全国优质课一等奖中小学科学创客实验课《智能留言机》科技兴趣小组活动获奖课件（少年开发智力）

智能留言机比特实验室

“大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私语。嘈嘈切切错杂弹，大珠小珠落玉盘。”这是唐朝诗人白居易写的《琵琶行》，诗句中描写了琵琶优美的琴音。无论是天籁的自然音，还是人为的琴音，我们都希望把它记录保存下来。想一想，如何将声音保存记录下来呢？本节课我们将学习、探索智能留言机。了解声音的传播要素与记录保存方式认识与了解语音录放模块、探究红外传感器的特性能运用自我构思设计、摸索与尝试操作等方法来完成项目任务在合作完成任务的过程能发挥特长积极承担任务，善于提出自己观点并能和组员友好相处项目任务小组名称

项目负责人电子工程师结构工程师小组职能分工测试工程师导入1听听有哪些声音，想象场景夏天的夜晚，知了仍在鸣叫，闪电划过发出阵阵轰鸣，随后，大雨而至春暖花开，鸟儿在鸣叫，积雪消融，落入水中，发出清脆的滴答声河水荡漾，拍打着堤岸丛林深处，鸟叫虫鸣海浪滚滚为什么我们能听到声音由于物体振动，引起了周围介质的振动（固体、液体、气体都是介质），然后这种振动，逐步传播开去，传到人耳处，引起人耳耳膜的振动，再通过神经传递给大脑。人就听到声音了。实际上，大部分声音都是通过空气，传到人的耳朵里的。苏教版《科学》四年级上册《奇妙的声音王国》显露在外面，我们通常所说的耳朵叫耳廓，它是敞开的一扇大门。声波从耳廓进入耳道，振动鼓膜。鼓膜是一片紧绷的小皮，声波会使它振动。鼓膜与一个被称做锤骨的小骨头连接，振动波由锤骨再传给另外的两块小骨—砧骨和镫骨，然后进入耳蜗。耳蜗是一种蜗牛壳状的管道，内部充满液体。耳蜗的液体由此产生了波动，并推动从液体里一行行毛发细胞中伸出来的纤毛，这种纤毛通常只有在显微镜下才能看得见。纤毛运动产生神经信号，通过类似于电话线的结构—人体内的神经传递给大脑。这样，我们就听到了声音。声音传播要素声源发出声音耳朵介质传播声音（固体、液体、气体）（苏教版物理八年级上）平时我们说话的声音通过空气传入耳朵，当你捂起耳朵，声音直接通过头骨的震动传入耳朵，仔细听听，是不是和平时听到自己的声音不一样了呢月球上没有空气无法传播声音月球上没有用来传播声音的介质空气，所以宇航员说话必须借助无线电。太空中的声音旅行者号飞船旅行者的金唱片美国于1977年8月20日和9月5日分别发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”两艘宇宙飞船，两艘宇宙飞船上各带有一张名片为“地球之音”的铜质镀金激光唱片，这张金唱片承载着人类与宇宙星系沟通的使命。北京时间2014年9月13日凌晨2点，美国国家航空航天局(NASA)召开新闻发布会，宣布37年前发射的“旅行者1号”探测器已经离开太阳系，正在飞向别的恒星。地球图片115张各国问候语55句人类音乐90分钟地球上的声音人类给外星人听了什么声音Kiss,MotherandChild（亲吻，母亲和孩子）Birds,Hyena,Elephant（鸟，鬣狗，大象）Volcanoes,Earthquake,Thunder（火山，地震，雷电）Footsteps,Heartbeat,Laughter（脚步，心跳，笑声）MorseCode,Ships（莫尔斯码，轮船）55种语言中有4种中国方言广东话各位都好吗？祝各位平安健康快乐闽南话“太空朋友汝好！汝呷饱未？有闲来阮这坐坐！”（译：太空朋友你们好！你们吃饱了没有？有空来我们这儿坐坐！）吴语祝你们大家好！普通话各位都好吧，我们都很想念你们，有空请到这来玩90分钟的音乐中，最长的是古琴曲流水(7分37秒），比贝多芬的命运交响曲还长（7分20秒）MurmursofEarth地球的呢喃旅行者金唱片“高山流水”最先出自《列子·汤问》，传说伯牙善鼓琴，钟子期善听。伯牙鼓琴志在高山，钟子期曰：“善哉，峨峨兮若泰山。”志在流水，钟子期曰：“善哉，洋洋兮若江河。”伯牙所念，钟子期必得之。钟子期死后，伯牙痛失知音，摔琴绝弦，终身不操，故有高山流水之曲。后用“高山流水”比喻知音或知己。当时，音乐编辑安德鲁·扬打电话给哥伦比亚大学教授周文中，请他推荐一首中国乐曲。他本以为周文中需要时间考虑，没想到周文中毫不迟疑地答道:“《流水》！这是一首人类意识与宇宙共鸣的冥想曲，用古琴演奏，这种乐器在耶稣降生之前几千年就有了。自孔子时代起，《流水》一曲就是中国文化的组成部分。选送这首乐曲足以代表中国。”

