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基于Mixly图形化编程的创意电子课程教学设计
——以《创意门铃》教学设计为例
郑州市扶轮外国语学校 李苗
《创意门铃》创意电子课程教学活动设计方案
一、教学目标
知识与技能:硬件会使用基本的蜂鸣器和触摸传感器,能够进行相关程序设计
过程与方法:能根据任务要求设计出可以运行的程序,实现由模仿学习到创新设计的过渡,采用探究式的学习方法发现任务背后隐藏的科学知识,发挥想象力和创造力,发展问题解决能力和创新设计思维。
情感、态度与价值观:在完成本节的任务中,体会程序设计的乐趣,感受科学、技术、人文等多学科的融合,树立能完成任务的自信心,乐于向他人分享自己的创作成果。
二、教学重难点
重点:(1)结构搭建:组装创意门铃装置
(2)程序编写:运用循环结构程序设计以及条件语句
难点:程序编写:运用循环结构程序设计以及条件语句
三、课前准备
开发板一块,蜂鸣器一个,按钮一个或者触摸传感器一个
硬件连接:将蜂鸣器、按钮接在任务数字口即可
四、教学过程
课程环节
教师活动
学生活动
创设情境
说到门铃,同学们都会想到自家门铃“叮咚”的声音,这个声音有点枯燥,能不能给门铃加上一段精彩的音乐呢?这节课我们来做一个创意门铃吧!制作门铃,需要一个能够发出声音的电子原件——蜂鸣器。蜂鸣器可以发出不同频率的声音,蜂鸣器在生活中应用非常广泛,开启单车的提示音,警车、救护车的警报声、歌声等。
在这个任务中,我们不仅让蜂鸣器能够发出简单的“叮咚”声,还可以播放一段音乐。
发布任务
利用手中的编程套件和蜂鸣器、按钮,制作一个创意门铃,以小视频的形式展示已经编好程序的案例,让学生了解到任务最终要达到的效果。
理解任务要求
知识讲解模仿学习
(1)引导学生思考创意门铃中的核心部件是蜂鸣器,认识如何利用程序实现蜂鸣器发出乐音。
(2)呈现提前做好的任务案例搭建部分,引导学生根据案例进行模仿搭建。
(3)如果只是让蜂鸣器发出声音,只需输出一个高电平,或者输出一个模拟值即可,如下程序:
要想让蜂鸣器发出类似“叮咚”、报警等音效,或者播放一段音乐,就需要指定声音的频率,如下程序:
在该程序中,当按钮(管脚3)按下,播放声音,频率分别为1318.5Hz、1046.5Hz,分别对应“叮”、“咚”两个声音,同学们可以试着调整频率值,发出其它声音。
如何让蜂鸣器播放一段歌曲呢?这就需要详细了解声音的基础知识了,一般来说,一个声音有以下要素:音高、音色、响度、时值等。
声音与震动有关:声音是由物体震动产生的;
音高与频率有关:频率越高,音高越大,反之亦然;
音色与材质有关:不同的材质,震动时会发出不同“色彩”的声音;
响度与振幅有关:振幅越大,响度越高;
音高是指的声音的音调,就像音乐中的dou re mi一样,响度是指声音的振幅大小,例如电脑上调节音量。
在音乐中,还有唱名和时值等参数。
下面这段程序,当按钮按下时,会播放一段音乐“两只老虎”
程序初始化,定义了4个数组,他们是:
Tonelist:记录唱名从do到si的频率;
Musiclist:记录这首曲子的乐谱,即按顺序记录其中的“唱名”;
Highlist:记录对应音符所在的八度(0代表当前音高,1代表高8度);
Rhythmlist:记录每个音符的时值;
接下来定义了一个函数:playmusic(播放音乐)
我们先来看一下《两只老虎》简谱图:
在函数中,程序的主体是一个循环,根据简谱可以得出需要循环32次,每一次循环代表一个音符,接下来是一个播放声音的模块,其中有一段很长的计算,算出对应音符的频率,方法是:读出musiclist数组中的编号,再根据这个编号找到tonelist数组中对应的频率,得到这个频率后,再看是否需要调高八度或低八度(当一个音变成高八度时,频率变成2倍,低八度则变成1/2),延时模块则是获取每个音符对应的时值。
最后的判断模块则是执行主程序,当按钮按下,播放音乐。
理解结构件的相关知识,根据教师提供的案例进行简单的模仿搭建;
理解取余的含义,学习利用循环结构进行程序编写。
作品优化
引导将模仿学习阶段完成的任务进行优化设计,可以参考以下几点:
①做一个电子琴
②程序的完善。鼓励学生充分发挥创意进行设计。
优化作品
思考探究
(1)提出问题,引发学生思考:
蜂鸣器在生活中还有那些应用?
(2)引导学生思考:
如何给创意门铃换一首歌
思考问题,头脑风暴,发现更多与蜂鸣器有关的生活用品。
分享交流
教师明确学生分享展示的要求,例如与模仿任务相比,自己的作品做了哪些改进或设计,能够实现什么功能,具有什么特色,在完成过程中遇到哪些问题以及如何解决这些问题,还有什么地方需要进一步改进与优化。
向教师和同学分享自己的作品
教师点评
教师和学生进行交流,提出有效的改进意见。
作品评价
组织学生自评与互评
自评与互评
完善
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