资源简介

(共21张PPT)
情境导入：
本单元项目式 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：
本单元项目式 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：
本单元项目式 主题：控制系统中的计算
想一想
空调是如何实现温度的自动控制的
如果没有循环控制结构，会对过程控制产生怎样的影响
《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
信息科技 课件
2022新版课标内容
1
活动1：设计恒温箱的硬件结构
2
活动2：设计恒温箱的控制算法
《目录》
信息科技
3
活动3：调试验证与改进优化
01
设计恒温箱的硬件结构
活动1
01.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。
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:
活动1：设计恒温箱的硬件结构
01
01.知识点讲解
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1：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
02
设计恒温箱的控制算法
活动2
01.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
如何让恒温箱形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，
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2：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2：设计恒温箱的控制算法
02
01.知识点讲解
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2：设计恒温箱的控制算法
02
01.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37~42℃，具体代码如下:
活动2：设计恒温箱的控制算法
02
03
调试验证与改进优化
活动1
01.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，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3：调试验证与改进优化
03
01.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
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
1
活动1：设计恒温箱的硬件结构
2
活动2：设计恒温箱的控制算法
《总结》
信息科技
3
活动3：调试验证与改进优化
《感谢观看》
- Thank for Viewing -
珠珠老师
2023年浙江教育出版社 五年级下册《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。
教学目标及核心素养指向
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： 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。
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 学生活动
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: 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，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: 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37~42℃，具体代码如下: 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。
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： 帮助学生梳理本节课知识，加深学生对知识的理解。(共1张PPT)
学习单
1
活动1：设计恒温箱的硬件结构
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2：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2：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
思考与讨论班级：___________ 姓名：______________
《第15课 恒温箱实验》作业设计
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
【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。

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