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do your :bit全球挑战赛案例课程详解,为孩子推开编程世界的大门

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关于do your:bit,我们已经详细地介绍过了今年的比赛主题

而今天要向大家介绍的是,我们围绕赛事专门设计的其中两个案例课程,课程主要是利用do your:bit套件,设计出既有趣又能解决实际问题的创意作品,以启发孩子,思考创造出更多有意义的作品。

01

智能感应洗手台

课程计划:4课时(60分钟/课时)

适合年龄:8-12岁(2-6年级)

学科领域:计算机科学、开源硬件

(1)设计背景及场景导入

2020年初,新冠病毒疫情在全球范围内肆虐,这场突如其来的疫情也严重影响了人们的日常生活,为了响应国家的号召,防范病毒的感染,出日常门要保持社交距离,更要养成良好的生活习惯,例如勤洗手。

如果仔细观察,我们不难发现公共场所的洗手台和家用洗手台还是有差别的,大多数公共场所的洗手头都是自动感应出水的,无接触式的洗手台大大地减少了交叉感染病毒的风险。那么,我们是否也能利用do your:bit套件中的零件来设计出这样的作品呢?

(2)材料及器材说明

除了micro:bit主板和悟空扩展板,该项目还需要使用超声波感应器、水泵、继电器等零件。

超声波传感器可以将超声波信号转换为其他的能量信号。这个功能可以感应到人手和水龙头的距离,并做出相应动作。当手放在水龙头的红外区域内,可以打开水龙头释放水,延迟特定时间后即可关闭水流。

水泵和继电器则可以相互配合,实现自动抽水的效果。水泵可以根据超声波传感器发出的信息,控制和释放水流;继电器则可以控制电路通断,为洗手台的运行提供动力。

(3)教学流程及创作步骤

首先,孩子们要用身边常见的一次性水杯、瓦楞纸、KT板、热熔胶枪胶棒、胶带、剪刀等工具,设计出智能洗手台的模型。这个模型不是唯一的,学生也可以根据自己的日常观察或者想象,创造出不一样的模型结构。

其中,瓦楞纸板和KT板可以被作为洗手台的主体材料,不过瓦楞纸需要注意防水。我们可以使用热熔胶枪和胶棒固定KT板,并对缝隙进行处理以防止漏水。或者,我们也可以使用胶棒对它们进行固定。一次性纸杯放在洗手台的底部,用来盛水和抽水。

智能洗手台模型

制作好模型之后,我们可以将micro:bit连接在洗手台的背面。在此之前,我们要对这个作品进行编程,测试好相应的效果。

最关键的步骤,就是设置超声波传感器的检测数值变量,并在makecode编辑器中将检测的数值写入变量。makecode,是micro:bit使用的编程平台,图形化及代码编程(JavaScript和Python语言)均可支持。

最终呈现的效果是:当数值小于10,即表示有手靠近,此时在micro:bit上显示点阵动画,并控制水泵释放水流;当数值大于10,即表示没有手靠近,此时显示静态图标,关闭水泵。

(4)测试与改进

经过上述操作,我们可以基本实现智能感应洗手台的功能,即根据手的距离控制出水。不过在此基础上,孩子们也可以思考一下,还可以增加哪些功能,让它的使用感更为流畅?

例如,我们可以再增加一个智能风扇,用来吹干湿湿的手。或者你还有更具创意的想法?这些都可以在课堂上相互交流。

点击观看“智能洗手台”最终效果

02

环境光检测器

课程计划:4课时(60分钟/课时)

适合年龄8-12岁(2-6年级)

学科领域:计算机科学、电学

(1)设计背景及场景导入

当前,手机、笔记本电脑、平板电脑等这些电子设备在我们的日常工作乃至生活中都随处可见。 但我们也常常会遇到持续用一段时间后设备就没电,迫使你不得已停下手中的活的情况。那我们是不是可以思考,如何才能尽可能地降低它们显示屏的功耗,延长电池的使用时间,从而提高我们的工作效率呢?

这就需要用到环境光检测器。它可以感知周围光线的情况,并向芯片传达调节显示器背光亮度的信息,最终降低产品的功耗。比如,在手机的电量到一定数值后,显示屏会自动变亮或者变暗,以保持手机的续航能力。

2)材料及器材说明

除了必不可少的micro:bit主板和悟空扩展板,该项目主要使用光线传感器、LED灯(分不同的颜色)等零件。

光线传感器能够感知周围的光线强度,并在Oled屏上显示出当前的光照度值。LED灯可以在电位器的控制下变亮和变暗,通常被作为作品的指示灯、报警灯、提示灯。在这个项目中,光线传感器可以通过对光线亮度的感知,控制LED灯的开启和关闭

(3)教学流程及创作步骤

首先,我们需要将LED灯的信号线,与悟空扩展板的接口相互连接。在它们的下方,可以用KT板进行铺垫,这样可以在最后的作品测试中,可以更直观地看到作品效果。

随后,我们需要用makecode编辑器,对该作品进行编程。首先,学生将扩展板的接口,设置为灯环信号的输出口,并将色彩模式设置为RGB红绿蓝三色模式。之后,再在编辑器中设置光照强度的数值。当micro:bit接收到的光照强度大于10,LED灯可以发出七彩的光芒。

最终需要达到的效果是在暗处,检测器上的灯环电量;在亮处,检测器上的灯环可以自动熄灭。这样,就基本实现了有效节约电能,使得电子屏幕可以有一个更长的工作周期。

(4)测试与改进

完成设计后,学生可以对自己的作品进行反复的测试和改进,使得其呈现的效果更加实用且精美。比如说,当LED灯环亮起彩虹色后,如何让彩虹的图案转动起来?在课堂上,孩子可以和老师一同思考,如何去设计这个效果的电路和编程。

今天介绍的这2个案例课程,朋友们有没有兴趣呢?目前,我们还将陆续推出一系列的do your:bit案例项目课程,比如“免接触垃圾桶”、“教室通风系统”等等。

通过上述讲解,大家对 do your:bit 的案例课程是不是有了更深入地认识和了解呢?对 do your:bit 套件的运用是不是有了新的灵感呢?

do your:bit 全球挑战赛基础套件由 micro:bit 原厂供应商 / 官方合作伙伴恩孚科技提供。其硬件涵盖多种传感器,不仅能帮助青少年快速实现创意,而且能满足比赛、教学和展示的全方面需求 。

想了解更多有关do your:bit大赛规则、比赛套件的机构采购价、案例课程内容的机构或老师朋友,可以与小恩联系。

图片来源:耐撕BaBa

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