Mixly開源項(xiàng)目設(shè)計(jì)17：太陽會(huì)閃爍嗎？

吳俊杰

創(chuàng)客課程有三個(gè)大類，第一類就是項(xiàng)目式的課程，對(duì)其比較簡(jiǎn)單的描述是，教師借助一個(gè)具體的項(xiàng)目，對(duì)項(xiàng)目所需要的技術(shù)進(jìn)行講解，學(xué)生用到什么教師教什么。這樣做的好處是，教學(xué)完成后會(huì)有一個(gè)比較確定的、深入的結(jié)果，而且隨著創(chuàng)客課程的深入展開，學(xué)生的作品更接近生活中真正能用的東西。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)常出現(xiàn)在小組教學(xué)上，并以4～8小時(shí)的連續(xù)學(xué)習(xí)為主。第二類課程是系統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)課程，它一般像寫一本書一樣，前因后果、起承轉(zhuǎn)合都安排得很清楚，一般用來作為大班教學(xué)的教材使用。雖然書中的很多案例?？梢钥醋魇切№?xiàng)目，但是這仍然是以系統(tǒng)地掌握一個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)為目的的，系統(tǒng)教學(xué)一般在大班教學(xué)中完成，以每周一小時(shí)，共計(jì)16小時(shí)的課程形式為主。第三類課程是圖書館類課程，這種課程就像圖書館中的書一樣，由讀者自由取閱，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)識(shí)別不同讀者的學(xué)習(xí)興趣，并產(chǎn)生不同的指向，進(jìn)而給予學(xué)生個(gè)性化的指導(dǎo)和課程推薦，優(yōu)秀的讀者甚至能夠成為圖書館類課程的作者，形成一個(gè)區(qū)別于教師評(píng)價(jià)、競(jìng)賽評(píng)價(jià)的一種新的評(píng)價(jià)形式。

在上一期和本期的文章中所延續(xù)的這種輕量級(jí)的、以學(xué)生自學(xué)為主的課程風(fēng)格也將成為創(chuàng)客教育課程發(fā)展的一種新趨勢(shì)。

圖書館類的創(chuàng)客課程一般分為電路連接、情境呈現(xiàn)、原理揭秘、成果拓展四個(gè)部分，這與制作、改裝、玩轉(zhuǎn)、分享的模式保持一致。但是學(xué)習(xí)的場(chǎng)景已經(jīng)由教師講解轉(zhuǎn)換為學(xué)生閱讀自學(xué)，本期的內(nèi)容是一個(gè)涉及到科學(xué)史的小謎題：太陽會(huì)閃爍嗎？

電路連接

將LED燈帶接入到GV23口上，調(diào)節(jié)旋鈕接入到GVA1A2口上，接通電源，將開關(guān)撥動(dòng)到“開”的位置，我們能夠看到這個(gè)LED燈帶亮了起來，這個(gè)發(fā)光的燈帶就是我們?nèi)嗽斓摹疤枴?，我們知道太陽光是不閃爍的（如圖1），而我們看到的日光燈燈管則是閃爍的。

很多時(shí)候科學(xué)都是在不經(jīng)意間被發(fā)現(xiàn)的，我們此時(shí)揮動(dòng)LED燈帶，會(huì)發(fā)現(xiàn)燈帶的軌跡并不是一個(gè)連續(xù)的光線，而是一系列斷斷續(xù)續(xù)的LED光點(diǎn)（如上頁圖2）。

令人興奮的是，旋轉(zhuǎn)旋鈕還可以看到LED燈帶閃爍速度的變化，這是LED燈帶閃爍速度變快的實(shí)驗(yàn)效果，由上頁圖3可以看到，LED光點(diǎn)的距離明顯變小了，并且亮和暗的距離相似，這意味著很有可能程序是在通過旋鈕來調(diào)節(jié)LED燈帶的閃爍周期，并且LED燈帶亮和暗的時(shí)間是一樣的。

情境呈現(xiàn)

接下來，我們先完成一個(gè)摩天輪。首先將萬能工匠積木制作成一個(gè)米字型，然后制作成摩天輪的樣子，并將LED燈帶固定到摩天輪的一個(gè)伸展臂上（如圖4），接著轉(zhuǎn)動(dòng)摩天輪，這樣就可以看到摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)LED燈帶閃爍的樣子了。但是在這個(gè)過程中要注意整個(gè)作品的重心的平衡。

接著，像圖5這樣，做一把寶劍也是不錯(cuò)的選擇。但需要注意的是揮動(dòng)寶劍的過程中不要把一些多余的物品甩出去。

總之，在情境呈現(xiàn)的過程中我們可以任意地發(fā)揮想象，看看這個(gè)閃爍的LED燈帶都有哪些玩法。

原理揭秘

這個(gè)程序是比較簡(jiǎn)單的，其基本原理是LED燈帶的閃爍，如圖6所示。

將程序中的延時(shí)程序調(diào)整為A1端口數(shù)值（如圖7）。由于A1數(shù)值的范圍是0到1023，因此LED燈帶亮的最大時(shí)間是1023毫秒，即1.023秒，這意味著我們能夠清晰地看到LED燈帶的閃爍，我們將延時(shí)的單位縮短1000倍，由毫秒變成微秒（如 圖8），這樣LED燈帶亮的時(shí)間的最大值轉(zhuǎn)化為0.001023秒。這樣可以讓LED燈帶閃爍得更快，使得我們?cè)诓换蝿?dòng)的情況下感覺不到它在閃爍，并且我們還能夠通過旋轉(zhuǎn)旋鈕改變A1數(shù)值，調(diào)整閃爍的快慢。

成果拓展

我們可以給摩天輪添加一個(gè)底座讓它可以自由地旋轉(zhuǎn)起來（如圖9），這樣就可以作為一個(gè)展示作品永久地放置起來。

學(xué)生對(duì)各種事物的認(rèn)知也經(jīng)歷了上述“討論太陽是否會(huì)閃爍”類似的過程，學(xué)生可以通過觀察和實(shí)驗(yàn)來得到結(jié)論，并且猜想結(jié)論背后的原理。然而，學(xué)生觀察到的結(jié)論是不是就是真正的真理呢？如果他們?nèi)鄙僭斫颐氐沫h(huán)節(jié)，僅根據(jù)現(xiàn)象來猜測(cè)，那么只能說他們?cè)诼亟咏胬?。例如，如果我們的程序?guī)定開機(jī)10分鐘以內(nèi)（如圖10），閃爍速度由旋鈕調(diào)節(jié)，10分鐘以后LED燈帶是一直點(diǎn)亮的，如果我們沒有足夠的耐心完成一個(gè)更為細(xì)致的觀測(cè)，我們是無法知道這個(gè)背后的秘密的。這也是科學(xué)探究的一個(gè)本質(zhì)，即“我相信這個(gè)世界有真理，但是我覺得真理并不是他人告訴的結(jié)論，真理是可以通過觀察和實(shí)驗(yàn)被認(rèn)識(shí)的，而我真正信仰的并不是這個(gè)隨時(shí)可以被新的實(shí)驗(yàn)推翻的所謂的結(jié)論，我相信的是這種方法和不斷探索的過程?！?/p>

曾經(jīng)有人說“如果有上帝，他應(yīng)該是一個(gè)數(shù)學(xué)家”，但與此同時(shí)，也存在另一種可能，就是“上帝是一個(gè)程序員”，通過教授我們一種方法，讓我們接近他。或許有一天，這種方法會(huì)揭示出另一個(gè)真相：太陽真的在閃爍。

本案例的分享視頻將會(huì)在以下公眾號(hào)中陸續(xù)登載。