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研究背景与简介
电子信息技术是当代最活跃、渗透力最强的科学技术。随着我国科学技术和人民生活水平的不断提高，电子信息技术的应用已经进入各个领域，成为现代生产生活中不可缺少的重要组成部分。学生很想了解、学习有关的电子信息技术，但是，至今为止，电子信息课堂教学一般都是老师系统讲解理论知识，缺少生动直观的教具，所以，学生在学习电子信息技术知识理论时，总感觉抽象、枯燥、深奥，学习热情和兴趣难以激发，不能达到很好的教学效果。因此，从电子信息技术课堂教学现状和广大教师、学生们的需求出发，非常需要研发新颖直观的科技教具，通过深入浅出的讲解演示，增强学生学习电子技术的积极性和自信心，提高课堂教学质量。
根据新课标要求，教师不能仅仅是教材的传授者，还应善于用新方法、新思路创设新课程，重视跨学科教学，体现学科之间的联系，重视综合性知识的学习和应用。基于以上原因，经过多方考虑和大量查新研究，结合学生兴趣特点和当代先进科学技术，我研发了科技创新教具——电子通讯可编程音乐终端演示仪。
该演示仪可采用USB有线接口或蓝牙无线通讯接口，以音乐为载体，自主研发音乐软件平台，实现现场编程，展示C语言编程的代码生成过程。演示仪采用单片机编程、控制播放乐曲，能随意改变音乐节奏，通过终端可以上网交互数据。
研究目的
让教师可以借助演示仪形象直观地讲授电子通讯技术、电子发声原理、单片机编程、硬件设计、开发音乐软件等电子信息技术，展示知识生成过程，提高教学质量，体现新课标对教师要求。
让学生能用这个演示仪清晰、深入浅出地体验、理解电子信息技术。借助这个演示仪开阔学生眼界，让学习充满乐趣。
提高学生创新精神和电子信息技术实际应用的意识。
发明关键技术与工作过程说明
关键技术
根据音高和频率转化表，利用单片机编写音乐程序。
自主研发音乐软件平台，实现学生现场编程，将图形化转化为C语言编程代码，利用8051单片机控制播放乐曲并随意改变旋律与节奏。
8051单片机控制音符排序与触摸键相对应，利用触摸时长控制每个音符长短，可以随意变化旋律与节奏。
使用蓝牙无线通讯技术中2.4GHz的ISM频段。
使用传输速度快、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电的USB有线接口。
工作过程说明
首先，将教具发明实物通过USB有线接口或无线蓝牙通讯接口与平板电脑（移动终端）连接，单片机LED指示灯闪亮，系统准备就绪。
其次，打开平板电脑里自己研发的音乐编程软件平台，即兴编写音乐程序，将写好的音乐程序写入单片机。在音乐编程界面，可以将现场图形化编程，即时生成为C语言的编程过程。
之后，单片机控制播放乐曲，调节旋钮，音乐可以整体加速、减速。单片机能够判断是否有按键。如果按压触摸键，单片机则按照电脑里即兴编写好的音乐音符排列，与触摸键的按键次数一一对应音符个数。按压触摸按键，该音符会持续发声，直到停止本次触摸。再次触摸，则是下一个音符。这样，可以实现在确保音准的基础上，根据自己对乐曲的理解，随意变化乐曲中每个音符的时长，像作曲家一样自由发挥。
学生也可以保存自己编写的音乐程序，利用移动终端平板电脑在网络上共同分享，实现信息交流与学习。
发明设计结构
演示仪电路原理见图l，音乐控制流程见图2。
蓝牙无线通讯可编程音乐终端演示仪见图3。
创新点与演示仪应用初步效果
创新点
演示仪综合运用了电子通讯技术、电子发声原理、单片机技术、音乐软件开发等内容，可以展示知识的形成过程，进行跨学科科技创新探索。
