资源简介

(共36张PPT)
第一单元 第4节
编程实现我来做
（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红绿灯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。
能够借助编程案例、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。
能够梳理红绿灯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。
能够感知红绿灯程序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
在编程平台编写红绿灯程序，上传实验主控板后观察实验效果。
分析程序我能行
小贴士
表示清除LED点阵屏上的所有内容。
03
新知讲解
实验主控板上变化颜色的4个灯称为RGB灯，它们有3个颜色通道，分别是红色(R)绿色(G)和蓝色(B)。在程序中可以通过设置R、G和B的值调整RGB灯的颜色。R、G、B每个颜色通道的取值范围均为0~255的整数，常用的颜色取值见图。在设置完颜色之后，还需要使用程序块 才能使RGB灯的颜色发生改变。
分析程序我能行
03
新知讲解
实验主控板上的4个灯最开始亮红色，经过10秒后变为绿色，又过了10秒后变成黄色，持续秒后又变为最初的红色。这种现象周而复始，不断循环。
分析程序我能行
试分析上述程序，想想该程序可以模拟生活中的什么系统，与同伴交流你的想法。
我的想法:
我认为这个程序模拟的是交通路口红绿灯控制系统，灯色按红、绿、黄顺序定时切换并循环运行，和真实信号灯的工作模式一致，体现了定时控制与循环执行的特点。
03
新知讲解
图中的程序模拟了路口的红绿灯，找出程序里相同的程序段，思考其作用。
相同模式寻一寻
我发现图1-12第4~第9行、第12~第17行及第20~第25行都是相同的程序段。
03
新知讲解
这些程序段都设置了一个变量叫“剩余时间”，初始值为10 。只要剩余时间大于(大于/小于/等于)0，就重复执行如下操作:首先显示剩余时间，然后等待 1 秒，接着剩余时间-1 (-1/+1)，最后清除显示内容。
相同模式寻一寻
03
新知讲解
相同模式寻一寻
这些程序段都完成了“显示10，9，...，1"的功能。
所以它们是为了“10秒倒计时”！
03
新知讲解
相同模式寻一寻
这些程序段都具有共同的功能，因此可以把该功能提炼出来，形成一个“倒计时模块”。
这体现了模块化设计的一个优点:避免相同指令的重复表达!
03
新知讲解
相同模式寻一寻
03
新知讲解
技术天地
创建“倒计时模块”
1.在左侧选择“函数”分类，将“procedure”程序块拖入程序块拼搭区。
2.选中上一步中程序块的“procedure”字样，修改为“倒计时模块”。
模块制作试一试
03
新知讲解
3.编写“倒计时模块”程序。
模块制作试一试
03
新知讲解
完成后，我们就可以在“函数”分类中找到自己制作的“倒计时模块”。请用该函数替代图中程序中的相应部分，看看是否和之前的功能相同。
模块制作试一试
03
新知讲解
功能通用便移植
现实生活中等待红绿灯的时间与我们设计的“倒计时模块"的时间不一样。我们的“倒计时模块”只有10秒。
可以通过修改，使“倒计时模块”更加通用。
03
新知讲解
技术天地
修改“倒计时模块”
1.点击“倒计时模块”左上角的齿轮，在弹出框左侧拖动 到右侧“输入”程序块内部。
功能通用便移植
03
新知讲解
2.点击 中的“x”字样，修改为“时间”。
功能通用便移植
3.在“变量”分类下，找到“时间”程序块，将其作为“倒计时模块”中的“剩余时间”的初始值。
03
新知讲解
功能通用便移植
4.完成上述操作后，“倒计时模块”会变成如图a所示的样子，通过给“时间”赋不同值(图b)，即可实现不同时长的倒计时功能。
03
新知讲解
功能通用便移植
