一、 信息与信息传播（培优教学课件）物理新教材苏科版九年级下册

该初中物理课件聚焦“信息与信息传播”，系统阐述信息的概念、人类特有的语言符号图像信息及传播途径的技术演进，通过乌云预示大雨、举手示意发言等生活实例导入，构建“古代烽火台与驿马—近代电报与电话—自制有线电报机”的学习支架，帮助学生形成完整知识脉络。 其亮点在于以科学探究为核心，通过自制有线电报机的设计、制作与评价活动，培养学生模型建构与问题解决能力，结合莫尔斯电码与数字信号转换分析，渗透科学思维中的科学论证与质疑创新；“生活 物理 社会”模块链接快递分拣条码技术，强化科学态度与社会责任。学生在实践中深化物理观念，教师可依托清晰结构与丰富案例提升教学实效。

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 下册 义务教育教科书 第十七章 电磁波与现代通信 电磁波的发现使人类进入了无线通信时代， 无线电报、电视、手机等相继诞生。 半导体材料的发展与电子技术的进步， 更让移动通信和互联网蓬勃发展， 人类“跨越时空，漫游地球村”的梦想得以实现。 现代通信离不开电磁波。 什么是电磁波? 人们又是怎样利用电磁波传播信息的? 。 一、信息与信息传播 导入新课 第一节 信息与信息传播 我们生活在一个充满信息的世界里。通俗地说，信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量就越大。 你还能举出一些例子来说明信息无处不在吗？ 乌云密布标志着大雨可能来临。 我在课堂上举手，表明我要发言。 1. 了解信息的概念。 2. 了解人类特有的三种信息，了解通信的概念，了解在人类历史上信息和信息传播活动所经历的巨大变革。 3. 了解人类早期的信息传播途径以及这些传播途径的优缺点。 学习目标 第一节 信息与信息传播 重点与难点 教学重点： 1. 信息的概念； 2. 早期的信息传播途径。 教学难点： 自制简易有线电报机。 第一节 信息与信息传播 学习内容 1. 信息及其传播 2. 早期的信息传播途径 3. 自制简易有线电报机 4. 课堂总结 5. 实践与练习 6. 综合提升训练 第一节 信息与信息传播 一、信息及其传播 第一节 信息与信息传播 一、信息及其传播 想一想 1. 信息 （1）信息：信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量就越大。 大雨可 能来临 ①当你看到乌云密布时，有怎样的感想？ ②当老师看到你举手时，会有怎样的判断？ 可能要发言 一、信息及其传播 （2）信息无处不在 信息并不神秘，它无处不在。例如，春暖花开，鸟语花香，表示春天来了；秋风扫落叶，大地披金，五谷丰收，表示秋天的到来；这是大自然给我们带来的信息。十字路口红灯亮，司机、行人知道应该停车等候通行，这是交通信号灯给我们带来的信息等。 一、信息及其传播 我们生活在充满信息的环境中，自觉或不自觉地接收或传递着各种各样的信息。我们需要在各种不断出现的、无序的信息中收集和整理出有用的信息，并加以利用和管理。 打电话 布置作业 一、信息及其传播 （1）人类特有的三种信息：语言、符号和图像。 （2）通信：信息必须通过传播才有实际意义，人民以特定的手段和方式进行的信息传播活动，称为通信。 2. 信息传播 二、早期的信息传播途径 第一节 信息与信息传播 二、早期的信息传播途径 早期的信息传播途径很多，例如，万里长城上的烽火台、古代传递官文的信使(驿马)；其他还有信鸽、信号树、孔明灯、漂流瓶，古时军队采用的擂鼓、鸣金，海军采用的手旗、灯光等。 信鸽 烽火台 孔明灯 1. 我国古代的信息传播方式 二、早期的信息传播途径 （1）万里长城上的烽火台 烽火台，又称烽燧，俗称烽堠、烟墩、墩台。古时用于点燃烟火传递重要消息的高台，是古代重要军事防御设施，是为防止敌人入侵而建的，遇有敌情发生，则白天施烟，夜间点火，台台相连，传递消息。是最古老但行之有效的消息传递方式。 二、早期的信息传播途径 （2）古代传递官文的驿马 驿马特指中国古代历史上为国家传递公文、军事情报、物资等的马。驿马属皇室专有，激跃奔腾，通达天下四面八方，在中国历史的发展壮大做出了不可磨灭的贡献。 驿传画像砖 （魏晋，甘肃省嘉峪关市魏晋5号墓出土，甘肃省博物馆藏。绘佐吏左手持棨右手持缰疾驰场景） 二、早期的信息传播途径 （1）莫尔斯发明的有线电报机 2. 