第四节 跨学科实践：探寻现代通信技术的变迁（表格式教学设计）物理新教材北师大版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦现代通信技术变迁，围绕1G到5G发展特征及6G展望，结合电磁波应用展开。通过“大哥大”与智能手机对比图片、技术发展动画导入，承接前序电磁波知识，构建“发展历程-生活影响-挑战应对”学习支架。 此设计以跨学科实践为特色，通过“手机发展见证人”调查等活动培养科学探究能力，结合国家反诈中心APP案例渗透科学态度与责任，动画演示和辩证分析突破思维难点。丰富资源助教师实施，提升学生科技素养与社会责任感。

第四节 跨学科实践：探寻现代通信技术的变迁（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第四节 跨学科实践：探寻现代通信技术的变迁 教学目标 物理观念 了解移动通信技术各代的特点，理解电磁波在通信中的应用 科学思维 分析移动通信技术发展的因果关系，辩证看待技术发展的影响 科学探究 通过调查、实践活动，培养信息收集与分析能力 科学态度 与责任 认识网络安全的重要性，树立正确的技术使用观 教材分析 本节《跨学科实践：探寻现代通信技术的变迁》是北师大版九年级全一册第十五章的重要内容，承接前序电磁波、现代通信技术相关知识，遵循 “发展历程→生活影响→挑战应对” 的逻辑线索展开。首先通过 “大哥大” 到智能手机的变迁情境引入主题，依次讲解移动通信技术 1G 到 5G 的发展特征及 6G 展望，再通过实践调查探究技术对生活的影响，最后分析通信技术带来的公共挑战及应对措施，实现理论知识与实践应用、社会责任教育的衔接，是培养学生物理观念、科学思维和科技素养的关键实践章节。 学情分析 九年级学生已掌握电磁波的基本性质和传播特点，对手机等现代通信设备有丰富的生活体验，但对移动通信技术各代发展的具体特征、技术变革的内在逻辑理解不够系统。学生具备基础的调查分析和归纳能力，但缺乏从跨学科角度辩证看待技术影响的意识，需要通过情境引导、实践活动和案例分析，帮助突破技术变迁认知和辩证思维培养的难点。 教学重点 移动通信技术的发展历程及各代技术特征；通信技术发展对生活的影响 教学难点 辩证分析通信技术发展的利弊；理解技术发展与社会需求的关系 教学准备 各代移动通信设备图片（大哥大、功能机、智能手机等）、移动通信技术发展历程动画、网络安全问题案例图片、国家反诈中心 APP 相关资料、通信技术相关练习题课件 教学过程 导入新课 展示第一代 “大哥大” 和现代智能手机的对比图片，播放从 1G 到 5G 通信场景变迁的短视频。 【提问】从笨重昂贵的 “大哥大” 到功能多样的智能手机，移动通信技术经历了怎样的奇妙变迁？这些技术变革在为我们生活带来便利的同时，又面临着哪些新挑战？带着这些问题，我们今天通过跨学科实践一同探寻现代通信技术的变迁。 【设计意图】通过古今通信设备和场景的强烈对比，引发学生探究兴趣，自然引入本节课核心实践主题。 实践任务 一、移动通信技术的发展历程 【核心概念讲解】 1. 第一代移动通信技术（1G）：诞生于 20 世纪 70-80 年代，采用模拟技术，仅实现无线通话功能；信号覆盖小、频率低，手机笨重、造价贵，需长天线。 2. 第二代移动通信技术（2G）：以数字技术替代模拟技术，通信频段向高频扩展，初步实现手机与互联网连接；手机天线缩短，外观、重量、造价大幅改善。 3. 第三代移动通信技术（3G）：实现多媒体文件在互联网和手机之间的传输，支持高速数据传输；手机天线缩短至 3~5cm，且内置。 4. 第四代移动通信技术（4G）：能够提供更高速的传输服务，上网速度较 3G 提升几十倍，满足高清视频、在线游戏等需求。 5. 第五代移动通信技术（5G）：以更宽的频段范围、更快的网络速度、更稳定的应用体验和能耗更低的硬件产品，推动人与人、人与物之间的信息交互。 6. 第六代移动通信技术（6G）展望：将迈入太赫兹（THz）频段，传输能力进一步提升、网络延迟进一步降低，更有助于物联网的发展。 【动画演示】播放移动通信技术 1G 到 5G 发展历程动画，直观展示各代技术在设备形态、功能、性能上的差异。 实践任务 二、移动通信技术对生活的影响 【核心内容讲解】 1.用户规模变迁：我国移动通信用户从 1990 年约 2 万户，增长到 2010 年 8 亿户，2022 年超 16 亿户，其中 5G 用户超 5 亿户，移动互联网覆盖率远超世界水平。 2. 生活方式变革：快速更替的技术和通信方式，深刻改变了人们的工作方式、生活方式，如在线办公、远程学习、移动支付等场景普及。 