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第4课《模块化的优点》教学设计
课题 模块化的优点 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 六年级上
核心素养目标 信息意识：能主动发现生活和科技中模块化的应用场景，愿意了解模块化相关知识，知道模块化能解决实际问题。计算思维：学会将复杂系统拆解为独立模块，通过分析模块功能、梳理模块关系，用 “分而治之” 的思路解决简单问题。数字化学习与创新：能借助电脑、平板等工具查找模块化案例，用画图软件设计简单模块分解图，尝试创新模块化应用方案。信息社会责任：认识到核心技术自主可控的重要性，明白模块化技术对科技发展的意义。
教学重点 1、了解并学会分析模块化的优点。
教学难点 1、能够运用模块化思想解决生活中常见的问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 板书课题。1、新知导入观看视频将大系统分解为几个小系统，或将小系统划分成若干个相对较小且简单的模块，这就是模块化方法。它体现了将复杂事物“分而治之”的基本思想。 学习新知引入，观看教学视频。 引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
讲授新课 新知讲解：一、模块化方法优点多活动1：采用模块化方法升级机器人1.图 3-4-1是两种不同的机器人底盘。更换与功能相匹配的底盘，可以更好地发挥机器人的性能。（出示图片）2. 说一说：在升级机器人的过程中，使用模块化方法有哪些优点呢 答：简单易懂，把复杂机器人拆成小模块，像搭积木一样好理解。升级方便，想换功能只换对应模块，不用整个机器人都换掉。维修简单，哪个模块坏了修哪个，不用麻烦地找整个机器人的问题。灵活搭配，不同模块能组合出不同功能的机器人，玩法更多。模块化给机器人的升级带来很多便利:为了提升机器人的攀爬能力，可以快速换装车轮模块;为了让感光机器人还能够感知声音，可以增加声音传感器模块;当需要多个新的功能模块时，如增加两个机械手，可以将同学们分成两组，同步制作机械手臂模块。总之，模块化方法的优点很多，能够让我们高效解决问题。拓展阅读模块化的核心模块化的核心是 “拆分与组合”：把复杂的系统、事物拆成功能独立、接口统一的小模块，再根据需求将模块灵活组合，实现不同的功能。比如手机就是典型例子，它拆分成摄像头、电池、屏幕、处理器等独立模块。想提升拍照效果，只需更换更好的摄像头模块；电池不耐用了，可单独更换电池模块，不用换整部手机。活动2：采用模块更换法维护计算机利用模块化方法，尝试快速解决计算机的常见问题。1.计算机用过一段时间后，发现内存有些不足，该怎么办呢( 图3-4-2) （出示图片）答：给电脑加一个独立的内存模块就行啦。内存模块是单独的硬件，像插积木一样装到电脑里，不用换整个电脑，就能让电脑运行更流畅，轻松解决内存不够的问题。2.计算机的风扇噪声越来越大，你会怎么做呢(图3-4-3) （出示图片）答：先检查风扇模块有没有灰尘，用软毛刷清理干净。如果清理后还吵，就更换新的风扇模块。风扇是独立模块，拆装简单，不用动电脑其他部分，就能解决噪声问题。 小科提示：当计算机的性能不足或者出现故障时，可以通过更换模块的方法快速解决问题，从而降低维护计算机的成本和难度，提高维护的效率。拓展阅读模块化的局限性不是所有事物都适合模块化。比如精密的手表，内部零件小巧且联系紧密，拆成模块会增加复杂度；还有简单的物品，比如一次性纸杯，没必要拆分成模块，否则会浪费成本。拓展阅读模块化与标准化的关系模块化需要搭配标准化，比如乐高积木的接口都是统一标准，才能任意拼接。生活中，USB 接口、插座接口的标准化，让不同品牌的设备能通用，这就是模块化 + 标准化的应用，让产品使用更便捷。活动3：讨论自主可控计算机的重要性查阅关于自主可控计算机的资料，小组讨论：在计算机硬件制造和软件研发领域，我国存在着哪些优势与不足 优势：制造能力强，能生产大量电脑硬件，比如键盘、鼠标、机箱等基础部件。软件应用广，有很多适合国人的 APP 和软件，使用起来很方便。市场规模大，有很多人用电脑，能推动硬件制造和软件研发不断进步。5G 技术领先，能为计算机相关的联网功能提供更好的支持。不足：核心硬件比如高端芯片，很多还依赖进口，自己生产的难度大。一些关键软件比如专业设计软件，技术不如国外成熟。部分硬件的核心技术专利，掌握在国外公司手里。高端软件的研发人才，相比国外还有一定差距。你如何认识自主可控计算机的重要性 答：不受制于人，不会因为国外限制供应，而用不了电脑。更安全可靠，自己研发的软硬件，能更好地保护我们的信息不泄露。推动科技进步，自主研发能让我国计算机技术越来越强。带动相关产业发展，能创造更多就业机会，让国家更有竞争力。信息安全关乎国家安全，自主可控计算机是构建自主可控信息系统的基石。近年来，我国在计算机基础软硬件研发、应用及生态链建设上已经取得了巨大的进步，但仍存在亟待解决的难题。我们要加快关键核心技术自主可控的步伐，实现高水平科技自立自强。二、课堂练习完成教材19—20页相关课堂练习题。三、拓展延伸1、古代“分而治之”思想影响下的实践古代行政区划设置：明清时划分江苏、安徽两省采用 “纵切肥瘦搭配” 方案，打破山川自然分界。将不同风俗的地域纳入一省，避免单区域势力过大，通过相互制衡强化中央对地方的管理，是古代治理的巧妙实践。