一、实验内容介绍
实验内容：《连续测量一杯热水的温度并研究变化规律》——苏教版小学科学四年级上册 第二单元 冷和热
二、传统实验存在的缺陷与改进思路
在传统的实验中，需要使用温度计对热水进行测量与记录，其要求：
①记录最高点；
②每两分钟进行一次测量与记录；
③实验过程中要保持温度计的液泡一直放在水的中央，而且不要将温度计拿出水杯读数，读数的时候平视。
④记录数据后，按照数据画出曲线图。
注意事项：实验过程中，注意不能碰到热水，以防烫伤。
在实验过程中，会存在以下的问题导致实验存在误差：最高点的记录不正确，两分钟的测量存在延时或者某个两分钟忘记记录，温度读数过程因非平视而导致数据的误差。
因此，在传统实验操作基础上，我们利用掌控板+DS18b20金属温度探头对实验进行了改进，在实验的过程中，我们利用金属探头的温度计对水温进行测量，并每秒对数据进行记录，通过mPython的”探究“功能对水温变化进行实时监测显示，同时，将数据以文本文件的形式记录在掌控板的中，实验结束之后可以将文本数据导出到Excel中进行分析。
三、改进方案
（1）实验器材与软件环境
实验器材：掌控板1块+掌控宝或百灵鸽扩展板、防水型/不锈钢封装DS18b20温度传感器1个，杜邦线若干，水杯1个，开水。
软件环境：mPython
（2）DS18B20简介与测试
防水型/不锈钢封装DS18b20温度传感器介绍：
·工作电压：3.0V～5.5V供电
·分辨率：9～12位可调分辨率
·测温范围 -55℃ ～ +125℃（引线只能最高承受温度85度左右）
·产品尺寸：不锈钢外壳(6*50mm)，引线长度50m
·无需外部元件，独特的单总线接口
·输出引线：红色(VCC)，黄色(DATA)，黑色(GND)
这里我对温度传感器做了一个简单的处理——加了一个10K上拉电阻。
因为DS18B20是单总线温度传感器,数据线是漏极开路,如果DS18B20没接电源,则需要数据线强上拉,给DS18B20供电;如果DS18B20接有电源,则需要一个上拉即可稳定的工作。这个电阻通常比较大,还有若温度传感器开路或没接时,能起到上拉作用,使之为高电平,使后续电路保护。
本案例中DS18B20接线（红色接VCC，黑色接GND，黄色DATA接P16）；
习惯性的对传感器进行测试：
在mPython的”扩展“→”通用传感器“中找到DS18B20模块，并拖入代码编写区域，将引脚定义为P16。
DS18B20测试参考代码：
代码刷入掌控板之后，你可以查看OLED显示的温度，比对常温，若有误差，可自行通过公式进行校准。
（3）改进实验操作与参考代码
温度传感器测试能正常工作之后，我们就可以参考下面的代码，编写并刷入：
现在开始我们的实验了，把开水倒进水杯中，将金属探头放入水中，我们可以看到mPython右上角的”探究“窗口开始记录数据温度变化的数据值了。
（暂缺探究窗口截图，后补上）
（4）数据的导出与处理
最后，待水温至常温时，将数据导出，导出的方法有2：
①在探究窗口右上角的下菜单栏中（三条横杠杠的图标），选择”下载xls文件“
②程序中设置了将数据写入temp0.txt，因此我们可以在掌控板的文件中导出，方法：mpython中选择”代码“切换到代码编辑窗口，并在右侧中间栏目位置找到一">"符号，打开“文件管理”，找到“temp0.txt”，右击，选择“导出”。
数据导出之后，我们可以轻松的利用Excel的图表功能，来绘制“开水自然冷却——温度与时间的曲线图”了。
（5）比对其他的液体的冷却时间
通过上述的实验方法，可以测量不同液体（如牛奶、盐水等，如果要测试食用油要注意安全）的冷却时间，并进行比对，比较其散热能力强弱，为以后学习“比热”奠定知识基础。
（6）思考
使实验数据获得更加直接和直观，是否会弱化学生在实验过程中的计算作图操作等重要能力的培养，某种程度上是否会不利于学生科学思维的培养及科学素养的提高。