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电风扇的创意设计大全11篇

时间:2023-06-26 16:14:09

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇电风扇的创意设计范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

电风扇的创意设计

篇(1)

1.从实物到意象的演变

这是中外广告创意设计都经历过的必然阶段。改革开放初期,市场经济刚刚在中国萌芽,此时的国内广告基本上都在使用同一种视觉传达的设计手法——实物呈现。即,将真实的产品通过不同角度进行拍摄或给予特写镜头放大,然后在旁边配以文字说明,包括功能简介、特色优势等。稍讲究一些的还会让一个或若干演员在产品旁载歌载舞,念出或唱出包含产品品牌等内容的宣传词。这其中较典型的例子就是“燕舞”收录机的广告,硕大的卡带式收录机旁一个帅小伙边跳边唱“燕舞,燕舞,一曲歌来一片情。”对彼时刚刚接触到商业广告的消费者而言,这样的广告已经足以吸引眼球,而在当代被广告浸多年的受众眼中,这样的广告视觉传达几近搞笑,甚至谈不上有创意设计的成份。相较于“燕舞”收录机这类直接纯粹的实物视觉传达设计,如今的广告创意则早已走向了“意象”的一端。比如“陌陌”,广告初始出现若干不同环境、不同年龄、不同着装的人物形象,有都市白领行走在繁华街道,有大山深处练习太极的世外高人,也有骑着“死飞”戴着耳麦的年轻学生。随着镜头的移动,都市白领走进大山和世外高人切磋太极技艺,年轻学生骑行在环山公路险峻的坡道上……当观众正看得不明所以时,广告最后弹出一行字“陌陌,让世界不再陌生”。

2.从功能到概念

初级广告基本上都以罗列产品或商品的功能为创意设计原则,比如洗衣机的广告中必定有装满水和衣物飞快旋转的洗衣机滚筒的镜头,电风扇的广告中必然有一台风力强劲的电扇将演员的头发吹得凌空飞舞等等。这类广告设计脱离不了“强力推销”的宗旨,广告视觉传达中暗含着“厂家生产什么,消费者就接受什么”的潜台词。然而对功能的需求已经达到饱和,当代广告受众不再满足于简单的功能罗列,换句话说,广告已经从卖方市场转向了买方市场,“消费者需要什么,广告就设计什么”已经成为当代广告创意设计视觉传达的原则。比如就电饭煲的广告设计来说,传统设计会出现盛满热气腾腾米饭的电饭煲产品原型,现代设计则会以正在大快朵颐吃饭的孩子的形象来说明电饭煲蒸出的米饭口感良好。现代广告创意的着眼点已经转变为引领消费时尚潮流的概念性设计,设计师正试图将受众的欲望、企图引导至特定的产品或商品上,营造出“购买了此产品/商品,你就能获得心中渴望享受的生活方式或时尚形象”等概念氛围,从而促进消费的完成。

二、当代广告创意设计中视觉传达关键点

1.情节

主要针对动态的视频广告设计,当代优秀视频广告设计中应有一定的故事情节,比如OPPOR7手机,广告情节是男孩接到女朋友电话时说“手机没电了,等我五分钟”,电子钟显示五分钟以后,男孩一边夹着手机与女朋友通话一边经过了买玫瑰花、挤公交、赶到女朋友家等一系列过程,直到两人见面时,手机仍然在通话中。广告最后点出主题“充电五分钟,通话两小时”。对视频广告而言,由于其费用高昂,且受众一般不会对广告有太多耐心,因此要求这类广告的情节应遵循短小精干、简单明确的原则。此外,当代广告设计的针对性越来越强,不同广告已经开始细分受众,因此其视觉传达还应遵循个性适应的原则。比如上面提到的OPPOR7手机广告,由于产品针对的消费者主要是年轻人群,故广告选择的两位主角都是大学生外形的男孩女孩;而“劲酒虽好,也不要贪杯”的劲酒广告宣传的产品主要针对频繁应酬于酒桌上的商务人士,故广告中出现的角色均为三十五岁左右的中青年人物。

2.画面

主要针对静态的平面广告设计,应当既有冲击力又有故事性,比如可口可乐曾推出过的“可口可乐在奥运”平面广告,设计师运用了剪影绘画的表现手法,在大红色背景前绘出一个黑色的人形剪影,右手高举一支黑色火炬,身体呈献奔跑状态。火炬开口处有一长串弯曲变形的“白色飘带”组成字母“Co”,画面左下角则是白色花体字母“CocaCola”和白色的奥运五环的图案。广告只有三种颜色黑白红,且是最“正”的原色,没有改变饱和度。因此,白色在大红与黑色的对比下显得发亮,故而异常醒目,具备“夺人眼球”的强大冲击力,受众能够在第一时间被其吸引。同时,奔跑的人与奥运五环标志又给人以强烈暗示,即可口可乐鼓励人们参与运动、运动中适宜饮用可口可乐等。

