小学四年级上学期信息科技《神奇的声音密码》教学设计

单元一单元小节4课题神奇的声音密码课型新授内容出处《小学编程》上册第开源硬件部分 作者段亚日期学习内容与学情分析本课为重庆出版社《小学编程》上册开源硬件部分第一单元第四课。本单元是学生初始学习硬件编程的首个单元,主要学习内容是在学生学习图形化编程软件Kittenblock的基础上结合微型电脑开发板MEOWBIT的“输出”部分（显示屏、蜂鸣器等）创作出一些贴近生活、简单有趣的作品，力求让学生的编程学习更为直观、生动，也为下一单元结合传感器(“输入”部分)创作出更为复杂的作品打下基础。学生在前三课已经熟悉了微型电脑开发板MEOWBIT的基本使用方法，能运用“图标“、”绘图“等命令让显示屏上呈现图案，本课则在此基础上继续引导学生体验硬件编程的过程与方法，探究另一输出设备——蜂鸣器。教学中以三个环环相扣、层层递进的任务驱动学生的探究，同时设计了丰富有趣的拓展任务以供选择，以求令各个思维层级的孩子都能享受到思考与探究的乐趣。学习目标1．了解声音可以传递信息，体会信息传播的多样性，增强信息意识。2.了解摩斯密码的基础知识，能利用指令编程模拟摩斯密码的发送，在“编码——译码”的过程中提升算法思维。教学实施目标与环节学习过程微课内容一、导入师：同学们，欢迎来到小学编程上册开源硬件部分第一单元第四课，神奇的声音密码。首先，让我们来听几段声音，一边听一边思考，说说这些声音分别让你想到了什么。你听出来了吗？前三段声音分别是警车、消防车、救护车在执行任务时发出的特定声音，这些声音可以提醒道路上的其他车辆尽量避让。第四段声音是防空警报声，战争年代在城市受到空袭威胁时提醒人们注意躲避，平时也可以用于突发情况下的灾情预报和紧急报知。看来在我们的生活中，常常用约定的声音来传递信息。师：再来听一段声音。这是发电报的声音。如今，电报并不常见，然而在当时，它的出现让人们告别了用信鸽、快马、烽火台等费时又费力的信息传递的方式，大大提高了信息传递的效率。电报机发出的声音被称作摩尔斯电码，也叫摩斯密码。这就是我们今天要探索的声音密码。接下来请继续保持你敏锐的听力，让我们开始今天的学习旅程吧。二、学习目标出示师：希望你能通过今天的学习完成以下目标。三、学一学1.摩斯密码的基础知识师：首先，我们来了解摩斯密码的基础知识。（1）首先，让我们听一段摩斯密码，感知它的组成。摩斯密码是一种时通时断的信号代码，由长音、短音和长短音之间的停顿间隔组成。（2）然后，我们学习它的记法。按照规则，我们将短音记作点（•）长音记作划（—）。我们来听一小段摩斯密码，尝试将它记录下来。你记录正确了吗？（3）接着，我们来学习它的读法。按照规则，我们将短音读作“嘀”，它长音读作“哒”。你能读一读这段摩斯密码吗？这段密码应该读作滴滴哒哒哒。（4）接下来我们来看看长音、短音和长短音之间间隔的时长关系。按照规定，长音时长是短音的3倍，长短音之间间隔的时长和短音时长相同。如果我们用t来表示短音时长，那么长音时长则为3t，间隔时长为t。注意这里的“t”是指单位时间，由发送人自己规定。（5）最后我们来了解它的编码规则。摩斯密码将长短音按照不同的数量和顺序进行排列，就可以表示不同的英文字母、数字和标点符号。这是0-9数字的摩斯密码。师：（小结）了解了摩斯密码的基础知识，接下来让我们尝试发送和接收摩斯密码吧。2.