資源簡介

11 語音控制垃圾桶
通過語音控制垃圾桶，嚴格做好垃圾分類工作，也是疫情防控工作中最重要的一個環節。帶蓋子的垃圾桶雖然解決了垃圾異味的問題，但是在用手開蓋的過程中也可能存在污染和交叉感染。我們可以制作語音控制開蓋的垃圾桶，解決這個問題。
一、 素養目標
1.通過制作語音控制垃圾桶，培養學生的環境衛生意識。
2.指導學生獨立或合作完成語音控制垃圾桶的制作，使其獲得有積極意義的價值體驗。
3.通過使用智能硬件進行項目制作，培養學生開拓創新、砥礪奮進的勞動精神，體會勞動創造美好生活的道理。
二、 教學重難點
語音控制垃圾桶的制作。
三、 教學準備
教師：課件。
學生：（按組準備）翻蓋式垃圾桶3個、Arduino Nano（單片機）、USB線、擴展板、舵機3個、電池盒、語音識別模塊、杜邦線、曲別針3個、電池、壁紙刀、熱熔膠槍、尖嘴鉗。
四、 教學過程
（一）導入新課（2分鐘）
同學們，垃圾通常會有細菌和異味，帶蓋子的垃圾桶雖然解決了垃圾異味的問題，但是在用手開蓋的過程中也可能存在污染和交叉感染。請先將我們準備的3個垃圾桶分別設置為可回收垃圾桶、其他垃圾桶和廚余垃圾桶，并做好標記，然后我們一起對其進行語音識別控制的改造，這樣就可以通過語音控制開蓋，避免污染和交叉感染。
（二）自主、合作探究（5分鐘）
1.制作語音控制垃圾桶要用到哪些工具和材料？
2.討論大家可以想到的語音控制方法。
3.討論需要注意的事項。
（三）操作實踐，掌握技能（30分鐘）
1.學習Arduino Nano單片機、擴展板、語音識別模塊的使用。
2.語音控制垃圾桶制作實踐。
將學生分組，讓其根據各自的特長進行分工和合作。一個小組內有的同學負責結構制作，有的同學負責電路連接，有的同學負責程序編寫。
教師指導學生按步驟操作。
（1）連接電路：根據教材圖，將3個舵機分別連接到擴展板的 3 個數字端口，使橙色線對應S，紅色線對應V，棕色線對應G，然后將語音識別模塊連接到Arduino Nano。
（2）編寫程序：使用Arduino IDE編程軟件編寫程序。
（3）組裝結構：將舵機固定在桶蓋邊緣，并將舵盤用細線與桶蓋連接起來。
（4）功能調試：組裝完成后，進行調試。分別發出“可回收垃圾”“其他垃圾”“廚余垃圾”的語音指令，命令相應的垃圾桶蓋打開。如果有打不開或者關不上等情況，進行結構調整，或者修改程序中的舵機參數，直至其正常運行。
（四）展示評價，分享成果（5分鐘）
1.成果展示。展示各組制作的語音控制垃圾桶，看其是否能根據語音指令正確工作。
2.與同學、老師一起分享自己的實踐感受，注意表達、思考。
（五）拓展延伸，服務生活（3分鐘）
1.你是否能夠制作一個只需要說出名稱就能自動打開相應桶蓋的自動垃圾桶？有興趣的學生可以嘗試一下。
2.你對自己設計制作的語音控制垃圾桶滿意嗎？你覺得還有哪些需要改進的地方？寫下你的心情日志吧！
五、勞動評價
可結合評價標準，從電路連接、程序邏輯、垃圾桶工作情況、勞動態度與習慣四個方面對本次勞動進行評價。
評價內容 評價等級標準 等級
A B C
電路連接 電路連接規范，正確無誤 電路連接規范，能夠實現功能要求 電路連接基本規范
程序邏輯 程序邏輯簡潔合理，沒有錯誤，運行順暢 程序邏輯合理，能夠正常運行 程序能夠基本實現設計要求
垃圾桶 工作情況 垃圾桶語音控制開蓋，反應很靈敏，工作很穩定 能夠語音控制開蓋，反應較靈敏，工作基本穩定 能夠基本實現語音控制開蓋
勞動態度與習慣 態度積極，能規范、安全地完成操作過程，在勞動中能做到耐心、細致 態度較為積極，操作過程較為規范 態度一般，能基本完成操作過程

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