融趣味性和知识性为一体，增加课堂互动环节。学生可以现场编写音乐程序，利用单片机控制音乐播放、随意改变音乐节奏、通过移动终端实现上网交流信息（比如交流曲谱）等。
可以按照知识难度分类教学，适合不同层次的学生学习，可提高课堂教学质量的目标。
演示仪可拆卸、组装，方便操作演示、携带和保管；成本低、可以推广使用。
演示仪应用初步效果
我在部分中小学校上电子信息技术课时使用了该演示仪，初步达到预期教学效果，得到学生和老师们的好评。同行老师们反映，该演示仪设计较新颖，利于教师讲授、展示电子信息技术，有助于激发学生学习热情，增强他们学习电子技术的兴趣。该教具知识综合性强，适合不同层次的学生学习。使用过演示仪的同学反映：该教具趣味性强，拉近了我们与高科技知识的距离，让我们感到很新颖别致；该教具可以让我们直观地学习电子通讯技术、电子发声原理等多种电子信息技术，感受和体验知识的形成过程，感到不难、不深奥了；该教具增加了课堂互动环节，我们通过模型演示与实践，既能在“玩”中学又能在学中“玩”！
改进与展望
下一阶段改进方向是：在研发音乐编程软件时，多考虑一些音乐元素，让音乐展示得更加丰富多彩；为了方便小学低年级和幼儿园学生使用，可以考虑用磁卡读卡器的方式，指令音符按照顺序刷卡，这样，操作更简单，更加便于学习。
该项目获得第29届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科技发明类一等奖。
专家评语
本发明利用USB有线接口和蓝牙无线通讯，实现了现场编写乐曲、可随意改变音符节奏等功能，还可以在网上实现交互教学功能。同时为了方便幼儿教学，还可以利用读磁卡的形式输入音符。本发明把学习音乐知识的过程变得更加直观和有趣，增加了课堂互动，有利于学生对音乐产生更加浓厚的兴趣。
电子信息技术是当代最活跃、渗透力最强的科学技术。随着我国科学技术和人民生活水平的不断提高，电子信息技术的应用已经进入各个领域，成为现代生产生活中不可缺少的重要组成部分。学生很想了解、学习有关的电子信息技术，但是，至今为止，电子信息课堂教学一般都是老师系统讲解理论知识，缺少生动直观的教具，所以，学生在学习电子信息技术知识理论时，总感觉抽象、枯燥、深奥，学习热情和兴趣难以激发，不能达到很好的教学效果。因此，从电子信息技术课堂教学现状和广大教师、学生们的需求出发，非常需要研发新颖直观的科技教具，通过深入浅出的讲解演示，增强学生学习电子技术的积极性和自信心，提高课堂教学质量。
根据新课标要求，教师不能仅仅是教材的传授者，还应善于用新方法、新思路创设新课程，重视跨学科教学，体现学科之间的联系，重视综合性知识的学习和应用。基于以上原因，经过多方考虑和大量查新研究，结合学生兴趣特点和当代先进科学技术，我研发了科技创新教具——电子通讯可编程音乐终端演示仪。
该演示仪可采用USB有线接口或蓝牙无线通讯接口，以音乐为载体，自主研发音乐软件平台，实现现场编程，展示C语言编程的代码生成过程。演示仪采用单片机编程、控制播放乐曲，能随意改变音乐节奏，通过终端可以上网交互数据。
研究目的
让教师可以借助演示仪形象直观地讲授电子通讯技术、电子发声原理、单片机编程、硬件设计、开发音乐软件等电子信息技术，展示知识生成过程，提高教学质量，体现新课标对教师要求。
让学生能用这个演示仪清晰、深入浅出地体验、理解电子信息技术。借助这个演示仪开阔学生眼界，让学习充满乐趣。
提高学生创新精神和电子信息技术实际应用的意识。