3.语言

无论是视频还是平面广告都会出现语言,不管是否发声,语言对于广告设计来说常常是“画龙点晴”的重要元素,比如早年联想广告精典的“假如没有联想,世界将会怎样”及金伯利的“钻石恒久远,一颗永流传”等。语言在广告创意设计视觉传达中应遵循简短和点题的原则,在有限的时间和篇幅中,受众没有太多耐心注意到过长的广告语,因此寥寥数语与一针见血式的广告语言往往才能取得良好宣传效果,比如近年来“态度决定品质”的伊利牛奶和“透心凉、心飞扬”的雪碧广告等都是较为成功的广告语言应用典型。

三、广告创意设计中视觉传达策略

1.突出个性

也就是要尽量做到与众不同,正如“第一个说姑娘的脸象苹果的人是天才,第二个说的人就是蠢材”一样,越是与其他设计差异大的创意越是能成就卓越的广告视觉传达效果。比如OPPO拍照手机的广告,画面上陆续出现若干横排或竖排的手机,手机屏幕上都有一个努力向上看的人的脸,观众会不自觉地顺着广告中人物的视线看向手机的顶部,此时嵌着两个摄像头的小方块开始缓慢旋转,观众此时会恍然大悟,原来这款手机的摄像头能够360度转动,为拍照带来方便。又如IWATCH的广告中出现一幅波光粼粼的大海的画面,海天交际处一艘小船慢慢从右向左行驶,画面极其清晰,水纹细致而静谧。就在观众猜测这是否是某部电影的片头时,伴随着画外音“这是用手机拍摄的”出现的是苹果的Logo以及单词WATCH。观众这时才明白原来是广告,但用手机拍摄出的画面品质堪比专业摄像机的作品却又着实让人大吃一惊,

2.融入更多的游戏色彩

当今社会多元化的结构持续地影响着经济、生活等诸多方面,广告创意必须适应后现代主义时期更多游戏色彩的需要——更休闲的生活态度、更多的嬉戏元素。“游戏”是人类这一智慧物种的天性之一,是在人的基本生存条件得到满足后的必然选择,对个体的人来说,娱乐休闲、游戏审美是其生命中基本欲求之一。消费者对于“游戏”日益热衷的现实与广告创意视觉传达中越来越浓厚的游戏色彩正处于相互交融、互为因果的状态中。比如有一则饼干广告,里面是四块饼干坐在一辆敞篷车中愉快地大声唱着“Doyouloveme,baby?”每唱完一句就会有一只手伸入画面抓走一块饼干,一直到最后只剩下“开车”的饼干还在独自歌唱,当它发现周围的伙伴全都消失时露出滑稽的惊诧“表情”,原本高亢激昂的“Doyouloveme,baby?”变成了喃喃自语。整个广告营造出了诙谐轻松的气氛,被拟人化的饼干造型生动有趣,四块饼干齐声歌唱时兴高采烈的表情又让人忍俊不禁,尤其到末尾最后仅存的饼干一脸愕然瞪大了双眼的样子更使整个广告充满了喜剧色彩。

3.系列化

如同电视连续剧般制作具有内在关联的系列广告,尤其是首期效果相对良好的广告。受众见到似曾相识的广告主角时会产生联想,继而发现广告内容有所变化而产生好奇,而好奇心是促使受众耐心观看完后续广告内容最有效的动力。一个典型的例子就是M&M的广告,最初一期的广告内容是几个年轻人看电视时想吃M&M的巧克力豆,其中一个男孩端着碗打开冰箱门,却发现里面一红一黄两粒巧克力豆各自手持一片面包瞄准了自己,当男孩说“快到碗里来”时,冰箱里飞出的面包片砸中了他的脸。广告末尾躺在碗里的红色巧克力豆抱怨说“就没有大点的碗吗?”结束。这则广告后续的系列内容变为坐在沙发上的男孩与红黄两粒巧克力打赌说敢不敢脱衣服,然后是男孩得意地说:“就知道你是巧克力。”(糖衣被吃掉)。露出褐色内瓤的圆巧克力豆怒气冲冲对长巧克力豆发火:“看你干的好事,这下衣服也没了。”采用系列化创意设计的广告视觉传达策略能够让受众产生足够的好奇与期待心理,这能在相当大程度上强化广告对受众的“浸入”效果,使受众对品牌的记忆相对长久而深刻。

篇(2)

