同时绿色>蓝色，演奏2；
如果蓝色>红色同时蓝色>绿色，演奏3；

【掌控未来智造营】“小掌控，大智慧 ”系列之《识色留...图3