电子工业版（2022）第七册信息科技 2.2各种各样的模块 教案.docx

教学内容分析

本节课是2022年电子工业出版社出版的六年级上册第二单元第2课。本节课分为三个活动：“认识模块

”“模块化设计”“开源硬件中的模块”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。

教学目标及核心素养指向

1、初步认识模块（信息意识、计算思维）

2、认识如何模块化设计（信息意识、计算思维、数字化学习与创新）

3、根据课本指引的过程，探究如何进行模块的集成与拓展（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任）

教学重难点

教学重点：

1、初步认识模块

2、认识如何模块化设计

设计原因：了解模块化设计是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。

教学难点：

根据课本指引的过程，探究如何进行模块的集成与拓展

设计原因：能探究如何进行模块的集成与拓展在操作上对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。

教学过程

1、情境导入（3分钟）

教师活动

学生活动

情境引入：微波炉里的转盘不转了，售后服务人员上门更换了转盘的电机模块，微波炉就能正常使用了。

微波炉里有很多功能模块，各有各的作用，哪个模块坏了，都会出现相应的故障，更换后就可以正常使用。

什么是模块?模块与整个系统之间有怎样的关系?让我们通过案例来一探究竟。

学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问

设计意图：

激发学生对模块的学习兴趣并快速进入学习状态。

2、新知讲授（35分钟）

教师活动

学生活动

活动1：认识模块

知识讲解

微波炉系统包含大量的部件，按它们各自发挥的作用，微波炉系统可以划分成多个功能相对独立的部件(见图2.2.1):

微波发生器负责产生微波，转盘通过旋转使食物均匀受热，转盘电机给转盘提供旋转的动力，定时器控制加热的时长……

这些相对独立，能够实现某一具体功能的部件称为模块。这些模块不仅可以容易、快速地替换与更新，有的还可以应用在其他设备上。

活动2：模块化设计

知识讲解

模块具有很强的通用性，不同的模块相互搭配，可以实现不同的功能与作用。

例如:居民小区里的路灯，搭配光控开关，在晚上或光线不足的时候会自动亮;楼道里的照明灯，搭配声光控延时开关，在光线不足的情况下，若感应到声音，能自动亮一定的时长;在医院等需要安静的场所，照明灯需要搭配人体感应开关，当有人经过时会自动亮。针对不同场合的照明需求，选择不同的开关模块，实现的效果也不同，如图2.2.2所示。

生活中很多发明和创造都运用了模块的“加法”，例如，碗柜加高温模块和臭氧消毒模块变成了消毒柜;高压锅增加了电加热模块变成了电压力锅,如图2.2.3所示。这种创新的理念称为模块化设计。

重点知识点

模块化设计

很多人有好的想法，有创新的愿望，但是如果都从一颗颗螺丝钉、一个个基本电子元件出发去设计、实现，会浪费很多时间和精力。模块化设计是一种理念，将零件组合成通用的模块，再将具有不同功能的模块组合成复杂的系统，就可以快速实现创新的效果。

活动3：开源硬件中的模块

知识讲解

为方便人们组装和实验，按照功能将开源硬件的很多部件封装成不同的模块，如红外探测模块、马达模块、显示模块等，有了这些，在经过不同的组合规则，我们就可以搭建出想要的实验系统。

如图2.2.5所示，由红外接收器、红外发射器和接口等零件组装制成的红外探测模块,可以通过发射红外光和接收物体反射的红外米检测前方一定距离内是否存在物体。

如图2.2.6所示，电机模块可以输出动力，如果要像车辆一样行走，通过电机带动车轮就可以实现。

调用这些模块也很方便，只需在编程软件里找到对应的积木，再设定相应的参数即可，如图2.2.7和图2.2.8所示。

模块的集成与拓展

开源硬件最核心的部件是控制板，控制板上除了必要的控电路和基本模块外，通常还集成了许多常用的模块，如显示模块、I3B灯模块、麦克风模块……集成这些模块可以让控制板实现很多功能，方便进行常见的实验。

不可能把所有的模块都集成在控制板上，但可以将外接模块和控制板进行灵沃挞配坛展出更多新的功能以实现更多的应用。控制板与外接模块需要用连接线连接在一起才能起作用，如图2.2.10所示。

模块化建筑

图2.2.11所示的武汉火神山医院和雷神山医院历时仅十余天就建成了,体现了惊人的中国速度。如此神速的建设背后，除了4万名建设者高效配合、轮班作业外，所采用的模块化建筑技术起到了非常重要的作用。建设者以每个房间作为一个模块单元，统一尺寸、连接方式和设备设施，在工厂中进行标准化生产，完成后运输至现场，组装成建筑整体，从而大大加快了施工进度。

学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务

活动1：认识模块

实践探究

有人说:“对于大的系统来说，子系统就是模块。”