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国内统一刊号:CN32—0019
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基于STEAM理念的Micropython编程设计——炫彩的脉动 |
来源:本站原创 作者:主讲人:居晓波 发布日期:2017-12-12 16:38:41 |
作者简介:居晓波 上海市储能中学计算机高级教师,华东师范大学教育硕士。著书出版STEAM可视化编程思维系列教材,领衔多项创新教育科学研究项目,在教学、教科研、研究论文领域获奖众多。
1.体验STEAM科学探究和工程设计流程;2.使用Micropython编制脚本呈现炫彩的脉动;3.探究心率的测量机制与原理;4.了解和应用Micro:bit、心率传感器等;5.通过软件编程与外接硬件设备相结合的跨学科STEAM编程活动,增强解决真实问题的实践能力。
主题:探究心率并体验测量心率的过程。(如图1)
1.材料、工具准备。 Micro:bit主控板(如图2);心率传感器(如图3);彩虹灯带(如图4);Micro:bit扩展板(如图5);数据连接线;Micropython在线编程平台。
Micro:bit是一款ARM架构的单片机,包括板载蓝牙,加速度计,电子罗盘,三个按钮,5×5LED点阵(如图2)。
(PhotoPlethysmoGraphy)测量心率,即插即用,通过检测皮下毛细血管内的血氧变化量来检测对应的人体心率。心率传感器配有两个安装孔,可以佩戴于手指、手腕、耳垂等,可与皮肤直接进行接触。
2.硬件连接。 将Micro:bit主控板通过金手指插槽与扩展板相连接,心率传感器与Micro:bit扩展板的P0号引脚相连接,彩虹灯带与Micro:bit扩展板的P1号引脚相连接,通过USB数据连接线将Micro:bit与电脑相连,连接效果如图7所示。
打开Micropython在线编程平台,网址为:http://python.microbit.org/v/1。界面如图8所示,在代码编辑区编写代码,点击Download,将代码烧录至Micro:bit板上,即可看到实验效果。
提示:循环结构 分支结构 实验效果(心率脉冲较小时的实验效果如图9所示;心率脉冲较大时的实验效果如图10):VIN引脚(扩展板上的充电口)连接一个充电宝(通过图9右下方白色连接线),上载程序后可以拔出连接Micro:bit与电脑的数据线,由充电宝供电。
归纳与反思实验环节的经验和出现的问题,发展新需求,进一步自主设计,改进设计方案。
学生在后续的学习中将进一步探索使用Micropython编程平台,开展基于项目的编程活动,经历发现问题、定义问题、构建假设、测试评估、智造展示等阶段。让学生关注学校、家庭和社区等周遭环境与事物,来处理有现实意义与价值的问题,并为深入探究Python大数据分析与挖掘、机器学习算法等人工智能相关领域打下坚实的基础。 |
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