儿童编程scratch桌面机器人教参—奇妙的声音教案.docx

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1、少儿编程教学资料，需要可下载并修改后使用！第三课奇妙的声音嫂活动目标.了解声音的产生与传播，噪音污染的危害。1 .学会编写出让机器人发出声音的程序，并且对照老师给的简谱进行音乐编程，比方用小 星星的简谱编写程序。2 .完成拓展活动，学会编写用语音命令控制桌面机器人唱歌跳舞。重点知识声音的产生：声音是由振动产生的.当你说话时，就引起空气振动,振动传播出去，只要某人的耳朵接收到 了这种振动他就会听到你的声音.声音能够在固体、液体中传播，也可以通过空气或其他气体传 播,声音可以是高音调的，也可以是低音调的.音调的高低依赖于声音的频率(每秒钟振动的次 数).声音的强弱依赖产生这个声音的振动的大小.振动

2、大，声音就强；振动小，声音弱.声音的大 小是以分贝为单位来度量的,修马路的钻机产生的噪音超过100分贝.空气中的各种声音，不管它们具有何种形式渚E是由于物体的振动所引起的:敲鼓时听到了鼓声, 同时能摸到鼓面的振动；人能讲话是由于喉咙声带的振动；汽笛声、喷气飞机的轰鸣声，是因 为排气时气体振动而产生的.总之，物体的振动是产生声音的根源，发出声音的物体称为声源.声 源发出的声音必须通过中间介质才能传播出去。声音的传播：(1)声音靠介质传播,气体、液体和固体都可以传播声音.真空不能传声；声音在介质中以声波形式传播，声音在介质中的传播速度与介质有关,声音在固体中传播速 度最快，在液体中第二，气体排第三

3、.(软木是例外，软木细胞壁薄,内部气泡多)(3)声速还与温度有关,声音在15。的空气中的传播速度为340m/s左右,温度越高声的传播速 度越快.(4)声波在两种介质的交界面处发生反射，形成回声,人耳要想区分原声和回声，回声到达人耳要 比原声晚0.1s以上.如果不到0.1s,那么回声和原声混在一起，只能使原声加强.(5)利用回声可以测距离，如测海有多深，离障碍物有多远.(这是一种仿生技术，出自蝙蝠,海豚一 类)声音可以传递能量和信息.噪声：声音的本质是波动。受作用得空气发生振动，当震动频率在20-20000HZ时，作用于人的 耳鼓膜而产生的感觉称为声音。声源可以是固体、也可以是流体(液体和气体)

4、的振动。声 音的传媒介质有空气、水和固体，它们分别称为空气声、水声和固体声等。噪声监测主要讨 论空气声。人类是生活在一个声音的环境中，通过声音进行交谈、表达思想感情以及开展各种活动。 但有些声音也会给人类带来危害。例如，震耳欲聋的机器声，呼啸而过的飞机声等。这些为 人们生活和工作所不需要的声音叫噪声，从物理现象判断，一切无规律的或随机的声信号叫 噪声；噪声的判断还与人们的主观感觉和心理因素有关，即一切不希望存在的干扰声都叫噪 声，例如，在某些时候，某些情绪条件下音乐也可能是噪声。老师在学生忘记或者讲解错误的时候进行引导与指正。问题：L我们为什么能听见各种声音，声音的来源有哪些？2 .声音是如何

5、传播的？在固体，液体，气体中的传播速度如何？谁最快？谁最慢？为什么（可 以举例说明如橡皮筋实验和敲击音叉实验）.我们的机器人是如何发出指定的声音，你是如何让一个机器人唱歌的？1 .根据学生的课堂表现与家长进行沟通，比方学生在课堂中的突出表现，以及有所缺乏需要 提升的地方，缺乏之处可以怎么家校配合引导提升。学生在我们这里学习本课程会有金钥匙 的大赛及比赛结果带给学生的益处。2 .跟家长沟通这些的时候要注意先表扬再指正，注意保护学生的自尊心，在跟家长谈及学生 缺乏之处时要防止学生听见。环境噪声的来源有四种：一是交通噪声，包括汽车、火车和飞机等所产生的噪声；二是工 厂噪声，如鼓风机、汽轮机，织布机和

6、冲床等所产生的噪声；三是建筑施工噪声，像打桩机、 挖土机和混凝土搅拌机等发出的声音；四是社会生活噪声，例如，高音喇叭，收录机等发出 的过强声音超声波与次声波（老师根据班级学生实际水平来选择是否讲解）：正常人能够听见20Hz到20000Hz的声音，而老年人的高频声音减少到10000Hz （或可以低到 6000Hz）左右。人们把频率高于20000Hz的声音称为超声波，低于20Hz的称为次声波。超声波应用（1）利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎。清理金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事.如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗 液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。用超声

7、波探测金属、陶瓷混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹。次声波（1）预测自然灾害性事件。许多灾害性的自然现象，如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等，在发生之前可能 会辐射出次声波，人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生。（2）通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理，更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规 律。例如，利用极光所产生的次声波，可以研究极光活动的规律。限教学过程课程导入课程导入（20分钟）L使用桌面机器人的语音命令机器人唱指定的歌曲，让学生产生浓厚的学习兴趣。演示桌面机器人以语音命令机器人唱歌的功能:（1） .桌面机器人可识别歌曲名

