资源简介

课题 第15课 恒温箱实验 课时 1课时
学习 目标 1.通过用控制系统中计算的相关知识，完成恒温箱实验的设计、验证，学会分析问题，并执照算法设计的一般步骤来解决问题。 2.综合运用顺序、分支和循环结构设计解决温控问题的算法，强化运用算法相关知识解决问题的能力。 3.综合运用跨学科知识解决问题，增强自主学习和合作探究能力。
学习 重点 体验设计算法解决问题的一般过程。 学习 难点 运用流程图等多种方法来描述算法。
学习 资源 PPT、课堂练习
学习过程
学习版块 学生活动 教师活动 设计意图 改进设计
回顾：恒温槽的控制过程 阅读教材，思考：恒温控制系统的控制过程是怎样的？用到了哪种计算类型？ 提出思考问题，巡视学生的学习状态。请学生回答。 本环节引导学生回顾恒温槽实验，巩固条件计算的应用知识，为本课学习做好铺垫。 本环节设置了不同梯度的问题，让学生都有回答的机会，培养学生的学科学习兴趣。
探索：恒温箱的应用 观看恒温箱的应用视频，思考：你的身边有哪些恒温箱条件？ 与同桌讨论设计恒温箱的思路，准备发言。 播放恒温箱的应用视频并提出思考问题。在学生观看视频时，引导学生重点关注恒温箱的生活应用。 引导学生与同桌讨论设计恒温臬的思路，巡视学生的小组讨论情况。挑选小组回答，梳理设计过程，提示课题。 本环节引导学生从已有经验出发，以恒温槽实验结合生活经验思考恒温箱的应用，激发学生的探究兴趣，提高课堂参与度。
建构：恒温箱的设计 活动一 认识恒温箱的结构 阅读教材中的“设计恒温箱的硬件结构”，小组讨论恒温箱主要模块的功能及其对应硬件。 小组合作汇报，交流恒温箱构成模块和硬件模块的对应关系。 活动二 搭建简易模拟恒温箱 从控制原理的角度，思考各个模块布局需要满足什么要求，将讨论结果填写在任务记录单中。 根据布局设计结果，从实践资源包中拿出需要用到的器材，使用剪刀和双面胶将硬件模块安装在透明塑料盒上并用线连接。 活动三 设计恒温箱的控制算法 讨论并汇报恒温箱的输入和输出。 以预设恒定温度28~30为例，分析恒温箱的工作过程，将“恒温箱控制过程分析表”填写完整。 根据分析结果，补充任务记录单中的算法描述卡片。 组织学生小组讨论，引导学生关注主要构成模块在恒温箱中的作用。 根据学生回答，出示学生回答中提及的模块，引导学生说出各硬件模块的作用并完成简单的系统结构分析。 引导学生回顾之前在条件计算中使用风扇模块模拟空调时，如何保证散热效果，启发学生结合之前的实验经验和科学知识思考硬件模块的布局要求。 提供任务记录单和实验工具，引导学生在明确实验目标和过程后开展小组合作：一人操作，另一人记录，可在不同环节交换角色。 组织学生根据任务记录单讨论并勾选恒温箱的输入和输出环节，巡视学生关于输入、输出的勾选情况，如果有普遍错误，则请学生分享并点评。 以预期温度28~30为例，组织学生讨论并填写任务记录单的“恒温箱控制过程分析表”。请填写结果不同的学生汇报，力求不同学力的学生都能得到点拨指导。 引导学生分析恒温工作过程，小组合作完成恒温箱算法设计，填写算法描述卡。 在搭建恒温箱系统之前，本环节先引导学生从功能需求的角度简要分析恒温箱系统的组成，选择使用哪些硬件模块以及硬件模块具体对应信息科技实践资源包中的哪些模块，为下一步设计硬件模块的布局做好铺垫。 本环节帮助学生在整理出恒温箱系统需要用到的硬件后，思考恒温箱的硬件布局并搭建。 由于学生没有绘制硬件设备草图的经验，教学时给学生提供了实物透明塑料盒，方便学生修改硬件模型位置和后续实施安装。 从恒温箱的硬件搭建到生成可执行的算法，对学生来说有较大挑战，因此本环节搭建了学习支架：首先从控制系统环节分析的角度确定输入、输出，再梳理指定温度范围下不同条件对应的控制系统输出，最后使用自然语言描述的方式补充完成算法设计。
应用：算法的调试验证 活动四 验证算法的有效性 打开“恒温箱温度区（填空）.py”文件，补充完整程序并烧录运行。根据运行现象调整参数，验证恒温箱是否正常工作。 请学生演示讲解，其他学生观看并对照自己存在的问题修改程序。 根据补充后的算法描述卡片，引导学生完善程序代码并运行。巡视各小组的进度，如个别组遇到困难，单独指导。 请学生演示讲解补充后的代码，关注演示学生的讲解是否清晰。如果学生讲述得不够清楚，先填其他小组学生补充，最后针对巡视时普遍存在的问题统一解答。 本环节旨在帮助学生学习从算法设计到程序实现的过程，引导学生阅读程序代码后补充关键分支条件和输出参数。 在代码补充时应多引导学生思考，如果第一处和第二处条件填反，可以启发学生对输出进行调整并修改注释。
小结：新知的总结与评价 结合板书，回顾、总结恒温箱设计过程中提出问题、搭建结构、设计算法、调试验证的基本过程。 与同桌合作完成教材的“练习”：在恒温箱基础上增加加温模块和温度传感器模块，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。 引导学生结合板书，从项目实施的整体过程回顾整节课，请学生分享本节课的收获或印象最深的项目环节。鼓励学生在后续的学习中积极应用按步骤解决问题的思路，解决学习、生活中的问题。 组织学生与同桌合作完成教材的“练习”。 本环节带领学生从具体人学习中跳出，从问题解决的角度梳理阶段成果，加强问题解决的整体认知。
作业指导
板书设计

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