#科学实验探究#测量气温

2020-08-06783
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本实验项目来自《小学课程标准》中的物质科学领域,旨在通过SHT30温湿度传感器和Arduino UNO控制板,帮助学生在校园内不同环境中测量气温,并分析一天的气温变化规律。实验过程中,学生需要准备笔记本电脑、Arduino IDE软件、Arduino UNO控制板、SHT30温湿度传感器和公对母杜邦线若干。通过在校园内不同环境(如阴凉花坛边、有太阳照射的水泥地等)测量气温,学生可以直观地理解气温变化规律,激发对科学的兴趣。

探究课题 

       本实验项目要探究的课题内容来自《小学课程标准》中的物质科学领域,江苏凤凰教育出版社三年级下册第5单元——观察天气。

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科学原理

       人们生活在物质世界中,每时每刻都在接触各种各样的物质,感受自然界和人类生活中所发生的、丰富多彩的物质的运动和变化。物质世界中的各种现象和过程,都有着内在的规律性。物质科学就是研究物质及其运动和变化规律的基础自然科学。

教材简析

       本项目研究内容是《观察天气》的第二课时。在前一节课中,学生已经学会了气温计的正确使用方法,这节课主要是借助sht30温湿度传感器在校园内不同的地方(本项目探索过程是跳出课本规定的地方的)让学生更加直观地采集气温测量的数据,并由此发现一天的气温变化规律。    

学习目标:

 1.根据校园不同的环境测量气温,完成气温测量的数据采集。 

2.学会收集数据,分析获得的气温变化规律。

 3.了解一天的气温变化有一定的规律。 

4.培养学生收集数据的能力以及分析、归纳的能力。

5.增强探究物质世界奥秘的好奇心,激发学习科学的兴趣,养成乐于观察、注重事实、勇于探索的科学品质。

教学重难点  

1.根据校园不同的环境测量气温,完成气温的测量和记录。

 2.学会收集数据,分析获得的气温变化规律。

教学过程:

一、新课导入 

        同学们,上节课我们已经学会了气温计的正确使用方法,今天,我们借助shit30温湿度传感器来体验不一样的气温测量。

二、实验探究

1.准备工作:笔记本电脑、软件Arduino IDE 、 Arduino UNO控制板、SHT30温湿度传感器、公对母杜邦线若干。

材料清单

  • Arduino UNO控制板 X1 链接
  • SHT30温湿度传感器 X1 链接
  • 公对母杜邦线若干 X1 链接

2.探究过程

       (1)在做探究之前,事先在手提电脑里安装好Arduino IDE软件。https://mc.dfrobot.com.cn/thread-1019-1-1.html

      (2)用杜邦线按照文档指示把Arduino UNO控制板与SHT30温湿度传感器连接起来。并按步骤下载相关的样例代码进行验证上传。

https://wiki.dfrobot.com.cn/_SKU_SEN0330_SHT30_%E6%B8%A9%E6%B9%BF%E5%BA%A6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8

      (3)把连接好的控制板和SHT30温湿度传感器与手提笔记本电脑连接起来,打开Arduino IDE软件,打开“alert”样例代码并上传到Arduino UNO控制板上。

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(4)然后在菜单栏里的工具里打开串口监视器。

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打开串口监视器后,就在校园内收集各个环境温度的测量数据。

 1)在没有太阳照射的比较阴凉的花坛边测量到的数据如下:  

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2)在有太阳照射的花坛边测量到的数据如下:

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3)在阴凉的水泥地上测量到的数据如下:

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4)在有太阳照射的水泥地上测量到的数据如下:

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5)在有猛烈太阳的篮球场上测量到的数据如下:

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同时,我打开串口绘图器让学生观察,如下图:

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三、分析、归纳总结

       通过在校园内各个环境温度的测量以及采集到的数据分析得知,一天的气温变化有一定的规律。这样借助SHT30温湿度传感器测量出来的数据比气温计测出的数据更加形象,学生更加容易理解,对自然界物质的探索更具好奇心,产生更浓厚的探究科学的兴趣。

四、拓展延伸 

通过调查资料,了解气象站工作者是如何测量气温的。

创作许可协议

本项目采用 None(不开放任何权利,保留所有权利) 进行许可。

所需材料/产品

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    DFRduino UNO R3开发板 - 兼容Arduino UNO R3

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    180mm公母头跳线 10根

    180mm公母头跳线 10根

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    Fermion: SHT30数字温湿度传感器

    Fermion: SHT30数字温湿度传感器

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Fermion: SHT30数字温湿度传感器

Fermion: SHT30数字温湿度传感器

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