中图分类号:J022 文献标识码:A 文章编号:2095-4115(2013)12-31-2

一、平面设计中的源泉是设计

创意在图形设计中是永远不会干涸的生命之源,是平面设计思想的灵魂和内涵。好的创意设计充满灵性与美感,能表达设计者的思维,能让观众与作者产生作者情感。不然,就没有力量,没有生命,没有灵魂。不能打动观众,也不会让观众有一种激情,更加不会有联想。为了使设计成为一种力量,我们必须有独特的设计思想和深刻的见解。

二、创意在设计里的策略

创意的策略越准,就越能体现其个人的功力深厚,创意的想象空间越大。创意策略主要有以下两种:

(一)要确定单一目标

由于最近市场经济的壮大,产品的品种和数量得到了极大丰富,产品交流也很顺利,这为消费者提供选择机会,消费群体划分的越来越细,从而使得个性消费品的需求日涨。在这种情况下,创新必须有明确的目标。这一目标应服从平面设计的目标。平面设计的许多目标,如在消费者心中树立了良好的品牌形象,刺激消费者的购买欲望,购买行为,引起消费者的兴趣和注意等。为了达到预期的设计目标,必须有明确的相应的创新策略。

(二)设计要有针对性

无论内容还是形式上都要明确针对特定消费者的心理进行策划和设计。在现代社会中,已经没有一种可以普遍满足大多数消费者的心理需求的产品。因此,一定要单一集中,要确定什么是消费者关心的,用富有新意和冲击力的表现手法,传达新的、独特的信息,只有当创意意识和表现与消费者的意识产生共鸣时,才是成功的创意。

三、平面设计的创意元素

平面广告一般包括报纸、杂志、传单、宣传册和直邮DM等众多形式,它们的共同点就是几乎所有的平面广告作品里都会呈现出3种画面构图形式:第一种是有图像,有色彩,没文字的;第二种是有文字,有色彩,没有图像的;第三种则是有图像,有文字,有色彩的。这三种形式的平面广告在现代广告行业中可以说是“三足鼎立”,平分秋色,可见平面设计的3大构成元素即图形、文字和色彩,正是广告创意切入点的直接通道。

(一)图形

图形在平面设计中称为插图,是现代平面设计必不可少的构成元素,插图形式多种多样、包括摄影、绘画、构成图形、象征符号或标志等。在平面广告设计中,创作的重点在图形的大小、图形所表达的内容以及图形的内在含义上,只有恰到好处地运用这几点,才能设计出完美的广告作品。那么为了迎合大众的审美要求和娱乐品位,就目前来说最常用的是3B(“beauty”、“baby”、“beast”美女,小孩,宠物)图形。但是由于现代广告的模式化、同质化,消费者在视觉和心理上对原本被动接受的广告就会产生一种审美疲劳,所以我们应该尽量把图形抽象地变成各种点、线、面的组合或采用简单的失量图形来作为画面的主体,从而设计出新鲜有特色且出人意料的画面效果。引用詹・齐丘尔德的话说,“形状简单绝不是缺点,而是优点。”

(二)文字

这个文字是指广告文案的一部分,也就是标题,正文,广告语言。由于被动阅读空间是有限的,文本的创作主要集中在广告标题和广告语言的思考上,特别是标题作为重中之重,俗话说“题好一半文”。文本创作要求语言精炼,幽默,耐人寻味,用广告文案的魅力来吸引消费者。广告语言是用比喻、象征、双关语、幽默且较和其他手段来完成。电风扇广告的标题是“我的名字是吹出来的”等等,幽默和个性,所以它们能耐人寻味。平面广告设计文本中字意的表达内容,传递的信息很简单,但更多的风格和个性,使广告能够实现特定的目标点。当文字作为平面设计中的一个元素,其大小、排列、位置、形状、韵律和节奏以及其他属性都可以传达特定的信息。作为和色彩、线、面、点一样的视觉符号,文字已成为不可缺少的设计要素。

四、运用创意时应注意的问题

(一)形式与内容应统一

在平面设计中应注意的内容与形式之间的关系。创意形式应注意设计理念和主题内容,因为它们不是独立的存在。掌握整体创意的全貌,让创意可以表达准确和充分的思想内容,使设计形式与内容相统一,从而设计出一种效果完美的图片。

(二)不过度的寻求异样

在广告产品的表达中,关键是恰当地指出创造性的切合点,这一点应该得到消费者的认可。如一些广告缺乏内涵,过分追求新鲜,将使观众产生审美疲劳和心理疲劳。

五、结语

平面设计的目的不只是单纯的刺激需要,它的主要任务在于设计作品诉求的意图与受众的心灵感悟达到最佳契合。就设计者而言,只有不断吸收各行业领域的文化,提高个人的素质修养,才能更好地把握创意的思路,从而创作出完美优秀的作品,达到设计的最终目的。随着科技时代的进步与发展,现代设计的思想观念也在不断地更新换代,富有特色的创意能吸引受众的眼球,给人留下深刻的印象。

参考文献:

[1]宗白华. 美学散步[M].上海:上海人民出版社,1981.

