1、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
2、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
3、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，
4、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。器。板书（声音传感器）2、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
5、主控板。找一找：Arduino 主控板上的数字接口 213和模拟接口 A0A5。模拟口连接模拟量的信号和设备，返回的数值是 01024。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A0A5 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
6、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。3、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 Arduino UNO。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
7、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。4、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：
8、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。5、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)】
