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第3.3课《程序模块提效率》教学设计
课题 程序模块提效率 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 五年级
核心素养目标 信息意识：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。计算思维：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。数字化学习与创新：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。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。
教学重点 理解程序模块的作用与价值以及在生活中的运用场景。
教学难点 能够掌握设计与调用程序模块的方法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第3.3课 程序模块提效率1、观看视频。2、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 3、活动目标（1）理解程序模块的作用与价值。（2）初步掌握设计与调用程序模块的方法。 课程新知导入。学习本课学习目标 帮助学生初步理解本课研究内容。帮助学生学习更有目标性。
讲授新课 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。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。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。探究实践将以下图案的绘制过程定义为模块。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。程序模块的作用和价值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。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；同时，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；此外，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。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。探究实践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。2.定义模块。通过自定义模块，定义“花边”“铜钱”“爱心”“喜字”模块。3.编写主程序，调用相关模块，完成绘图。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。程序模块在生活中的具体应用智能家居控制系统：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。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。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。三、提升训练1.以下关于程序模块的表述，不正确的是( A ）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。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。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。四、课堂练习完成课件25—27页的课堂练习题。五、拓展延伸1、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。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。2、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。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。六、单元回顾与评价【单 元 回 顾】【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★) 初步认识程序模块。完成实践探究。学习程序模块的作用和价值。完成设计与调用。学习程序模块在生活中的具体应用。完成提升练习。完成练习题。进行知识拓展。完成单元回顾与总结。 引入情境，帮助学生了解本课研究内容。引导学生运用编程把所给图案进行模块化定义，考察学生对所学知识的掌握和运用能力。拓宽所学，加深对程序模块化的认识。结合具体的案例实践帮助学生认识程序模块如何设计与调用，让所学内容更加清晰生动。拓宽所学知识点。考察学生学以致用的能力，深化对本课知识内容的理解和掌握。巩固所学知识，考察学生对本课内容的掌握情况。拓宽学生知识面。再一次复习单元内容，强化和加深所学知识点。
课堂小结 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 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 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。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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