近代的信息传播方式 1832年，美国发明家莫尔斯受到电磁铁原理的启发，开始研制有线电报机。 经过多年的努力，他终获成功并且还发明了用点（电键接通时间短）、画（电键接通时间长）和间隔组成的电码——莫尔斯电码，开启了人类通信的新纪元。 二、早期的信息传播途径 由于电报不能即时地进行双向信息交流，人们又开始探索利用电磁原理传送声音。在英国出生的美国发明家贝尔就是早期从事这种探索的研究者之一。 （2）贝尔制作的早期电话 1876年，贝尔研制成了最早的电话，由话筒和听筒两部分组成，它们都是根据电磁转换的原理设计的。贝尔的发明标志着人类利用电流进行异地通话的开始。 二、早期的信息传播途径 【例题1】下列信息不属于人类特有的信息的是（　　） A． 语言 B． 味道 C． 符号 D． 图像 【解析】语言、符号、图像是人类特有的信息，而其他生物也通过味道来传递信息，因此，味道不属于人类的特有信息，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 B A B C D 三、自制简易有线电报机 第一节 信息与信息传播 三、自制简易有线电报机 自制简易有线电报机 活 动 设 计 利用图中所示的器材设计一个电路，使分别处在挡板两侧的同学按下自己所在一侧的开关时，对方一侧的灯泡会发光。 三、自制简易有线电报机 制 作 按照设计连接电路。试一试，能否达到设计要求?如果不能达到设计要求，请修改或重新设计电路。 如图所示是一组同学设计的电路。它符合设计要求吗? 挡板 三、自制简易有线电报机 视频演示——《自制简易有线电报机》 三、自制简易有线电报机 1. 与对方约定自己的电报密码。 例如，可用本书作为密码本，用四位数字“6457”代表本书第64页正文第5行第7个字——“传”（标题与标点符号不算字数），如图所示。 操 作 利用“密码本”编码 6457 三、自制简易有线电报机 2. 采用莫尔斯电码表示电报密码中的数字。 用点（开关接通时间短）、画（开关接通时间较长）的组合来表示电报密码中的数字。 一般情况下，“画”所用时间是“点”的3倍。 摩尔斯电码 操 作 三、自制简易有线电报机 3. 发一个字的“电报”给对方，看他是否能正确地翻译出你“电报”的内容。例如，发一个“演”字给对方的操作顺序：先进行编码—“8289”；然后使用摩尔斯电码的“点”与“画”进行操作发送。 - - - • • • • - - - - - - • • - - - - • 8289 操 作 三、自制简易有线电报机 1. 想一想，如果不用莫尔斯电码，而是将开关接通时间短设为“0”，开关接通时间长设为“1”，你能不能用“0”和“1”的不同组合来表示0~9这10个数字? 评 价 可以把摩尔斯电码表中的“点”换成“0或1”，“画”换成“1或0”即可。 数字 点画组合 数字 点画组合 1 0 1 1 1 1 6 1 0 0 0 0 2 0 0 1 1 1 7 1 1 0 0 0 3 0 0 0 1 1 8 1 1 1 0 0 4 0 0 0 0 1 9 1 1 1 1 0 5 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 三、自制简易有线电报机 2. 分析有线电报的优点和缺点，说出应怎样传播信息才更加合理。 评 价 （1）优点：相对于驿送、信鸽、信狗、以及烽烟等来说，是当时比较快的通讯工具，保密性好。 （2）缺点：电报传送操作繁琐，远距离连线不方便，不能及时进行双向交流。 （3）合理传播信息：信息传播应操作简便、传播距离远、传播信息量大且能够双向交流才更加合理。 三、自制简易有线电报机 【例题2】数字通信是一种既现代又古老的通信方式，现代电话已全部采用数字信号进行处理。若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作，组成一组数字信号，可以表达一句话。例如： 【解析】想说的一句话是：他是我同学。数字信号为：1，10，0，00. 那么，“我和他是同学”的数字信号为“0，01，1，10，00”，请照此代码用另一组信号表达你想说的一句话：_________。 1，10，0，00（他是我同学） 开关动作 开 关 开、关 开、开 关、开 表示数字 0 1 01 00 10 中文意义 我 他 和 同学 是 三、自制简易有线电报机 【例题3】如图，实践小组用开关、灯泡和电源等连接成一套简易有线电报机，图中虚线表示可安装不透光挡板的位置。