SCI采集模块漂流—探究土壤温湿度对绿豆种子发芽率的影响 简单

项目来源：新课程标准（2022）中课程目标要求中提到“初步掌握科学思维方法，具备一定的科学思维习惯和能力”，“初步具备科学探究和跨学科实践能力，能够分析解决真实情境中的生物学问题”。在新人教版七年级初中生物的第三单元第二章第一节《种子的萌发》一课中，提出学生需要探究影响种子萌发的原因。同时，SCI数据采集器是一款创客产品，其设计理念本身的出发点就涵盖“跨学科”的概念，故笔者试图将SCI数据采集器及其配件与该实验课进行结合使用，以探究其是否可行。

一、实验探究

提出问题：通过对课程的学习，大家知道了种子萌发对的过程，以及其生长的必要环境，种子萌发的条件需要考虑种子的自身条件外还需要考虑外界环境对种子萌发的影响，“温度、水分、氧气”。对此，接下来我们形成小组进行“土壤温湿度对于绿豆种子发芽率的影响”。

实验

STEP1领取实验材料

本次我们验证的种子是绿豆种子，绿豆是一个很容易发芽的种子,但也需要进行前期准备。

1. 筛选种子，条件为：颗粒饱满、外表无破损或虫咬痕迹,绿豆种子需要进行一天的侵泡，经过侵泡后的绿豆会膨胀起来，为发芽做准备。

2. 绿豆（10颗）、烧杯（每组两个，班内共计八组）、统一的土壤、标签纸。

STEP2制作测量仪器

连接SEN0193电容式土壤湿度检测仪和SCI采集模块，在每次测量土壤湿度时，需要注意每次测量进入土壤的深度时一致的。

STEP3实验过程

1. 将土壤放入烧杯，保证每个烧杯内的土壤量一致，每个烧杯内的水量不同，搅拌均匀，贴上标签。

2. 分别探测此时每个烧杯的土壤湿度，形成对照组，保证烧杯的土壤湿度为20%、25%、30%、35%。

3. 每个烧杯内加入5颗种子，需要保证种子的形态和位置一致。

4. 将所有组别的烧杯放置在相同的温度环境内，建议使用恒温环境确保除了土壤湿度外其他环境不发生改变，注意不要阳光直射，温度保证在15°到20°之间。

5. 第二天检测绿豆种子是否发芽，发芽率的计算公式为：发芽总数/总绿豆数*100%

6. 之后的每一天都继续观察发芽率。

7. 土壤湿度值每1小时进行一次测试，如与实验数据产生偏差，需要及时做出调整。

问题记录：实验中遇到了什么样的问题，需要如何解决？

数据收集及统计图绘制：仅展示部分数据及结果分析图

二、猜想验证

提出新猜想：冰箱里存储的大蒜、生姜依旧会发芽，说明温度不同也会影响发芽率，那绿豆的发芽适宜温度范围是多少？

STEP1领取实验材料

和实验一的内容大致相同，但是本实验需要保证除土壤温度以外的其他数值保持一致。。

STEP2制作测量仪器

本次连接KIT0021Waterproof DS18B20 kit防水温度传感器和SCI采集模块，在每次测量土壤湿度时，需要注意每次测量进入土壤的深度时一致的。

STEP3实验过程

1. 将土壤放入烧杯，保证每个烧杯内的土壤量一致，每个烧杯内的水量不同，搅拌均匀，贴上标签，分别探测此时每个烧杯的土壤湿度保证土壤湿度均为30%。

2. 每个烧杯内加入5颗种子，需要保证种子的形态和位置一致。

3. 将所有组别的烧杯放置在不同的温度环境内，注意不要阳光直射，温度值设置有0°、15°、20°、25°、30°、35°，建议使用较为封闭的环境，对种子温度进行调控，尽量避免实验数据的偏差。

4. 第二天检测绿豆种子是否发芽，发芽率的计算公式为：发芽总数/总绿豆数*100%

5. 之后的每一天都继续观察发芽率。

6. 土壤湿度值每1小时进行一次测试，如与实验数据30%产生偏差，需要及时做出调整以保证除了温度以外不存在其他变量。

问题记录：实验中遇到了什么样的问题，需要如何解决？

数据收集及统计图绘制：仅展示部分数据及结果分析图。

结论：选择适宜的温度、湿度条件可以极大的的提高种子的萌发率。

三、体会

      首先非常感谢DF社区组织的这次SCI采集模块硬件漂流活动，本次使用的过程能基本证明我的设计是具有可行性的，有以下几点体会和困惑：

1. SCI采集模块的数据记录功能打破了原有开源硬件无需编程即可完成“数据采集并记录”的功能，这对于“创客跨学科”这一理念的实施有了很大程度上的推进作用。

2. 在形成本项目思路前，我还对SCI模块进行看多种传感器的适配，发觉其和主控板进行适配时，极大的的增加了可拓展性，丰富了功能，配合编程可以摩擦出不一样的火花，为创客的多场景应用增加可实施性。

3. 使用过程中发现SCI采集模块有一些缺点。例如，SCI采集模块极不稳定，在测量的时候记录的数据有错误；SSCI采集模块在长时间的测试时容易出现卡顿情况，导致数据丢失，好在本项目不需要每分每秒的检测。

      总之，非常感谢DF社区举办的这次SCI采集模块硬件漂流活动，为我们提供免费试用的机会，我相信SCI采集模块还会不断地改进以适用于更多地场景，建议这个模块多和理化生实验进行结合，达到事半功倍的效果，减少实验中对数据测试这一环节要求的特殊性，减少教师或学生过多的时间精力消耗，个人认为还是有一定的发展前景的。

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