[2]王受之.世界平面设计史[M].北京:中国青年出版社,2002.

篇(3)

1.内容

课前3分钟的内容不是单一的,可选择的内容有“创意袋袋裤”(生活中见到的或网上、电视上看到的创意设计)、“自己的改进设计”(模型展示或想法、草图交流)等。选择的对象或主题须从生活入手,贴近社会生活实际,大多同学能感兴趣且易接受的。

2.具体操作方法

在开学的第一节课,由老师给学生介绍一个创意设计,并展示老师自己或往届同学的改进设计模型。老师做好表率,以此“抛砖引玉”,以后的“课前3分钟”舞台都交还给学生。

(1)每节课由一位同学承担介绍一项创意。介绍者要提前一周准备好讲稿,交给通用技术科代表查阅,上台介绍时要脱稿,态度自然大方、声音响亮、语速适中、表达清楚。当然,为了开好头,以便带动其他同学更好展现,每年第一次介绍任务都交给班长完成,接下来按照座号每节课轮流一位同学上台介绍。

(2)提前备好相关的模型或画草图等,如有图片类材料可提前发给老师,在课堂上通过多媒体展示,以便其他同学对介绍内容能有更直观、形象、具体可感的了解。

(3)介绍完毕,由其他同学针对内容提出自己的疑问,再由介绍者做进一步的答疑阐释。最后老师作总体评价,引导学生作进一步的改进,鼓励同学多观察,留心发现生活中设计的不足之处。同时,对一些同学的“课前3分钟”活动中存在的不足之处,及时提出改进的建议。

想要在通用技术课上用好“课前3分钟”,并持之以恒,相应也需要合理的评价机制,评价内容包括讲稿的准备、介绍者的台风、介绍的内容(鼓励自己改进设计)等。在每次介绍后及时公正评分,让同学对评价方式有更清楚的认识。

二、开展“课前三分钟”活动的现实意义

1.“课前3分钟”的热身运动,有利于吸引学生的注意力,活跃课堂气氛。

上课铃响后,大多学生仍还沉浸在放松状态中,心思并未一下子从课间转移到课堂。此时,教师若直接进入课程学习,学生接受信息效率低。俗话说:“好的开头是成功的一半”。为了让通用技术课有良好的开端,通过创造性地开展“课前3分钟”活动,把舞台交还给学生,用他们的精彩表演来吸引其他同学的注意力。而作为学生,他们更能了解同龄人关注、感兴趣的技术问题,这样往往能快速调动其他同学的兴趣,调整他们的思想状态,使他们的注意力很快转移到通用技术学习上来。如,有同学针对北京“721”暴雨导致有人打不开车门造成溺亡事件,让同学讨论如何进行自救。由于是关系到切身安全的问题,话题刚提出一下子就调动了全班同学的兴趣,大家各抒己见,探讨的热情高涨,最后由介绍者总结提出比较有效的自救方法——侧身用脚后跟猛踹副驾驶车窗玻璃。又如频频发生的电梯坠落事件,令很多人感到可怕,那么电梯突然坠落了要怎么办?如何自救才能把伤害降到最低?通用技术课上这样主题的介绍挑战学生的生活常识、能力、思维、信息量,吸引学生的注意力,激发他们的学习兴趣。因此,我们要充分利用好课前的3分钟,引导介绍者从实际生活中选择充满生活情趣,能给学生生活某种指导且有技术含量的案例,以此促使、营造宽松、民主、和谐的教学氛围,让学生爱上通用技术课上的这个“小舞台”。

2.“课前3分钟”能让学生共同分享更多的创意设计,提高对技术的关注,开阔眼界,了解技术发展的最新动向,同时也能充实教师在课堂上使用的案例。

了解技术的发展历史和一些最新的技术成果以及技术在生活和生产中的应用是通用技术课程的目标之一。萧伯纳说过:“你有一个苹果,我有一个苹果,我们彼此交换,每人还是一个苹果;你有一种思想,我有一种思想,我们彼此交换,每人可拥有两种思想。”技术的交流也是如此。每位学生所接触和感兴趣的不尽相同,通过开展“课前3分钟”活动,可以分享了解更多的创意设计,掌握技术发展的最新动态。对于介绍者而言,为了让自己的介绍更成功,自如应对3分钟介绍后其他学生的提问,短暂的3分钟需要介绍者对所介绍内容有充分的了解。这样不但能开阔知识面,介绍者在介绍中得到的肯定也能激发他们对技术学习的热情和兴趣,这种兴趣成为了他们获取技术信息的新动力。

