跨学科主题——小型扩音系统(教学课件）信息科技鲁教版六年级下册(新教材）

该小学信息科技课件以“小型扩音系统”为核心，涵盖声音属性（音调、响度等）、音频设备原理、音量控制设计等知识点。课堂导入从生活中收音机、音响等设备切入，引导学生确定应用场景，通过调查分析设备控制方式，搭建从生活现象到项目实践的学习支架，形成“声音知识-系统分析-设计制作”的递进脉络。 其亮点在于采用项目式学习，融合科学（声音振动）、数学（频率/振幅）知识，通过小组合作（4-6人分工）、调查填表（音频设备特点）、编程与开源硬件实践（设计播放器及音量调节），培养计算思维（系统建模、算法设计）和数字化学习与创新能力。多元评价体系（过程与结果评价）助力学生提升问题解决与团队协作能力，为教师提供结构化跨学科教学方案。

跨学科主题 小型扩音系统 鲁教版 目录 CONTENTS 课程导入 01 项目实施 02 单元项目评价 03 课程导入 音乐、相声等艺术形式深受人们喜爱，业余时间听听音乐、相声等不仅能给我们带来欢乐，还能放松心情，陶冶情操。生活中有种类繁多的播放声音的设备，如收音机、电视机、计算机、音响等。尽管这些设备外形各异，但它们播放声音的功能是相同的。 课程导入 本主题将要学习的内容是利用开源硬件或模拟系统设计一款简单的扩音系统。同学们以小组为单位，确定一种声音播放的场景，综合应用所学知识，实现对声音音量的控制，同时提升解决问题的能力。 项目目标 1.通过调查、网络搜索等方式，了解生活中声音播放设备的种类及其控制方式。 2.利用开源系统或虚拟系统，设计并制作一款音乐播放器。 3.针对不同的音量控制形式，选择合适的模块，设计合适的算法，以实现播放器音量大小的控制。 4.使用合适的显示方式，让使用者直观地感受到音量大小的变化，从而掌握模拟量转化为开关量的方法。 5.主动融合科学、数学等学科的知识，形成解决实际问题的综合能力。 6.在项目实施过程中，尝试不断地改进和迭代，体会过程与控制系统的设计过程。 7.发挥团队合作精神，做好小组分工，初步形成记录及分析数据的能力，最终利用多种形式展示自己的作品。 目标 项目准备 组建4~6人的项目小组，根据项目内容，推选一名组长，合理安排分工。 成员 姓名 特长 分工 组 长 成员1 成员2 成员3 成员4 成员5 成员6 项目准备 材料准备。 接人互联网的计算机、开源硬件及开发环境、常用工具等。 项目调查。 通过互联网查找生活中的各种声音播放设备，分析它们控制播放、音量大小的方式，并记录下来。 项目实施 1.声音及其属性 声音是物体振动产生声波并被听觉器官所感知的现象。当物体振动时，它会使周围的空气或其他介质产生振动，这种振动以波的形式传播，形成了声波。声波在空气中传播并到达人的耳朵，被听觉系统捕捉转化为神经信号，最终被大脑解析为我们听到的声音。 声音具有多种属性，这些属性共同决定了声音的品质和特性。在此，我们重点学习音调、响度和音色三种属性。 学习声音的相关知识 音调是指声音的高低。它是由声波振动的频率决定的，即频率越快，音调越高;频率越慢，音调越低。 响度是指声音的强弱或大小。它是由声波振动的振幅决定的，即振幅越大，响度越大;振幅越小，响度越小。此外，响度还受到声波传播距离和介质等因素的影响。 音色是指声音的品质或特征，它让我们能够区分不同乐器或人发出的声音。 项目实施 钢琴曲波形图 学习声音的相关知识 由图可以看出，乐曲的前半段频率较慢、振幅较小，后半段的频率较快、振幅较大。因此，我们听起来会明显感觉到前半段的音调较低，音量较小;后半段的音调较高，音量较大。 此外，声音的其他属性包括持续时间(声音从开始到结束的时间长度)、方向性(声音传播的方向)和传播速度(声波在介质中传播的速度)等。 项目实施 钢琴曲波形图 学习声音的相关知识 项目实施 2.认识音频播放器 声音在大自然中是广泛存在的，并包含丰富的信息和情感。它既可以是自然界的声响，如风声、雨声、鸟鸣等，也可以是人为制造的声音，如音乐、语言、机器运转声等。在日常生活中，声音无处不在，它是我们与世界交流的重要方式之一。 