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(共36张PPT)
第25课 学习探究新工具
学习探究新工具
学习目标
01
了解物联网在学习中的应用。
02
通过探究热水降温规律系统的实践探索，掌握利用物联网解决问题的方法，并能迁移应用于解决其他问题。
学习探究新工具
问题情景
物联网下的学习
学习探究新工具
1.如何利用物联网开展学习探究？
2.如何实现探究热水降温规律系统？使用了哪些物联网技术？
学习探究新工具
探索物联网在学习中的应用
01
探究热水降温规律系统实践
02
学习内容
学习探究新工具
一、探索物联网在学习中的应用
物联网技术不仅能为学生营造智能化的学习环境，也是支持相关学科探究的工具。
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
光敏传感器
超声波传感器
学习探究新工具
二、探究热水降温规律系统实践
热水降温规律实验是一个科学实验，实验者需要密切关注热水降温的过程，记录关键数据，能否利用物联网技术开展热水降温规律实验探究呢？
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
学习活动 1：探究系统的功能实现
可以使用哪些物联网技术完成该科学实验？
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
利用物联网技术开展该实验的优势很多，如可以实现实时数据采集、传输和分析，使得实验过程更加高效。
与传统的实验方法相比，用物联网技术开展热水降温规律实验，有哪些优势？
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
学习活动 2：分析系统的功能需求
1. 需求分析，按环节分析系统的功能需求。
2. 功能实现，分析各个环节需要用到物联实验设备、平台。
3. 算法设计，根据需求分析和功能实现。
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
探究热水降温规律系统功能需求表
需求分析：按环节分析系统的功能需求，填写表格。
需求环节 功能描述
采集数据
传输与存储数据
分析处理数据
反馈与控制
利用温度传感器，分别获取不同情况下热水降温的情况。
将获取的数据发送并存储在物联网服务平台。
分析不同条件下热水降温的情况，得出结论。
本项目不涉及反馈与控制。
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探究热水降温规律系统实践
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功能实现：分析各个环节需要用到的物联实验设备及平台，完善图片。
采集数据
传输与存储数据
分析处理数据
Temperature
和
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探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
算法设计：
设置网络及物联网平台
上传数据到物联网服务平台
水温是否处于阈值之间
获取不同材质水杯的水温
是
否
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探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
学习活动 3：实现系统功能
用传感器采集分别采集玻璃杯和纸杯中的水降温的数据，在显示屏显示，将采集的数据发送给物联网平台相应主题。根据确定的功能需求，模拟实现系统。
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
配置物联网服务平台
掌控IOT在线物联实验平台（网址：https://iot.mpython.cn/）
主控板
环境数据
学习探究新工具
（1）注册登录账号。（2）添加项目，两个主题和两个设备。
①
②
③
⑤
④
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主控板*1
4PIN连接线*1
DS18B20温度传感器*1
探究热水降温规律系统的硬件设备
Temperature
学习探究新工具
第一步：将温度传感器与主控板连接。
Temperature
接P0、P1接口
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探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
第二步：编写程序（图形化）
连接WiFi和MQTT，等待水温统一降到 80℃开始进行测量。计数器置 0。采集水温数据。如果水温低于 40℃，则停止测量。显示当前数量和水温，并把数据上传到 MQTT 服务器。计数器增加 1。
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探究热水降温规律系统实践
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第二步：编写程序（代码版）
连接WiFi和MQTT，等待水温统一降到 80℃开始进行测量。计数器置 0。采集水温数据。如果水温低于 40℃，则停止测量。显示当前数量和水温，并把数据上传到 MQTT 服务器。计数器增加 1。
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探究热水降温规律系统实践
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第三步：主控板刷入程序
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探究热水降温规律系统实践
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探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
重复上面的步骤，完成两个采集数据的装置，一个用于监测纸杯的温度变化，一个用于监测玻璃杯的温度变化。分别将数据发送到不同主题，等待监测完成。
学习探究新工具
第四步：功能测试（分别测量玻璃杯和纸杯中热水的降温情况，每十秒发布一次水温温度到物联网平台。整合物联网的数据得出结论。本次项目实验可以得出结论，玻璃杯中的水温降温更快。实验结果会根据环境变化有差别）
Temperature
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探究热水降温规律系统实践
材质 水温
玻璃杯
玻璃杯（加盖）
不锈钢杯
不锈钢杯（加盖）
学习探究新工具
用传感器采集不同材质杯子中的水温的数据，在显示屏实时显示，将采集的数据记录在表中。
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探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
分析数据时可以将从物联网服务平台下载的所有表合并在同一张数据表中，绘制复式图。
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
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分析处理数据
1. 数据分析形式：A.物联网服务平台 B.电子表格 C.Python模块
2. 不同材质水杯水温下降情况: 。
3. 相同材质水杯不同状态下（是否加盖）水温下降情况: 。
4. 结论: 。
不锈钢杯水温下降慢
加盖杯水温下降慢
材质与是否加盖影响水温下降速度，不锈钢保温杯保温最佳，加盖能有效减缓水温降低。
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
查找不同文物的保存环境要求，填写表21.4，确定环境数据阈值。
学习探究新工具
探讨热水降温规律的应用和实践意义
热水在不同材质的容器里冷却的速度不同，这在生活中有哪些实际应用呢？
保温瓶保持水温
烹饪锅具调节食物温度
饮料杯具控制饮品冷却
探索物联网在学习中的应用
探究热水降温规律系统实践
学习探究新工具
选择几种保温杯，找出保温效果最好的保温杯。
拓展与提升1
学习探究新工具
常见保温杯材质有316不锈钢、304不锈钢、陶瓷。316不锈钢抗腐蚀性强、保温好；304不锈钢耐磨，保温不错；陶瓷保温保冷尚可。其中，316不锈钢保温杯保温最佳。
学习探究新工具
你觉得物联网技术还可以应用在哪些科学实验中？提出实践思路。
拓展与提升2
在植物生长实验中，利用物联网技术实时监测土壤湿度、光照强度等参数；在化学实验中，物联网技术可以实现精确控制实验条件及实时监测反应过程。
学习探究新工具
学习探究新工具
课后作业
用物联网设计植物生长监测方案，写出所需传感器（如土壤湿度、光照传感器）和主控板，简单描述数据传输与分析过程。
学习探究新工具
课堂总结
01
了解物联网在学习中的应用，它可营造智能环境、辅助学科探究。
02
通过热水降温实验，掌握用物联网解决问题的方法，包括功能实现、数据分析等。
谢 谢
THANK YOU
Thanks!
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