另外,每个班级的3分钟内容也有所不同,教师也可以通过学生的3分钟积累教学中所需的案例。如学生介绍的创意设计:超级玻璃、便于充电的安全插座、太空天梯、3D食品“打印机”、小学门前T台通道的设计、无限USB、手提电脑遮阳帽、切菜护手器、漏电空气开关等。

3.通过“课前3分钟”活动,能进一步培养学生留心生活、发现问题的能力。

通用技术课教学主要是启发学生对日常生活中遇到的物和事有所思考。科学巨匠爱因斯坦说得好:“提出一个问题比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许是一个数学上的或实验上的技能而已;而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要创造性的想象力。”每位学生可能有自己的生活经历和独到的发现。俗话说,“三个臭皮匠,顶个诸葛亮”。通过“课前3分钟”这个平台,交流发现的问题,共同寻找解决问题的方法。如学生提出的问题:热水瓶倒了会被洒出的热水烫伤,教室桌子储物空间太小,黑板擦在使用过程中粉尘飞扬,新的袋子粘合在一起不易打开,儿童吃饭时易弄脏、弄湿衣服,手机电池不能共用,规划不合理形成的“拉链马路”,投影屏幕挂在一侧导致另一侧同学看不清,公园里为了美观设计过薄的不安全石凳等。这些小的生活经验,无心的发现,也许就会促使一个新发明、一项新创意的诞生。

由此可见,“课前3分钟”为学生的“发现问题”种子提供了一个适宜的土壤环境。而学生自主提出问题,会增强他们的求知欲望,他们会为解决这些问题而进行思考,这样有目的的思维活动,有利于调动学生主动发现问题的积极性,有利于促进学生养成自主、探究的学习习惯。

篇(4)

摘要:近年来,人们已经认识到机器人对于培养和提高学生的创造力有很重要的作用,但是学校在开展机器人教学时往往局限于重复性实验、机械性模仿的学习活动,不利于学生创新能力的培养。基于以上现状, 本课题另辟蹊径以手势控制LED 为例,用Arduino 机器人的传感器技术与LED 模块制的组合应用制作了手势控制LED,旨在培养和提高学生的创新能力。

关键词 :Arduino+ 手势识别 数字防跌落传感器

说到机器人,大家都知道机器人包括三个部分:输入装置、输出装置和控制系统,其中LED 是最常见的输出装置。然而, 有关LED 为主题的教学, 往往局限于声控LED、光控LED、模拟交通灯、流水灯等,趣味性不足、创意性不够,不能很好地激发学生的探究欲望和创新意识。本课题另辟蹊径,以手势控制LED 为例,培养学生利用Arduino 设计LED 智能灯的能力。

一、选题背景

随着科技的发展,人与计算机的交互活动越来越成为人们日常生活的一个重要组成部分,特别是视觉计算机的发展,使计算机能“看懂”用户的动作。其中手势识别是实现新一代人机交互不可缺少的一项关键技术,也是一项复杂的技术,包括运动建模、运动分析、模式识别等机器学习技术。那么,如何让学生通过机器人课程的学习了解这些新技术并破除他们对高科技(手势识别)的神秘感呢? 为此, 本节课以手势控制LED 为例,通过亲身尝试,让学生初步感受手势识别技术的“神奇”功能和基本的工作过程;学生不仅能够自己动手搭建硬件编写程序实现手势控制LED 的创意, 还能激发出各种各样的想法,如从手势控制的角度提出手势控制PPT、手势控制电风扇等,从一盏LED的角度提出声控LED、光控LED 等,从多盏LED 的角度还可以提出模拟交通灯、霹雳灯等想法。因此,手势的识别是本节课的教学重点和难点。

二、方案设计

在计算机科学中,手势识别是通过数学算法来识别人类手势的一个议题。手势方向有多种,如手势从左到右、从右到左、从上到下、从下到上等。目前人们采用不同的方法来识别手势的方向,如模板匹配技术、神经网络技术、统计分析技术、传感器技术等,这些技术往往要经过复杂和高难度的算法和判断才能识别出手势的方向,在教学中不易实现。

考虑现实可行性, 我们决定利用机器人及其传感器技术来简单模拟手势识别的基本过程。例如,一种简单的识别思路就是通过两个传感器检测到手势的时间顺序来判断手势方向。基于以上思路,笔者首先对教材和学生情况进行了分析,然后确定了本次课的教学目标,最后设计了手势控制LED 的方案。