学习声音的相关知识 我们需要用计算机等智能设备采集并处理声音信息时，就必须将声音转变为智能设备可识别的音频信号。 项目实施 音频通常指人耳可以听到的声波频率范围内的声音，该范围在20Hz~20kHz。其涵盖了音乐、语音、环境声等各种声音，可以通过模拟信号或数字信号记录和传输。 学习声音的相关知识 同学们以小组为单位，上网查阅资料，并列举出常用的音频播放设备，并填写表格。 项目实施 序号 播放设备名称 音频来源 特点 应用 1 2 3 4 5 耳机 手机、电脑等 私密、便携，有线稳定/无线自由 个人听歌、学习、游戏 蓝牙音箱 手机、平板等 无线便捷、小巧续航强 户外、家庭、小型聚会 CD 机 CD 光盘 音质高保真、无压缩损耗 音乐欣赏、英语听力 智能音箱 网络、蓝牙 语音控制、智能家居联动 家庭控制、早教、播报 黑胶唱机 黑胶唱片 模拟音质、复古氛围感 发烧友欣赏、收藏 学习声音的相关知识 在计算机等智能设备中，音频播放器是一款专门播放音频文件的软件。 尽管不同的播放软件界面各异，但通常都具备播放、停止、暂停、上一首、下一首、音量等基本功能。 项目实施 学习声音的相关知识 平移式自动门系统的安全设计是其至关重要的一环，旨在确保人员安全，防止意外发生，并提升整体系统的可靠性。 项目实施 序号 名称 音频来源 1 播放 2 停止 3 暂停 4 上一首 5 下一首 6 音量 开始播放音频 终止播放，回到音频开头 暂停当前播放，可从暂停处继续 切换到播放列表的上一个音频 切换到播放列表的下一个音频 调节音频播放的声音大小 学习声音的相关知识 项目实施 在计算机等智能设备中，音频播放器可以播放多种音频格式的文件，如我们常见的MP3、WAV等。 学习声音的相关知识 项目实施 3.了解音量调节 在扩音系统中，音量通常指的是声音信号的强度或大小，可以通过设备或软件的调节来改变。在现代电子设备中，用户可以根据个人喜好和周围环境，通过旋钮、推杆或触摸屏界面进行调节。这个过程被称为音量调节。 学习声音的相关知识 分析音频播放器系统 1.以小组为单位，观察一款音频播放器的实物或软件，说说它由哪几个部分组成。从系统的角度分析，这些部分属于过程与控制的哪个环节?播放器中，哪些数据是连续量?哪些数据是开关量? 2.各小组依次展示、交流本组的结论。 项目实施 手机音乐 APP / 蓝牙音箱 组成部分 音频来源 音频文件/网络音源(输入) 输入环节:提供待播放的音频数据 解码/处理模块(核心控制) 控制环节:对音频数据进行解码、格式转换、播放逻辑控制 功放/数模转换模块(输出) 输出环节:将数字信号转为模拟信号，驱动发声 扬声器/耳机(发声终端) 输出环节:将电信号转为可听的声音 操作界面(按键/触屏/语音) 输入环节:接收用户的播放、暂停、切歌等指令 设计音频播放器 1.以小组为单位，在编程环境中设计音频播放器，至少实现播放、停止、暂停等基本功能。 2.利用开源硬件系统搭建音频播放器实物，并测试效果。 项目实施 为音频播放器添加音量调节功能 1.根据实际情况，在编程环境中选择旋钮、按钮或变阻器等作为音量调节器件，编程实现调音功能。 2.按照模拟系统中的设计，利用开源硬件实现音频播放器的音量调节。 3.以小组为单位，积极发挥主观能动性，设计音频播放器的外形，制作一款音频播放器实物，并将本组的设计创意画出来。 项目实施 1.以小组为单位展示本组的作品。 2.各组共同制定评价标准，并对其他组的作品进行评价。 3.根据评价情况及建议，对本组作品进行优化改进。 项目实施 作品展示及评价优化 单元项目评价 评价内容 评价指标 评价等级 优秀 良好 一般 项目实施 模拟系统程序设计情况 实物搭建的模拟系统运行情况 设计目标的实现情况 安全防范措施 项目过程中资料记录完整性 小组展示的形式及内容、表达情况 项目评价 评价内容 评价指标 评价等级 优秀 良好 一般 组内互评 项目活动参与度高，主动承担任务 团结合作，乐于助人 个人评价 通过完成项目，你学习、使用到了哪些学科的知识、能力? 信息科技: 数学: 科学: 你对本次项目学习的评价及建议: 谢谢 下节课见！ Thanks！ 鲁教版 $