图中给出了红、绿、黄灯倒计时分别为5秒、10秒和3秒的程序。请修改程序，为不同颜色的灯设计不同的倒计时时长。
03
新知讲解
复杂系统需要你
通过简单修改，就可以实现不同灯的倒计时时长设置。
这体现了模块化设计的优点之一:容易修改。
修改后，“倒计时模块”更加通用了。
03
新知讲解
勤学好思收获多
结合城市系统和自动驾驶系统的例子，谈谈这些系统与之前学习的过程与控制系统的关联。
这类复杂系统与过程控制系统关联紧密：城市交通、自动驾驶都遵循感知 - 决策 - 控制的闭环逻辑，可拆分为子系统 / 模块，依赖反馈调节实现稳定精准的运行调控。
03
新知讲解
练一练
1.可通用是模块化设计的一个优点，它使同一个模块可以用于不同产品。后图所示的程序将我们制作的“倒计时模块”应用到了六年级上册已经实现的声控灯中。阅读该程序，回答下面的问题，通过实验检验自己的答案。
03
新知讲解
练一练
该程序实现了声控灯的功能，当从声音传感器获取的就会亮，持续1000秒后，内嵌 LED 灯 L1音量大于等于时，该灯会灭。
2.在六年级上册，我们还模拟过“按钮灯”，尝试将你制作的“倒计时模块"应用到这个作品中。
按下按钮触发灯亮，调用倒计时模块（设置对应时长，如 3 秒），倒计时结束后自动执行 “灯灭” 指令，实现 “按一下亮，延时自动灭” 的效果，简化重复的计时逻辑，体现模块化优势。
03
新知讲解
评价卡
评价卡 我能在实验中体验模块化设计的优势。
我能运用函数实现模块化设计。
03
新知讲解
单元总结反思
本单元先学习系统相关概念，结合自动驾驶场景，明确系统具备整体性、相关性两大特性。我们还了解了模块化思想：按功能可将系统划分为子系统与模块。模块化设计便于协作、维护、复用及标准化。最后通过图形化编程，体验了模块化设计系统的过程。
03
新知讲解
单元总结反思
是否有不同产品具有共同功能模块的其他例子 谈谈模块化设计的优势如何在这些例子中体现。
例子：乐高积木、家具零件、手机充电头。
模块化优势：便于协作、易于修改、模块可复用、方便标准化。如乐高积木，模块通用，组装灵活，损坏只需更换单个模块，不用整体替换。
04
课堂练习
一、选择题
1、以下 RGB 灯颜色与取值对应正确的是（ ）
A.红色：255,0,0 B.绿色：255,0,0
C.黄色：0,255,0 D.蓝色：255,255,0
2、本课中 “倒计时模块” 的初始倒计时时间是（ ）
A. 5 秒 B. 10 秒
C. 15 秒 D. 20 秒
A
B
04
课堂练习
3、以下哪项不是模块化设计的优点（ ）
A.避免重复代码 B.便于修改功能
C.代码更冗余复杂 D.功能可重复使用
4、本课红绿灯程序中，灯的切换顺序是（ ）
A.绿→红→黄 B.红→绿→黄
C.黄→红→绿 D.红→黄→绿
C
B
04
课堂练习
二、判断题
1、RGB 灯设置颜色后，必须使用 “RGB 灯生效” 模块才能改变颜色。（ ）
2、倒计时模块中，当剩余时间≤0 时，仍会重复执行显示和延时操作。（ ）
3、模块化设计可以让同一个模块在不同程序中重复使用。（ ）
4、修改倒计时模块的参数，无法改变倒计时的总时长。（ ）
√
X
√
X
05
拓展延伸
智慧城市
05
拓展延伸
生活中的模块化
从电脑组装、家具拼装到乐高积木，模块化设计无处不在。它将复杂整体拆为独立模块，可灵活替换部件、降低维修成本，让设计与维护更高效便捷。
05
拓展延伸
趣味 RGB 小知识
RGB 是红、绿、蓝三原色的英文缩写，通过不同亮度混合，能调出超 1600 万种颜色，我们日常的电子屏幕，都用这个原理呈现丰富色彩。
08
板书设计
编程实现我来做
一、分析程序我能行
二、相同模式寻一寻
三、模块制作试一试
四、功能通用便移植
课后作业:
1、运用本节课模块化设计思路，修改红绿灯程序，为黄灯设置不同的倒计时时长。
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