资源简介

(共23张PPT)
第三单元 第15节
恒温箱实验
（浙教版）五年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
理解恒温箱对科研、养殖的价值，明确合理设计算法对保障环境稳定、实验可靠的责任。
探究恒温箱控制算法，用流程图呈现循环逻辑，设计并演示温控算法的验证方案。
能拆解恒温箱 “检测 — 判断 — 执行 — 等待” 循环流程，分析条件计算与循环结合的逻辑，提升算法建模能力。
知晓恒温箱由控制、传感、加热、制冷模块组成，了解其在科研、养殖等领域的恒温应用，建立自动化温控认知。
03
新知讲解
第十五节：恒温箱实验
学习目标
1.分析恒温箱的工作原理。
2.设计恒温箱控制算法。
03
新知讲解
第十五节：恒温箱实验
03
新知讲解
在科学实验、医学医药、生物养殖等多个领域，需要用到恒温的环境。
恒温箱能够产生一个稳定的温度环境。
恒温箱系统包括控制模块、加热模块、制冷模块和传感器模块等组成，系统
框图如下:
探究
03
新知讲解
恒温箱控制温度的过程，可以分解成一系列具体的步骤:
第一步:设定预期的温度r
第二步:通过传感器检测实际温度f
第三步:判断f-r的值:
如果大于0，启动制冷;
如果小于0，启动加温;
如果等于0，停止工作，进入待机状态;
建构
03
新知讲解
第四步:等待5秒
第五步:通过传感器检测实际温度
第六步:判断f-r的值:
如果大于0，启动制冷;
如果小于0，启动加温;
如果等于0，停止工作，进人待机状态;
第七步:等待5秒
建构
03
新知讲解
想一想
恒温箱工作的控制过程需要多少步
恒温箱的控制过程没有固定总步数，其流程分为初始设置与循环执行两部分：
初始步骤：仅执行 1 次，即设定预期温度r。
循环步骤：之后无限重复执行 3 步核心流程 —— 检测实际温度f、判断f-r的差值并启动加热 / 制冷 / 待机、等待 5 秒。只要恒温箱处于工作状态，就会持续循环这 3 步，直到手动关机或满足终止条件，因此总步数随运行时间动态变化，是典型的条件循环控制过程。
03
新知讲解
从恒温箱控制过程的分解步骤中，我们可以发现，这是一个连续控制的过程，第一步是初始设置，后面就是第二步、第三步、第四步三个步骤的重复过程，这个重复过程可以用循环结构来表示。
建构：一、抽象与建模
03
新知讲解
根据以上分解、抽象和建模分析，我们可以设计如下的算法:
建构：二、设计
03
新知讲解
算法设计好后，可以通过流程图进行执行验证，根据执行的结果，来修改和完善算法。
建构：三、验证
03
新知讲解
练 习
养鸡场孵化小鸡需要将温度控制在37一42度之间。请你设计一个能够满足养鸡场孵化功能的恒温箱控制算法。
养鸡场孵化恒温箱控制算法设计如下：初始设定温度区间：下限 37℃、上限 42℃；进入循环流程：检测箱内实时温度 f；条件判断执行：若 f<37℃，启动加热模块升温；若 f>42℃，启动制冷模块降温；若 37≤f≤42℃，所有温控模块待机；执行操作后等待 5 秒，返回第二步重复检测与判断，直至孵化周期结束手动终止循环，全程维持温度在目标区间内。
04
课堂练习
一、选择题
1、恒温箱系统中，负责采集环境温度的模块是（ ）
A. 控制模块 B. 温度传感器
C. 加热模块 D. 制冷模块
2、恒温箱核心循环控制的第一步是（ ）
A. 等待 5 秒 B. 设定预期温度
C. 检测实时温度 D. 启动制冷模块
B
C
04
课堂练习
3、孵化小鸡时，若箱内温度为 36℃，恒温箱应执行（ ）
A. 启动制冷 B. 启动加热
C. 模块待机 D. 停止循环
4、恒温箱算法验证的核心工具是（ ）
A. 数据表 B. 流程图
C. 乘法口诀表 D. 车牌登记表
B
B
04
课堂练习
二、判断题
1、恒温箱系统由控制、传感、加热、制冷四大模块组成。（ ）
2、恒温箱的控制过程属于条件循环结构，无固定总步数。（ ）
3、当实测温度等于预期温度时，恒温箱需启动加热模块。（ ）
4、恒温箱循环控制中，“等待 5 秒” 是核心步骤之一。（ ）
5、算法设计完成后，无需验证即可直接投入使用。（ ）
√
X
√
√
X
05
拓展延伸
宠物恒温箱
05
拓展延伸
模块协同原理
恒温箱四大模块分工明确：传感器采集温度，控制模块做条件判断，加热 / 制冷模块执行指令。它们协同工作，依托 “检测 — 判断 — 执行” 的逻辑，结合循环结构，实现温度的精准、持续管控，保障恒温环境稳定。
05
拓展延伸
算法逻辑融合
恒温箱算法是条件计算与循环结构的融合应用：循环体包裹温度检测、差值判断、模块执行等条件计算步骤，通过重复执行，实现动态温控。这种融合是物联网智能控制算法的典型设计思路。
05
拓展延伸
孵化算法优化
