15. 模块组装很灵活（教学设计）-六年级信息科技全一册同步备课系列（人教版2024）

该小学信息科技教学设计聚焦“模块组装”核心知识，通过“钟表匠故事”导入，对比整体与模块化组装效率差异，结合计算机主机箱硬件模块（处理器、电源等）和程序模块（如循环模块），构建从具体到抽象的知识支架。 亮点在于融合计算思维与数字化学习，通过虚拟仿真组装机器人、修改头灯程序参数，让学生直观理解模块功能与接口作用，结合洗衣机维修案例培养信息意识与问题迁移能力。教学活动生动，助力学生内化模块化思想，教师易操作且评价清晰。

15.模块组装很灵活 教学设计 学科 信息科技 年级 6年级 备课时间 主备人 教案持有教师 备课组 成员 教学内容 课 题 15.模块组装很灵活 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 通过观察身边的真实案例，了解一个大的系统可以分解为几个小的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块。 学科核心素养目标 信息意识：通过“钟表匠”故事和观察计算机主机箱，感知模块化思想在技术设计与生产中的普遍性和优越性，认识到模块是控制系统中的基础单元或基本部件。 计算思维：理解模块是具备特定功能、可通过接口连接的基本单元；能识别计算机硬件系统（如处理器、电源、存储、散热模块）和编程环境中的模块及其作用；掌握模块化组装方式在控制系统中的优势（易排查、便维修、省成本），并能运用此思想分析实际问题（如洗衣机维修）。 数字化学习与创新：能在虚拟仿真环境中（如“会唱歌的机器人”）组装机器人、安装头灯模块并修改程序参数，直观体验模块的组装、功能实现与调整，感受模块化设计的灵活性。 信息社会责任：通过思考模块化设计对生产效率、维护便利性和资源节约的意义，初步认识模块化、标准化设计在社会生产与可持续发展中的价值。  教学重点 1.理解模块是控制系统中的基础单元或基本部件，一般实现一项功能。 2.能识别计算机硬件系统和编程环境中的模块及其作用。 3.理解模块化组装方式的优势（易排查问题、方便维修更换、节约成本）。 教学难点 1.从具体硬件部件（电路板）和程序代码段抽象出“模块”的概念。 2.理解模块通过特定接口连接构成完整系统，以及模块可被单独开发、测试、维护和重复使用。 3.将模块化思想迁移到解决实际问题的思考中（如设计、维修）。 教学方法 故事导入法、观察探究法、实验操作法、案例分析法、小组讨论法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 教学意图 环节1 导入新课 1.讲述故事：讲述两个钟表匠的故事。一个依次组装近百个零件，被打断需重来；另一个先组装约10个零件成稳定部件，再用部件组装成表。 2.提问引导：为什么多年后第二个钟表匠生意越来越好？ 3.引出概念：用“模块”来解释——第二个钟表匠掌握了由零到整、由小到大的模块组装方法，提高了工作效率。引出课题：模块组装很灵活。 1.聆听故事，思考两位钟表匠工作方式的差异。 2.讨论并回答：模块化组装更高效，不易因中断而失败。 3.理解本课核心思想：模块化组装的优势。  通过生动故事创设情境，引发学生对“整体组装”与“模块化组装”效率差异的思考，直观感受模块化方法的优越性，激发学习兴趣。 环节2 计算机硬件系统中的模块 活动：观察计算机主机箱内的模块 1.提问：你知道计算机主机箱里有什么吗？ 2.展示与讲解：展示主机箱内部图片/实物，引导学生观察并指出相对完整的电路板或部件。 3.分析模块作用：逐一介绍典型模块及其功能： 处理器模块：帮助计算机计算、处理信息。 电源模块：给计算机供电，维持工作。 存储模块（硬盘、内存条）：保存软件、数字作品。 散热模块：为处理器等发热部件降温。 4.归纳概念：在这门课中，可以认为模块是控制系统中的基础单元或基本部件，一个模块一般实现一项功能，各个模块通过特定的接口进行连接，构成一个相对完整的控制系统。  1.根据经验回答主机箱内的部件（如CPU、内存、硬盘等）。 2.观察图片，识别主机箱内的各个模块。 3.聆听讲解，了解不同模块的核心功能。 4.理解并记录模块的定义和特点。 从学生可能接触过的计算机硬件入手，将抽象的“模块”概念具体化、可视化。通过分析各模块功能，帮助学生建立“模块-功能”的对应关系，理解模块是构成系统的基本功能单元。 环节3 计算机程序中的模块 1.