8、字，如sheng ri kuai le （生日快乐），liang zhi lao hu（两 只老虎）的基础语音命令。注意：一个自定义语音命令条最多五个拼音，拼音与拼音之前要用 空格隔开。具体程序如下：Arduino主程序重复执行定义语音命令定义语音命令sheng ri kuai Ie的动作为,机器4播放音符（ :等待秒 :机器4播放音符（ :等待CB秒I :机器人播放音符（ :等待西秒 :机器人播放音符（ :等待蕾秒 :机器播放音符（ :等待蕾秒 :机器人播放音符（ 餐待0秒I定义语音命令定义语音命令liang zhi lao hu的动作为,机器播放音符（ :等待秒 :机器播放音符（ :等待脸

9、秒 :机器播放音符（ :等待秒 :机器播放音符（ :等待缜秒 :机器播放音符（ :等待脸秒 :机器播放音符 :等待蕾秒 :机器播放音符（ :等待西秒 :机器播放音符（ 等待蕾秒I此程序需在课前编写。（2）演示完毕，老师提出问题。比方为什么桌面机器人可以演奏音乐，（因为桌面机器人有蜂鸣器）。软 件方面，如何编写一个程序让机器人唱歌，这个程序用到了哪些命令条？机器播放音符等待秒,此命令条中可设定D。Ri Mi So La S七个基础音符。（此命令条必须与,等待.模 块或其他可以延时的模块 一起使用。/（3）老师提问环节，让学生思考为什么我们在生活中可以听到各种声音，比方鸡的叫声，流 水声，汽车鸣笛

10、声等。讲解声音的产生以及什么是声源。（声音的产生可以发皮筋和纸让学生 亲自感受皮筋和纸在振动的时候是有声音的。声源可以让学生边说话边摸自己的喉咙，说话 的时候喉咙在振动，不发声的时候喉咙不振动，引出正在发声的物体叫声源。）（4）老师接着可以提问：电灯是如何亮的？如果只有电源而没有导线连接电源跟灯泡，灯泡 会不会亮？从而引出声音传播的介质知识点，介绍传播介质有哪些。（电灯有电源并且通路 才亮，没有导线不会亮，声音传播介质，空气，固体，水，真空不能传播。）（5）老师提问：一首好听的音乐和一段工程施工的声音，你们更愿意听哪个？为什么？（引 出噪音的知识点）。（愿意听悦耳的音乐，因为噪声太吵了）（6）

11、下面就让我们来亲自编写一段好听的音乐吧。动手编程（30分钟）1 ,编写演奏一个音符的程序当 被点击 重复执行西庆,机器播放音符（ 等待秒音符1对应-Do%个音，该 命令意为当绿旗被点击 时，发出P。有声音，并 让声音持续发声一秒。（1）教师可以让学生将程序当中播放的音符“Do”,分别改为即丁丫国丫50丫1展:5”,让学生体验不同 的音调。（2）将等待1秒改为0.2秒，0.3秒，0.5秒，体验不同音长的效果。2.让学生自己动手用上述模块编写程序，并且给出一段简谱，对照简谱进行程序的编写。生日快乐简谱:祝你生日快乐3-4 X1X3-4 X1X55 I 6 5 1 | 755 I 6 5 1 | 7

12、55 | 6 5 2 | 1 - 55 76441312 学生自主调节音长，以到达自己满意的效果。当 被点击I 重复执行D次1,机器人播放音符（ :等待西秒 :机器播放音符 ;等待秒 :机器人播放音符（ 等待o秒 :机器播放音符（ 等待秒 ;机器人播放音符 等待秒 :机器播放音符（ 等待秒.修改程序，让机器人在演奏音乐的同时，LED显示屏展示微笑或者两翼灯随节奏发出不同色光。那么如 何添加呢？结合上节课光的世界学习内容可以让学生编写不同的程序，展示出自己的个性与想法。这里再 提供一个案例程序，在演奏生日快乐歌的同时，让机器人的LED显示屏显示笑脸以及两翼灯发出红色的光。 所需新的模块为如下：设

13、置机器屏幕显示为微笑显示微笑命令条，可以让 学生自由怯择其他四种表 情。显示微笑命令条，可以让 学生自由怯择其他四种表 情。注：当歌声响起时，机器人才会微笑,设置机器人LEDH的颜色为红设置机器人LEDH的颜色为红上55嗡*0成0完整程序如下:完整程序如下:Aduin。王程序设置机器屏幕显示为微笑 设置机器人LE叩的颜色为红（ 重复执行：255 成机器人搐放音符等待（秒机器人错放音符等待秒翼灯发光命令条，25昧 示高度最大，其他色光为 0,表7r不亮。机器人播放音符等待。秒机器人播放音符等待。秒机器人播放音符等待秒机器人播放音符等待秒.受上述程序启发，可以让学生试一试，如何让桌面机器人既像夜晚

