内容正文:
第二单元 初识过程与控制
系统中的模块
第二课
鲁教版
目录
CONTENTS
课程导入
01
什么是模块
02
探索模块化设计
03
体验开源硬件模块
04
05
挑战自我
06
硕果累累
2
课程导入
小智在制作创意作品
封闭装置
这些密封的装置中到底有哪些零件?
为什么要将装置密封起来,而不是直接使用各种零部件呢?
课程导入
密封装置中包含多种小零件,这些小零件组合起来形成一个整体,实现一定的功能。
马达
变速齿轮
外壳
在系统中有很多像马达一样的装置,为了实现特定功能,方便使用和维护,便将其封装起来,这就是模块。
什么是模块
场景一
积木是同学们非常熟悉的玩具,同样的搭建目标,使用不同的积木块可以搭建出形状不同、功能不同的作品。
积木房子
积木小车
积木机器人
你喜欢搭积木吗?说一说为什么?
什么是模块
小组讨论:组成小车的各积木块有什么功能?
在外形尺寸上有什么特点?
场景一
积木小车
功能:三角形、正方形积木可作“货物”;长方形是“车身”承载其他积木;
圆柱形是“车轮”让小车移动。
尺寸特点:各积木块尺寸相互适配,圆柱(车轮)直径适中,长方(车身)能容纳其他小尺寸积木,共同组成协调造型。
积木块都有独立的名称,具有特定功能,外形尺寸上具有一定的相似性。一个积木块就是一个模块。模块(Module),又称构件,是能够单独命名并可组成系统,具有确定独立功能的整体。
什么是模块
场景一
什么是模块
模块可以实现系统功能,系统功能是由模块功能体现的。
场景一
机器人的感知子系统,具有视觉识别模块、听觉识别模块等,从而实现颜色、声音等信号的识别。
视觉识别模块
听觉识别模块
距离识别模块
感知子系统
什么是模块
模块可以影响系统外观,如台灯,更换灯帽、支架、开关等模块变换出不同的造型,模块表现出台灯外观的多样化。
场景一
不同的台灯外观
什么是模块
中性笔
小试身手
探究中性笔的组成模块。
小组讨论:把一只中性笔拆开,它由哪些模块组成?有什么作用?
系统 模块 作用
中性笔
笔帽
保护笔尖,防止墨水干涸
笔杆
握持部位,支撑内部结构
笔芯
核心模块,含墨水和笔尖
什么是模块
通过对中性笔的分析,可以得出模块的三大特征:
1.相对独立性。模块之间是相对独立的,便于相互调用。
2.互换性。模块结构、尺寸和参数标准化,容易实现互换。
3.通用性。便于跨系列产品间通用。
小组讨论:你用的中性笔和其他同学的一样吗?哪些模块不一样?可以互换吗?
讨论
小试身手
探索模块化设计
键盘、鼠标
键盘、鼠标是常用的设备之一。当其出现故障时,我们可以更换一套新的键盘、鼠标。
场景二
①在计算机系统中,键盘、鼠标属于什么功能模块?
②键盘、鼠标的输入功能体现了模块的哪些特征?
输入设备模块
相对独立性、互换性、通用性
探索模块化设计
场景二
模块化设计是按照既定的功能、性能、规格等,进行统一化设计的一种方式,如工业生产中的标准零件、水泥预制件等。
水泥预制件
标准零件
探索模块化设计
根据“国家中小学智慧教育平台”的内容所概括的结构。平台可以简单地分为五个子系统,每个子系统包含若干个模块。
畅所欲言
请同学们分析:每个模块的作
用是什么?
模块是否可以增减?
如何体现模块化的设计理念?
体验开源硬件模块
开源(Open Source)是指开放源代码。无论软件还是硬件都是开放的,这就是开源理念。建立在开源理念基础上的硬件叫作开源硬件。
体验开源硬件模块
在开源硬件系统中,有测量温度、湿度、亮度等的多种传感器模块。这些模块的生产厂家有很多,但他们都遵循模块化设计思想,产品易于更换。使用时,把它们与主控板相连接,编写相应的程序就可以工作了。
开源硬件系统传感器与主控板
小试身手
体验开源硬件模块
同学们以小组为单位,完成获取环境温度和湿度数据的实验。
实验目的:获取环境温度和湿度数据。
实验器材:主控板、温度传感器、湿度传感器、液晶显示屏、导线等。
实验步骤:
第1步,在老师指导下连接电路,打开测量温湿度程序,并下载到主控板中。
第2步,运行程序,测量三次同一时间段、同一地点的温度和湿度,并记录在表中。
小试身手
体验开源硬件模块
硬件搭建
和
程序
畅所欲言
体验开源硬件模块
请同学们以小组为单位上网查找资料,说一说以下开源硬件模块能够实现的功能。
2.根据获取环境温度和湿度数据的实验所学,你能把温度和湿度测量改成亮度测量吗?如何实现?
答案:D
1.观察教室里的照明系统和多媒体系统,分析下列不属于模块的一项是( )。
A. 日光灯
B. 多媒体音箱
C. 墙上的电源开关
D. 连接设备的导线
解析:导线仅起电流 / 信号传输作用,无独立功能目标,不具备模块 “能独立完成特定功能” 的核心特征,因此不属于模块。
挑战自我
挑战自我
硕果累累
序号 评价内容 评价等级
优 良 一般
1 知道模块的含义
2 认识模块化设计的重要性
3 完成测量温湿度的实验情况
4 小组合作学习效果
5 同学间互帮互助情况
谢谢
下节课见!
Thanks!
鲁教版
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