管平湖（1897—1967），中国著名古琴演奏家、画家但为展示人类的不同音乐文化，初选出世界各地代表性乐曲达五十多首，最后，评委们决定从中选出二十七首，长度仍然很受限制。而管平湖演奏的《流水》时间长达七分三十七秒，无疑太长了。周文中坚持七分多钟的《流水》一点都不能删节，必须完整收入。这个提议得到所有评委一致通过。《流水》成为那张唱片中最长、也是最早确定入选的乐曲。长度仅次于它的，是贝多芬的《第五交响乐》第一乐章，七分二十秒。周文中对《流水》的欣赏与信心是出于对中国音乐传统的理解与古琴的感情。周文中1923～华裔美国作曲家古琴与古筝我们刚才提到的音乐《流水》是古琴曲，但很多人把古琴和古筝混为一谈。那么，古琴和古筝有什么区别呢？首先是外观。古琴是七根弦，故古称“七弦琴”。琴弦由丝绒绳系住，拴绕于弦轴上，属弹拨乐类的“无马乐器”。而古筝一般为21根弦，琴弦均匀排列于筝面上，每根弦均由人字形的弦马支起，属弹拨乐类的"有马乐器"。古琴，七根弦，无支撑的弦马。古筝，一般21根弦，有支撑的弦马。其次是音色，古琴虽只有七根弦，但一弦多音，其音域宽达四个多八度，借助面板上的十三个"琴徵"，可以弹奏出许多的泛音和按音。音色含蓄而深沉，古朴而典雅，表现力富有内涵，异常丰富，故古时被文人雅士列为"琴、棋、书、画"之首。而古筝基本上是一弦1－2个音，同一弦中移动弦马（柱），可以调作音高，音域宽广，音量宏大，音色淳厚优美，悠扬悦耳，表现力丰富而形象。一般古诗中提到的弹琴，都是古琴。“独坐幽篁里，弹琴复长啸。深林人不知，明月来相照。”同样是高山流水，古琴和古筝演绎不同的风韵古琴声古筝声最后是曲谱，古时多用“文字谱”，到了唐朝后多用“减字谱”。减字谱每一字块为由汉字减少笔画后组合而成的复合字。这种谱式主要只记指法动作和弦序、徽位而不记音高和节奏，所以是属于指法谱。下图为古代的文字谱。古琴减字谱古筝谱（简谱）古琴的摆放位置应当宽头朝右，窄头朝左，最细的线朝自己，徽位点和最粗的弦在对面。古琴的琴轸，也就是宽的那头，是要悬空在摆桌子右侧外面的。刘亦菲，你的古琴拿反了，宽的那头跑左手了。。。把图转一下，这样才对其实刘亦菲演的真的很有仙气，把琴摆正就完美了94版老三国，周郎月下为小乔弹琴，可惜又拿反了导演好偏心，诸葛亮就拿对了有的人可能觉得，古琴摆不摆正，似乎没有太大影响，大多数人也没有发现。其实，在86版《红楼梦》开拍前，所有的演员都进行过专业培训，内容不仅有红学相关的国学知识，还包括琴棋书画等一系列传统技艺。或许现在演员没有这么多时间去培训，但导演拍的时候，画个几分钟百度一下琴怎么摆是可以做到的。一部作品是否经典，可能不是当时的收视如何，而是它是否能禁得起时间的检验。老版的四大名著虽然拍摄年代久远，也存在不少问题，但他们确实对得起四大名著这个称号。中国的传统文化博大精深，弘扬传统文化，也许就是把古琴摆对这一个小小的细节。（PS老三国虽然古琴摆反了但里面不少古琴曲真的很经典，特别是其中诸葛亮出山时的《有为歌》，被改编为琴歌《卧龙吟》后，至今仍是古琴音乐会上经久不衰的演奏曲目。前面的链接有，腾讯视频没法比较难下大家自己上网感受下20年前电视剧的配乐水平吧）《三国演义》元末明初，罗贯中120回《水浒传》元末明初，施耐庵120回《西游记》明，吴承恩，100回《红楼梦》清，曹雪芹，120回四大名著声音是如何保存的听了这么多动听的声音，同学们有没有想过这些声音是如何保存的？声音能记录下来，是因为它是一种连续的空气振动，属于机械振动中的纵波，具有大小和方向，我们能通过一定的技术手段记录到这种机械振动，于是声音就能被记录。声音的机械振动放不出来点这记录声音的方式常用的不外乎两种，一种是模拟，一种是数字。模拟方式，就是将声音的空气震动，变成大小强弱对应的连续的电信号，然后再转变为连续的磁信号，记录在能被磁化的介质上，如钢丝录音机（很早的设备）、磁带录音机就是这个原理。