14、美丽的霓虹灯一样流光溢彩，又可以 唱歌跳舞。编写程序并测试，具体要求如下：(1) .让机器人翼灯以0.4秒的间隔时间闪烁出七种颜色；.使翼灯随节奏变化发出不同色光；(2) .在发出歌声的同时前进或者后退；.按照歌曲小星星的简谱编写音符程序。完整程序如下:Arduino主程序重复执行机器人播放音符【255 二绿(设置机器人LEDQ的颜色为红设置机器人行动产式为前进，速度为 等待 秒机器人播放音符设置机器人LED灯的颜色为红设置机器人LED灯的颜色为红【255 二1绿(：255 洞;CT)等待 E 秒设置机器人行动模式为后退，速度为( 机器人播放音符.UM 设置机器人LEPg的颜色为红 等待GD秒

15、机器人播放音符设费机器人LE叩的颜色为红 等待8秒设费机器人LE叩的颜色为红 等待8秒【255 二绿(255血机器人播放音符设置机器人LED灯的颜色为红设置机器人LED灯的颜色为红【255 二绿(设置机器人行动模式为前进，速度为机器人播放音符设走机器人LED灯的颜色为红等待(X1 秒设走机器人行动模式为前进，速度为 机器人播放音符设蚩机器人LE叩的颜色为红 等待秒设蚩机器人LE叩的颜色为红 等待秒【255 二绿(拓展活动(40分钟)让学生思考如何利用这节课学习的知识点设计一个有趣的应用，我们在拓展活动阶段目标完成两个拓展游戏，第一个学习目标学会编写“歌伴舞”程序，要求学生自己准备一首歌曲的简谱

16、，带到课堂上编程。第二个学习目标学会编写“机器人点歌”程序。“机器人点歌”程序。当桌面机器人在听到语音命令时，会自动唱曲这首歌，而且会有不同节奏的移动和翼灯闪烁。（1） .程序分析：机器人以两个并列条件判断其所唱歌曲，如果机器人听到“shengrikuaile”（生日快乐）或者 “liangzhilaohu”（两只老虎），那么这个时候机器人就自动根据语音命令判断去判断，机器 人会跟着音乐的节奏进行相应的移动和翼灯的闪烁，然后等待下一条语音命令，此时需要关 闭翼灯。完整程序如下：Arduino主程序重复执行定义语音命令定义语音命令sheng ri kuai Ie的动作为机器人播放音符设置机器人L

17、ED灯的颜色为红设置机器人LED灯的颜色为红【255 二设蚩机器人行动产式为前进，速度为（等待 秒S3机器人播放音符设蚩机器人LE叫的颜色为红 ,等待霞秒设蚩机器人LE叫的颜色为红 ,等待霞秒1255 二设蚩机器人行动模式为后退，速度为（ 机器人播放音符设盍机器人LEDH的颜色为红8绿（等待 CD 秒机器人播放音符设蚩机器人LEDH的颜色为红8绿等待重秒设蚩机器人LEDH的颜色为红8绿等待重秒【255255T机器人播放音符设置机器人led灯的颜色为红设置机器人led灯的颜色为红255 二设置机器人行动模式为前进，速度为等待也0秒机器人播放音符设置机器人LEDg的颜色为红09绿（ 等待西秒设置机

18、器人LEDg的颜色为红09绿（ 等待西秒255 二定义语音命令liang zhi lao hu的动作为机器人播放音符设置机器人LEPH的颜色为红绿 等待 0D 秒定义语音命令定义语音命令Hang zhi lao hu的动作为机器人播放音符机器人播放音符机器人播放音符设置机器人led灯的颜色为红设置机器人led灯的颜色为红255设置机器人行动模式为前进，速度为设置机器人行动模式为前进，速度为等待脸秒机器人播放音符机器人播放音符El设置机器人led灯的颜色为红【255等待09秒设置机器人行动模式为后退，速度为（ 机器人播放音符（B设置机器人ledu的颜色为红 B 绿4等待09秒等待09秒设置机器人

19、行动模式为后退，速度为（ 机器人播放音符（B设置机器人ledu的颜色为红 B 绿4等待09秒255机器人播放音符设置机器人行动模式为前进，速度为等待秒机器人搐放音符设置机器人ledh的颜色为红B绿等待秒机器 & 上55二设置机器人led灯的颜色为红设置机器人led灯的颜色为红【255 二绿（设置机器人行动手式为后退，速度为（ 等待陶秒设置机器人行动手式为后退，速度为（ 等待陶秒机器人播放音符设置机器人LE叩的颜色为红（ 等待重秒设置机器人LE叩的颜色为红（ 等待重秒：O255-Mo?1复习与总结:（15分钟）复习本节课所学习的知识点，以及对本节课学生出现的一些学习问题与错误编程进行分析总结。让学生知道问题出在哪？以后要怎么注意与改正?课堂展75（15分钟）本环节尽量让学生自主讲解演示为主，讲解本节课所学知识点以及讲解演示自主编写的程序,