21.2 广播、电视和移动通信 教学设计 2025-2026学年人教版九年级物理全一册

该初中物理教学设计聚焦广播、电视和移动通信的核心原理，围绕无线电波作为信息载体，梳理其发射、传播、接收过程及调制解调作用，涵盖移动通信蜂窝网络和卫星通信知识。通过历史与现实音频对比、对讲机现场演示导入，以广播、电视、移动通信、卫星通信为脉络构建学习支架。 此资料亮点突出，用“货车载货”类比（模型建构，科学思维）化解调制解调抽象难点，学生动手操作收音机（科学探究）感知信号接收，蜂窝网络动画（系统思维）直观展示信号切换，结合北斗导航成就（科学态度）激发科技自信。助力学生化抽象为具体，提升理解与探究能力，为教师提供结构化教学方案和丰富实践资源。

第二节《广播、电视和移动通信》 1. 物理观念：知道无线电波是广播、电视和移动通信等信息传递的载体；了解无线电波发射与接收的基本过程，理解“调制”与“解调”在信息传递中的关键作用；知道移动通信的基本原理和卫星通信的作用。 2. 科学思维：能运用系统与模型的思维，分析广播、电视通信系统的信号发射、传播与接收过程；能通过类比（如“货车载货”）理解调制与解调的原理，提升模型建构与迁移应用能力。 3. 科学探究与实践：能通过简单实验（如用收音机接收电磁波信号）感知信号的发射与接收；能通过技术产品的剖析（如对讲机、手机），了解其工作过程的物理原理。 4. 科学态度与责任：感受无线通信技术对人类社会信息传播方式的革命性影响，体会物理原理转化为技术的巨大力量；了解我国在通信领域（如北斗导航、5G技术）的成就，增强科技自信。 教学重点：无线电波的发射与接收过程；理解调制与解调的作用。 教学难点：理解将信号“搭载”到高频电磁波上进行远距离传输的原因；理解移动通信中“蜂窝”网络和“基站”的作用。 教师演示：老式晶体管收音机（可打开后盖）、对讲机一对、手机两部、不同形状的天线模型（鞭状、锅状）、多媒体课件（含广播/电视系统工作流程图、手机与基站通信动画、卫星通信示意图）。 学生分组（4人一组）：一台便携式AM/FM收音机、一根长约1米的导线、一个旧的手机主板（可选，用于观察内部天线）。 第一环节：声影穿空 · 情境导入 (设计时长：5分钟) 情境设计与操作： 1. 时空对话：教师播放两段音频：一段是上世纪30年代广播电台的开播号，一段是现今高清电视的现场直播声。提问：“相隔近百年，从那个‘话匣子’里的声音，到今天屏幕上的高清影像，是什么神奇的力量，让声音和图像穿越大街小巷、跨过千山万水，来到我们面前？” 2. 现场“通联”：教师使用一对民用对讲机，与教室另一端的同事（或学生）进行简短通话。让学生观察并思考：声音是如何不通过导线，从一端传到另一端的？ 设计意图：通过历史与现实的对比，激发学生对“无线通信”发展历程的兴趣和敬畏。使用对讲机进行现场演示，创造一个真实、即时的通信场景，将抽象课题转化为可观察、可思考的具体问题，快速切入“无线电通信”主题。 教师引导：“无论是古老的广播，还是现代的对讲，都依赖于一位无形的‘快递员’——我们上节课认识的电磁波家族成员，无线电波。今天，我们就来揭开这位‘超级快递员’如何传递我们声音和图像秘密的流程。” 第二环节：时光留声 · 探索广播 (设计时长：12分钟) 学生活动与探究： 1. 活动一：信号的“捕捉”与“还原” 让学生打开收音机，调至一个有节目的AM（中波）或FM（调频）频道，聆听声音。 将一根导线的一端悬空，另一端用手靠近收音机的拉杆天线，观察声音是否受到干扰（产生杂音）。思考：这说明了什么？（无线电波被接收到） 2. 核心原理探究： 问题驱动：“电台的声音信号（低频），能直接变成无线电波发射出去吗？为什么？”引导学生思考：低频信号发射能力弱，传播距离近。 类比突破：教师引入“货车载货”模型。