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第15课　模块组装很灵活 教学设计
课题 模块组装很灵活 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 六年级
教材分析 通过前三个单元的学习，学生已经知道身边的多种控制系统，也知道控制系统按照一定的控制逻辑进行工作，其工作过程遵循“输入一计算一输出”的计算模式。本单元引导学生了解控制系统的主要特点，意识到控制系统无处不在，并且功能复杂的控制系统可以划分出多个子系统，还可以把功能相对独立的部分做成模块。通过分解相对复杂的控制系统，帮助学生初步建立问题分解的意识和模块化的思想方法，提高问题解决能力。本单元涉及课程标准“系统与模块”这部分内容，对应的内容要求是“通过观察身边的真实案例，了解一个大的系统可以分解为几个小的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块”。学生在前面初步认识了过程与控制，并通过使用设备对控制系统有了直观认识，本单元学习控制系统的主要特点、组成与划分等。本节课我们一起来学习相关知识内容。
学习目标 1．了解控制系统中的模块。2．能结合控制系统实例，组装或拆分模块。3．初步具备模块化设计思想，增强计算思维能力。
重点 了解控制系统中模块的作用。
难点 初步具备模块化设计思想，增强计算思维能力。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 出示故事：从前有两个钟表师，他们制造的钟表由近百个零件组成。一个钟表师依次组装这些零件，如果组装过程被打断，半成品就会散架，他必须从头开始；另一个钟表师，先把大约10个零件组装成一个个稳定的部件，再把这些部件组装成一只手表。多年后，第一个钟表师生意越来越差，第二个钟表师生意却越来越好。你知道为什么吗？ 学生认真聆听、讨论。 引发学生的兴趣与思考。
讲授新课 观察计算机硬件系统中的模块打开一台台式计算机的主机箱，让学生观察主机的结构，引导学生着重观察主机箱里面的一些电路板，并给学生介绍一些板子的名称和功能。这些相对完整的电路板或者组件可称作模块。介绍几个计算机系统中的模块并展示其他电气设备的内部结构图（如微波炉、洗衣机、空调等）。以计算机为核心的控制系统往往由相应的计算机程序来控制，这些程序也可以划分为多个模块，每个模块是一个代码集合，都具备特定的功能。这些模块被单独开发、测试和维护，并能重复使用。编写程序时，把程序模块按算法连接起来，并根据需要设置模块参数，就能实现控制系统的功能。二、在编程环境中体验模块的作用1．活动内容：组装机器人的头灯模块，修改程序参数，让头灯闪烁。2．活动目的：进一步感受控制系统中模块的作用。3．活动过程：① 启动程序，给机器人安装头灯模块；② 阅读程序，找到其中能实现头灯闪烁的程序模块；③ 设置程序参数，让头灯具备相应的闪烁效果。4．学习活动结束了，你有哪些活动感受？ 很多相对独立的程序段已被设计成模块，编写程序时可以直接调用。这个程序的头灯就是一个独立的模块。三、思考模块化组装方式在控制系统中的作用每个模块具有一定的独立性，具有某种功能，组合方式也比较灵活。因此由模块组成的系统，其生产制造变得更加灵活，生产效率也比较高，维护和更新也很方便。如果控制系统报错，只要抽查或逐个检查模块，这样就能快速定位错误所在，然后对错误的模块进行程序修改，对损坏的硬件进行维修或更换，而不用修改整个程序或更换整个控制系统。 学生认真聆听教师讲解，积极参与讨论；小组讨论完成学习活动教师引导学生思考：积极参与小组讨论，分享并讨论自己的见解和发现。 激发学生的学习兴趣，引导学生关注寻找解决问题的途径与方法，以及解决问题并验证结果等阶段。通过互动讨论。促进学生之间的交流与合作。为后续课程打下基础。
作业布置 结合日常生活中的例子，思考模块化组装方式在控制系统中的作用。
课堂小结 1．在这门课中，可以认为模块是系统中的基础单元或基本组件，一个模块一般只能实现一项功能，各个模块通过特定的接口进行连接，构成一个相对完整的系统。2．把一个个功能模块按指定的结构搭建，可以构成一个具备一定功能的系统。3．在信息科技领域，我们处理问题时，要具备一定的模块化思想。模块化思想的应用，对硬件设计与制造、对程序设计都很有帮助。
板书 一、观察计算机硬件系统中的模块二、在编程环境中体验模块的作用三、思考模块化组装方式在控制系统中的作用
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第15课　模块组装很灵活
(义务教育版）六年级上册
教学目标
1
新知导入
2
议一议
3
想一想
4
学一学
5
练一练
6
课堂总结
7
作业布置
8
1
教学目标
1．了解控制系统中的模块。
2．能结合控制系统实例，组装或拆分模块。
3．初步具备模块化设计思想，增强计算思维能力。
2
新知导入
从前有两个钟表匠，他们制造的钟表由近百个零件组成。
