基于STEM 教育理念的高中物理教學(xué)設(shè)計聲音傳感器的使用

楊曉萍

一、背景分析

通過上學(xué)期的學(xué)習(xí)，同學(xué)們能夠快速制作出簡單傳感器的作品，可以熟練使用變量，對傳感器的原理也有了較好的認(rèn)識。在學(xué)習(xí)本課內(nèi)容之前，學(xué)生們掌握了編程貓與硬件相結(jié)合的基本方法，學(xué)會了使用搖桿、電位器、遙控、光線傳感器控制舞臺角色。

二、教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)課擬達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)：

1.掌握聲音傳感器的使用方法，學(xué)會用聲音傳感器結(jié)合完成作品。

2.通過自主學(xué)習(xí)，學(xué)會使用聲音傳感器測量聲音值。

3.通過合作探究，編寫使用聲音傳感器控制老鼠出動與逃離的程序。

三、教學(xué)重點、難點

1.編寫使用聲音傳感器控制老鼠出動與逃離的程序。

2.聲音傳感器的使用方法，現(xiàn)場環(huán)境聲音值得測試。

3.使用聲音傳感器與編程貓結(jié)合進(jìn)行創(chuàng)作。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

聲音傳感器、課件、學(xué)生資源、裝有編碼編輯器的電腦

五、教學(xué)過程

（一）激趣導(dǎo)入

老師：同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了使用鍵盤控制聲音的大小把老鼠嚇回去了，可是貪吃的小老鼠今天又出來了，你看（播放老鼠偷吃的動畫）。

“喵，喵，喵”貓來啦！快跑！老師的對著主控板“學(xué)貓叫”把動畫的老鼠嚇回去，學(xué)生更加感興趣了。

老師：同學(xué)們，你們知道老師剛才是怎么把它嚇回去的嗎？ 學(xué)生：學(xué)貓叫！

老師：是的，對著主控板學(xué)貓叫，把它們嚇回去了。誰想上來試試？（請學(xué)生上臺玩游戲）

學(xué)生上臺玩游戲，感受聲音傳感器的魅力。

老師：感謝這位同學(xué)幫我們把老鼠嚇回去了，可是你知道為什么對著主控板叫，就可以把老鼠嚇回去嗎？

學(xué)生：主控板上面有個聲音傳感器。

教師：是的，這節(jié)課就讓我們一起來學(xué)習(xí)這個神奇的傳感器——聲音傳感器。

（二）新課學(xué)習(xí) 老師：（ppt介紹常見的聲音傳感器）。聲音傳感器是用于檢測環(huán)境中聲音的大小，它能將檢測到的聲音強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號輸出

老師：那聲音傳感器究竟是怎么測試聲音強(qiáng)度的呢？我們完成任務(wù)一就知道了。學(xué)生完成任務(wù)一，鏈接主控板，新建變量，測試現(xiàn)場的環(huán)境聲音的大小，并填寫以下的表格。填寫完成后，小組內(nèi)互相討論以下問題。

環(huán)境情況 聲音傳感器獲取的音量值 安靜時 對著聲音傳感器發(fā)聲時

1.安靜時，音量值是一成不變嗎？

2.對著傳感器發(fā)聲，音量值會發(fā)生什么變化？

學(xué)生回答，教師進(jìn)行小結(jié)：聲音值的變化是根據(jù)現(xiàn)場聲音的大小而變化的，它并不是一成不變的。

在第一個任務(wù)的基礎(chǔ)上，學(xué)生學(xué)會了使用聲音傳感器對環(huán)境聲音強(qiáng)度的測試，老師布置第二個任務(wù)，讓學(xué)生學(xué)會使用聲音傳感器優(yōu)化舊程序，把硬件與程序相結(jié)合。

老師：上節(jié)課，我們用鍵盤控制聲音的大小，那接下來的這個任務(wù)，請同學(xué)們是用聲音傳感器來控制聲音的大小。

學(xué)生根據(jù)要求，完成第二個任務(wù)。把鍵盤控制音量的變化的腳本轉(zhuǎn)化為用聲音傳感器控制音量的變化腳本。完成后請討論：

1.控制老鼠竄動的音量數(shù)據(jù)設(shè)置為多少比較合適？

提示：把變量值設(shè)置為聲音傳感器檢測到的聲音。

老師：為了遇到困難時，同學(xué)們可以及時得到幫助，

學(xué)生之間互相提出問題，解決問題。

前面兩個任務(wù)的布置都是為了讓學(xué)生掌握聲音傳感器的基本使用方法。接下來的任務(wù)三則是提升任務(wù)，讓學(xué)生學(xué)會應(yīng)用和創(chuàng)新。

老師：請完成任務(wù)三：小組合作，發(fā)揮想象力，發(fā)揮團(tuán)隊的力量，編寫“用聲音控制汽車在馬路上行駛”的程序。在這個任務(wù)中老師提供的工具箱里也有3種工具，請大家一定要先思考，實在需要幫忙才使用里面的“工具”。

教師巡查，把共性問題錄下來，廣播讓有能力的學(xué)生解答。最后學(xué)生演示作品，教師小結(jié)。

（三）創(chuàng)新升級

老師：在生活中，聲音傳感器的應(yīng)用是非常廣泛的，我們學(xué)校的同學(xué)也使用聲音傳感器創(chuàng)作了一些作品。例如：1、聲控?zé)?、聲控音樂 3、聲控嬰兒房，嬰兒哭聲報警，叫媽媽等。

老師：請發(fā)揮你的想象力，除了這些，還可以使用聲音傳感器做出什么作品？ 學(xué)生：可以聲控開門……

在這個環(huán)節(jié)可以開闊學(xué)生視野，促使有興趣的學(xué)生進(jìn)一步進(jìn)行創(chuàng)作，為培訓(xùn)更優(yōu)秀的小創(chuàng)客打下基礎(chǔ)。

（四）總結(jié)評價

老師：通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你學(xué)會了什么？你有什么新的發(fā)現(xiàn)？ 學(xué)生：我學(xué)會了使用聲音傳感器的測試現(xiàn)場的聲音值，還學(xué)會了使用聲音傳感器進(jìn)行創(chuàng)作…… 教師總結(jié)，對小組和個人進(jìn)行綜合評價。