资源简介

(共38张PPT)
第3单元 第3课
程序模块提效率
（湘科版）五年级
上
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
理解程序模块的作用与价值以及在生活中的运用场景，掌握设计与调用程序模块的方法。
能利用在线课程、开发社区等数字化资源学习模块化开发技术，并创新性地将模块思想应用到新的场景中。
能够运用模块化思想分解复杂问题，将大任务拆解为可管理的小模块，通过模块的组合与交互解决问题。
对程序模块在信息处理中的作用有敏锐的感知，能意识到模块化设计在提高信息处理效率、优化信息系统结构中的价值。
02
新知导入
02
新知导入
活动背景
在创作窗花时，一些基本的花边、“福”字、“囍”字等图案元素备受青睐。剪纸艺人往往根据不同的需要，将这些图案元素进行组合或叠加，能创作出样式美观、寓意美好的窗花作品。在通过编程来绘制窗花图案时，如何借鉴这个方法来简化程序、提高效率呢
02
新知导入
活动目标
理解程序模块的作用与价值。
初步掌握设计与调用程序模块的方法。
03
新知讲解
一、认识程序模块
在日常工作和生活中，人们常常采用模块化设计，来提高效率。例如搭积木时，我们会使用三角形积木搭建房屋的屋顶，使用柱形积木搭建房屋的柱子;计算机是由显示器、主机、键盘和鼠标等多个模块组合而成的。
模块化设计
03
新知讲解
同样的原理，我们在设计多图案叠加的窗花绘制程序时，可以将复杂的程序划分为多个部分，将一些具有特定功能、需重复使用的语句块，打包成模块，最后将它们组合在一起。
模块化编程示意图
03
新知讲解
我们可以通过创建“自定义模块”，根据需要调用这些模块，从而减少错误，提高编程效率。
自定义模块
03
新知讲解
将以下图案的绘制过程定义为模块。
探究实践
可以创建一个名为“剪纸图案”的函数/模块，包含对称绘制、镂空处理等参数；
应用示例：调用该模块时传入不同参数（如对称瓣数4或8、纹样类型等）即可生成图示两种图案。
03
新知讲解
程序模块的作用
程序模块核心作用在于实现代码的模块化管理，让复杂程序的结构更清晰，便于开发人员分工协作、调试修改和后期维护。
03
新知讲解
程序模块的价值
1、程序模块大大提高了开发效率，避免了重复编码，开发者可以直接调用已有的模块完成特定功能，减少了冗余工作；
2、模块化设计增强了程序的可扩展性，当需要新增功能时，只需添加新的模块或修改现有模块，无需对整个程序进行重构；
3、模块的独立性也提升了程序的可靠性，单个模块的错误通常不会影响其他模块的正常运行，便于问题定位和修复。
03
新知讲解
二、程序模块的设计与调用
以多图案叠加的窗花为例，编程实现根据不同的需求绘制出不同的窗花。例如，输入“福”，绘制窗花1，输入“喜”，绘制窗花 2。
通过分析可以看出，两个窗花可以各分解成3个模块，“花边”模块在两个窗花里都用到了，只需要定义一次。
图案组成分析
03
新知讲解
1.准备图案元素。绘制或上传图案元素造型，调整造型大小与中心位置。
探究实践
设计造型
03
新知讲解
2.定义模块。通过自定义模块，定义“花边”“铜钱”“爱心”“喜字”模块。
探究实践
定义模块
03
新知讲解
3.编写主程序，调用相关模块，完成绘图。
探究实践
算法与程序示例
03
新知讲解
如果对模块进行修改，那么程序中被调用的模块也会同步更新，大大地提高了效率。
03
新知讲解
改变“花边”，图案随之改变
智能家居控制系统：其中包含灯光控制模块、温度调节模块、安防监控模块等。比如当用户通过语音指令控制灯光时，系统仅调用灯光控制模块，无需涉及其他模块的运行。
03
新知讲解
程序模块在生活中的具体应用
手机 APP 的功能模块：如社交软件中的聊天模块、支付模块、定位模块等，每个模块独立实现特定功能，共同构成完整的应用。例如微信的聊天模块负责消息收发，支付模块处理转账交易，彼此协同又互不干扰。
03
新知讲解
程序模块在生活中的具体应用
在线购物平台：订单生成模块、库存管理模块、物流跟踪模块等各司其职。用户下单时，订单生成模块处理信息，库存管理模块同步更新库存，物流跟踪模块则实时反馈商品位置。
导航软件：路径规划模块、实时交通信息模块、语音播报模块等协同工作。路径规划模块根据起点终点计算路线，实时交通模块提供路况数据以调整路线，语音播报模块则引导用户行驶。
