济南少儿编程：编程结合物理，用Scratch模拟声波实验！~山东少儿编程~少儿编程

    “小球自由落体弹跳3系列”是我尝试scratch与物理结合的初步探索，之后我一直想做一些低年级孩子既能亲手实践，也能用scratch编程模拟出来的STEAM科学小实验……】

    知识引导和普及

    小时候我们看电影《六指琴魔》，其中天魔琴是一件大杀器，发出的琴声可以杀人于无形，一个六指琴魔+一个天魔琴就可以灭了全武林，一点不比核武器逊色！类似的桥段也出现在了电影《功夫》里，不过这次狮吼功更胜一筹，包租婆善狮吼功，一招狮吼功大战六指琴魔，坏人筋脉错乱、衣服也被吼烂了。

    虽说影视作品有些夸张，但还是有依据的。其中的原理是声波！

    声音也是一种能量！声音始于空气质点的振动，如吉他弦、人的声带或扬声器纸盆产生的振动。这些振动一起表现为可视化波形的声波推动邻近的空气分子，而轻微增加空气压力。压力下的空气分子随后推动周围的空气分子，后者又推动下一组分子，依此类推。高压区域穿过空气时，在后面留下低压区域。当这些压力波的变化到达人耳时，会振动耳中的神经末梢，我们将这些振动听为声音。

    声波是声音的传播形式，声波是一种机械波，由声源振动产生。声音传播过程只是能量的传递过程，而不发生质量的传递。声波能使其它物体振动，表明声波具有能量。物体振动发出的声波向四周传播，声波能量逐渐扩散开来。（开发利用：声波吹灰器、声波电动牙刷等商品）

    再来几个词语概念普及传播介质除了空气，水、金属、木头等弹性介质也都能够传递声波，它们都是声波的良好介质。在真空状态中因为没有任何弹性介质，所以声波就不能传播了。振幅表示质点离开平衡位置的距离，反映从波形波峰到波谷的压力变化，以及波所携带的能量的多少。高振幅波形的声音较大；低振幅波形的声音较安静。频率声波的频率是指波列中质点在单位时间内振动的次数。以赫兹（Hz）为单位测量，描述每秒周期数。例如，1000 Hz 波形每秒有 1000 个周期。频率越高，音乐音调越高。按频率分类，频率低于20Hz的声波称为次声波；频率20Hz~20kHz的声波称为可听波，即人耳能分辨的声波；频率20kHz~1GHz的声波称为超声波；频率大于1GHz的声波称为特超声或微波超声。在这其中，次声波的危害性是比较大的。次声波具有很强的穿透能力，可以穿透建筑物、掩蔽所、坦克、船只等障碍物。7000 Hz的声波用一张纸即可阻挡，而7 Hz的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土，地震或核爆炸所产生的次声波可将岸上的房屋摧毁。

    次声波能致人于死。人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.01～20赫），倘若外来的次声频率与体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”，从而使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状，甚至使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。

    我们知道了原理，再回到现实。在现实生活中，有没有狮吼功？

    有些歌手会用高脚杯来训练自己唱歌音准， 对着杯子大声唱出这个音，唱准了杯子就会碎，唱高了或者唱低了，杯子都不会碎。2005年5月美国探索频道的《流言终结者》中，摇滚男歌手文戴拉在高速摄像机的监督下，把嘴边的一个玻璃红酒杯唱成了碎片。

    好的声音条件加上长时间的训练，当你发出的声音和另一物体达到固有频率接近或相同时，那么你也可以学会“狮吼功”。

    这个，，对我们普通人来说，好像还是太难了哈！！

    不过，有些小实验我们还是很容易操作的，通过这个实验来观察“声音”，看到声音的能量（这个实验可以作为亲子实验来跟孩子一起做）小实验

    准备道具：

    小收音机1个、气球碎片1张、盐少许、皮筋1个、纸筒1个

    实验过程：

    1、将气球碎片蒙住纸筒口，并用橡皮筋捆绑固定住。

    2、将纸筒放在小收音机的喇叭位置处。

    3、往气球碎片上撒少许盐粉。

    4、开启收音机，并适当调节音量，观察盐粉的情况。

    通过实验我们会发现，刚开始静止的盐粉，在开启收音机后，盐粉跟随音乐的节奏抖动起来，并且音量越大，盐粉抖动越剧烈。

    原理：收音机的音乐响起时，引起纸筒内空气振动，进而让气球碎片也跟着一起振动，于是我们看到气球碎片上的盐也振动起来。另外，声音越大，物体振动幅度也越大。所以改变音乐声音大小，也会相应引发盐粒抖动的幅度。

