1、第二章 知识与数字化学习第一节第一节 知识与智慧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
2、.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。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
3、import matplotlib.pyplot as pltfrom scipy import optimizex0=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/)plt.ylabel(I/mA)|plt.scatter(x0:,y0:,5,red,linewidth=3)#绘制散点图plt.show()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
4、R关系数据曲线图import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom scipy import optimizex0=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/)plt.ylabel(I/mA)|plt.scatter(x0:,y0:,5,red,linewidth=3)#绘制散点图plt.plot(x0,y0)#绘制曲线图 plt.show()观察电流I与电
5、阻R关系数据曲线图后，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。import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltfrom scipy import optimizex0=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/)plt.ylabel(I/mA)|plt.scatter(x0:,y0:,5,red,linewidth=3)#
6、绘制散点图plt.plot(x0,y0)#绘制曲线图 plt.plot(x0,y0,blue)#绘制曲线图 U1=optimize.curve_fit(f_1,x0,y0)0 x1=np.arange(5,50.01,0.01)y1=U1/x1 plt.plot(x1,y1,orange)#拟合曲线图plt.show()print(U=,U1)经过推理和实验验证，电流I与电阻R反比例关系成立，即I=U/R从以上实验数据的采集、分析、建模和验证过程可以知道，知识的发现不仅可以通过实验、观察和总结为特征的方法获取，还可以通过直接观察获取数据，对数据进行分析，进而发现规律，获得知识。2.1.2 智
7、慧日常生活中，调节台灯的亮度、电视机音量的大小，都要运用到欧姆定律探究与应用欧姆定律，解释了数据、信息、知识和智慧的相互关系：图（2-8）数据数据是现实世界客观事物的符号记录；信息信息是经过加工处理的、具有意义的数据；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、研究和分析结果，能够准确地反映事物的本质；智慧智慧是为了达到预定目标而运用知识解决问题的创新思维能力数据、信息、知识和智慧是逐渐递进的概念，前者是后者的基础和前提，后者是前者的抽象与升华。从数据到信息的转化，主要理解数据间的相互联系；从信息到知识的转化，主要理解信息间的相互联系，发现和抽象其规律；从知识到智慧的转化，主要理解和应用知识原理与法则解决现实世界的问题。讨论：举例说明信数据、信息、知识和智慧的相互关系