秦始皇统一六国：秦国不盲目强攻，先挑拨六国关系，再从邻国开始逐一击破。长平之战击败赵国后奠定基础，后续逐步蚕食各国，最后靠这一策略实现大一统，还推郡县制巩固统治。2、我国模块化技术的新发展建筑领域广泛落地：北京桦皮厂胡同 8 号楼改造用 55 个预制模块 3 个月完成原拆原建，独创结构改善隔声等问题，入选住建部 “好房子” 案例。上海徐汇田林路项目等多地大型城市更新项目落地，技术从试点迈向推广。住宅技术体系升级：中建海龙研发模块化科技 “好房子” 体系，解决 203 个居住痛点，还加了适老化设施和智能家居。深圳多个安居、产业宿舍项目落地，建成面积超 500 万平方米，兼顾绿色与安全。3、模块化区块链（观看视频）四、小结与评价1、单元拓展尝试使用模块化方法做手工，如用雪糕棍搭建一个小房子。说说你的搭建方法，并指出这个过程体现了模块化方法的哪些优点。2、单元阅读“可“重复使用”的集装箱体育场2022年国际足联世界杯期间，有一座体育场格外引人注目。由于它由 974个集装箱组成，因此人们称它为“974体育场”。这是一个典型的模块化建筑案例。我国打造的集装箱模块化体育场，每个集装箱是带座椅、看台的独立模块，通过多种方式组合，视觉效果独特。这种建造方式分解了复杂任务，降低建造难度，工厂流水线作业节省时间和能耗，还能拆解运输再利用，减少建筑垃圾。问题解决策略--模块化思维生活中充满了不确定性，总会出现各种各样的变化和新问题。尤其是复杂的事情，很少能一次就做对，要通过不断地改进优化直至完美。既然很难保证一次就做好整件事情，那么我们不妨将整件事情分解，形成多个独立的小事情或小过程，每件小事看作一个模块，“小”到你可以从客应对每个模块，模块的界限越明确，就越容易做对，这就是用模块化思维解决问题。用模块化思维做事古而有之。《孙子兵法》中写道:凡治众如治赛，分数是也。意思是指挥大部队作战就像指挥小部队一样，凭借“分数”就可以了。只要将大部队的士兵们编队为更小的部队模块，为每个模块分配不同的任务，有了合理的组织结构，就能够高效地执行作战指令。3、单元评价单元练习1.有人说:“大问题都是由众多小问题构成的。”你如何理解这句话 答：这句话很有道理。就像收拾杂乱的房间，大问题是 “房间乱”，其实是由 “书本没放好”“玩具散落”“衣服乱扔” 等小问题组成的。解决大问题时，把它拆成一个个小问题，逐个解决，大问题自然就化解了。学习、生活中遇到难题，都可以这样拆分解决。2.“模块化方法有很多优点，所以系统分解为模块时，数量越多越好。这种说法对吗 为什么 答：这种说法不对。原因如下：模块太多会让组合变得复杂，像积木堆太多反而难搭建，容易出错。过多模块会增加连接难度，比如机器人模块太多，线路连接会很麻烦。维护成本变高，模块多了，排查故障时要一个个检查，浪费时间。部分模块功能会重复，造成浪费。合理划分模块，数量适中、功能明确，才能发挥模块化的优点。4、学习评价请从理解模块化方法的优点、识别小型信息系统的模块构成、描述模块的基本信息、提升关键核心技术自主可控意识及小组合作等方面，评价本单元的学习表现。答：通过本单元学习，我理解了模块化的便捷、灵活等优点，能识别小型信息系统的模块构成并描述其基本信息。在学习中，我提升了关键技术自主可控的意识，小组合作时能积极沟通、分工协作。整体上，我在信息意识、计算思维等方面都有进步，能运用模块化思路思考简单问题。5、单元总结通过本单元的学习，我们知道了系统可以划分为多个模块，掌握了模块的划分要遵循功能相对独立、数量适中的原则，了解了模块化方法的优点，知道了模块描述包含的基本内容，学会了用模块化方法分析和设计系统，进一步提升了关键核心技术自主可控的意识。 完成活动：采用模块化方法升级机器人。完成拓展阅读，理解什么是模块化的核心。完成活动：采用模块更换法维护计算机。学习小科提示，了解计算机的性能不足或出现故障时，怎么快速解决问题。完成拓展阅读：模块化的局限性，模块化与标准化的关系。完成活动：讨论自主可控计算机的重要性。完成课堂练习。进行课外知识拓展。进行单元小结与评价。 引导学生结合具体研究—采用模块化方法升级机器人，在实践中发现问题，解决问题并完成课堂问答练习，初步认识模块化以及模块化的优点是什么。认识模块化的核心是什么，强化学生对所学内容的掌握。引导学生思考计算机使用时会出现的问题，并讨论如何解决，从而介绍用模块化方法解决计算机常见问题的应用实践，帮助学生更深刻的掌握模块化的优点。认识模块化在电脑修缮上的作用。进一步强化所学，引导学生认识模块化的局限，以及模块化与标准化的关系。引导学生对比思考自主可控计算机硬件制造和软件研发领域分析优势和不足，明确自主可控计算机的重要性。在课堂练习中强化所学知识内容。拓宽学生知识面。引导学生完成单元总结与评价，回顾本单元学习内容并巩固知识点。
课堂小结 模块化的优点1、引入新知内容2、模块化方法优点多3、完成模块化优点研究活动4、完成课题练习和单元评价5、进行相关知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、用模块化思路，设计一个简单的 “小型收纳系统”，写出 3 个核心模块及作用。2、查找 1 个我国模块化技术应用的案例，简单记录其优点。 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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