小学信息技术浙教版（2023）五年级下册恒温箱实验教案设计

这是一份小学信息技术浙教版（2023）五年级下册恒温箱实验教案设计，共4页。教案主要包含了核心素养，教学目标等内容，欢迎下载使用。

课题
第15课《恒温箱实验》
单元
三单元
学科
信息技术
年级
五年级
学习
目标
【核心素养】
信息意识：
提高学生对信息技术在日常生活中应用的敏感性和认识，增强他们利用信息技术解决问题的意识，培养他们对信息技术发展趋势的洞察力。
计算思维：
培养学生通过完成恒温箱实验，理解其背后的计算逻辑和处理过程。引导学生运用计算思维解决问题，提高他们的逻辑思维和抽象思维能力。通过比较不同计算机控制系统的特点和优势，培养学生的批判性思维和决策能力。
数字化学习与创新：
鼓励学生利用恒温箱进行创新实践，如设计简单的自动化项目，培养他们的创新意识和实践能力。培养学生运用数字化工具和资源进行学习和探索的能力，如使用网络资源学习控制系统的相关知识。通过实际操作和项目实践，让学生体验数字化创新的过程，激发他们的探索精神和创新思维。
信息社会责任：
遵守相关的法律法规和道德规范，如保护个人隐私和数据安全。培养学生的信息伦理意识，让他们了解在信息社会中应承担的责任，如合理使用技术资源，避免技术滥用。引导学生认识到信息技术的双刃剑特性，培养他们负责任地使用恒温箱的意识。
【教学目标】
知识与技能：
了解恒温箱系统的组成；
2、设计恒温箱控制算法。
过程与方法：
通过讲解，引导学生了解了解恒温箱系统的组成；通过小组合作，组织小组活动，让学生设计恒温箱控制算法。培养学生系统规划和执行项目的能力，从问题的提出到解决方案的实施，都能够有条不紊地进行。引导学生学会合作与交流，通过小组合作完成项目任务，提高他们的团队协作能力和沟通技巧。教育学生通过反思和评价自己的学习和实践过程，不断优化和改进方案，提高自我学习和自我提升的能力
情感、态度与价值观：
拓展学生知识面，提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。培养学生的计算机思维和自主探究、小组合作能力。培养孩子们的动手操作能力。学生能够意识到计算对社会的影响和责任，包括了解计算在控制系统中的作用，理解计算对社会发展的重要性。培养学生对信息科技的积极态度，鼓励他们在面对挑战时保持乐观和坚持，增强他们的自信心和自我效能感。引导学生形成正确的科技价值观，认识到科技应当服务于人类社会的可持续发展。
重点
了解恒温箱系统的组成
难点
设计恒温箱控制算法
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
教学设计
教学设计
教学设计
一、新课导入
1、情景展示
同在日常生活中，我们的冰箱、保温箱等都有用到恒温箱，学们有了解过恒温箱吗？
恒温箱是一种能够自动调节内部温度，使其保持在设定范围内的设备。
在科学实验、医学医药、生物养殖等多个领域，经常需要用到恒温的环境。恒温箱就是为了满足这样的场景需求而设计的控制系统。
恒温箱的主要组成部分有哪些？你知道的有哪些？
恒温箱系统通常包含控制模块、升温模块、降温模块和温度传感器模块等。
2、本节课学习任务
（1）了解恒温箱系统的组成
（2）设计恒温箱控制算法
3、揭示课题
板书：恒温箱实验
二、新知学习
（一）、探索
本实验项目，需要根据恒温箱系统的结构和功能要求，为恒温箱系统设计一个可用的算法。
什么是控制算法？
控制算法是一组指令，用于根据当前状态和目标状态，自动调节恒温箱的工作。
恒温箱是通过怎样的控制算法来实现温度控制的呢？
用过程控制的方法和原理解决生活中的实际问题，需要经历明确问题、抽象建模、设计算法和实施验证等基本过程。
（二）、明确问题
在开展项目实践前，首先要做的工作是明确“要到哪里去”和“评估标准”。
1、明晰“要到哪里去”
需要清晰描述问题，厘清项目要解决的问题的实质和最终达成的目标。例如，在恒温箱实验项目中，解决的问题和要达成的目标是：为恒温箱系统设计一个有效的控制算法，让恒温箱能够实现恒定温度环境的自动化控制。
2、明确“评估标准”
根据“评估标准”指引项目前进的方向，项目结束后作为评估是否达成目标的有效评判。恒温箱实验项目，可以设定以下评估标准：
标准一：恒温箱预设温度范围为 -5 ～ 50℃
标准二：设定为给定范围内的预期温度后，启动恒温箱，通过一段时间调节控制，恒温箱能够稳定恒定在预设温度，误差不超过 0.5℃
预设一个预期温度，启动恒温箱，恒温箱通过一段时间调节控制，能够让恒温箱内部的温度稳定保持在预设的温度值。
（三）、抽象与建模
抽象和建模是在对问题深入分析的基础上，抽取出关键变量、关键环节、关键条件等核心要素，并建立过程控制的数据模型。
1、抽象
在恒温箱实验项目中，可以抽象出一个关键参数——“温度”；抽象出“设定初始温度”“检测实时温度”“调节环境温度”三个关键环节。
2、建模
在抽象基础上，对系统的控制过程进行建模。下图是恒温箱系统控制过程模型。
（四）、算法设计
明确了问题，抽象出关键参数和环节，建立了过程模型，为系统的算法设计奠定了基础。
在恒温箱实验项目中，根据恒温箱系统控制过程模型，可以为恒温箱设计什么样的的算法？
（五）、算法验证
设计好算法后，需要对算法进行验证，以评估算法的正确性、执行效率等。算法验证有程序验证、流程图验证等多种方法。
程序验证，需要根据算法编写成计算机代码并在计算机上运行，从而检验程序运行结果的准确性。
流程图验证，就是依据流程图，在大脑中“模拟”进行算法执行，来分析过程和结果是否存在问题。在恒温箱实验项目中，根据算法流程图，可以通过给数据提供测试值的方式进行模拟运行算法，如 t 设置为 20，f 分别取值 -5、10、25 进行测试，评估结果的准确性。
三、拓展延伸
养鸡场孵化小鸡需要将温度控制在 37 ～ 42℃。尝试设计一个能够满足养鸡场孵化功能的恒温箱控制算法。
四、课堂小结
通过本节课的学习，你遇到了哪些困难？是怎么解决的？有哪些收获？和大家分享一下吧！
作业布置
预习下一课。
板书设计
恒温箱实验
明确问题
抽象与建模
算法设计
算法验证
观看
思考；表达
学习
学习
操作实践
了解
学习
交流；分享
交流表达
预习下一课
创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；
培养表达能力
培养倾听习惯
增加知识面
学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。
培养倾听习惯
了解算法验证
培养学生举一反三、学习迁移的能力；
培养表达能力
培养自主学习能力
教
学
反
思