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物体的颜色与吸热

qyj133 qyj133 2020-08-01 10:07:58
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简单

涉及学科:物理、技术 

在《小学科学课程标准》中,对光与能量以及太阳光的相关知识学习要求,为此,教育科学出版社小学科学教材五年级上册针对性地设计了一个实验(物体的颜色与吸热),让学生探索不同颜色的纸在太阳光下的吸热情况。本案例为该实验的数字化改造,改造后的实验可操作性更强,并将实验数据通过网络直接传输至教室,避免了学生长时间在太阳下暴晒的不安全因素。

projectImage
步骤1 步骤1
改造教材的实验设计

教材中,原实验设计为学生用不同颜色的折纸做成袋状,分别插上温度计平放在阳光下,然后每两分钟记录一次温度,实验持续十分钟。该实验有以下缺点:1.每隔两分钟拿出温度计进行读数,然后再将温度计放入折纸,这样频繁拿出温度计读数,影响温度计的数据采集。2.本实验阳光越强烈,实验效果越好,但是强光下长时间实验,对学生健康不利。为此,我们可以基于开源硬件,用传感器替代温度计,用掌控板读取数据,并通过Blynk物联网平台将数据发送至手机端,再由手机将数据实时投放至教室大屏幕,这样更安全、直观、便捷。

步骤2 步骤2
使用Blynk搭建物联网

1.手机下载Blynk软件,用邮箱进行注册(保证邮箱正确,邮箱要用来接收导出的数据)。然后登陆软件。服务器地址:116.62.49.166,端口:9443。

projectImage

2.新建项目并添加组件 

硬件型号选择:esp32,网络连接选择wifi。 

组件主要添加superchart组件,可以查看数据曲线。

projectImage

3.组件设置 

本次改进实验值设置了连个温度传感器,对黑白色吸热情况进行对比。 

设置两个曲线black和white(使用不同颜色),两个曲线的数据虚拟端口设置为V0和V1为了使曲线更加直观,设置曲线上下线(根据实际稳定情况设置)。

projectImage
projectImage
步骤3 步骤3
实验装置的硬件搭建
材料清单 材料清单
1x
掌控板
1x
掌控扩展板(含锂电池)
2x
温湿度传感器(DHT-11)
6x
杜邦线
步骤4 步骤4
硬件连接
projectImage
步骤5 步骤5
程序编写

功能模块:多线程;传感器:DHT11;网络服务:wifi;用户库:Blynk 

启用Blynk定时器,每十秒向Blynk平台发送两组温度数据(接收的虚拟引脚为V0和V1)。 

子线程1:每十秒采集一次数据,通过列表将数据转化成曲线,显示在掌控oled屏幕上。

projectImage
projectImage
步骤6 步骤6
实物制作
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步骤7 步骤7
课堂教学实践

1.学生将设备放置于创客空间外阳光充足,并能够连接至创客空间wifi的地方,调整两个颜色的纸袋,使得接收阳光角度一致。开启掌控板电源。 

2.回到创客空间使用手机Blynk接收数据,并将数据曲线图投影至教室大屏幕上进进行观察。 

3.使用Blynk将数据保持并发送至邮箱。在邮箱下载数据导出数据曲线,对实验结果进行分析讨论。

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步骤8 步骤8
小节

改进后的数字化实验,实验结果更加直观,更有说服力,但依然有值得完善的地方:

 1.由于时间原因,此次试验只采集了黑白两色,未选取其他颜色。

 2.该实验还可以拓展做阳光直射、斜射与吸热。

 3.该实验装置制作费事较多,不适合在科学课上右学生进行制作试验,目前只在创客空间完成该实验的全部过程。

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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