小夏通过操作开关S1控制灯泡闪光长短和次数来向小华发送信息。则（　　） A．挡板应安装在AA′上，小华在挡板左侧接收到灯泡L1传递的信息 B．挡板应安装在AA′上，小华在挡板右侧接收到灯泡L2传递的信息 C．挡板应安装在BB′上，小华在挡板前方接收到灯泡L1传递的信息 D．挡板应安装在BB′上，小华在挡板后方接收到灯泡L2传递的信息 B 三、自制简易有线电报机 【解析】A．根据电路连接关系可知，开关S1控制灯泡L2，不能控制L1，灯泡L1不能显示操控开关S1的人所发信息，故A不符合题意； B．由电路图可知，挡板沿AA′固定，开关S2控制灯泡L1，开关S2和灯泡L1分别在挡板AA′两侧，灯泡L1能显示操控开关S2的人所发信息，同理，灯泡L2能显示操控开关S1的人所发信息，故B符合题意； C．挡板沿BB′固定，开关S1控制灯泡L2，开关S1和灯泡L2都在挡板BB′的上方，灯泡L2显示的信息不能传递到对方，故C不符合题意； D．开关S2控制灯泡L1，灯泡L2不能显示操控开关S2的人所发信息，故D不符合题意。 故选B。 近年来，中国快递业发展迅速，年投递包襄总量已居世界第一。为提高效率、降低成本，许多快递中转枢纽都使用了分栋机器人。几百个机器人同时作业，每小时可以分拣数万个包赛，这些机器人是怎样工作的呢? 一维条码 原来，包襄上通常都贴有一维条码，它由粗细相间的黑白线条、数字和字母组成。 分拣机器人装载的包裹经过检测门被条码扫描器识别后（图17-7 ），由计算机系统进行数据处理，并将相关信息通过无线传输技术传递给分拣机器人。 具有自动避障功能的分拣机器人，在获取包裹信息后，由导航系统引导，选择最佳路径自动行驶到相应位置，将包裹投入对应的格口（图17-8 ），再由运输车将这些包裹送往目的地。 四、课堂总结 第一节 信息与信息传播 课堂总结 信息 早期的信息传播途径 ①信息是各种事物发出的有意义的消息。 ②以特定的手段和方式进行的信息传播活动，称为通信。 ③人类特有的三种信息：语言、符号、图像。 ①万里长城上的烽火台。 ②古代传递官文的驿马。 ③莫尔斯发明的有线电报机。 ④贝尔制作的早期电话。 ①设计与制作：用两个小灯模拟电报机。 ②采用莫尔斯电码进行操作。 ③采用数字信号“0或1”进行操作。 信息与信息传播 自制简易 有线电报机 五、实践与练习 第一节 信息与信息传播 实践与练习 1. 查阅资料，了解蜜蜂（或蚂蚁）是如何传递信息的。 【解析】蜜蜂属社会昆虫，进行着社会化生活，蜂群中个体之间也同人类一样有着种种的信息交流。它们没有语言文字，主要是通过蜜蜂舞蹈、发声及蜜蜂信息素等进行信息传递。蚂蚁是用分泌物的气味来进行交流的，依靠触角辨别气味，触角的第一节膨粗，有膝状弯曲，非常灵活。由于触角是一对，因此即能辨别气味的强度，也能辨别气味来源的方向距离。 故答案为：蜜蜂主要是通过舞蹈、发声及蜜蜂信息素等进行信息传递。蚂蚁是用分泌物的气味来进行交流的，依靠触角辨别气味。 不同的动物通过不同器官感知环境。 实践与练习 2. 除了有线电话与有线电报，请举出几个生活中利用电流传递信息的实例。 【解析】（1）有线电视信号传输：通过同轴电缆传输模拟或数字电视信号，电流承载视频和音频数据至用户终端‌。 （2）智能家居控制系统‌：如触摸屏控制的家庭安防、家电及灯光系统，通过电流传递指令实现设备联动。‌ （3）工业自动化电路‌：流水线中的机械控制、传感器信号传输均依赖电流实现实时监测与操作‌。 （4）电子门禁与呼叫系统‌：基于触点的呼叫铃、门禁刷卡设备通过电流触发响应机制‌。 （5）网络设备有线连接‌：路由器、交换机通过网线（如以太网）利用电流传输数据包。‌ 实践与练习 3. 随着科技水平的不断提高，一维条码已经发展成二维条码。查阅资料，了解它们的区别与联系，并尝试通过扫描条码了解商品信息。 【解析】 1. ‌信息存储维度‌ 一维条码‌：仅通过水平方向的线条宽度和间距编码信息，垂直方向不携带数据‌。二维条码‌：采用矩阵或堆叠式结构，在水平和垂直方向均编码信息，形成更复杂的图案。 2. ‌数据容量‌ 一维条码‌：通常仅能存储20-25个字符，多为数字或简单字母。二维条码‌：可存储上千字符，支持文本、链接、二进制数据甚至图像。 3. ‌ ‌应用场景‌ 一维条码‌：主要用于物品标识（如零售商品、物流标签），需依赖数据库获取详细信息‌。二维条码‌：可独立存储完整信息，适用于支付、电子票务、证件防伪等复杂场景‌。 