第15课 恒温箱实验（教案）2023-2024学年五年级下册信息技术浙教版

第15课《恒温箱实验》教学设计 【课标内容要求】 通过分析典型应用场景，了解计算机可用于实现过程与控制，能在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系统的设计。 【教学内容分析】 本课是浙江教育出版社五年级下册信息科技教材中，第三单元“系统中的计算”的最后一节课，本单元在前面控制系统的三个环节和体验基础上，详细开展了如查表、条件计算探究，认识了循环结构，本课是一节综合性的项目式课程，以恒温箱为载体将前面的内容整合运用，从分析原理到设计算法，充分调动学生的综合素养。 【学情分析】 本课授课的对象是五年级学生，经过前面的学习，对子系统子模块、控制系统的三个环节、常见的计算过程都有初步认识，这为本课的学习奠定了很好的基础，但对控制系统从分析原理到设计算法的完整过程体验较少，在建构过程中对模块功能的划分、各模块功能的设计与结构的抽象等过程还没有很好的驾驭能力，需要本节课的实践来强化。 【教学目标】 1.理解恒温箱的工作原理。 2.设计恒温箱控制算法，优化算法。 3.感受设计自动控制系统的过程，提升数字环境下的实验探究意识和用学科思维解决真实问题的兴趣。 重点：理解恒温箱的工作原理，设计配套算法。 难点：设计具体步骤到算法的抽象。 【核心素养指向】 目标1基本指向信息意识。 目标2基本指向计算思维。 目标3基本指向数字化学习与创新和信息社会责任。 【设计构想】 从现实生活中的恒温需求出发，驱动恒温箱的设计。通过恒温箱硬件模型观察体验的实验教学活动，由学生自主分析，对恒温箱进行模块化划分，并用模块化的思想逐个设计对应子步骤，将问题化大为小。再跳出子模块视角，进行整合抽象、模式提取得到算法。设计好算法过程中，用实验套件进行验证并可以根据执行结果简单修改完善算法，达成分析、设计、验证、完善的完整体验过程。 【教学环境及资源准备】 教师教学课件、恒温箱模型成品，信息科技实验板编程工具，实验板套件。 【教学活动设计】 教学环节 教学过程 设计意图 一、情境入新境 1.情境导入 展示一箱可孵化的芦丁鸡种蛋。 提问：如何孵化这些蛋？ （创造恒温环境） 导入课题——恒温箱实验。 联结真实世界，激发解决问题兴趣，自主驱动探究意识。 二、实例析模块 1. 理解恒温箱原理 教师提供恒温箱模型成品。 提问：通电体验恒温箱系统，该系统由哪几个模块构成？ 提问：环境温度如何快速模拟升高？降低呢？ （用工作的加热模块靠近温度传感器。加热模块远离传感器，并用制冷模块对着传感器） 提问：这里的输入，计算，输出是什么？ 输入：设定的预期温度r 计算：温度传感器值f与r值的大小比较计算。（学评单内拖动如下模块补全计算过程） 输出：环境温度 由“体验”至“本质”，由“具象”至“抽象”，在实例的解构中分析抽象系统的子模块。 以已知概念支撑新情境下的迁移应用。 三、步骤识模式 1.活动：分析从开始到30秒内系统的运行步骤。 1.设定预期的温度r； 2.通过传感器检测实际温度f； 3.判断f-r的值： 如果值>0：制冷模块工作 如果值<0：加热模块工作 如果值=0：待机 4.等待5秒； 5.通过传感器检测实际温度f； 6.判断f-r的值： 如果值>0：制冷模块工作 如果值<0：加热模块工作 如果值=0：待机 7.等待5秒； …… 2.重复步骤抽象循环结构 提问：结合上节课的知识，完成如下表单。 恒温箱实验 输入 计算 输出 步骤 设定预期的温度r 1.通过传感器检测实际温度f； 2.判断f-r的值： 如果值>0：制冷模块工作 如果值<0：加热模块工作 如果值=0：待机 3.等待5秒； 环境温度 是否 重复过程 否 是 否 实践：利用循环结构完成该算法流程图。 反馈： ①呈现课堂中的典型错误：多分支错误、逻辑关系混乱、循环起始点找错等。 ②由学生主持讨论，聚焦循环结构和执行路径，在展错与化错中推进理解的深化。 突显学生主体，让学生经历建构过程，凸显重点，提升学生的科学精神和探究意识。 以“展”与“说”的方式，提升成就感，再次突显对重难点的关照。 四、组合造实物 设计好算法后，教师提供模块化的程序片段如下图，由学生自主组合填入并运行上传。用实验套件进行验证并可以根据执行结果简单修改完善算法。 引导学生从设计到验证，也是在实践中评价学生的素养表现。 五、小结促升华 提问：学了今天的课，你对自己设计的恒温箱有信心吗？你还想设计或改进什么样的控制系统？ 赠言：设计的钥匙在同学们的手中，用学科的眼光去发现问题，学科的思维去解决问题，一定可以打开更大的世界。 引导学生自我认知与感知，让学生以学科的眼光看世界，以学科的思维方式解决问题。 板书设计 学科网（北京）股份有限公司 $$