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《mind+冬季挑战赛》第二轮 :温度传感器和一次函数 简单

头像 kylinpoet 2019.02.28 1537 0

在教授浙教版数学的一次函数时,学生往往比较难理解这种数形结合的概念,因此本文设计了一个简单的实验,通过防水温度传感器的摄氏度和华氏度的线性关系来说明一次函数的数据来源和作图计算。

概念介绍:

一次函数是函数中的一种,一般形如y=kx+b(k,b是常数,k≠0),其中x是自变量,y是因变量。特别地,当b=0时,y=kx(k为常数,k≠0),y叫做x的正比例函数(direct proportion function)。 一次函数及其图象是初中代数的重要内容,也是高中解析几何的基石,更是中考的重点考查内容。

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材料清单

  • Arduino X1
  • boson防水温度传感器 X1
  • 杜邦线 X2
  • 一次性水杯 X2
  • 水勺 X1

步骤1 设备连线

设备的连线比较简单,只要能连接好温度传感器的接口和连接Arduino的接口就可以了。如下图所示:

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步骤2 编写Arduino的代码,获取传感器温度:

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这里,为了能更加直接显示摄氏温度和华氏温度的线性关系,采用了直接输出结果的形式。让学生去探索显示的两组数据之间的联系。

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为了能比较明显的获取温度变化的数据,在进行处理的时候设置了3秒延时。每次通过添加一定量的热水,缓慢地观察数据变化效果。

步骤3 温度数据处理:

在获取了相应的摄氏温度和华氏温度的数据后,导入到Scratch模式下的列表里,进行数据的处理,具体处理效果,请看代码。

这里有个处理的小技巧:因为Scratch窗口的大小是:180*240,把Y轴作为华氏温度的显示,数据大小正好符合,但是把X轴作为摄氏温度显示数据时,因为数据量较小,所以对横轴坐标做了*4处理。

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步骤4 对数据的反馈:

当学生观察到,被处理的数据连线,呈现线性关系的时候。容易得出一次函数的表达式:y=kx+b.从而能通过待定系数法,取任意两组数据进行k,b变量的求值。

步骤5 后续:

1.在画图的时候有个疑问,scratch能不能在画布上写上文字。

2.如果能通过运算,像几何画板一样,在画布上显示直线和X轴,Y轴的交点坐标效果会更明显。

代码地址:https://gitee.com/kylinpoet/mind_second/

代码包括两个文件:

UNO_Waterproof_Temperature_Sensor_Fahrenheit.sb3 是或者水温的代码;

scratch_paint.sb3 是画一次函数的scratch代码。

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