    小资料：一些介质中的声速

    scratch编程

    做完小实验，我们还可以用scratch编程来复盘——跳舞的盐粉！

    同样的，我们准备好道具——选好角色！我们让纸筒放在鼓上，分别用话筒、电子琴和收录机作为声源。自己制作一个小白点代表盐粉，放在气球碎片上。

    先制作一个表达“跳动”功能的新积木块。之前，我们通过实验发现“盐粉跟随音乐的节奏抖动起来，并且音量越大，盐粉抖动越剧烈。”所以，跳动的幅度和频率跟音量有关（也跟音乐节奏有关，我们暂不这么清晰表达——简化我们的表达方式），我们接下来要表达的就是音量越大，盐粉跳动的幅度和频率越大，所以制作一个跟幅度和频率相关的跳动积木块。

    然后通过克隆功能，让盐粉铺满气球碎片上。

    制作盐粒跳动程序也很简单（当然这种侦测也比较粗糙，我们让中低年级的小学生能够明白其中的原理就够了）

    接下来用不同的声源进行测验！

    学会了吗？同学们！快去尝试一下吧！~

    速云少儿编程致力于 4 - 18 岁，山东少儿无人机编程教育机构，速云网络研发软件工程师授课少儿编程，教给孩子们不光要学习编程，还要结合编程知识给我们无人机写程序，实现我们无人机的自动启飞、人脸识别、智能跟随，包括更加高级的编程玩法，就是无人机编舞。可能家长想了！四岁孩子能学习无人机编程吗？那我们看个四岁的小同学吧，你自己看看能不能学习吧！

我们来看一看四岁小朋友的学习视频吧！

    家长担心孩子们真的能听懂课程吗？在每节课即将结束的时候我们都会进行课程汇报展示，来看一下小童鞋的汇报成果吧！

    这个时候家长可能说了，我们四岁的孩子，年龄辣么小，又不认字，那该如何学习呢？

    其实四岁、五岁的孩子不认字怎么学习？只要孩子识别颜色就可以学习。通过颜色识别具体编程积木，比如：蓝色是运动、紫色是外观、黄色是事件等等，通过颜色识别文字，根据颜色先实现出程序做出卡通的效果，以激发孩子兴趣，使孩子产生兴趣后开始具体学习每个积木的作用，再学习积木上面的文字。如下图：

    这个时候你还认为编程难吗？其实针对4岁起，就已经可以学习编程了。通过搭积木的方式让孩子学习编程。

    当然，比如我们下面的无人机编程视频吧！

    无人机能六架一起起飞？没错！那他又和数学有什么关系呢？

    小云说啦！这是根据我们数学中的坐标轴的 x轴 y轴 初始化无人机位置，无人机与无人机之间的距离、架数的多少，全部需要通过精密的计算，否则无法编排出理想的造型。

    现在作为家长的你！还在纠结无人机编程是否对孩子有帮助吗？

无人机编程能做什么？人脸识别？智能跟随？自动飞行？还有吗？

答案：有！那就是"无人机编舞"！不知道无人机如何编舞？快看下面我们速云小童鞋的无人机编舞吧！！

    无人机编程都学习哪些内容呢？

       让无人机与编程结合？

没错！就是要让孩子“动手”+“编程”实现无人机起飞。

重点培养孩子逻辑思维能力与动手操作能力，让孩子在编写无人机程序的时，无形的锻炼孩子的逻辑思维能力和前沿科技的运用能力，在飞行学习中，孩子们需了解飞机的机械结构，练习手眼协同能力，甚至自己组装飞行器；在编程中，无人机可以在三维空间中，用摄像头完成巡线、人脸识别等人工智能任务。

例如：人脸识别，智能跟随，红外线定稿，光流定位、无人机编舞等。

看我们小童鞋们上课视频吧

    坦克编程都学习哪些内容呢？

    动手组装”+“编写程序”

    通过编程将抽象理论与实践操作合二为一，让孩子重新理解知识，体验人工智能，培养独立思考的习惯和动手解决问题的能力。

    课程涉及机器人拼装、力学等数理知识，运用六类人工智能模块，编写专属的自动驾驶算法程序，让孩子更加深入理解人工智能技术。

    例如：人脸识别、智能跟随等前沿技术。