资源简介

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1单元 任务三《广泛应用优点多》教学设计
课题 广泛应用优点多 单元 第一单元 学科 信息技术 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：能够感知模块化设计中各模块的功能边界与潜在风险，理解模块故障、协同失效与系统整体运行的关联。计算思维：能够梳理复杂系统的模块化拆分流程链条，理解 “模块划分 — 独立开发 — 系统整合” 的逻辑。数字化学习与创新：能够借助案例、示意图等工具，分析模块化设计的优势，构建系统拆分与功能整合的认知思路。信息社会责任：能够了解模块化设计对系统安全可靠运行的重要性，树立规范设计模块、保障系统稳定的责任意识。
教学重点 一、模块设计用哪里二、复杂系统需要你三、通用模块随处移四、设计优点我学习
教学难点 复杂系统需要你
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 一、新知引入播放视频模块设计用哪里图a是任务二介绍的自动驾驶系统示意图，图b是《身边的算法》中介绍的车轮组装示意图。根据图分析，在什么情形下，我们会采用模块化设计。 观察自动驾驶与车轮组装示意图，小组讨论模块化设计适用情形并交流看法。 借助直观图示对比，初步感知模块化设计场景，激发探究其优势的兴趣。
讲授新课 新知讲解：一、复杂系统需要你自动驾驶系统包括感知子系统、决策子系统和控制子系统，每个子系统包含多个模块。这个复杂系统使用了计算机视觉、自动控制、人机交互、无线定位、网络安全、人工智能、物联网等技术。学生A：一个自动驾驶系统竟然需要这么多技术!这可不是某位科学家或某个研究团队能独立完成的!学生B：你说得对，一辆自动驾驶车除了需要具备传统车辆的组件，还需要具备摄像头、雷达、传感器、车载计算机等组件。学生C：司机开车时需要制订行驶策略，所以我认为决策子系统就像司机的“大脑”。对系统进行模块化设计后，不同研究团队可以专注于自己擅长的领域进行技术研发;不同公司可以生产不同组件，对这些组件进行组装，就可以形成一个功能完备的系统。学生A：看来便于协作是模块化设计的一大优点!学生B：术业有专攻，模块化设计使每个团队都在自己擅长的领域发挥作用，大大提高了生产效率。采用模块化设计后，模块之间就是相对独立的。如果系统出现故障，通过对模块进行单独测试可以较容易地排查故障;一旦查出故障模块，只需对该模块进行更换即可恢复系统功能。如果修改系统的部分功能，只需对相应模块进行修改。模块化设计在系统的研发阶段、生产阶段和维护阶段具有上述优点。这些优点说明将模块化思想运用于复杂系统是很有必要的。学生A：司机开车时需要制订行驶策略，所以我认为决策子系统就像司机的“大脑”。二、层层分解有道理学生B：观察图b，说一说为什么车辆的四个轮子都一样。学生C：很简单，这是因为四个轮子都是用相同的方法制作的。学生A：如果一辆车的四个轮子用不同的方法制作，生产出的轮子可能不一样，车辆就不能平稳前行。在产品质量、品种规格、零件部件通用等方面规定统一的技术标准，叫作标准化。采用模块化设计，不仅可以避免实现相同功能的指令的重复表述，还能保障输出结果的一致性，实现标准化。观察图a和图b，说说你发现了什么。学生A：我发现两辆不同的积木车具有相同的轮子!学生B：这些轮子都可以采用相同的方法生产。当不同类型、不同用途、不同规格的产品具有某些共同功能时，可以把共同功能提炼出来，用一个模块实现。因此，采用模块化设计有时不仅满足了某种产品的需要，而且能在更广泛的范围内通用。三、设计优点我学习从上面的讨论中，我们能得出模块化设计在以下三种情形中可以使用:1系统的功能复杂;2系统的某些输出需要实现标准化;3系统的部分功能需要在更大范围内通用。模块化设计能在这三方面发挥作用，依赖于它自身的优点。请结合前面的分析，总结模块化设计的优势。四、勤学好思收获多模块化设计的什么优势最好理解 能否给有疑问的同学讲解清楚 练一练1.请指出以下实例体现的模块化设计的优势。(1)当电子产品发生故障时，只需处理产生问题的模块。(2)在实现功能时，可以组装来自不同领域的研究团队研发的模块，提高开发效率。2.请根据课堂内容，选择自动驾驶系统中的两个模块，说说它们还能用于哪些产品中，体会模块化设计的优势。(1)对于传感模块，我认为该模块还可以应用于:可用于无人机、智能门锁(2)对于定位模块，我认为该模块还可以应用于:可用于共享单车、导航仪(3)我认为能体现的模块化设计的优势:模块通用、降低成本、易于标准化评价卡五、课堂练习一、选择题1、下列哪项不属于模块化设计的优势？（ ）A.便于团队协作开发 B.故障排查更便捷C.部件无法通用 D.功能修改更灵活2、模块化设计的核心思路是（ ）A.系统整体开发，不拆分 B.将复杂系统拆分为独立模块C.所有部件完全相同 D.只用于电子产品3、下列哪种场景最适合采用模块化设计？（ ）A.结构简单的小工具 B.功能单一的玩具C.功能复杂的大型设备 D. 一次性用品4、模块化设计中，“通用模块” 的主要作用是（ ）A.增加产品重量 B.实现不同产品间的部件复用C.让产品外观统一 D.提高生产难度二、判断题1、模块化设计会让系统故障排查变得更困难。（ ）2、模块化设计可以让不同团队专注于自己擅长的部分，提升开发效率。（ ）3、所有产品都必须采用模块化设计。（ ）4、模块化设计有助于实现部件的标准化与通用化。（ ）六、拓展延伸1、系统思维和结构思维2、模块化跨域发展3、日常模块化巧思 研读自动驾驶复杂系统案例，讨论模块化协作优势，分享团队分工作用。观察积木车通用轮子案例，分析标准化与模块通用特点，交流观察发现。结合案例梳理模块化设计优势，小组汇总讨论，完整总结各项优点。交流最易理解的模块化优势，梳理思路，尝试清晰讲解给同伴听。独立完成习题，检验知识掌握情况观看视频，回答问题 理解复杂系统模块化设计必要性，认识分工价值，建立系统拆分思维。认识模块化标准化、通用化优势，理解模块跨产品复用的实际意义。系统归纳模块化核心优点，培养归纳能力，深化模块化设计思想认知。巩固模块化优势知识，锻炼语言表达能力，加深对核心优势的理解。完成课堂练习，让学生检测学习效果进一步增加学生知识宽度
课后作业 1、观察身边一款日常产品，找出其中模块化设计的应用，并简要说明它的优势。 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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