实践与练习 4. 图所示是早期电话的话筒与对方听筒串联的电路。话筒中的金属盒里装满了接触不紧密的碳粒，碳粒受挤压后电阻会变小，恢复原状时电阻又会变大。试分析话筒是怎样把声音变成电信号，听筒又是怎样把电信号恢复为声音的。 实践与练习 （1）话筒 ①主要组成：碳粒和膜片等。 ②作用：把声信号变成电信号（即变化的电流）。 ③工作原理：当人对着话筒讲话时，声波使膜片振动，膜片忽松忽紧地挤压碳粒，电阻随之发生变化，在电路中产生随声音振动而变化的电流，话筒相当于一个可变电阻器。 实践与练习 （2）听筒 ①主要组成：电磁铁、膜片。 ②作用：把电信号还原成声信号。 ③工作原理：当从话筒中传来随说话声音的振动而产生强弱变化的电流时，电磁铁对膜片的吸引力大小也发生变化，使膜片振动起来，产生和对方说话声音相同的声音，把电信号转换为声信号。 六、综合提升训练 第一节 信息与信息传播 综合提升训练 1．下列不属于古代信息传播工具的是（　　） A．在古代每隔一定的距离会设置一个驿站 B．烽火狼烟 C．飞鸽传书 D．以前有急事时，经常会用的电报 【解析】在交通和通信很不发达的时代，人们常使用烽火、驿马和信鸽传递信息，在古代还没有电的发现和利用，后来到近代人们开始利用电报，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 D 2. 人们传递信息的方式多种多样，请你举出两例： ①__________ ；②________ 。其中比较好的是_______，原因是_______________。 【解析】从古到今信息的传递方式多种多样，从烽火、驿站、到寄信、电报、电话，再到计算机网络等； 现在的计算机网络传递的信息量大、信息多样化，传递速度极快、不受地域阻隔体现了快速、直接、方便等。 综合提升训练 快速、直接、方便等 寄信 打电话 打电话 【解析】计算机的硬盘记录信息量远超过U盘，U盘超过软盘，软盘超过光盘。绳结是古代人们记录一个信息的形式，记录信息量很小；书籍中能记录很多信息；光盘中能记录45min的视频；计算机的软盘能记录更多的视频文件，记录信息量大。 故选C。 综合提升训练 3. 下列信息的记录方式中所记录的信息量最大的是（ ） A．绳结 B．书籍 C．计算机软盘 D．光盘 C 4．持续绕月9个多月的“嫦娥二号”卫星加速离开月球，并继续进行深空探测，如图所示，A、B为卫星的两个喷气发动机。根据表中指令可知，使“嫦娥二号”卫星加速离月的信号应为（ ） A．00100 10001 B．00100 01110 C．11011 10001 D．11011 01110 A 综合提升训练 指令 信号 发动机A 00100 发动机B 11011 点火 10001 熄火 01110 【解析】由图可知，要使“嫦娥二号”离开月球，应增大其速度；故应沿速度方向的反方向喷出气体，才能“嫦娥二号”加速离开月球；故应发出指令：发动机A点火；由题意可知应为：00100 10001。故选A。 综合提升训练 5．莫尔斯电报是通过声音（比如铃声）表示电码信号的，也可以通过小灯泡的亮与不亮或亮的时间的长短来显示电码信号。 （1）用笔画线将图中的电路元件连接成莫尔斯电报机的电路。 （2）画出莫尔斯电报的电路图。 【解析】答案如图所示。 综合提升训练 6. 某中学物理兴趣小组的同学看完了现代京剧《红灯记》之后，不仅对抗日英雄、共产党地下交通员李玉和敬佩之极，而且对“密电码”产生了浓厚兴趣.为了探究“密电码”的奥秘，他们做了如下实验: （1）编码: 下面这些字分别用两位数字编了码，左起第1位数字表示第几行，第2位数字表示第几个字，这就是“密电码”的译码表。 【解析】（3）敌人十三日乘十三次列车从北京到达广州情况危险。 用数字代表特定的文字，然后用数字组成一条信息，这样的通信方式被称为数字通信。它是一种既现代又古老的通信方式，对没有译码表的人来说确实是一种秘密，真可称之为“密电码”。 综合提升训练 （2）李勇同学用编码拟定一条信息。 （3）请问信息的内容是_________；可以得出什么结论？ 37，42，15，16，39，47，15，16，46，44，45， 48，18，19，25，26，21，22，38，49，35，36 结论是：“密电码”是一种数字通信，有很强的保密性。 内容是：敌人十三日乘十三次列车从北京到达广州情况危险。 Lavf59.27.100 $