21.4 越来越宽的信息之路 2024--2025学年初中物理人教版九年级全一册

第4节越来越宽的信息之路 核心素养 通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学生学习科学的兴趣，使学生养成关注科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观，培养振兴中华、用科学服务人类的使命感和责任感。 教学内容 教材第158～162页，现代化通信的多种途径（微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信）。 教学目标 物理观念 常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信。 科学思维 （1）了解光纤通信的原理和优点。 （2）了解网络通信的发展过程和优点，掌握发电子邮件的方法。 科学探究 通过了解现代通信技术，了解科技给人类带来的便利。 科学态度与责任 通过学习现代通信知识，培养用科学服务人类的使命感和责任感。 教学重点难点及突破 重点 了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信方面的有关知识。 难点 了解各种通信方式的优点和缺点。 教学突破 教师指导学生通过各种途径寻找相关资料，拓宽知识面，使学生了解现代通信知识。 教学准备） 教师准备 光纤手电筒、电灯、塑料瓶。 学生准备 预习新课，搜集相关资料。 教学过程 1．复习引入 师：前面我们学习了声音广播和电视广播信号的发射和接收，请同学们回忆一下声音广播和电视信号有什么不同。 学生回忆，思考后回答：声音广播信号只传输声音信号，而电视广播信号不但要传输声音信号，还要传输图像信号。 师：电视广播与声音广播相比，在相同时间内，哪个传输的信息要多一些？ 学生思考，回答：在相同时间内，电视广播传输的信息要多一些。 师：在现代通信技术中，采用了哪些手段来增大信息的传输量呢？今天我们就一起来学习现代通信技术中越来越宽的信息之路。（板书课题） 2．微波通信 师：：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传输的信息量就越多。那么，为了提高在相同时间内传输的信息量，我们应该怎么办呢？ 学生思考后回答：要提高无线电波在相同时间内传输的信息量，应该提高无线电波的频率。 师：请同学们阅读教材中有关微波通信的部分，边看边了解有关微波通信的知识。阅读后回答如下问题。 ①为什么这种电磁波叫作微波？ ②为什么要用微波通信？ ③为什么要用中继站传送微波？ 学生阅读教材中关于微波通信的部分后回答如下。 ①因为这种电磁波的波长很短，在10m～1mm之间。 ②因为微波的波长很短，根据v=λ×f,微波在空气中传播速度不变，所以微波的频率很高，在30MHz～3x105MHz之间，所以在相同时间内，用微波传输的信息量就大。 ③因为微波的性质接近光波，大致沿直线传播。而地球是一个球体，要想让微波沿着地球表面绕射，就必须每隔一段距离建设一个微波中继站，微波通过中继站像接力赛跑那样一站一站地向外传播。 师：唐代诗人王之涣有一句著名的诗句“欲穷千里目，更上一层楼”，你能根据这句诗，想想高山大洋中无法建设中继站时，我们应该怎么办呢？ 学生讨论，思考后回答：可以将中继站建设得足够高，这样它覆盖的面积也就增大了。 师：但是，中继站的高度是有限的，于是有人想用地球的卫星-月球来做微波中继站，但月球距离我们实在太远了。你知道现在人类用什么代替微波中继站来实现微波通信？ 学生讨论，思考后回答：现在人类通过发射人造卫星来做微波通信的中继站。 3．卫星通信 师：通信卫星相当于一个无人值班的空中微波中继站。通信卫星接收到地面发射来的信号后，再将信号发送到另一个或几个地面的微波接收站。请同学们阅读教材中图21.4-3、图21.4-4和图21.4-5，说说你知道了哪些有关通信卫星的知识。 学生阅读教材后回答：①通信卫星大多相对于地球“静止”，随着地球自转转动。 ②要实现全球通信，至少需要三颗同步通信卫星。 师：你知道现在有哪些地方需要使用地球同步通信卫星？ 学生讨论后回答；现场直播一些体育赛事、突发事件，还可以利用卫星实现即时定位、导航······ 4．光纤通信 （1）讲述：19世纪，物理学家麦克斯韦揭示了光的本质是一种频率很高的电磁波。我们已经知道电磁波频率越高，在相同时间内传输的信息量就越大。于是，科学家便设想能否用光来进行通信，请同学们阅读教材，看看用光通信的过程中遇到的难题是什么.后来是怎么解决的。 学生阅读资料，思考后回答：普通光源夹杂了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息。后来，人们发现了激光，这种光频率单一、方向高度集中，使光通信得以实现。 （2）讲述：通信用的激光必须在光导纤维里传播。那什么是光导纤维？让我们未胃一个实验。 演示实验：把大塑料瓶用不透光的纸包上，瓶的倒壁开个小孔。塑料瓶内装木，在本面上方放一个发光的小灯泡。让水从小孔流围，观察现象。 学生观察实验，发现光随着水流照到地面，在地面产生一个光斑。 结论：光能顺着水流传播。 （3）出示光纤手电筒，观察现象。 学生观察现象：在光纤头出现亮点，而光纤周围不明显。 （4）指导学生阅读教材第160页图21.4-7，初步知道光在光导纤维里是经过多次反射传播的。 指出光通信的优点：频率高，在一定时间内传输的信息量大；不受电磁干扰，通信质量好。 5．网络通信 （1）指导学生阅读教材中有关网络通信的内容，让学生基本了解电子邮件发送的过程以及因特网的优点。（教师应尽量扩大学生有关网络的知识面，通过大量的资料，让学生明白网络给人们生活带来了巨大的变化，网络功能也是多种多样的。只有学好各种知识，才能让网络更好地为我们服务） 学生阅读教材相关部分。结合自己生活，谈谈网络给人们生活带来的便利。 （2）指导学生阅读教材第162页“科学世界”“激光的应用”。（关于激光的应用，应尽量让学生有更多的了解） 学生阅读，讨论后回答问题。 6．练习、小结 （1）课堂练习。 学生进行练习。 （2）交流小结。 学生交流自己搜集的资料，谈学习体会，进行小结。 板书设计 第4节 越来越宽的信息之路 （1）微波通信。 优点：频率高，相同时间传输的信息量大。 缺点：微波大致沿直线传播，须在一定的距离（50km）建设中继站。 （2）卫星通信。 地面站→同步卫星→地面站。 （3）光纤通信。 激光特点：频率单一、方向高度集中。 激光在光导纤维里传播。 （4）网络通信。 电子邮件：计算机甲→服务器A→服务器B→计算机乙。 世界上最大的计算机网络：因特网。 教学反思 本节主要讲述现代通信技术的多样性。学生通过搜集有关资料，阅读教材获取信息，并能回答教师提出的问题，明白微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信的优点，学会从有关资料中获取知识的能力。教师根据具体情况，可扩大学生的阅读面。 学科网（北京）股份有限公司 $$