7A版聲音控制小貓動(dòng)作教學(xué)設(shè)計(jì)

1、7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 第 14 課聲音控制小貓動(dòng)作 【教材分析】 本課的主要內(nèi)容是利用聲音傳感器獲取外界中的音量值， 利用音量值來控制 小貓的運(yùn)動(dòng)。涉及的知識(shí)點(diǎn)有：認(rèn)識(shí) Arduino 主控板，利用變量來讀取聲音傳 感器的值，用數(shù)值和邏輯運(yùn)算來處理音量值，并能應(yīng)用到程序中。 【學(xué)情分析】 經(jīng)過前期的學(xué)習(xí)， 學(xué)生對 Scratch 軟件有一定的了解， 比如動(dòng)作控件、 邏輯 控件以及變量等等。 考慮到這是學(xué)生第一次在課堂上接觸傳感器， 所以在任務(wù)設(shè) 計(jì)上降低了難度。通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)識(shí)開源硬件 Arduino ，感受聲音傳 感器在程序中的作用， 學(xué)會(huì)獲取聲音傳感器的數(shù)值后， 利用該數(shù)值編寫程序

2、以及 模擬生活中的現(xiàn)象，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。 【教學(xué)目標(biāo)與要求】 1. 了解 Arduino 硬件的結(jié)構(gòu)。 2. 學(xué)會(huì)連接硬件與電腦。 3. 掌握獲取聲音傳感器值的方法。 4. 能夠?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化滿足程序需要。 5. 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)聲音傳感器，體驗(yàn) Arduino 開源硬件的強(qiáng)大魅力。 6. 通過在做中學(xué)，學(xué)生形成生活中的物體可以成為計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備的意識(shí)。 【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】 重點(diǎn)： 1.能夠?qū)⒙曇魝鞲衅骱椭骺匕暹B接起來。 2.掌握獲取聲音傳感器值的方法。 難點(diǎn)： 1.掌握獲取聲音傳感器值的方法。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 2.將獲取到的傳感器數(shù)值應(yīng)用到程序中。 【教學(xué)

3、方法與手段】 鑒于學(xué)生是第一次接觸傳感器， 所以在認(rèn)識(shí)、 連接、使用傳感器時(shí)采用講授 式教學(xué)。為激發(fā)孩子的學(xué)習(xí)興趣， 讓他們先進(jìn)行體驗(yàn)， 然后動(dòng)手實(shí)踐， 在做中學(xué) 【課時(shí)安排】 安排 1 課時(shí) 【教學(xué)準(zhǔn)備】 GDing 軟件、 Arduino 主控板、連接線、聲音傳感器 【教學(xué)過程】 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師和學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 師：今天動(dòng)物園的小動(dòng)物們開運(yùn)動(dòng)會(huì)， 當(dāng)綠旗 學(xué)生感 一、直觀體 被點(diǎn)擊的時(shí)候， 酷狗和小貓同時(shí)從起跑線出發(fā)。 大 受聲音傳感 驗(yàn)，揭秘原 家看，酷狗已經(jīng)快要跑到舞臺(tái)中間了， 而小貓還在 器的魅力，用 理 起點(diǎn)。讓我們一起來給小貓鼓鼓勁，加加油。 已有的知識(shí) 師帶領(lǐng)學(xué)生大喊：“加

4、油”。 揭示聲音傳 師：快看， 小貓好像聽到了我們的加油聲， 它 感器的工作 已經(jīng)跑到終點(diǎn)啦！ 原理，激發(fā)學(xué) 師：咦，這是怎么回事？它是怎么做到的呢？ 生學(xué)習(xí)的興 生答。 趣。 師：讓我們一起來揭開它背后的神秘面紗。 首先需要聲音傳感器、 Arduino 主控板設(shè)備 來感知我們的加油聲， 然后利用感知到的聲音數(shù)值 編寫程序。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 2 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 我們首先來看看當(dāng)前的聲音值是多少？ 保持安靜，觀察聲音最小值： 0 ； 加油聲響起來，觀察聲音最大值： 100 。 在腳本中， 小貓移動(dòng)的步數(shù)是聲音值。 聲音值 越大，它的移動(dòng)步數(shù)也越大，速度也就越快。 這節(jié)課，我們就來學(xué)習(xí)

5、使用神秘的聲音傳感 器。板書（聲音傳感器） 二、連接 1. 認(rèn)識(shí)聲音傳感器 通過找 硬件 找一找：聲音傳感器。 一找、讀一 讀一讀：聲音傳感器內(nèi)置一個(gè)對聲音敏感的電 讀，認(rèn)識(shí)聲音 容式駐極體話筒。聲波使話筒內(nèi)的駐極體薄膜振 傳感器。 動(dòng)，導(dǎo)致電容的變化， 聲音傳感器根據(jù)聲音強(qiáng)度的 不同，其輸出值也不同。 看一看 2. 認(rèn)識(shí)主控板 結(jié)構(gòu)，找一找 看一看： Arduino 主控板。 端口，想一 找一找：Arduino 主控板上的數(shù)字接口 2 13 想，說一說， 和模擬接口 A0 A5 。模擬口連接模擬量的信號(hào)和 為后面連接 設(shè)備，返回的數(shù)值是 01024 。數(shù)字口連接離散 傳感器打好 數(shù)字量信號(hào)和