小鸡孵化的区间温控可优化：将 37-42℃细化为最佳区 39-40℃，偏离时快速调节，区间内缓慢微调，减少模块启停频率，既保证孵化成功率，又延长设备使用寿命，提升算法实用性。
08
板书设计
恒温箱实验
一、抽象与建模
二、设计
三、验证
课后作业:
1、绘制小鸡孵化恒温箱控制算法流程图，标注循环体与条件判断节点。
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第3.15课《恒温箱实验》教学设计
课题 恒温箱实验 单元 第三单元 学科 信息技术 年级 五年级
核心素养目标 信息意识：知晓恒温箱由控制、传感、加热、制冷模块组成，了解其在科研、养殖等领域的恒温应用，建立自动化温控认知。计算思维：能拆解恒温箱 “检测 — 判断 — 执行 — 等待” 循环流程，分析条件计算与循环结合的逻辑，提升算法建模能力。数字化学习与创新：探究恒温箱控制算法，用流程图呈现循环逻辑，设计并演示温控算法的验证方案。信息社会责任：理解恒温箱对科研、养殖的价值，明确合理设计算法对保障环境稳定、实验可靠的责任。
教学重点 知晓恒温箱由控制、传感、加热、制冷模块组成，了解其在科研、养殖等领域的恒温应用，建立自动化温控认知。
教学难点 理解恒温箱对科研、养殖的价值，明确合理设计算法对保障环境稳定、实验可靠的责任。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第3.15课 恒温箱实验一、新知引入1、学习目标:1.分析恒温箱的工作原理。2.设计恒温箱控制算法。（播放视频） 参与新知引入，观看视频初识恒温箱 开展新知引入，让学生感知恒温箱应用
讲授新课 新知讲解：探究在科学实验、医学医药、生物养殖等多个领域，需要用到恒温的环境。恒温箱能够产生一个稳定的温度环境。 恒温箱系统包括控制模块、加热模块、制冷模块和传感器模块等组成，系统 框图如下:建构恒温箱控制温度的过程，可以分解成一系列具体的步骤:第一步:设定预期的温度r第二步:通过传感器检测实际温度f第三步:判断f-r的值: 如果大于0，启动制冷; 如果小于0，启动加温; 如果等于0，停止工作，进入待机状态;第四步:等待5秒第五步:通过传感器检测实际温度第六步:判断f-r的值: 如果大于0，启动制冷; 如果小于0，启动加温; 如果等于0，停止工作，进人待机状态;第七步:等待5秒想一想恒温箱工作的控制过程需要多少步 恒温箱的控制过程没有固定总步数，其流程分为初始设置与循环执行两部分： 初始步骤：仅执行 1 次，即设定预期温度r。 循环步骤：之后无限重复执行 3 步核心流程 —— 检测实际温度f、判断f-r的差值并启动加热 / 制冷 / 待机、等待 5 秒。只要恒温箱处于工作状态，就会持续循环这 3 步，直到手动关机或满足终止条件，因此总步数随运行时间动态变化，是典型的条件循环控制过程。一、抽象与建模从恒温箱控制过程的分解步骤中，我们可以发现，这是一个连续控制的过程，第一步是初始设置，后面就是第二步、第三步、第四步三个步骤的重复过程，这个重复过程可以用循环结构来表示。二、设计空根据以上分解、抽象和建模分析，我们可以设计如下的算法:三、验证算法设计好后，可以通过流程图进行执行验证，根据执行的结果，来修改和完善算法。四、练习养鸡场孵化小鸡需要将温度控制在37一42度之间。请你设计一个能够满足养鸡场孵化功能的恒温箱控制算法 答：养鸡场孵化恒温箱控制算法设计如下：初始设定温度区间：下限 37℃、上限 42℃；进入循环流程：检测箱内实时温度 f；条件判断执行：若 f<37℃，启动加热模块升温；若 f>42℃，启动制冷模块降温；若 37≤f≤42℃，所有温控模块待机；执行操作后等待 5 秒，返回第二步重复检测与判断，直至孵化周期结束手动终止循环，全程维持温度在目标区间内。四、课堂练习完成课堂练习14-16页。五、拓展延伸1、宠物恒温箱（观看视频）2、模块协同原理3、算法逻辑融合4、孵化算法优化 跟随讲解，梳理恒温箱温控核心步骤思考步数问题，明确循环控制特性学习建模方法，用循环表示重复过程依据分析结果，设计恒温箱控制算法用流程图验证算法，修改完善方案设计孵化温控算法，满足温度需求通过课堂练习，让学生应用所学知识 梳理温控步骤，让学生理解工作流程通过思考探究，让学生掌握循环本质讲解抽象建模，提升学生算法建模能力引导算法设计，培养学生创新设计思维通过算法验证，让学生学会优化迭代通过课堂练习，让学生应用所学知识完成课堂练习，让学生检测学习效果
课后作业 1、绘制小鸡孵化恒温箱控制算法流程图，标注循环体与条件判断节点。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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