資源簡介

教學內容 第15課 恒溫箱實驗 課時
教學目標 1、設計恒溫箱的硬件結構（信息意識） 2、設計恒溫箱的控制算法（信息意識，數字化學習與創新） 3、調試驗證與改進優化（信息意識，數字化學習與創新）
教學重點 設計恒溫箱的硬件結構 2、設計恒溫箱的控制算法 教學難點 1、調試驗證與改進優化；
教學準備 教學案例
教學過程
教學版塊 教師活動 學生活動 設計意圖
一、生活案例，導入新知 在科學實驗、醫學研究和生物養殖等領域中，常常需要確保一個恒定的溫度環境。為了滿足這種需求，可以設計和制作一個恒溫箱。通過親自體驗恒溫槽的運行，我們已經初步了解恒溫控制系統的構成和控制過程。那么，如何發揮創造力，自己動手設計一個恒溫箱呢 學生聽教師引導生活中的案例,學生討論，回答。 激發學生對恒溫箱的學習興趣并快速進入學習狀態。
二、層層遞進，學習新知 活動1：設計恒溫箱的硬件結構 計恒溫箱是一個用來控制溫度的箱子，就像家里用的電烤箱一樣，但恒溫箱能夠更準確地控制溫度。在科學實驗中，恒溫箱可以用來保持實驗物品的溫度不變。 認識恒溫箱結構 恒溫箱一般由控制模塊、溫度傳感器模塊、加熱模塊、散熱模塊等組成，系統的結構圖如下: 搭建簡易恒溫箱 根據恒溫箱的組成結構，選擇合適的模塊，搭建簡易恒溫箱系統。根據恒溫箱預期功能，選擇合適的材料設計合理的結構，將各個模塊有機組裝起來。 活動2：設計恒溫箱的控制算法 搭建好恒溫箱的硬件結構，還需要為它設計控制算法， 恒溫控制過程分析 恒溫箱的功能需求是根據設定的預期溫度，讓恒溫箱內形成一個恒定的溫度環境。恒溫箱維持恒定溫度環境，其實是一個循環控制過程。以初始溫度30℃，預期恒定溫度40℃為例，分析恒溫箱工作過程如下: 恒溫箱啟動后， 當溫度傳感器模塊檢測到的實際溫度低于預期溫度時，控制模塊控制加熱模塊工作，對箱體內進行加熱; 當傳感器檢測到實際溫度達到40℃時，控制模塊控制加熱模塊和散熱模塊都進入停止狀態; 當傳感器檢測到實際溫度高于預期溫度時，控制模塊控制加熱模塊停止，散熱模塊啟動，將多余的熱量散發到箱體外部實現降溫。 算法設計 通過對恒溫過程的分析，可以為恒溫箱設計以下算法: 活動3：調試驗證與改進優化 編寫程序 用Python語言，將設計好的算法編寫成計算機可以執行的代碼。為減少加熱、散熱模塊頻繁啟停，將t的值從40℃調整為溫度區間37~42℃，具體代碼如下: 學生通過教師的講解，以小組合作的方式，開展探討交流，完成任務 活動1：設計恒溫箱的硬件結構 小組合作討論 為了讓恒溫箱能夠實現恒溫的功能，箱體設計要注意什么 活動2：設計恒溫箱的控制算法 小組合作交流 如何讓恒溫箱形成一個恒定溫度環境呢 活動3：調試驗證與改進優化 小組合作交流 在恒溫箱基礎上增加加濕模塊和濕度傳感器模塊，可以實現恒溫恒濕的功能。請為恒溫恒濕箱設計一個可行的算法。 從用圖示描述過渡到流程圖描述，從已知到新知，引入之前學過的案例。 培養學生獨立思考的能力，提高核心素養。
三、課堂總結 活動1：設計恒溫箱的硬件結構 活動2：設計恒溫箱的控制算法 活動3：調試驗證與改進優化 學生一同回答并梳理知識 幫助學生梳理本節課知識，加深學生對知識的理解。
板書設計 恒溫箱實驗
教學反思

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