资源简介

(共32张PPT)
第一单元 第3节
广泛应用优点多
（北师大）六年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
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。
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。
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。
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。
03
新知讲解
新知导入
03
新知讲解
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。
模块设计用哪里
03
新知讲解
根据图分析，在什么情形下，我们会采用模块化设计。
模块设计用哪里
我的想法:
当系统功能复杂、结构庞大，需要分工协作、标准化生产时，适合采用模块化设计。模块可跨场景复用，也方便后期维护、修改与升级，能有效提升效率、降低成本。
03
新知讲解
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。
复杂系统需要你
03
新知讲解
复杂系统需要你
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!
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。
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”。
03
新知讲解
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。
复杂系统需要你
看来便于协作是模块化设计的一大优点!
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。
03
新知讲解
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。
复杂系统需要你
03
新知讲解
模块化设计在系统的研发阶段、生产阶段和维护阶段具有如下优点。
复杂系统需要你
容易排查故障、容易修改和维护也是模块化设计的优点!
03
新知讲解
通用模块随处移
观察图b，说一说为什么车辆的四个轮子都一样。
很简单，这是因为四个轮子都是用相同的方法制作的。
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。
03
新知讲解
标准化：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。
通用模块随处移
03
新知讲解
通用模块随处移
03
新知讲解
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。
通用模块随处移
03
新知讲解
通用模块随处移
我发现两辆不同的积木车具有相同的轮子!
这些轮子都可以采用相同的方法生产。
03
新知讲解
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。
通用模块随处移
03
新知讲解
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。
设计优点我学习
03
新知讲解
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。
设计优点我学习
顺时针方向补充内容：
降低成本
便于维护修改
提高可靠性
易于调试测试
简化复杂系统
模块可复用
便于标准化
03
新知讲解
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
模块化设计中，“便于协作” 这一优势最好理解。不同团队可分工开发不同模块，清晰划分职责、发挥各自专长，既能提高整体开发效率，也能降低大型项目的推进难度。
03
新知讲解
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。
电子产品故障时，仅维修问题模块，体现了模块化易于修改、维护的优势。
不同团队开发的模块可直接组装，体现模块化便于协作、提升效率的优势。
03
新知讲解
练一练
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
03
新知讲解
评价卡
评价卡 我能结合实例体会模块化设计的应用场景。
我能总结模块化设计的优势。
04
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
C
B
04
课堂练习
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
C
B
04
课堂练习
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。（ ）
√
X
√
X
05
拓展延伸
系统思维和结构思维
05
拓展延伸
模块化跨域发展
模块化设计并非局限于单一领域，它从早期工业标准化零件发展而来，如今已渗透到软件开发、建筑搭建、电子设备等多个行业，成为高效解决复杂问题的通用思维方式。
05
拓展延伸
日常模块化巧思
生活中藏着不少模块化设计的巧思：可换刷头的电动牙刷、能拼接的收纳柜、支持 DIY 的模块化家具，它们用独立模块实现了灵活适配与便捷维护，让日常使用更省心省力。
08
板书设计
广泛应用优点多
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
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。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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