(一)教材与学生情况分析

本节课是自编教材《Arduino创意机器人》中第一章“智能LED”的第七节课。本节课主要涉及LED模块和数字防跌落传感器两种器件, 并通过数字防跌落传感器制作出手势控制LED,最后从不同的角度如手势、LED、传感器等,抛砖引玉,引导学生有更多的创意。在前面几节课中,教材安排了闪烁LED、按钮控制LED、呼吸灯、光控灯等内容,这些内容均为本节课的学习奠定了基础。

本节课的教学对象是初一学生。通过前面几节课的学习,学生已经熟练掌握了Arduino 机器人的输入输出,掌握了传感器的一般使用方法,熟悉了ArduBlock 的基本模块。另外,通过之前的积累,学生对Arduino机器人已经产生了浓厚的兴趣,在动手操作与编程能力方面都有了显著的提升, 对Arduino 机器人的创意设计也有了更多的个人想法。

(二)教学目标

15.知识与技能:掌握数字防跌落传感器的使用;掌握利用传感器技术识别手势。2.5过程与方法:在教师指导下,通过模仿制作出手势控制LED, 理解创作Arduino机器人的一般过程与方法。

3.5情感、态度与价值观:通过用Arduino机器人设计并制作手势控制LED, 激发学生对Arduino机器人课程学习的兴趣、提高创新能力。

(三)可选方案的设计与选择

基于以上对教材和学情的分析以及确定的教学目标,笔者初步设计了四种手势控制LED 的方案(如表1)。

综合四种方案的不同特点,本节课最终采用方案一作为教学内容,主要原因如下:

第一,从硬件搭建的角度来看。方案一只涉及一个LED,而其他的方案有的涉及多个LED,有的还涉及舵机。本节课的目的主要是激发学生学习的兴趣和提高学生的创造力,所以呈现给学生的内容应该是比较简单而又不乏魅力。

第二,从程序编写的角度来看。方案一涉及的编写程序的知识是比较简单的选择结构和且运算,其他三种方案还涉及变量、循环等程序知识。

第三, 从学生的角度来看。说到机器人,没有学生不喜欢它,但是作为初学者,既要面对繁琐的“语法”、复杂的“代码”,还要折腾冷冰冰的器材,以及理解手势识别的过程原理,难度过高,容易使学生望而生畏。因此,本节课的内容不仅要新颖,能够吸引学生的眼球,还要降低知识的难度,便于学生理解与接受。显然方案一符合我们的教学需求。事实上,学生在掌握了方案一的方法和原理之后,要理解和实现其他三种方案就会比较轻松。

三、硬件组成与搭建手势控制LED 需要用到的硬件器材有Romeo 控制器、数字防跌落传感器、LED、USB 数据线以及3P 线。

(一)Romeo 控制器

本节课使用的控制器是DFRobot 出品的Arduino0Romeo0V1.2,如图1 所示。该控制器采用的是最基础且应用最广泛的UNO 板卡。它继承了Arduino(328 控制器所有的特性而且集成了电机驱动、键盘、IO 扩展板、无线数据串行通讯等接口。它不仅可以兼容几乎所有Arduino 系列的传感器和扩展板,而且可以直接驱动12 个舵机。除此之外,它还提供了更多人性化设计, 采用了3P 彩色排针,能够对应传感器连接线,防止插错。其中红色对应电源,黑色对应GND,蓝色对应模拟口,绿色对应数字口。

(二)LED 发光模块

本课采用的LED 发光模块是DFrobot最为畅销的入门级LED 产品。该模块输出的是高低电平,既可以通过数字口控制LED的亮灭,也可以通过支持PWM 的数字引脚控制LED 的亮度。除此之外,该模块还具有80°~110°的发光角度,不管从哪个角度都能感受到它耀眼的光芒。

(三)数字防跌落传感器

本课采用的手势识别传感器是DFRobot的数字防跌落传感器, 该传感器采用了夏普公司的距离传感器,是一种光电开关传感器,输出的是数字信号,此外,传感器的有效检测距离为102cm。该传感器具有受可见光干扰小、易于装配、使用方便、可用于小车避障和防跌落等特点。这里要注意的是该传感器检测到手或者其他障碍物时输出低电平, 即0(有效距离102cm 之内), 而没有检测到手或者其他障碍物时输出高电平,即1。

(四)硬件搭建

1.将两个数字防跌落传感器固定在支架上面,即支架左边一个传感器,右边一个传感器(使用支架的目的是便于学生区分左、右两个传感器以及检测手势方向)。

2.将LED 模块、两个数字防跌落传感器接到扩展板的数字口上面,同时记录连接到扩展板的数字针脚号, 如LED 模块接到数字针脚3,左、右两个数字防跌落传感器接到数字针脚8、9 上面,如图2 所示。

