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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...

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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
IMG_20200304_180734.jpg
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
1.png
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
2.png
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
5.png

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;


3.png


如果模块,比较颜色转换为音符部分代码
6.png


按钮B的程序:
按钮B按下,180舵机归位,360舵机、颜色模块、蜂鸣器停止工作;


c5.png


3-2硬件测试
P8口接180舵机,P9口接360舵机,颜色识别模块连接I2C接口(该扩展板有两个,哪个都可以)
上传代码至掌控板,连接测试模块功能
IMG_20200304_180914.jpg
上传测试程序效果



3-3测试成功,组装
涂自己的色,唱自己的歌
IMG_20200304_170016.jpg


IMG_20200304_180207.jpg


IMG_20200304_180027.jpg

六、交流分享,

快把你的作品分享给小伙伴吧




七、反馈评价

本案例使用目前比较流行的PBL教学方法,通过项目式教学,引导学生提出问题,分析问题,解决问题;教学中融合了STEAM教育理念,培养孩子的综合素养。


识色留声机.rar (332.79 KB, 下载次数: 42)

Forgotten  版主

发表于 2020-3-10 20:55:06

非常棒  
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rzyzzxw  版主

发表于 2020-3-10 21:41:58

非常棒
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gray6666  初级技神
 楼主|

发表于 2020-3-11 10:42:29


先占个位子,后期继续完善
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