被磁化的介质以一定的速度通过线圈（磁头）时，强弱变化的磁场感生出强弱变化的电场，形成对应变化的电流，让后将这种电流通过一定方式的放大，就还原出记录的声音了。模拟方式还有一种不是用磁介质的，就是黑胶唱片，它的记录原理前面和使用磁介质是一样的，也是将空气震动信号变成电信号，但后面就是将电信号再转换成一种机械振动，带动一根记录针，将振动的规律记录在黑胶母碟上，也就是在母碟上刻出一圈一圈的凹槽，就制作出黑胶唱片的母版，然后通过一定的技术手段翻版出能实用的黑胶唱片。还原声音时，则正好是上述记录过程的反向，将唱针放到凹槽里，转动唱片，唱针就会根据凹槽的深浅、弯曲产生对应的机械振动，然后这种机械振动再转换为电信号，通过检波和放大，就还原出记录的声音了。数字方式，也是首先将声音的空气振动转变为连续变化的电信号，然后对这种连续变化的信号进行采样（每隔一个时间段，得到电信号大小的一个值，间隔的时间越短，得到的一系列的电信号值越接近连续的波形值），将采样得到的一串数据通过一定的算法进行转换、压缩，最后得到声音信号的一串数据，然后以文件的形式记录下来。回放则是上述过程的逆向运算，最后得到一个变化的电信号，驱动扬声器，将这种变化的电信号转换为空气振动，形成我们听到的声音。我们马上要拼装的智能留言机就是使用数字方式。声音的传播需要哪三个要素？思考声音的记录方式有哪两种？生活中见过哪些留言机？实验2麦克风接受声音的空气振动转换为电信号芯片保存刚才的电信号，断电后依然保存喇叭把芯片保存的电信号，转换为声音的空气振动电池盒录音按钮录音麦克风语音录放模块红外探测模块喇叭同学们在八年级下册《数学》第七章学习过统计表，请同学们设计表格，探究红外传感器的测量距离与角度，记录表格，写出分析结果。探究角度红外传感器感应（是or否）距离红外传感器感应（是or否）0°015°2cm30°4cm45°6cm……思考实验过程中遇到问题小组间是如何解决的？红外传感器是否灵敏？如何调节？设计创作3小钝角扇形小直角三角形长方形小直片圆形正方形3D造型模块铆钉的正确使用方式①将器材上想要铆接的孔对准连接模块的正确方式②插入铆钉③用力把铆钉按到底3设计构思(Conceive)是以抽象思维为主导、包括形象思维、潜意识思维和灵感思维等的心理活动。一切人类活动都需要构思这一生命的光华。而创造性，更是构思的灵魂所在，是最显著的特性。本项目设计主题定为储物盒。小组成员讨论确定设计作品，构思为谁设计、什么时候使用、什么场合使用项目设计步骤13设计查阅储物盒的相关图片，以便小组之间讨论确定外观造型，可参考以下范例。2功能介绍：家庭多用电子留言储物盒有9个功能，由两大部分组成。背景板是一只白兔，因为老妈是属兔的，意思是告诉老爸：如果再忘记带东西，肯定又会被老妈训！兔子的耳朵上可以贴便签，告诉家里人今天要做的事情；兔耳朵的下面是倒走的时钟，可以告诉我们准确的时间；时钟下面是一个温度传感器，只要拍一下手，就可以知道当时的温度，提醒家人增减衣物；再向下是一个笔筒；兔子身上有三个钩子，可以挂手表、眼镜，还有我的月票卡；储物盒的底座可以分为三部分，左边是由三块挡板构成的立体空间，是放手机、钱包的地方；中间三个格子，分别放我的、老妈和老妈的钥匙，别担心放错的问题，因为每个格子的颜色都不一样哦！座底的最右边是一个透明的小盒子，便签本和用过的便签纸都可以放在里面，由我一个星期整理一回。另外在兔子的背上还装置了传感器电路留言机，我用一个，爸妈用一个，谁的LED灯亮了，就说明谁的留言机里有信息，使用起来方便极了。3设计画出结构草图33设计讨论在搭建外形时遇到了哪些问题？有哪些注意事项？完成的作品跟自己预先设想的是否一致？为什么？演讲展示4演讲比一比谁最棒设计新颖、美观外形色彩搭配漂亮制作精细、牢固评价4展示

你们小组成功了吗？碰到了哪些问题？是如何解决的？

在这个项目中，别人对我的评价：

积极主动，贡献很大

有一定作用

没起到什么作用在小组合作中，我们小组：

比较融洽，全都热