6、設(shè)備，返回的數(shù)值是 0 或 1。 基礎(chǔ)。 想一想：聲音傳感器應(yīng)該接什么口？（板書： 模擬口） 初次接 說一說：你在 Arduino 主控板上還發(fā)現(xiàn)了什 觸硬件，采用 么？ 演示與講解 開關(guān)、復(fù)位、超聲波接口、 USB 接口。 的方式，讓學(xué) 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 3 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 3. 連接主控板和聲音傳感器 拿出桌面上的一根紅、 白、黑三色線， 有白色 突起的一頭連接聲音傳感器，另外一頭連接 A0 A5 之間的 A2 端口。 Tips ：紅、白、黑線要與主控板上的紅、白、 黑一一對應(yīng)。 相鄰兩人之間檢查一下有沒有連接正確？連 接無誤后，請用黑色的數(shù)據(jù)線連接主控板和電腦。 生學(xué)會(huì)連接 硬

7、件，養(yǎng)成良 好的檢查習(xí) 慣。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 三、獲取 硬件連接好了，接下來我們需要編寫程序來獲取環(huán) 數(shù)值 境中的聲音值。 連接串 打開桌面上的酷狗小貓運(yùn)動(dòng)會(huì)程序。 口，主控板， （1 ）單擊“連接”，選擇串口 COM4 。 安裝固件，啟 （2 ）單擊“控制板”，選擇 ArduinoUNO 。 動(dòng)硬件和電 Tips ：第一次使用時(shí)，必須單擊“連接” “安 腦之間的通 裝固件”。串口號(hào)因電腦而異， 此處，選用 COM4 。 信模式。 （3 ）新建變量 sy。 （4）將變量 sy 的數(shù)值設(shè)定為模擬口 A2。 采用變 Tips ：此處模擬口 A2 與前面聲音傳感器連接 量

8、的方式來 主控板時(shí)的接口要一致。 獲取聲音傳 （5）重復(fù)執(zhí)行。 感器的數(shù)值。 程序只能獲取此刻環(huán)境中的聲音， 如果說要持 續(xù)不斷地獲取聲音值， 需要重復(fù)執(zhí)行， 自己修改程 序。記錄教室內(nèi)的聲音值。 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 四、編寫 程序 獲取聲音值只是我們的第一步， 接下來，我們 要用聲音值去編寫程序。 1. 模仿程序酷狗小貓運(yùn)動(dòng)會(huì)。 師：大家試試看， 能否給小貓編寫腳本： 當(dāng)聲 音越大，讓它跑得越快。 學(xué)生從 模仿教師的 程序開始，學(xué) 會(huì)利用聲音 值來編寫程 序。 五、總結(jié) 反饋 轉(zhuǎn)播學(xué)生作品 師：小貓跑得速度太快了， 能否利用數(shù)字和邏 輯運(yùn)算里的控件稍微調(diào)整一下呢？ 學(xué)

9、生調(diào)試。 反饋學(xué)生作品。 2. 創(chuàng)編程序貼近生活。 師：想一想生活中哪些地方會(huì)用到聲音傳感 器？還可以用到什么地方？ 生：聲控?zé)?、噪聲監(jiān)測器。 師：那你能否在 GDing 軟件里模擬出來呢？ 試試看。 展示學(xué)生作品 這節(jié)課我們認(rèn)識(shí)了聲音傳感器， 用變量來讀取 對聲音 值進(jìn)行邏輯 運(yùn)算，縮小數(shù) 值。 聯(lián)系學(xué) 生生活中的 經(jīng)驗(yàn)，編寫程 序。 回顧本 環(huán)境中的聲音值， 并用它來編寫程序。 你們學(xué)會(huì)了 節(jié)課知識(shí)，并 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 7A 版優(yōu)質(zhì)實(shí)用文檔 嗎？生活中除了聲音傳感器， 還有光線、 紅外、溫 度、適度、超聲波傳感器等等， 等著我們?nèi)W(xué)習(xí)呢！ 為后面所要 學(xué)的內(nèi)容做 鋪墊。 教學(xué)反思】 本節(jié)課的教授是以編寫程序?yàn)橹鬟€是以學(xué)習(xí)硬件的使用方法為主， 筆者分別 進(jìn)行了嘗試。選擇前者，學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度不高；而選擇后者，如果切入點(diǎn)不 合適，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。 學(xué)習(xí)硬件的使用方法是編寫程序的必經(jīng)之路， 此處必 須要“細(xì)嚼慢咽”。而利用音量值編寫程