1、班级：_ 姓名：_第第 15 课课 恒温箱实验作业设计恒温箱实验作业设计作业分析作业分析作业类型基础型作业 探究型作业 实践型作业 跨学科综合作业作业类别 课时作业 单元作业 学期作业应用场景课前预习 课中练习 课后作业作业对象 全体学生作业 学生根据情况可选作业设计思路通过比较、综合、拓展，巩固本节课知识点，举一反三，让学生自主探究，掌握新知，沟通交流，提升协作能力。作业内容作业内容【难度等级：】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。班级：_ 姓名：_学习单学习单学习单学习单1活动活动1 1：设计恒温箱的硬件结构：设计恒温箱的硬
2、件结构在科学实验、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?思考与讨论班级：5年_班组别：_2活动活动2 2：设计恒温箱的控制算法：设计恒温箱的控制算法如何让恒温箱形成一个恒定温度环境呢?思考与讨论332活动活动2 2：调试验证与改进优化：调试验证与改进优化如果恒温箱没有正常工作，可能是什么原因造成的?思考与讨论第第 15 课课 恒温箱实验教学设计恒温箱实验教学设计教学内容分析教学内容分析本节课是 2022 年浙江
3、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。教学目标及核心素养指向教学目标及核心素养指向1、设计恒温箱的硬件结构（信息意识）（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）（信息意识，数字化学习与创新）3、3、调试验证与改进优化（信息意识，数字化学习与创新）（信息意识，数字化学习与创新）教学重难点教学重难点教学重点教学重点：1、设计恒温箱的
4、硬件结构2、设计恒温箱的控制算法设计原因设计原因：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。教学难点教学难点：1、调试验证与改进优化；设计原因：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。教学过程教学过程1、情境导入（3 分钟）1、情境导入（3 分钟）教师活动教师活动学生活动学生活动情境引入：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学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答。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，
5、如何发挥创造力，自己动手设计一个恒温箱呢?设计意图：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）2、新知讲授（35 分钟）教师活动教师活动学生活动学生活动活动 1：设计恒温箱的硬件结构活动 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: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学
6、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活动 1：设计恒温箱的硬件结构小组合作讨论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活动 2：设计恒温箱的控制算法小组合作交流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活动 3：调试验证与改进优化小组合作交流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活动 2：设计恒温箱的控制算法搭建好恒温箱的硬件结构
7、，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，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:个可行的算法。
8、活动 3：调试验证与改进优化活动 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，具体代码如下:设计意图: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）、课堂小结（7 分钟）教师活动教师活动学生活动学生活动总结本课内容：总结本课内容：活动 1：设计恒温箱的硬件结构学生一同回答并梳理知识活动 2：设计恒温箱的控制算法活动 3：调试验证与改进优化设计意图：设计意图：帮助学生梳理本节课知识，加深学生对知识的理解。情境导入：情境导入：本单元项目式本单元项
9、目式 主题：控制系统的计算主题：控制系统的计算在科学实验、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?情境导入：情境导入：本单元项目式本单元项目式 主题：控制系统的计算主题：控制系统的计算设计一个恒温箱，需要经历硬件结构设计、控制算法设计和验证调试等基本过程。单元问题：单元问题：本单元项目式本单元项目式 主题：控制系统中的计算主题：控制系统中的计算想一想l空调是如何实现温度的自动控制的?l如果没有循环控制结构，会对过
10、程控制产生怎样的影响?恒温箱实验恒温箱实验2023年浙江教育出版社五年级下册-第3单元控制系统的计算-珠珠老师珠珠老师信息科技课件2022新版课标内容1活动活动1 1：设计恒温箱的硬件结构：设计恒温箱的硬件结构2活动活动2 2：设计恒温箱的控制算法：设计恒温箱的控制算法目录目录信息科技信息科技3活动活动3 3：调试验证与改进优化：调试验证与改进优化01设计恒温箱的硬件结构设计恒温箱的硬件结构活动活动1 101.知识点讲解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。l认识恒温箱结构恒温箱一般由控制模块、
11、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:活动活动1 1：设计恒温箱的硬件结构设计恒温箱的硬件结构0101.知识点讲解l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。活动活动1 1：设计恒温箱的硬件结构设计恒温箱的硬件结构01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。01.知识点讲解为了让恒温箱能够实现恒温的功能，箱体设计要注意什么?思考与讨论思考与讨论02设计恒温箱的控制算法设计恒温箱的控制算法活动活动2 201.知识点讲解如何让恒温箱形成一个恒定温度环境呢?如何让恒温箱形成一个恒定思考与讨论思考与讨论如何让恒温箱形
12、成一个恒定温度环境呢?01.知识点讲解搭建好恒温箱的硬件结构，还需要为它设计控制算法，l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。活动活动2 2：设计恒温箱的控制算法设计恒温箱的控制算法02恒温箱维持恒定温度环境，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:01.知识点讲解恒温箱启动后，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
13、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。活动活动2 2：设计恒温箱的控制算法设计恒温箱的控制算法0201.知识点讲解l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:活动活动2 2：设计恒温箱的控制算法设计恒温箱的控制算法0201.知识点讲解编写程序用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，具体代码如下:活动活动2 2：设计恒温箱的控制算法设计恒温箱的控制算法0203调试验证与改进优化调试验证与改进优化活动活动1 101.知识点讲解设计好恒温箱的控制算法，就可以进行联机调试运行
14、，验证算法的可行性。通过有线或者无线连接，将计算机和恒温箱控制模块建立联系，将程序下载到控制模块中。点击启动按钮，运行恒温箱控制程序，观察恒温箱显示模块上的数据，每隔30秒记录一次显示模块上的读数，可以根据实时温度的值来判断恒温箱是否正常工作。活动活动3 3：调试验证与改进优化：调试验证与改进优化0301.知识点讲解如何让恒温箱形成一个恒定温度环境呢?如何让恒温箱形成一个恒定思考与讨论思考与讨论如果恒温箱没有正常工作，可能是什么原因造成的?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。练习练习1活动活动1 1：设计恒温箱的硬件结构：设计恒温箱的硬件结构2活动活动2 2：设计恒温箱的控制算法：设计恒温箱的控制算法总结总结信息科技信息科技3活动活动3 3：调试验证与改进优化：调试验证与改进优化感谢观看感谢观看-ThankforViewing-珠珠老师珠珠老师2023年浙江教育出版社五年级下册
