[人工智能普及教育]创意电子乐器设计、制作与演奏
2023-02/总第323期
编程与硬件设计是现代社会必备技能,但部分学生看到密密麻麻的电路和程序容易产生“畏惧感”。本项目从耳熟能详的乐器入手,结合编程与硬件设计,开展创意电子乐器教学活动。项目引导学生制作创意乐器用于表演,由易到难,使其更易接受。随着项目的进行,学生逐渐发现技术有利于解决乐器演奏问题,且必不可少,大大降低了学生对编程与硬件设计的心理负担。最后,学生利用自己设计和制作的乐器演奏时,发现艺术和技术学习是可以融合的,在寻找乐趣的过程中还可以学习到知识、提升综合能力。
项目准备
项目要求学生以小组为单位,基于Arduino硬件和编程,结合自己对于乐器与演奏的理解设计并制作1件电子乐器。其中,乐器要体现“创意”二字,与传统的“电子琴”要有所区别,要求学生运用设计思维,针对不同的用户和需求进行个性化设计。引导学生充分利用各种类型的传感器和电子元件,打造1件独一无二的创意电子乐器,并用该乐器进行现场演奏。
项目分析
项目围绕音乐、通用技术、信息和物理等学科的核心素养进行设计,有序引导学生进行乐理知识、电路设计、Arduino为主的开源硬件使用和编程等方面的学习,通过学习单进行自主检测;指导并鼓励学生运用数字化工具进行创作,通过现场演奏的方式展示制作的乐器及制作过程,对于提升学生创新设计、工程思维、物化能力、团队合作和表达沟通等能力具有重要作用。
项目实施
项目鼓励学生设计和制作各种具有不同造型和不同功能的乐器,要求学生掌握一定的乐理知识、工程学相关知识,以及数字化制作工具的操作方法等。项目以现有乐器为基础,分析其工作原理,结合理论知识,从以下几个阶段开展创意电子乐器的设计和制作,总共需要17~19课时。
学习研讨活动
观察思考(1课时)
引导学生观察感兴趣的乐器,了解其发声的基本原理,学习基本的乐理知识,并学会演奏简单的乐曲,最后查阅相关资料了解各种乐器的外观设计原则。
技术设计(2课时)
①指导学生学习设计的基本流程,掌握基本工具、软件等的操作方法。②引导学生利用现有乐器,结合自己的理解进行设计,初步完成创意电子乐器草图、原理图等。
自主学习(4课时)
学生利用教师团队自主开发的学习手册开展自主学习:①根据外观设计需求,自主选择3D打印机、激光切割机、机械雕刻机、电烙铁等工具进行学习和实践;②根据自己的基础、兴趣和程序设计需求,自主选择Mixly或Python等编程软件,自定步调探索多种电子乐器的触发方式,如按键式、触摸式、非接触式(用传感器)等。学习手册采用项目式活动+教程案例相结合的方式编写,以满足学生多样化的需求。
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