发明关键技术与工作过程说明
关键技术
根据音高和频率转化表，利用单片机编写音乐程序。
自主研发音乐软件平台，实现学生现场编程，将图形化转化为C语言编程代码，利用8051单片机控制播放乐曲并随意改变旋律与节奏。
8051单片机控制音符排序与触摸键相对应，利用触摸时长控制每个音符长短，可以随意变化旋律与节奏。
使用蓝牙无线通讯技术中2.4GHz的ISM频段。
使用传输速度快、使用方便、支持热插拔、连接灵活、独立供电的USB有线接口。
工作过程说明
首先，将教具发明实物通过USB有线接口或无线蓝牙通讯接口与平板电脑（移动终端）连接，单片机LED指示灯闪亮，系统准备就绪。
其次，打开平板电脑里自己研发的音乐编程软件平台，即兴编写音乐程序，将写好的音乐程序写入单片机。在音乐编程界面，可以将现场图形化编程，即时生成为C语言的编程过程。
之后，单片机控制播放乐曲，调节旋钮，音乐可以整体加速、减速。单片机能够判断是否有按键。如果按压触摸键，单片机则按照电脑里即兴编写好的音乐音符排列，与触摸键的按键次数一一对应音符个数。按压触摸按键，该音符会持续发声，直到停止本次触摸。再次触摸，则是下一个音符。这样，可以实现在确保音准的基础上，根据自己对乐曲的理解，随意变化乐曲中每个音符的时长，像作曲家一样自由发挥。
学生也可以保存自己编写的音乐程序，利用移动终端平板电脑在网络上共同分享，实现信息交流与学习。
发明设计结构
演示仪电路原理见图l，音乐控制流程见图2。
蓝牙无线通讯可编程音乐终端演示仪见图3。
创新点与演示仪应用初步效果
创新点
演示仪综合运用了电子通讯技术、电子发声原理、单片机技术、音乐软件开发等内容，可以展示知识的形成过程，进行跨学科科技创新探索。
融趣味性和知识性为一体，增加课堂互动环节。学生可以现场编写音乐程序，利用单片机控制音乐播放、随意改变音乐节奏、通过移动终端实现上网交流信息（比如交流曲谱）等。
可以按照知识难度分类教学，适合不同层次的学生学习，可提高课堂教学质量的目标。
演示仪可拆卸、组装，方便操作演示、携带和保管；成本低、可以推广使用。
演示仪应用初步效果
我在部分中小学校上电子信息技术课时使用了该演示仪，初步达到预期教学效果，得到学生和老师们的好评。同行老师们反映，该演示仪设计较新颖，利于教师讲授、展示电子信息技术，有助于激发学生学习热情，增强他们学习电子技术的兴趣。该教具知识综合性强，适合不同层次的学生学习。使用过演示仪的同学反映：该教具趣味性强，拉近了我们与高科技知识的距离，让我们感到很新颖别致；该教具可以让我们直观地学习电子通讯技术、电子发声原理等多种电子信息技术，感受和体验知识的形成过程，感到不难、不深奥了；该教具增加了课堂互动环节，我们通过模型演示与实践，既能在“玩”中学又能在学中“玩”！
改进与展望
下一阶段改进方向是：在研发音乐编程软件时，多考虑一些音乐元素，让音乐展示得更加丰富多彩；为了方便小学低年级和幼儿园学生使用，可以考虑用磁卡读卡器的方式，指令音符按照顺序刷卡，这样，操作更简单，更加便于学习。
该项目获得第29届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科技发明类一等奖。
专家评语
本发明利用USB有线接口和蓝牙无线通讯，实现了现场编写乐曲、可随意改变音符节奏等功能，还可以在网上实现交互教学功能。同时为了方便幼儿教学，还可以利用读磁卡的形式输入音符。本发明把学习音乐知识的过程变得更加直观和有趣，增加了课堂互动，有利于学生对音乐产生更加浓厚的兴趣。