3. 通过USB 数据线将Romeo 控制器和电脑连接起来, 正确选择板卡型号UNO 和端口号。

四、程序编写

硬件搭建好之后, 接下来就需要编写程序了。本课采用的编程环境是图形化编程软件ArduBlock 。ArduBlock 是一款为Arduino 设计的图形化编程软件,是Arduino 官方编程环境的第三方软件,目前必须依附于Arduino 2 IDE 软件运行,使用图形化积木搭建的方式编程, 可视化和交互性强,编程门槛低,即使没有编程经验的人也可以尝试给Arduino 控制器编写程序。

在编写程序时, 笔者提供了两种思路:其一, 如果左边传感器先检测到手,一段时间之后(如200 毫秒),右边传感器会检测到手,而左边传感器检测不到手,这说明手势方向是从左到右点亮LED;如果右边传感器先检测到手,一段时间之后(如200 毫秒), 左边传感器会检测到手而右边传感器检测不到手,这说明手势方向是从右到左熄灭LED,参考程序如图3 所示。

其二, 如果左边传感器先检测到手,然后在一段时间内(如600 毫秒内)不断地判断右边传感器是否检测到手, 如果这段时间内右边传感器检测到手, 而左边传感器没有检测到手, 说明手势方向是从左到右;如果右边传感器先检测到手,然后在一段时间内(如600 毫秒内)不断地判断左边传感器是否检测到手, 如果这段时间内左边传感器检测到手, 而右边传感器没有检测到手,说明手势方向是从右到左,参考程序如图4 所示。

基于以上两种思路,在教学中,笔者选择了思路一,主要是因为这一节课是培养学生的创造能力, 消除学生对高科技的神秘感,所以通过两个传感器检测到手势的时间顺序来理解手势识别的过程原理是本节课的一个重点, 学生在理解原理的基础上,很容易就可以利用已有知识通过思路一编写程序实现手势控制LED 的效果。学生在实现效果的同时,可以引导学生运用不同的编程思想如思路二实现相同甚至更优的效果。

五、拓展应用

人类学习具有“聚类”特点,不管是新知识的获取还是原有知识的同化, 都习惯以“类”为依据进行加工、存储和提取。教学设计应以某种聚类方式将相关学习内容连成组块,从而在局部上聚类知识内容,在宏观上形成课程内容的集合, 逐步呈现给学习者,从而达到较好的教学效果。根据已有研究,大致有三种聚类方式:以相似的功能、相似的技术思想、相似的目标聚类。

通过这一节课的学习,学生能够掌握通过手势来控制LED 亮灭的相关核心内容。我们可以从聚类的三种方式来让学生发挥自己的想象,制作一些有创意的作品。例如,以相似的功能(实现LED 的自动开启和关闭)来聚类设计LED 项目,可以分别采用光控、声控、遥控等单一传感器或不同传感器组合来实现;以相似的技术思想(手势控制)为例,来聚类设计手势控制的项目,可以通过手势来控制电风扇、电视等,除此之外还可以将机器人的各种元器件及解决问题所需的相关学科知识逐一卷入机器人的学习中。

六、教学实践

(一)视频展示,引入新课

在上课之前, 先给学生播放一段《酷毙灯》的视频,同时给学生抛出一个问题:视频中的灯与我们平常的灯有什么不同? 让学生带着问题观看视频,吸引学生的注意力,激发学生学习以及探究原理的兴趣。视频播完之后,请两位学生回答之前的问题。如果学生回答正确(手势、传感器),可以继续向学生提问:“如果是传感器,是什么传感器? 该传感器有什么功能? 你知道的传感器中哪些有类似的功能? ”“如果是手势,手势是如何识别出来的? 手势有哪些情况? ”等等。如若学生回答不出来,可以给学生一些提示,如“平常的灯是通过什么来控制的? 视频中的灯有没有用到按钮?”等。在引出“手势”之后,出示活动主题“创意LED———手势控制LED”。

