第15课恒温箱实验教学设计浙教版信息科技五年级下册.docx

第15课恒温箱实验教学设计教学内容分析本节课是2022年浙江教育出版社出版的五年级下册第三单元第15课。本节课分为三个活动：“设计恒温箱的硬件结构”“设计恒温箱的控制算法”“调试验证与改进优化”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。教学目标及核心索养指向1、设计恒温箱的硬件结构（信息意识）2、设计恒温箱的控制算法（信息意识，数字化学习与创新）3、调试验证与改进优化（信息意识，数字化学习与创新）教学重难点教学重点：1、设计恒温箱的硬件结构2、设计恒温箱的控制算法设计原因：了解恒温箱是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。教学难点：1、调试验证与改进优化；设计原因：调试验证对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。教学过程1、情境导入（3分钟）教师活动学生活动情境引入：在科学实验、医学研究和生物养殖等领域中，常常需要确保一个恒定的温度环境。为了满足这种需求，可以设计和制作一个恒温箱。通过亲自体验恒温槽的运行，我们已经初步了解恒温控制系统的构成和控制过程。那么，如何发挥创造力，自己动手设计一个恒温箱呢？学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答。存*累左*衣傅外即殳设计意图：激发学生对恒温箱的学习兴趣并快速进入学习状态。2、新知讲授（35分钟）教师活动活动1：设计恒温箱的硬件结构计恒温箱是一个用来控制温度的箱子，就像家里用的电 烤箱一样，但恒温箱能够更准确地控制温度。在科学实 验中，恒温箱可以用来保持实验物品的温度不变。认识恒温箱结构恒温箱一般由控制模块、温度传感器模块、加热模块、 散热模块等组成，系统的结构图如下：拄制横陕）瑞筮加热模块救热模块*恒温箱系统的主要构成模块搭建简易恒温箱根据恒温箱的组成结构，选择合适的模块，搭建简易恒 温箱系统。根据恒温箱预期功能，选择合适的材料设计 合理的结构，将各个模块有机组装起来。活动2：设计恒温箱的控制算法搭建好恒温箱的硬件结构，还需要为它设计控制算法，恒温控制过程分析恒温箱的功能需求是根据设定的预期温度，让恒温箱内 形成一个恒定的温度环境。恒温箱维持恒定温度环境，学生活动学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开 展探讨交流，完成任务活动1：设计恒温箱的硬件结构小组合作讨论为了让恒温箱能够实现恒温的功能，箱体设计要注意什么？活动2：设计恒温箱的控制算法小组合作交流如何让恒温箱形成一个恒定温度环境呢？活动3：调试验证与改进优化小组合作交流在恒温箱基础上增加加湿模块和湿度传感器模块， 可以实现恒温恒湿的功能。请为恒温恒湿箱设计一 个可行的算法。其实是一个循环控制过程。以初始温度30,预期恒定温度40为例，分析恒温箱工作过程如下：恒温箱控制过程分析预期温度实际温度/r加热根块散热模块4030停止4040制T停止4041停ItBaD40恒温箱启动后，当温度传感器模块检测到的实际温度低于预期温度时，控制模块控制加热模块工作，对箱体内进行加热；当传感器检测到实际温度达到40°C时，控制模块控制加热模块和散热模块都进入停止状态；当传感器检测到实际温度高于预期温度时，控制模块控制加热模块停止，散热模块启动，将多余的热量散发到箱体外部实现降温。算法设计通过对恒温过程的分析，可以为恒温箱设计以下算法：1.输入预期温度r=40,然后变复运行第24步2 .读取温度传感器值f3 .显示t和f4 .比校（与t：如果fvt,启动加热模块，停止散热模块；如果f=t停止加热模块，停止散热模块；如果f>t,停止加热模块，启动散热模块活动3：调试验证与改进优化编写程序用Python语言，将设计好的算法编写成计算机可以执行的代码。为减少加热、散热模块频繁启停，将t的值从40调整为温度区间3742°C,具体代码如下：t-,low':37,'high':42)whileTrue:f-temperature.read()#读取温度传感器的值iff>t,low'andf<t'high*:heat.off()#停止加热模块fans,off()#停止散热摸块else:iff<t,low,:heat.on()*启动加热模块fans,off()#停止散热模块else:heat.off()#停止加热模块fans,on()#启动散热模块设计意图：培养学生独立思考的能力，提高核心素养。3、课堂小结（7分钟）教师活动学生活动总结本课内容：活动1：设计恒温箱的硬件结构活动2：设计恒温箱的控制算法活动3：调试验证与改进优化学生一同回答并梳理知识设计意图：帮助学生梳理木节课知识，加深学生对知识的理解。