竖琴制作主题学习方案

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1、“竖琴制作”主题学习方案——项目式学习与STEAM的融合案例一、项目式学习与STEAM教育概述：基于项目学习（Project-basedLearning，简称PBL)，是以学科的概念和原理为中心，学生通过参与真实的活动项目，进行调查、研究、协作，最终形成产品或解决问题，从而建构知识的学习活动。基于项目的学习是一种以学生为中心的教学模式。这种学习通过能推动“学生探究”的拓展任务和“真实”性的学习产品和表现来开发内容领域知识和技能。基于项目的学习是由几个重要问题组成的，这些问题将内容标准和高级思维与真实世界情境紧密联系在一起。PBL项目内容贴近学生实际生活，

2、目标设定一般略高于学生实际水平，因此，对学生具有挑战性。在项目学习过程中，学生具有较大的自主性，这样有利于激发学生兴趣，有利于培养创新意识和解决实际问题的能力。PBL是一种新的教学思路，但它并不排斥其他教学法。相反，在使用不同教学法和不同教材的背景下都可以成功地运用PBL。当前，项目式学习（ProjectBasedLearning,PBL）及STEAM（科学、技术、工程、艺术及数学）教育均迅速发展，STEAM注重各方面内容的整合，因此STEAM和项目式学习的结合不仅涉及STEAM专题内容，还覆盖了STEAM核心主题以外的领域，如语言和社会研究等。随着ST

3、EAM和PBL的不断推进，要求教师能够在课程与教学实践中将二者相结合。而且，这两种方法还可以优势互补。教师在设计的过程中应有意识地认识到各种方法的不足之处，进行课程统整，并与志趣相投的实践者分享自己的作品。21世纪技能，它通常被定义为4C技能，即创意、协作、批判性思维和沟通技能，当然还包括其他能力，如技术素养和健康素养等。在项目式学习中，教师教授并评估学生的某一项或几项能力。教师一方面将通过有效的评分标准，对学生的协作能力、实地调查和反思能力进行形成性评价和总结性评价。另一方面，还将建构整个项目的质量指标和协作技能。STEAM设计挑战的过程就是如此，而项

4、目式学习使教学变得积极主动，并能够评估STEAM教学中所涵盖的21世纪技能。我们学校始终坚持以生为本，比较早就开始进行了课程整合方面的探索，现以“竖琴制作”为案例呈现PBL与STEAM教育的相融合。二、竖琴制作项目实施方案（一）制作设计要求：用激光当做虚拟琴弦，手拨到琴弦时会发出相应的音调，从而达到模仿竖琴演奏简单乐曲的目的。整体的设计要求主要体现在结构和功能两个方面。1、结构要求：(1)该系统由八个激光管构成的发射部分、八个光敏电阻与51单片机的p2口构成的感应部分和一个喇叭与八个彩色LED灯构成的响应部分三部分组成；(2)通过单片机串行口进行数据传输

5、。２、功能要求：（1）用手挡住八根激光中的一根时，对应的LED指示灯会自动点亮，喇叭响起与之对应的八个音节中的一个。（2）连续挡住不同的激光管时能演奏简单的音乐。3、总体设计：3.1系统组成及各工作原理：整个激光竖琴系统分为发射、感应及响应三部分。1）发射部分：由八个激光管模仿竖琴琴弦构成。激光管发射的集中且亮度较高的红外线有利于感应部分的光敏电阻较敏感的感应光亮变化从而产生较明显的阻值变化。激光发出的是平行光，不会对临近的光敏电阻产生影响。２）感应部分：主要由光敏电阻和AT89C52单片机两部分部分组成。激光管发射的光束被挡住时，对应的光敏电阻感应并产

6、生阻值变化，由于分压的原理，八个光敏电阻两端产生高低电位的变化，并由单片机检测读取P2口高低电位变化，完成操作指令的输入，单片机根据指令信息来控制数据通过串行口传输数据，对其输入信号进行判断，然后既对接喇叭的p0^2口和接流水灯的p1口进行高低电平的赋值，使其产生相应的反应。注：当给定某个串口低电平时，该支路导通，led发光，喇叭发声。３）响应部分：由一个喇叭和彩色的发光二极管构成。喇叭负责发出声响，八个发光二极管可以对应不同竖琴琴弦发出不同频率的音调而闪烁。3.2工作原理：当有激光照射时，单片机读取光敏电阻的电压，令此时它的逻辑电平为0。当无激光照射时

7、，单片机读取光敏电阻的电压，则这时它的逻辑电平为1。这样，当遮挡激光的光线时，就能在电路中产生开关的效果。人耳能听到的声音频率为20Hz~20kHz，通过51单片机自带的16位定时器就可以产生上述音频。一般音乐电路是以正弦波信号驱动喇叭以产生音乐，而在数位电路里则是以脉动信号驱动。（二）课程整合依据：“竖琴制作”中应用了物理中的电学、声学、电子线路等知识，数学中的测量及计算，音乐中的音调、节奏、音阶等乐理知识，美术中的外形设计、制作及技术领域中的电脑、互联网、交互式电子白板、GPS设备、数码相机、摄像机、3D打印以及相关编辑设备。竖琴设计完成后，学生们要

8、多次验证自己的想法并完善自己的作品。最后，学生的设计成果将在展示日进行最终测试。