一个钟表匠依次组装这些零件，如果组装过程被打断，半成品就会散架，他必须从头开始。
另一个钟表匠，先把大约10个零件组装成一个稳定的部件，再把这些部件组装成一只手表。
3
议一议
你觉得哪个钟表匠的生意会越来越好？
4
想一想
你们知道第二个钟表匠为什么生意好吗？
因为他掌握了由零到整、由小到大的模块组装方法，提高了工作效率。
5
学一学
一、观察计算机硬件系统中的模块
如果用“模块”这个词来解释，那就是因为第二个钟表匠掌握了由零到整、由小到大、模块组装的方法，提高了工作效率。你在日常生活中是否遇到过类似第二个钟表匠组装钟表的事情？
我给妹妹拼装过一辆玩具汽车。
我给弟弟安装过一辆自行车：先安装好两个车轮，然后把车轮与车身连接。
我组装过一个抽屉柜：先分别把每个抽屉安装好，然后再把它们装在一起成为一个抽屉柜。
5
学一学
如果把一个控制系统的硬件进行实际拆分，我们会看到很多相对完整的电路板，这些板可以叫作模块。例如：计算机主机中的存储器模块、主板模块等；微波炉加热系统中的散热模块、磁控管模块等。
计算机主板和存储模块
微波炉磁控管模块和定时模块
5
学一学
我们经常用计算机，你们想知道机箱里是什么样的吗？我打开给大家看看吧！
5
学一学
模块是控制系统中的基础单元或基本组件，一个模块一般只能实现一项功能，各个模块通过特定的接口进行连接，构成一个相对完整的控制系统。例如：计算机主机中的存储器模块、主板模块等；微波炉加热系统中的散热模块、磁控管模块、时间设定模块、托盘电机模块等。
5
学一学
但是，随着集成电路技术的进步，同时为了节约设备内部空间和成本，电路板集成度越来越高，人们从硬件外观上区分不出来各个模块，有可能一块电路板就把各个模块的功能整合到一起了。
难怪有的设备体积很小，功能仍然很强大。比如笔记本计算机、手机，电路板都比较小。
5
学一学
二、在编程环境中体验模块的作用
1．活动内容：组装机器人的头灯模块，修改程序参数，让头灯闪烁。
2．活动目的：进一步感受控制系统中模块的作用。
3．活动过程：
① 启动程序，给机器人安装头灯模块；
② 阅读程序，找到其中能实现头灯闪烁的程序模块；
③ 设置程序参数，让头灯具备相应的闪烁效果。
5
学一学
很多相对独立的程序段已被设计成模块，编写程序时可以直接调用。这个程序的头灯就是一个独立的模块。
5
学一学
是的，这种编程方式效率高，也比较简单。其实你们使用的模块也包含了很多程序代码，只不过开发人员已经帮大家开发好，大家直接拿来用就行。
我觉得编程效率变高了，因为头灯模块能直接拿来用，不用我自己“制作”，我只需要设置闪烁效果。
我的感受是：通过修改参数的编程方式让我感到编程不是那么难。
4．学习活动结束了，你有哪些活动感受？
5
学一学
三、思考模块化组装方式在控制系统中的作用
案例：小智家的洗衣机，即使通电也不转了。维修人员来了之后，拆了几个模块，经过检测后，维修人员发现是定时器模块坏了，于是更换了一个新的。小智妈妈很开心，因为她只花了比较低的费用，而她原本以为要重新买一台洗衣机呢！
思考：为什么只更换定时器模块，洗衣机就修好了？
因为定时器是一个独立的模块，可以拆卸，因此只要确定是它坏，更换它，洗衣机就能恢复正常。
5
学一学
再来回答以下问题：
1．模块化的组装方式，是不是比较容易找到哪个模块有问题？
2．模块化的组装方式，维修是不是很方便？是不是更换就可以了？
3．模块化的组装方式，是不是比较节约维修费用？
是
是
是
5
学一学
每个模块具有一定的独立性，具有某种功能，组合方式也比较灵活。因此由模块组成的系统，其生产制造变得更加灵活，生产效率也比较高，维护和更新也很方便。如果控制系统报错，只要抽查或逐个检查模块，这样就能快速定位错误所在，然后对错误的模块进行程序修改，对损坏的硬件进行维修或更换，而不用修改整个程序或更换整个控制系统。
我们一起读一读！
6
练一练
阅读第10课机器人走正多边形轨迹的程序，分析其中的循环模块是怎样让机器人走多条边轨迹的。
红色框中的代码组成了一个循环模块，模块中设置循环次数为6次，那么这个循环体重复执行了6次，每一次都是让机器人走一段距离画出一条边。
7
课堂总结
1．在这门课中，可以认为模块是系统中的基础单元或基本组件，一个模块一般只能实现一项功能，各个模块通过特定的接口进行连接，构成一个相对完整的系统。
2．把一个个功能模块按指定的结构搭建，可以构成一个具备一定功能的系统。
3．在信息科技领域，我们处理问题时，要具备一定的模块化思想。模块化思想的应用，对硬件设计与制造、对程序设计都很有帮助。
8
作业布置
结合日常生活中的例子，思考模块化组装方式在控制系统中的作用。
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板书设计
一、观察计算机硬件系统中的模块
二、在编程环境中体验模块的作用
三、思考模块化组装方式在控制系统中的作用
　
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