Mixly開源項目設計17：太陽會閃爍嗎？

吳俊杰

創客課程有三個大類，第一類就是項目式的課程，對其比較簡單的描述是，教師借助一個具體的項目，對項目所需要的技術進行講解，學生用到什么教師教什么。這樣做的好處是，教學完成后會有一個比較確定的、深入的結果，而且隨著創客課程的深入展開，學生的作品更接近生活中真正能用的東西。項目式學習常出現在小組教學上，并以4～8小時的連續學習為主。第二類課程是系統教學的基礎課程，它一般像寫一本書一樣，前因后果、起承轉合都安排得很清楚，一般用來作為大班教學的教材使用。雖然書中的很多案例常可以看作是小項目，但是這仍然是以系統地掌握一個領域的知識為目的的，系統教學一般在大班教學中完成，以每周一小時，共計16小時的課程形式為主。第三類課程是圖書館類課程，這種課程就像圖書館中的書一樣，由讀者自由取閱，數據管理系統識別不同讀者的學習興趣，并產生不同的指向，進而給予學生個性化的指導和課程推薦，優秀的讀者甚至能夠成為圖書館類課程的作者，形成一個區別于教師評價、競賽評價的一種新的評價形式。

在上一期和本期的文章中所延續的這種輕量級的、以學生自學為主的課程風格也將成為創客教育課程發展的一種新趨勢。

圖書館類的創客課程一般分為電路連接、情境呈現、原理揭秘、成果拓展四個部分，這與制作、改裝、玩轉、分享的模式保持一致。但是學習的場景已經由教師講解轉換為學生閱讀自學，本期的內容是一個涉及到科學史的小謎題：太陽會閃爍嗎？

電路連接

將LED燈帶接入到GV23口上，調節旋鈕接入到GVA1A2口上，接通電源，將開關撥動到“開”的位置，我們能夠看到這個LED燈帶亮了起來，這個發光的燈帶就是我們人造的“太陽”，我們知道太陽光是不閃爍的（如圖1），而我們看到的日光燈燈管則是閃爍的。

很多時候科學都是在不經意間被發現的，我們此時揮動LED燈帶，會發現燈帶的軌跡并不是一個連續的光線，而是一系列斷斷續續的LED光點（如上頁圖2）。

令人興奮的是，旋轉旋鈕還可以看到LED燈帶閃爍速度的變化，這是LED燈帶閃爍速度變快的實驗效果，由上頁圖3可以看到，LED光點的距離明顯變小了，并且亮和暗的距離相似，這意味著很有可能程序是在通過旋鈕來調節LED燈帶的閃爍周期，并且LED燈帶亮和暗的時間是一樣的。

情境呈現

接下來，我們先完成一個摩天輪。首先將萬能工匠積木制作成一個米字型，然后制作成摩天輪的樣子，并將LED燈帶固定到摩天輪的一個伸展臂上（如圖4），接著轉動摩天輪，這樣就可以看到摩天輪轉動時LED燈帶閃爍的樣子了。但是在這個過程中要注意整個作品的重心的平衡。

接著，像圖5這樣，做一把寶劍也是不錯的選擇。但需要注意的是揮動寶劍的過程中不要把一些多余的物品甩出去。

總之，在情境呈現的過程中我們可以任意地發揮想象，看看這個閃爍的LED燈帶都有哪些玩法。

原理揭秘

這個程序是比較簡單的，其基本原理是LED燈帶的閃爍，如圖6所示。

將程序中的延時程序調整為A1端口數值（如圖7）。由于A1數值的范圍是0到1023，因此LED燈帶亮的最大時間是1023毫秒，即1.023秒，這意味著我們能夠清晰地看到LED燈帶的閃爍，我們將延時的單位縮短1000倍，由毫秒變成微秒（如 圖8），這樣LED燈帶亮的時間的最大值轉化為0.001023秒。這樣可以讓LED燈帶閃爍得更快，使得我們在不晃動的情況下感覺不到它在閃爍，并且我們還能夠通過旋轉旋鈕改變A1數值，調整閃爍的快慢。

成果拓展

我們可以給摩天輪添加一個底座讓它可以自由地旋轉起來（如圖9），這樣就可以作為一個展示作品永久地放置起來。

學生對各種事物的認知也經歷了上述“討論太陽是否會閃爍”類似的過程，學生可以通過觀察和實驗來得到結論，并且猜想結論背后的原理。然而，學生觀察到的結論是不是就是真正的真理呢？如果他們缺少原理揭秘的環節，僅根據現象來猜測，那么只能說他們在慢慢地接近真理。例如，如果我們的程序規定開機10分鐘以內（如圖10），閃爍速度由旋鈕調節，10分鐘以后LED燈帶是一直點亮的，如果我們沒有足夠的耐心完成一個更為細致的觀測，我們是無法知道這個背后的秘密的。這也是科學探究的一個本質，即“我相信這個世界有真理，但是我覺得真理并不是他人告訴的結論，真理是可以通過觀察和實驗被認識的，而我真正信仰的并不是這個隨時可以被新的實驗推翻的所謂的結論，我相信的是這種方法和不斷探索的過程。”

曾經有人說“如果有上帝，他應該是一個數學家”，但與此同時，也存在另一種可能，就是“上帝是一個程序員”，通過教授我們一種方法，讓我們接近他。或許有一天，這種方法會揭示出另一個真相：太陽真的在閃爍。

本案例的分享視頻將會在以下公眾號中陸續登載。