(二)抛出疑问,分析问题

在这一环节, 先给学生介绍当前手势识别的一些原理和技术, 然后引导学生小组讨论:利用我们之前接触过的传感器(光线传感器、按钮等)能否识别手势?如果能识别,是哪种类型的传感器? 需要几个? 如果不能,那需要用到哪种功能的传感器? 基于以上讨论,引出具有检测障碍物功能的数字防跌落传感器,该传感器只能检测障碍物的有无,并不能检测出障碍物的方向;与按钮一样,输出的是高低电平信号, 如果检测到障碍物则输出低电平,相反则输出高电平。学生在对数字防跌落传感器有了一定的认识之后, 继续向学生抛出问题: 一个这样的传感器能识别出手势方向吗?小组讨论完之后,得出:至少需要两个这样的传感器才能识别出手势方向。然后,向学生介绍利用两个传感器识别出手势的思路,即利用两个传感器检测到手势的时间先后来识别手势。为了便于学生观察和理解,将两个传感器分别贴在黑板上,然后手势从左到右,再从右到左(如图5),反复几次后,与学生共同讨论,得出:手势从左到右的时候,左边的传感器会先检测到手,一段时间之后,右边的传感器会检测到手;而手势从右到左的时候,右边的传感器会先检测到手,一段时间之后,左边的传感器会检测到手。其中计算一段时间的长短, 引导学生用物理学中的t=s/v 来理解,s代表的是两个传感器之间的距离,v 代表的是手势的速度。

手势控制LED 的思路清晰之后, 引导学生将上述自然语言转化为流程图,以手势从左到右流程图为例,如图6 所示。手势从右到左的流程图请一位学生到讲台上来画。

经过上面的分析之后,学生可以将手势识别这个抽象的问题转化为易于理解和实现的步骤。

(三)搭建硬件,程序编写

向学生提出任务: 手势从左到右点亮LED;手势从右到左熄灭LED。

演示传感器、LED 与控制器的连接以及手势从左到右点亮LED 的程序。然后让学生自己搭建硬件, 编写程序完成基础任务。学生在下载程序观察现象时,会发现两个传感器同时检测到手时,LED 有闪烁现象, 此时应留给学生自主探究的空间和时间,让学生自由讨论,发散他们的思维,提出不同的解决方案。如果学生未能解决问题, 引导学生回顾手势识别的过程并分析得出:以手势从左到右为例,当手势从左到右时,右边的传感器能检测到手,而左边传感器并不能检测到手, 这两个条件必须同时满足才能说明我们的手势方向是从左到右。让学生在原有程序的基础上, 修改程序,观察现象。完成任务的同学,尝试实现手势控制呼吸灯。

(四)拓展提升,课堂总结

在本节课结束时, 笔者给学生提供了一个创意记录表, 让学生将自己的创意记录下来,同时鼓励学生利用已有知识或上网查阅资料等多种途径尝试实现自己的想法。最后通过演示手势控制PPT 的过程对本节课进行总结:Arduino 机器人可以制作很多作品。Arduino 机器人课程不仅让学生学习机器人的知识和技术,更重要的是让学生运用所学的知识,制作各种有创意的作品。

本节课主要是让学生制作一些有创意的机器人作品,消除学生对机器人的片面认识。从学生掌握的情况来看, 几乎所有的学生都已经理解了手势控制LED, 即手势从左到右点亮LED,手势从右到左熄灭LED。

* 本文系教育部人文社会科学研究青年基金项目“义务教育STEM 校本课程的开发与应用研究”(项目编号:13YJC880121);国家社科基金教育学青年项目“多平台、跨学科、聚类化、重创造的中小学机器人教育研究”(项目编号:CCA130133);国家社科基金教育学重点课题“信息化促进优质教育资源共享研究”(项目编号:ACA120005) 等多项课程的综合研究成果之一。

参考文献

[1] 赵亚飞. 基于视觉的手势识别技术研究[D].浙江大学,2011

[2] 何小磊. 基于深度信息和彩色图像的手势识别[D].华中科技大学,2012

[3]钟柏昌,李艺.信息技术课程内容组织的三层架构[J].电化教育研究,2012+(5)

[4]谢作如.S4A 和互动媒体技术[M].北京:清华大学出版社,2014

征稿启事

2014 年是我国普通高中通用技术课程实施的第十年, 为了回顾十年来我国课程改革实验省区开设普通高中通用技术课程的基本情况, 总结经验, 寻找问题,为今后的发展做好铺垫,确定方向,我编辑部拟从2014 年开始以“我的通用技术教育之路”为主题开展征稿活动,诚邀一线教师、教研员、教材编写者、教育研究者以及关注这方面教育的社会各界人士的积极参与。

一、征稿范围

来稿应以参与通用技术教育实际工作经验的反思与总结为主, 介绍各地通用技术课程开设的成功经验和科研成果,展示优秀的教学成果和教学案例等。

可以围绕以下内容自拟题目进行论述:通用技术课程实施的目标是否达成;通用技术课程的理论建构和实施意义; 通用技术课程开设的政策保障; 各地通用技术课程实施的情况; 通用技术课程开设与落实情况; 通用技术教学实践情况、通用技术教师专业发展情况以及学生技术素养提升情况; 通用技术教材的追求与实施建议; 通用技术课程的价值与社会影响力。