03
新知讲解
程序模块在生活中的具体应用
03
新知讲解
练习提升
1.以下关于程序模块的表述，不正确的是( ）
A.在程序中定义程序模块让程序变得更复杂
B.调用程序模块之前必须先定义它
C.修改程序模块，不需要修改主程序
2.尝试创建窗花程序模块，如“年年有余”“迎春接福”等。编写程序调用这些模块绘制窗花图案。
A
03
新知讲解
开拓视野
激光雕刻机
激光雕刻机是运用激光进行雕刻的一种先进设备。激光雕刻机不仅可以把我们设计的图案刻成剪纸，还可以刻在木料，甚至金属表面上。
03
新知讲解
开拓视野
警示：激光照射身体会造成身体的严重烧伤，应避免接触激光。严禁眼睛直视激光，避免造成伤害。
04
课堂练习
一、选择题
1、在一个电商平台中，若要新增一种支付方式，最能体现程序模块优势的做法是？（ ）
A. 重新编写整个平台代码
B. 新增一个支付模块并与现有系统对接
C. 删除原有支付功能
D. 复制其他模块代码修改
B
04
课堂练习
2、以下哪项不是程序模块提高开发效率的原因？（ ）
A. 代码可复用 B. 便于分工协作
C. 增加代码冗余 D. 简化调试过程
3、运用程序模块提高效率的核心思想是？（ ）
A. 增加代码量
B. 减少代码的可维护性
C. 分解复杂问题，实现功能复用
D. 让程序运行速度变慢
C
C
04
课堂练习
二、判断题
1、程序模块划分得越细，程序运行效率一定越高。
2、程序模块之间没有任何关联，完全独立存在。
3、模块化设计可以让多个开发者同时开发不同模块，提高开发速度。
4、运用程序模块可以减少重复编码，从而节省开发时间。
5、程序模块只能在同一个程序中被调用，不能用于其他程序。
X
X
√
X
√
05
拓展延伸
模块化设计原则
一是高内聚，模块内部各元素应紧密关联，专注完成单一功能，比如一个数据处理模块应仅负责数据的清洗、转换等相关操作，避免功能混杂。
二是低耦合，模块之间的依赖应尽可能少，接口简单明确，当一个模块修改时，对其他模块的影响较小，例如支付模块和订单模块通过简洁的接口传递信息，互不干扰内部实现。
05
拓展延伸
模块化设计原则
三是单一职责，每个模块只承担一项明确的任务，便于理解和维护。
四是可复用性，模块应设计得通用，能在不同场景中重复使用，如日志记录模块可用于多个应用程序。
五是可扩展性，模块应预留扩展空间，方便后续新增功能，不破坏原有结构，比如社交软件的消息模块可轻松添加视频消息功能。
05
拓展延伸
模块间通信方式
函数调用是常见方式，一个模块通过调用另一个模块的函数并传递参数来实现通信，如数据处理模块调用存储模块的保存函数。
消息传递中，模块间通过发送和接收消息交互，消息可包含数据和指令，适用于分布式系统，像不同服务模块通过消息队列传递任务信息。
05
拓展延伸
模块间通信方式
共享内存是多个模块访问同一块公共内存区域来交换数据，效率较高，但需处理同步问题，例如多个计算模块共享同一份临时数据。
接口交互通过定义标准接口，模块按接口规范通信，如硬件模块与软件模块通过特定的硬件接口传递信号。
事件触发是当某模块发生特定事件时，通知相关模块响应，如传感器模块检测到异常时触发报警模块工作。
05
拓展延伸
单元回顾与评价
【单 元 回 顾】
05
拓展延伸
单元回顾与评价
【交 流 评 价】
1.同学之间相互交流，分享各自的收获。
2.评一评，画一画。(最高为5颗★)
06
课堂总结
1
引入新知内容
程序模块提效率
2
认识程序模块
3
程序模块的设计与调用
4
完成课堂练习和单元总结
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
07
板书设计
程序模块提效率
1、进行新知引入
2、认识程序模块
3、程序模块的设计与调用
4、完成课堂练习和单元总结
5、进行知识拓展
课后作业。
1、设计个人日程管理程序的模块结构。
08
课后作业
1、设计一个简单的个人日程管理程序的模块结构，要求至少包含 3 个模块，明确每个模块的功能和模块间的交互方式，用流程图或文字描述呈现。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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