【实践活动引导】 1.实践活动一：我身边的手机发展见证人活动要求：寻找身边较早使用手机的人，了解其使用过的手机、不同阶段的功能和体验、价格及通信费用变化，记录打动自己的故事。 2. 实践活动二：我们怎样用手机活动要求：关注不同年龄段、不同职业的人使用手机的态度，记录并比较使用频次、时长、做的事情及时间分配。 实践任务 三、移动通信技术带来的公共挑战及应对 【核心概念讲解】 1. 主要公共挑战：包括侵害个人隐私、侵犯知识产权、网络犯罪、网络监听、网络攻击等网络安全问题。 2. 法律保障措施： ①《中华人民共和国网络安全法》（2016 年颁布）：维护网络空间主权和国家安全、社会公共利益，保护公民合法权益。 ②《中华人民共和国未成年人保护法》（2020 年修订）：增设网络保护篇章，保障未成年人网络生活。 【交流讨论】 1. 讨论问题 1：从国家安全的角度，分析互联网关键核心技术自主可控的必要性。 2. 讨论问题 2：我们应如何在生活中践行安全使用网络的理念？ 【实践活动引导】 实践活动三：网络安全与防沉迷宣传 活动要求： 1. 查阅 “国家反诈中心” APP、《关于防止未成年人沉迷网络游戏的通知》、游戏平台 “实名认证与防沉迷系统” 等内容。 2. 讨论：了解到哪些与信息安全和网络沉迷防治有关的信息？如何用喜闻乐见的方式向公众特别是未成年人宣传？如何处理虚拟世界与人之间的关系？ 3. 成果形式：形成调查报告或宣传海报，在校园或社区展示。 课 堂 练 习 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 【答案】D 【详解】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。 2．我国5G整体研发水平已经位居全球第一梯队，5G网络的下载速度比4G网络快数百倍。下表是不同电磁波的频率，下图是电磁波家族。以下判断正确的是（   ） 项目 4G频段 5G频段 可见光 频率/Hz 1.88~1.90×109 3.3~3.4×109 4.2~7.8×1014 A．5G频段的电磁波比4G的波长更短 B．真空中5G频段的电磁波比4G的传播速度快 C．可见光中，紫光的频率比红光的频率小 D．家中电视机遥控器利用紫外线遥控 【答案】A 【详解】A．由图可知，电磁波的频率越高，波长越短。5G频段的电磁波比4G的频率要高，则5G频段的电磁波比4G的波长更短，故A正确； B．真空中5G频段的电磁波和4G的传播速度一样快，均为，故B错误； C．由图可知，可见光中，紫光的频率比红光的频率高，故C错误； D．家中电视机遥控器利用红外线遥控，故D错误。 故选A。 3．当前最为普遍的手机通信系统主要由 、基站和 组成。 就是手机或车载电话，它既能 无线电波，也能 无线电波。 【答案】 移动台 移动交换中心 移动台 发射 接收 【解析】【小题1】[1][2][3]移动通信系统的基本组成：手机（移动台）、基站、移动交换中心。 [4][5]手机既能发射无线电波，也能接收无线电波。 4．如图所示是5G基地台站，国内运营商为了更好的为5G套餐用户提供服务，充分发挥700MHz“数字黄金”频段在信号覆盖范围等方面的优势，通信运营企业联合开展700MHz，合 Hz低频5G网络的共建共享。 【答案】7×108 【详解】根据1MHz = 106Hz，可得700MHz = 700×106Hz = 7×108Hz。 板 书 设 计 第四节 跨学科实践：探寻现代通信技术的变迁 一、移动通信技术发展历程 1. 1G：模拟技术，仅无线通话，设备笨重 2. 2G：数字技术，初连互联网，设备优化 3. 3G：高速数据传输，支持多媒体，天线内置 4. 4G：高速传输，满足高清 / 游戏需求 5. 5G：宽频段、高速稳定，推动人机交互 6. 6G：太赫兹频段，助力物联网发展 二、技术对生活的影响 1. 用户规模激增，覆盖率领先世界 2. 改变工作、生活方式（实践活动：见证人调查、手机使用调查） 三、公共挑战与应对 1. 挑战：隐私泄露、网络犯罪等网络安全问题 2. 应对：法律保障（网络安全法、未成年人保护法） 3. 实践活动：网络安全与防沉迷宣传 课 堂 小 结 第四节 跨学科实践：探寻现代通信技术的变迁 课 后 作 业 1.习题作业：完成课本“自我检测”剩余题目； 2.拓展作业：查阅资料，了解我国在5G技术领域的一项重大成就，写一篇短文。 教 学 反 思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $