2.1 知识与智慧【新教材】粤教版（2019）高中信息技术必修一 课件

2.1 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、发现认识自然、探究规律的方法。而“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 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。 探究活动 实验 欧姆在研究电流与电压、电阻关系的实验中利用了控制变量法，即保持电压不变，探究电流和电阻的关系；或保持电阻不变，探究电流和电压的关系。 下面我们运用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连接电路图如图2-4所示。连接电路时注意：接线时开关要断开；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R (记下阻值)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R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。 ④如此类推，把电阻R9换成电阻R10,再次移动滑片，使电压表示数U=3V,记录电流表示数I10。 所得到实验数据如表2-2所示。 (2)运用Python工具处理数据，绘制图像。 ①绘制散点图。可以从教科书配套学习资源包中安装Python解释器Jupyter notebook,运行配套学习资源包“第二章\课本素材\绘制散点图”程序，把表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。 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。 ③观察电流I与电阻R关系数据曲线后，可以猜想电流I与电阻R的关系是反比例关系，于是按I=U/R的关系对数据做曲线拟合。打开配套学习资源包“第二章\课本素材\曲线拟合”程序，执行程序后得到如图2-7所示的电流I与电阻R关系数据曲线拟合图。其中，U=2905.67607341 mV与电压表的示数基了本吻合，即I=(2905 7607