内容正文:
第二章 知识与数字化学习
第一节 知识与智慧
在人类的生产、生活和研究活动中,人们会不断学习、总结、发现和认识自然、探究规律的方法。
“做实验→获取观察数据→分析处理数据→推理建立数学模型→实验验证模型→形成知识→应用知识解决问题”是一条非常有效的知识发现路径
2.1.1知识
你真的了解“知识”吗?
知识是人们运用大脑对获取或积累的信息进行系统化地提炼、研究和分析的结果,能够精确地反映事物的本质。它来源于实践,经过加工提炼,又高于实践。
接下来一起做个实验,感受知识的获取吧!
探究活动
实验目标:运用Python工具,利用控制变量法采集实验数据,研究当导体电压保持不变时,通过导体的电流随导体电阻变化的规律
1.实验仪器:
电压表、电流表、电池、开关、导线、滑动变阻器和10个不同阻值的电阻
2.实验步骤:(1)收集实验数据
①连接电路如图2-4所示。注意:连线时开关要断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片要滑到最大阻值处。
②把电阻R1接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数U=3V,记录电流表示数I1
③把电阻R1换成电阻R2(记下阻值),再次移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数U=3V,记录电流表示数I2
以此类推,所得到的实验数据如下
(2)运用Python工具处理数据,绘制图像
①绘制散点图。将表2-2中的数据输入程序中,执行程序后得到如图2-5所示的电流I与电阻R关系数据散点图。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import optimize
x0=[5,10,15,20,25,30,35,40,45,50] #输入电阻的实验数据
y0=[586,291,198,143,101,98,72,68,59,55]#输入电流的实验数据
plt.title("test")
plt.xlabel('R/Ω')
plt.ylabel('I/mA') |
plt.scatter(x0[:],y0[:],5, "red",linewidth=3) #绘制散点图
plt.show()
②在“绘制散点图”程序中加上指令“plt.plot(x0,y0)”,执行程序后,得到如图2-6所示的电流I与电阻R关系数据曲线图
import numpy as np
import ma