05-14《声音控制小猫动作》教学设计.doc

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第14课声音控制小猫动作

【教材分析】

本课的主要内容是利用声音传感器获取外界中的音量值，利用音量值来控制小猫的运动。

涉及的知识点有：

认识Arduino主控板，利用变量来读取声音传感器的值，用数值和逻辑运算来处理音量值，并能应用到程序中。

【学情分析】

经过前期的学习，学生对Scratch软件有一定的了解，比如动作控件、逻辑控件以及变量等等。

考虑到这是学生第一次在课堂上接触传感器，所以在任务设计上降低了难度。

通过本课的学习，学生认识开源硬件Arduino，感受声音传感器在程序中的作用，学会获取声音传感器的数值后，利用该数值编写程序以及模拟生活中的现象，以培养学生的创造能力。

【教学目标与要求】

1.了解Arduino硬件的结构。

2.学会连接硬件与电脑。

3.掌握获取声音传感器值的方法。

4.能够对传感器数据进行转化满足程序需要。

5.引导学生认识声音传感器，体验Arduino开源硬件的强大魅力。

6.通过在做中学，学生形成生活中的物体可以成为计算机输入设备的意识。

【教学重点与难点】

重点：

1.能够将声音传感器和主控板连接起来。

2.掌握获取声音传感器值的方法。

难点：

1.掌握获取声音传感器值的方法。

2.将获取到的传感器数值应用到程序中。

【教学方法与手段】

鉴于学生是第一次接触传感器，所以在认识、连接、使用传感器时采用讲授式教学。

为激发孩子的学习兴趣，让他们先进行体验，然后动手实践，在做中学。

【课时安排】

安排1课时。

【教学准备】

xDing软件、Arduino主控板、连接线、声音传感器。

【教学过程】

教学环节

教师和学生活动

设计意图

一、直观体验，揭秘原理

　　师：

今天动物园的小动物们开运动会，当绿旗被点击的时候，酷狗和小猫同时从起跑线出发。

大家看，酷狗已经快要跑到舞台中间了，而小猫还在起点。

让我们一起来给小猫鼓鼓劲，加加油。

　　师带领学生大喊：

“加油”。

　　师：

快看，小猫好像听到了我们的加油声，它已经跑到终点啦！

　　师：

咦，这是怎么回事？

它是怎么做到的呢？

　　生答。

　　师：

让我们一起来揭开它背后的神秘面纱。

　　首先需要声音传感器、Arduino主控板设备来感知我们的加油声，然后利用感知到的声音数值编写程序。

　　我们首先来看看当前的声音值是多少？

　　保持安静，观察声音最小值：

0；

　　加油声响起来，观察声音最大值：

100。

　　在脚本中，小猫移动的步数是声音值。

声音值越大，它的移动步数也越大，速度也就越快。

　　这节课，我们就来学习使用神秘的声音传感器。

板书（声音传感器）

学生感受声音传感器的魅力，用已有的知识揭示声音传感器的工作原理，激发学生学习的兴趣。

二、连接

硬件

1.认识声音传感器

找一找：

声音传感器。

读一读：

声音传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。

声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，声音传感器根据声音强度的不同，其输出值也不同。

2.认识主控板

看一看：

Arduino主控板。

找一找：

Arduino主控板上的数字接口2～13和模拟接口A0～A5。

模拟口连接模拟量的信号和设备，返回的数值是0～1024。

数字口连接离散数字量信号和设备，返回的数值是0或1。

想一想：

声音传感器应该接什么口？

（板书：

模拟口）

说一说：

你在Arduino主控板上还发现了什么？

开关、复位、超声波接口、USB接口。

3.连接主控板和声音传感器

拿出桌面上的一根红、白、黑三色线，有白色突起的一头连接声音传感器，另外一头连接A0～A5之间的A2端口。

Tips：

红、白、黑线要与主控板上的红、白、黑一一对应。

相邻两人之间检查一下有没有连接正确？

连接无误后，请用黑色的数据线连接主控板和电脑。

通过找一找、读一读，认识声音传感器。

看一看结构，找一找端口，想一想，说一说，为后面连接传感器打好基础。

初次接触硬件，采用演示与讲解的方式，让学生学会连接硬件，养成良好的检查习惯。

三、获取

数值

硬件连接好了，接下来我们需要编写程序来获取环境中的声音值。

打开桌面上的酷狗小猫运动会程序。

（1）单击“连接”，选择串口COM4。

（2）单击“控制板”，选择ArduinoUNO。

Tips：

第一次使用时，必须单击“连接”“安装固件”。

串口号因电脑而异，此处，选用COM4。

（3）新建变量sy。

（4）将变量sy的数值设定为模拟口A2。

Tips：

此处模拟口A2与前面声音传感器连接主控板时的接口要一致。

（5）重复执行。

程序只能获取此刻环境中的声音，如果说要持续不断地获取声音值，需要重复执行，自己修改程序。

记录教室内的声音值。

连接串口，主控板，安装固件，启动硬件和电脑之间的通信模式。

采用变量的方式来获取声音传感器的数值。

四、编写

程序

获取声音值只是我们的第一步，接下来，我们要用声音值去编写程序。

1.模仿程序——酷狗小猫运动会。

师：

大家试试看，能否给小猫编写脚本：

当声音越大，让它跑得越快。

转播学生作品。

师：

小猫跑得速度太快了，能否利用数字和逻辑运算里的控件稍微调整一下呢？

学生调试。

反馈学生作品。

2.创编程序——贴近生活。

师：

想一想生活中哪些地方会用到声音传感器？

还可以用到什么地方？

生：

声控灯、噪声监测器。

师：

那你能否在xDing软件里模拟出来呢？

试试看。

展示学生作品。

学生从模仿教师的程序开始，学会利用声音值来编写程序。

对声音值进行逻辑运算，缩小数值。

联系学生生活中的经验，编写程序。

五、总结

反馈

这节课我们认识了声音传感器，用变量来读取环境中的声音值，并用它来编写程序。

你们学会了吗？

生活中除了声音传感器，还有光线、红外、温度、适度、超声波传感器等等，等着我们去学习呢！

回顾本节课知识，并为后面所要学的内容做铺垫。

【教学反思】

本节课的教授是以编写程序为主还是以学习硬件的使用方法为主，笔者分别进行了尝试。

选择前者，学生学习目标达成度不高；而选择后者，如果切入点不合适，学生学习兴趣不高。

学习硬件的使用方法是编写程序的必经之路，此处必须要“细嚼慢咽”。

而利用音量值编写程序是最终目的，学生需要有体验，有操作。

因此，在课开始时让他们先直观感受。

后面编写程序时，为他们提供了半成品。

创编程序是拓展任务，学生做得虽然不够精美，但能模拟出生活或者创造性应用音量值来编写程序，亦可大力表扬。

【教案设计：

王丽丽（南京市金陵汇文学校小学部）】