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第15课《模块组装很灵活》教案 模板
一、教学目标分析
知识与技能
1.能够准确阐述控制系统中模块的概念，列举常见模块及其作用。
2.学会在编程环境中对简单模块进行参数设置，实现特定功能。
过程与方法
1.通过观察计算机硬件系统、组装机器人模块等活动，培养学生的观察能力、实践操作能力。
2. 思考模块化组装方式在控制系统中的作用，提升分析问题和解决问题的能力。
情感态度价值观
1. 激发对控制系统和模块化设计的学习兴趣，培养创新精神。
2. 体会信息技术在生活中的广泛应用，增强对信息技术学科的认同感。
二、教学内容及重点
教学重点
1. 控制系统中模块的作用及概念理解。
2. 在编程环境中体验模块的使用，感受模块化编程特点。
教学难点
1. 逐步形成模块化设计的思想方法。
2. 理解复杂系统中模块、子系统的划分及关系。
三、教学过程设计
教学过程 教学内容 教学方法
情景导入 （4分钟） 师： 同学们，钟表模块化组装，就像搭积木一样，把钟表拆成功能模块。不同模块组合出多样钟表。今天我们就来一起学习控制系统重的模块化组装。 师：本节课我们将观察计算机硬件系统中的模块，在编程环境中体验模块的作用，同时思考模块化组装方式在控制系统中的作用。 师：首先我们先来了解一下什么是模块，在控制系统的角度，模块是具有特定功能的组成单元，其形式可表现为功能特定的电路板，这类电路板专注于执行单一或有限的功能集合，例如信号转换、数据处理等；也可以是相对完整的部件，在系统中承担特定任务，具有独立的功能逻辑和接口，能够与其他模块协同工作。模块因其独立性和功能性，便于系统的设计、制造、调试、维护与升级，是构建高效控制系统的重要基础单元。 问题导向学习
新课教学 知识点一：观察计算机硬件系统中的模块 （10分钟） 师：下面我们一起来观察计算机硬件系统中的模块，了解不同模块的作用。 师：台式计算机主机的主要模块包括：主板、CPU、内存、显卡、硬盘、散热系统、电源等。其中，主板是硬件连接桥梁，提供插槽接口实现通信；CPU 主导运算控制，处理指令数据；内存临时存程序数据，加快运行；显卡处理渲染图形，提升显示质量；硬盘长期存储系统、程序及用户数据；散热系统控温保硬件稳定；电源转换电流为部件供电。 师：模块是控制系统里的基础单元或基本部件，通过刚刚分析的台式机主机的各个模块及功能，我们能够知道一个模块通常实现一项功能，各模块通过特定接口相连，组成相对完整的控制系统。 讲授法 实践学习
新课教学 知识点二：在编程环境中体验模块的作用（10分钟） 师：下面我们通过组装机器人体验模块的作用。我们需组装一个带灯头模块的机器人，通过修改程序参数让头灯闪烁，借此进一步感受控制系统中模块的作用。 实验步骤： 首先将RGB_LED灯用4PIN连接线连接在主控板的P13引脚。 师：接下来我们来编写程序。 打开mPython软件编写程序，主程序初始化灯的引脚为P13，在循环里先将灯全亮1秒，再关闭并等待1秒，循环往复。 讨论法 合作学习 讲授法
新课教学 知识点三：思考模块化组装方式在控制系统中的作用（10分钟） 师：结合下面的情景，请同学们进一步思考模块化组装方式在控制系统中的作用。 小智家的洗衣机出现故障，维修人员对多个模块进行检测，确定是定时器模块损坏。这种情况下，仅需购买新的定时器模块进行更换即可修复洗衣机，所需费用较少。妈妈原本以为要重新购置一台洗衣机，得知此结果十分高兴。 师：模块化的组装方式，是否比较容易找到哪个模块有问题？答案是肯定的，由于模块具有独立性，控制系统报错时，可通过抽查或逐个检查的方式，快速锁定出错模块，无需全面排查整个系统。 师：模块化的组装方式，维修或更换部件是否比较方便？是的。模块化组装时，确定损坏模块后，直接对其维修或更换，无需大幅拆解设备，操作简便。 师：模块化的组装方式，是否比较节约维修成本？答案是肯定的。设备故障时，只需定位、更换或维修损坏的单个模块，无需更换整台设备或大规模维修，降低零部件及人工成本，实现维修成本的节约。 讲授法 问答法 引导学习
拓展深化，回归生活 （8分钟） 师：同学们，现在大家阅读第 10 课机器人走正多边形轨迹的程序，重点分析其中循环模块如何使机器人走出多条边轨迹。 师：主程序循环模块重复特定操作：先让 M1、M2 电机以 60 速度正转 3 秒直线前进；接着 M1 停，M2 以 60 速转 2 秒转向；再让两电机停 0.5 秒；最后将两电机速度设为 0 。经多次循环，机器人走出类似四边形的多边轨迹。 问题导向学习 讨论法 实践操作
课后作业（1分钟） 师：本节课的课后作业为回家后，观察家中任意一款电器（如电视、冰箱、微波炉等），尝试找出至少3个你认为可以看作模块的部件，并简要描述其功能，写在作业本上。
课堂小结与评价 （2分钟） 本节课，我们学习了控制系统中的模块及其作用，通过把模块组装成一个完整的控制系统，初步具备了模块化设计的思想方法，增强创新能力。
教学反思 1.反思点：学生对模块的直观体验较为充足，但在模块化设计思想的深度理解上存在不足。小组讨论时部分学生参与度欠佳。 2.改进措施：后续教学应增加引导性问题，帮助学生深入思考模块化优势；优化小组分组，确保每位学生积极参与，提升教学效果，强化学生对知识的掌握与运用。
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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