第二十一章 信息的传递 大单元教学设计 2023-2024学年人教版九年级全一册物理

物理九年级大单元整体教学设计 第二十一章 《信息的传递》 1、 本章内容分析 作为电磁学这部分的最后一章，学生已经有了电磁感应等知识，并且学过了声波，这样学生了解电磁波的知识就有了一定的基础。以信息的传递作为全章的线索，内容从有线通信到无线通信，从模拟通信到数字通信，从微波通信到光纤通信，重点讲述电磁波的产生和传播，无线电广播及电视信号的发射和接收过程，而电磁波在其他方面的应用则放在"科学世界"栏目中。 关于通信的方式，先讲有线通信，再讲无线通信。所以在第1节中介绍了电话。通过讲述电话的工作方式，使学生理解如何用电流把信息传递到远方。虽然现代电话的种类很多，但是老式电话的工作原理容易被学生理解，通过对老式电话话筒和听筒的原理分析，让学生了解声信号和电信号是如何相互转化的。然后通过图21.1-2表现各种类型电话的听筒和话筒的基本作用。 交换机在现代通信中起到了重大作用，而最早的交换设备就是电话交换机，所以，通过"电话刚问世的时候，一部话机要与多少部话机通话，就要有多少对电话线与外部相连。这样太浪费材料了，而且话机太多时根本做不到与每部电话都单独连线。 "自然引出电话交换机的问题。然后通过"想想议议""怎样才能减少电话线的数量？"的活动让学生体会电话交换机的工作原理。在展现电话交换机的发展历程中，使学生了解程控电话的实际功能。 数字通信是一种既古老又现代的通信方式，数字通信在现代通信中发挥着越来越重要的作用。教科书通过“电话信号分为模拟信号和数字信号两种”引入模拟通信和数字通信。并简要地介绍了模拟通信和数字通信，说明了数字通信的优势。 第2节主要介绍电磁波的产生和传播，并根据电磁波的波长和频率通过图 21.2-4展示了各种电磁波及它们的作用。在我们周围存在着各种频率的电磁波，但由于电磁波看不见、摸不着，教科书通过演示实验说明电磁波是如何产生和如何传播的。并给出了电磁波频率、波长和波速的概念。 我们的生活中已经离不开广播和电视了，教材通过框图的形式讲述了广播和电视的大致工作过程，并进一步介绍了微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信等，为学生展示了现代通信的发展方向。 如通过第1节的"想想议议"让学生理解电话交换机的基本原理和作用；通过"想想做做"用数字通信做小游戏，让学生感觉到数字通信并不神秘；通过讨论可否用地球的卫星﹣﹣月亮进行微波中继通信，激发学生展开丰富的想象；使学生对卫星通信更容易理解。 为了让学生能够理解光纤通信，设计了光沿着弯曲的水流传播的演示实验，通过演示，学生知道光不但能够沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播，进而使学生理解光也能沿着光纤传播。不管光纤怎样弯曲，从它一端射入的光都会沿着它传播，再从另一端射出，从而可以用光传递大量的信息。 电磁波是很抽象的，人们看不见、摸不到它。通过演示实验"时断时续的电流能够产生电磁波"，让学生感知电磁波的真实存在。电磁波的产生很复杂，只讲到迅速变化的电流能产生电磁波。前面章节中讲了声波，所以用水波、声波类比电磁波，使其形象化、更容易被学生理解。 电磁波的波长和频率也是类比水波的波长、频率、波速给出的。通过声波的传递需要介质，引出问题﹣﹣电磁波传递是否需要介质。然后通过演示放在真空罩中的移动电话可以收到罩外传给它的电磁波，说明电磁波在真空中也可以传播。 广播、电视和移动通信的工作过程都涉及电磁波的发射和接收。所以，把这些内容放在了同一节中。发射电磁波的目的是利用它作为传递信号的载体。教科书利用图21.3-1讲解无线电广播的工作过程。这个图勾勒出了电磁波发射和接收过程的轮廓，可以帮助学生理解全过程。 因此，以传播信息的频率越来越高为线索，从无线电通信、微波通信讲到光纤通信，所用的频率越来越高了，并类比交通运输与道路的关系，形象地说，信息之路越来越宽了。现代信息社会中，我们需要交流越来越多的信息，这就需要把信息的通路"修得越来越宽。例如，微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。 我们知道，光也是一种电磁波，而且频率很高。如果用光来通信，其容量要高出短波、微波百万倍、千万倍。光纤也可以像电缆一样做成多芯的光缆。光纤通信与有线电通信相似。以电话为例，在发送端，说话的声音通过电话机变成强弱变化的电信号，电信号进入激光发射机，经能量转换后，辐射出相应的强弱变化的光信号。 计算机与通信的结合成为信息社会的基础。全球信息网的建立，使人们通过一台联网的计算机，只要轻轻点击鼠标，就可以做到"秀才不出门，便知天下事"。通过图21.4-8说明了电子邮件的传送方式。学生可以根据自己的体会说出网络通信的更多应用。 2、 本章课标要求 2.3.7知道波长、频率和波速。 2.4.6知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。。 3、 本章核心素养 物理观