第4单元第16课《音乐之声--碰撞传感器的应用》教学设计2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册

《音乐之声--碰撞传感器的应用》教学设计 一、教学目标 1. 知识与技能： 学生能够了解碰撞传感器的基本工作原理。 学生能够掌握使用碰撞传感器制作简易音乐装置的基本方法。 学生能够学会利用编程软件为碰撞传感器编写简单的控制程序。 2. 过程与方法： 通过小组合作，培养学生团队协作和沟通能力。 通过实践操作，培养学生的动手能力和问题解决能力。 3. 情感态度与价值观： 激发学生对信息技术和创意制作的兴趣。 引导学生理解技术服务于生活的理念，培养创新精神。 二、教学重点与难点 1. 教学重点： 碰撞传感器的工作原理及其在音乐装置中的应用。 编程软件的基本操作和控制程序的编写。 2. 教学难点： 如何将碰撞传感器的信号有效转化为音乐声音。 如何编写出具有创意和实用性的控制程序。 三、学情分析 学生已具备一定的信息技术基础，但对于传感器和编程的应用可能较为陌生。学生普遍对实践操作感兴趣，但理论基础相对薄弱。因此，在教学过程中应注重理论与实践的结合，激发学生的学习兴趣和创造力。 四、教学准备 1. 硬件：碰撞传感器、音频输出模块、编程器、连接线等。 2. 软件：编程软件、教学演示课件。 3. 教学环境：配备多媒体设备的教室，确保每个学生都能清晰地看到演示和操作。 五、新课导入 通过播放一段有趣的碰撞传感器音乐装置的视频，吸引学生的注意力，引发他们对碰撞传感器的好奇心和探索欲望。 六、新课讲授 1. 碰撞传感器的基本原理介绍： 解释碰撞传感器的定义和工作原理。 展示碰撞传感器的实物和内部结构。 2. 音乐装置制作步骤详解： 准备好所需的硬件材料，并说明每个部件的作用。 在现代科技发展的浪潮中，硬件设备的连接与编程已成为一项至关重要的技能。本文将详细介绍如何连接碰撞传感器、音频输出模块和编程器，并展示如何使用编程软件编写控制程序，包括程序的基本结构和关键代码解释。 首先，我们来了解如何连接硬件。连接硬件设备需要遵循一定的步骤和注意事项，以确保设备能够正常工作。对于碰撞传感器，我们需要将其正确连接到编程器的对应接口上。一般来说，碰撞传感器具有一对输出引脚，分别用于表示碰撞发生和碰撞未发生的状态。我们需要将这些引脚与编程器的GPIO（通用输入输出）口相连。在连接过程中，务必确保电源极性正确，避免短路和损坏设备。 接下来，我们来看音频输出模块的连接。音频输出模块通常用于播放声音或音乐，可以通过编程器进行控制。连接音频输出模块时，我们需要将其音频输出引脚与编程器的PWM（脉冲宽度调制）口相连。此外，还需要为音频输出模块提供稳定的电源，并确保信号线的连接质量，以获得清晰的音质。 当硬件连接完成后，我们就可以开始编写控制程序了。编写控制程序需要掌握一定的编程知识，如变量、循环、条件语句等。在本例中，我们将使用C语言作为编程语言。首先，我们需要定义各个硬件设备的变量，以便在程序中进行控制。例如，我们可以定义一个表示碰撞传感器状态的变量，以及一个用于控制音频输出模块播放音乐的变量。 在程序的基本结构中，我们需要包含一个主函数（main function），它是程序的入口点。在主函数中，我们可以设置硬件设备的初始化参数，如引脚模式、PWM频率等。然后，我们可以编写一个循环，用于不断检测碰撞传感器的状态。当检测到碰撞发生时，我们可以通过控制音频输出模块播放一段提示音，以提醒用户碰撞已经发生。 关键代码解释如下： ```c #include #include #include // 包含WiringPi库，用于控制GPIO口 #define COLLISION_SENSOR_PIN 0 // 定义碰撞传感器引脚号 #define AUDIO_OUTPUT_PIN 1 // 定义音频输出模块引脚号 int main(void) { // 初始化WiringPi库 if (wiringPiSetup() ... ...