任务一师：译电员们利用电报机来准确呈现每个声音和间隔的时长，而我们的好朋友Meowbit主板上也有一个蜂鸣器，用编程指令可以控制它发出不同音调、不同长短的声音。接下来让我们用Meowbit板来模拟电报机，发送摩斯密码。首先，我们试着来发送一个数字。请看任务一。阅读书本76页，先读懂数字1的编程思路图，然后确定一个数字作为传递的信息，在导学单上写出该数字的编程思路图。开始尝试吧！。师：编程思路分析。生：上机操作。师：（评价小结）这是某位同学的填写情况，你能猜出他想要传递的是哪个数字吗？3.任务二师：（出示任务）确立了思路，接下来请看任务二：按照编程思路，编写所选数字的摩斯密码程序并通过Meowbit用声音来传递（编码）。编写完毕后，同桌互相听一听，看能否听出对方传递的是哪个数字（译码）。温馨提示：编码时，思路清晰，代码准确；译码时，听得仔细、记得清楚。如果长短音不明显，可以试当增大t值。师：依据编程思路想一想，我们需要用到哪些编程指令呢？响多少秒如何实现？这里要用到一条新指令，它可以控制Meowbit上的蜂鸣器发出声音，指令涉及两个参数，其中频率跟音调有关，我们可以直接运用默认的440HZ，当然你也可以尝试更改数值。另一个参数延时则表示声音持续的时间。那么长短音之间的停顿如何实现呢？是的，我们可以运用熟悉的等待指令。开始尝试吧！生：上机操作。师：（评价小结）一起来听听这位同学的摩斯密码，你能听出他想传递的是哪个数字吗？4.任务三师：尝试了数字摩斯密码的发送和接收，接下来让我们认识一个特殊的、由字母组成的摩斯密码，国际通用求救信号，“SOS”。SOS最早的产生是由于当时海难事件频繁发生，往往由于不能及时发出求救信号，造成很大的人员伤亡和财产损失。“SOS”的摩斯密码是S、O、S这三个字母的密码组合，这样三短三长三短的电码很容易被发报方发出，也很容易被接报方辨识。这个电码在1912年泰坦尼克号沉船事件后开始被广泛使用。任务三，请编写“SOS”的摩斯密码程序并通过Meowbit用声音来传递。编写完毕后，同桌互相听一听，看能否听清。温馨提示：如果思路不够清晰，可以先在导学单上写出编程思路，再编写程序。字母间的间隔时间比点和划之间的停顿要长一些，可以设为3t。同样的，如果长短音不明显，可以试当增大t值。开始尝试吧！。师：了解了数字和字母的摩斯密码，你也许还会好奇汉字的摩斯密码表示方式。汉字摩斯密码的表示规则是用四个数字来表示一个汉字。你可以通过搜索引擎来搜索某个汉字的摩斯密码。例如，输入“重”字，点击“查询”，便得到了它的摩斯密码“6850”。输入庆字，点击“查询”，便得到了它的摩斯密码“1987”。你还可以和你的小伙伴一起自行设计一套电码，规定相应汉字的表示方式，传递属于你们的秘密。如果你感兴趣，可以继续尝试运用摩斯密码来传递一个汉字、一句话。温馨提示：在使用时，发送者和接收者须使用同一套电码才能正确译出传递的内容。数字之间的停顿比点和划之间的停顿要长一些（可以设为3t），汉字之间的停顿则更长（可以设为5t、7t等）。四、探一探师：同学们，我们已经完成了这堂课的主要学习任务，真棒！接下来，让我们进入拓展延伸部分，发现莫斯密码的更多奥秘。师：除声音以外，摩斯密码的信息传递还可以通过敲击手指、灯光、眨眼、咳嗽等其他方式进行，只要掌握了编码规则，我们便可以依据场景来选择合适的传递方式。让我们来欣赏两个电影片段，进一步感受摩斯密码的魅力。接下来，开动你的小脑袋，尝试运用多种方式来传递SOS吧。以下思路供你参考。五、评