讲解迁移：以计算机为核心的控制系统往往由程序控制，这些程序也可以划分为多个程序模块。 2.阐述特点：每个程序模块是一个代码集合，具备特定功能；可以被单独开发、测试和维护，并能重复使用。 3.举例说明：如具备循环功能的程序段，可称为循环模块。编写程序时，把模块按算法连接起来，并根据需要设置参数，就能实现控制系统功能。 1.理解模块概念不仅适用于硬件，也适用于软件。 2.了解程序模块的特点：功能独立、可复用、通过连接和参数设置实现复杂功能。 将模块概念从硬件扩展到软件（编程环境），使学生认识到模块化思想在信息技术领域的普遍应用，为后续编程体验活动做铺垫。 环节4 在编程环境中体验模块的作用 活动：虚拟仿真——组装会闪光的机器人 1.明确任务：组装一个带头灯模块的机器人，修改程序参数让头灯闪烁。 2.引导操作： (1)启动程序，将身体模块组合成机器人，再安装头灯模块。 (2)阅读程序，找到实现头灯闪烁的程序模块。 (3)设置程序参数（如灯光颜色），观察头灯闪烁效果的变化。 3.提问与总结： 如果没有头灯模块（硬件）或对应的程序模块（软件），机器人还能闪光吗？ 修改参数后，功能发生了什么变化？ 这体现了模块的什么特点？ 1.在虚拟仿真工具中，按照步骤组装机器人并安装头灯模块。 2.在编程界面中找到控制头灯的程序模块。 3.修改灯光颜色等参数，运行仿真，观察效果变化。 4.思考并回答教师提问，总结模块的作用和特点。 通过动手实验，让学生直观体验从硬件组装到软件参数调整的全过程，深刻理解硬件模块和软件（程序）模块在控制系统中的具体作用，感受模块化组装的灵活性和可定制性。 环节5 思考模块化组装方式在控制系统中的作用 案例讨论：洗衣机维修 1.呈现案例：小智家洗衣机坏了，维修人员检测多个模块后，发现是定时器模块故障，只需更换该模块，费用较低。妈妈原本以为要换整台洗衣机。 2.小组讨论与思考： (1)模块化的组装方式，是否比较容易找到哪个模块有问题？ (2)模块化的组装方式，维修或更换部件是否比较方便？ (3)模块化的组装方式，是否比较节约维修成本？ 3.归纳提升： 每个模块具有一定的独立性和特定功能，组合方式灵活。 模块化使生产制造更灵活，效率更高，维护更新更方便。 1.阅读案例，理解情境。 2.小组讨论三个问题，结合生活经验（如电脑维修换内存、硬盘）发表看法。 3.聆听总结，理解模块化设计在易排查、便维修、省成本、提效率方面的核心优势。 通过贴近生活的维修案例，引导学生将模块化思想与实际问题解决（维护、成本）联系起来，深化对模块化设计实际价值的理解，培养工程思维和经济意识。 环节6 拓展与提升 活动探究：分析循环模块的作用 1.回顾与迁移：引导学生回顾第10课“机器人走正多边形轨迹”的程序。 2.分析任务：阅读程序，分析其中的循环模块是怎样让机器人走多条边轨迹的。 3.总结强调：“输入—计算—输出”是广泛存在的计算模式。模块化设计思想不仅适用于硬件和程序，也适用于分析政府、金融、城市、学校等社会经济事务运作系统。 1.回顾之前所学程序。 2.分析程序结构，理解循环模块通过重复执行相同指令，高效实现了“走多条边”的功能。 3.理解模块化思想是一种普适的问题解决方法。 将模块化思想从具体控制系统延伸到更抽象的算法结构（循环模块），并联系社会大系统，拓宽学生视野，认识到模块化、系统化思维在更广泛领域的应用价值。 环节7 总结 引导学生总结本课要点： 1.模块是控制系统中的基础单元，一般实现一项功能。 2.模块存在于硬件（如计算机部件）和软件（程序代码段）中。 3.模块化组装方式具有易排查、便维修、省成本、提效率等优势。 4.“输入-计算-输出”是广泛存在的一种计算方式 跟随教师回顾，梳理模块的概念、存在形式及模块化优势。 系统梳理本课知识，将技术概念升华为普适的思想方法，引导学生将模块化思维内化，并迁移到未来的学习与问题解决中。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能说出模块的定义并能举例说明 2.能识别计算机主机箱中的主要硬件模块并简述其作用 3.能在虚拟仿真实验中成功组装机器人、安装头灯模块并修改参数改变其功能 4.能结合洗衣机维修等案例，清晰阐述模块化组装方式的至少两个优势  ☆☆☆☆☆ 1.明确任务分工，开展组内协作 2.积极参与小组讨论，分享观点 3.能理解程序中的循环模块也是一种模块，并能简述其作用 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $