王萍
创客课程有三大类:第一类是项目式课程,学生通过综合项目进行学习,综合性强但是基本功可能不扎实;第二类是系统教学基础课程,学生通过一个个精心安排的小的教学案例,由浅入深地学习创客基本功,但综合项目的经验不足,教师主导过于强势;第三类是图书馆类课程,这种课程就像图书馆中的一本书一样,由读者自由取阅,通过数据管理系统识别不同读者的学习兴趣的不同指向,进而给予个性化的指导和课程推荐,形成区别于教师评价、竞赛评价的一种新的评价形式。图书馆中的自学项目是项目课程和系统教学基础课程的一种有益补充,本期我们要介绍的是来自北京市密云区“种子”创客图书馆的一个典型的图书馆类课例“合做电子琴”。
本课采用“基于产品的项目式”的学习方式,制订导学案和逐步递进的学习任务链,帮助学生以小组形式通过“学案导学”完成分步小任务,层层深入最终完成本组的“产品”。
本项目设计了五个学习任务:①认识蜂鸣器。②用一个触摸传感器控制蜂鸣器发出一个音。③用三个触摸传感器分别控制蜂鸣器发出三个不同音。④用三个触摸传感器分别控制蜂鸣器发出六个不同音。⑤制作简易电子琴并练习演奏。
1.动手实践
(1)硬件链接
硬件清单:Microduino核心模块、USB上传模块、触摸传感器3个、蜂鸣器1个、电池盒1个;Mixly编程软件、剪刀、纸盒、彩笔、双面胶等。
图1是我们做电子琴要用到的所有模块。特别要注意的是蜂鸣器,它是我们要做电子琴的发音装置,是靠不同频率值来发出不同音的,你知道中音“哆”的频率值是多少吗?动手做试一试吧!
需要提醒的是,Microduino板子,默认偶数口生效,我们把蜂鸣器插在了数字管脚2上,3个触摸传感器分别插在了4、6、8管脚上(如图2)。
(2)情景呈现
听着熟悉的旋律,看着曲谱(如下页图3),教师提问:你们认识简谱吗?有没有演奏出属于自己的那首歌呢?如果没有,那是为什么呢?在这个项目的材料包里,只有3个触摸传感器,那怎么用3个传感器发出六、七个音呢?
(3)原理解密
任务一:认识蜂鸣器。在执行器中找到图形化语句,如图4所示,上传到主板上。试着改变频率值,听声音有什么变化,蜂鸣器靠调节输出频率来表示不同音符,Mixly中已经给出了24个旋律的频率值,接下来程序之间调用就可以。
任务二:用1个触摸传感器控制蜂鸣器发出中音“哆”,参考程序如图5所示。
任务三:用3个触摸传感器分别控制蜂鸣器发出中音“哆、嗖、啦”,参考程序(这是2个传感器的,你需要自己做出3个传感器控制的程序)如第101页图6所示。
任务四:用3个触摸传感器分别控制蜂鸣器发出中音“哆、来、咪、发、嗖、啦”(小星星里的6个音符),逻辑里的“且”运算,可以实现当两个传感器同时按下时,蜂鸣器输出一种声音,如第101页图7所示。
任務五:用纸盒子制作电子琴并练习合奏歌曲《小星星》。注意各个传感器安装的间距,以方便多人合奏为宜;电子琴的外观设计要美观、有个性。完整程序如第101页图8所示。
在完成了初步程序的设计后,可以用一个纸盒来美化作品,使其成为初步的创客产品,第101页图9所示的是学生使用钢琴键盘来描述这个数字乐器,另外一组学生使用机器猫的故事来描述这个乐器,而且在每个作品当中都有明确的演奏图例。
乐器是学生非常喜欢的创客作品主题,完成基本的演奏之后,小组的团队训练更为重要,第101页图10为小组的学生在展示演奏效果。这些都是“种子”创客们亲手合做的电子琴,我们不仅能弹奏《小星星》这首歌曲,还能弹奏《两只老虎》《上学歌》等更难的曲子。