物体的颜色与吸热（基于掌控版和Blynk平台）

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。

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 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。

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。

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）。

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硬件连接

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。

步骤6实物制作

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。

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。

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