声音/图像信号好比是“货物”，高频无线电波好比是“跑得快的货车”。将货物装上货车的过程就是调制，到了目的地卸货的过程就是解调。 系统剖析：结合动画，讲解广播系统工作流程： 发射端：话筒（声→电信号）→ 调制器（将音频信号“装载”到高频无线电波上）→ 天线（发射载有信息的电磁波）。 传播：无线电波在空间传播。 接收端：收音机天线（接收电磁波）→ 调谐器（选择特定频率电台）→ 解调器（从高频信号中“取出”音频信号）→ 扬声器（电→声）。 设计意图：让学生通过收音机亲自“捕捉”电磁波，建立直接体验。用“货车载货”的生动类比，将抽象的“调制/解调”概念形象化、生活化，有效突破教学难点。通过流程图梳理广播通信全过程，培养学生系统分析问题的能力。 过渡设计：“我们已经破解了声音的‘空中旅行’之谜。但人类从不满足于只传递声音，我们还想看到远方的景象。从‘听广播’到‘看电视’，这位‘超级快递员’的工作方式又进行了怎样的升级呢？” 第三环节：光影载道 · 了解电视 (设计时长：8分钟) 讲解与比较： 1. 从声音到图像：引导学生思考，电视需要传递的信息比广播多什么？（图像信号） 2. 原理迁移：讲解电视信号传输流程。强调与广播原理一脉相承，核心仍是“调制-发射-接收-解调”。 关键点1：摄像机将图像转换成电信号（视频信号）。 关键点2：发射端将音频信号和视频信号同时调制到不同频率的无线电波上，由同一副天线发射出去。 关键点3：电视机接收到信号后，分别解调出音频和视频信号，驱动扬声器和显像管（或显示器）工作。 3. 天线认知：展示不同形状的天线模型，简要说明天线形状与接收不同波段、方向信号的关系。 设计意图：在广播原理的基础上，通过对比和迁移，学习电视通信。让学生理解，无论是声音还是图像，其无线传输的核心物理原理是相通的，只是处理的信息更复杂。这有助于学生形成“原理统一，应用多样”的物理观念。 过渡设计：“广播和电视，让信息得以‘一对多’地传播。然而，在当今时代，我们每个人既是信息的接收者，也是发送者，我们需要随时、随地、随人的‘一对一’甚至‘多对多’沟通。这又是如何实现的呢？” 第四环节：移动方寸 · 认识移动通信 (设计时长：10分钟) 模型建构与讨论： 1. 从固定到移动：比较固定电话（有线）与手机（无线）的区别，引出移动通信的核心需求。 2. “蜂窝”网络的智慧： 展示蜂窝网络结构图。解释：将服务区划分为许多个相邻的六边形“蜂窝”小区，每个小区设有一个基站。 类比：每个基站就像一个“区域Wi-Fi路由器”，负责本小区内手机的通信联络。 3. 移动中的接力：播放手机在移动中通话的动画。展示手机从A小区移动到B小区时，通话信号如何自动从A基站“切换”（接力）到B基站，保证通话不中断。 4. 手机的“收发”秘密：简要说明手机同时包含发射和接收功能，内部有复杂的天线和电路，能自动选择信号最强的基站进行连接。 设计意图：以学生人手一部的手机为切入点，通过“蜂窝”网络这一巧妙设计的剖析，将看似神秘的移动通信原理，化解为“区域覆盖”和“自动切换”两个核心思想。动画演示使动态的“信号接力”过程一目了然，帮助学生理解移动通信的连续性。 过渡设计：“蜂窝网络覆盖了陆地，让我们在城市和乡村间自由通话。但如果是在茫茫大海、荒漠戈壁，或者在跨越全球的旅行中，又该靠谁来搭建通信的桥梁呢？” 第五环节：天链寰宇 · 概览卫星通信 (设计时长：5分钟) 拓展与应用： 1. 中继站的作用：展示卫星通信示意图。讲解：当两地距离遥远，或无法建立地面基站时，通信微波信号可以被发送到太空的通信卫星上，由卫星接收并放大后，转发给另一地面的接收站。 2. 应用举例：展示卫星通信在全球长途电话、电视国际直播、应急救灾、GPS/北斗导航、海事通信等领域的应用图片或视频。 3. 中国成就：简要介绍我国“北斗”卫星导航系统的建设成就及其意义，激发民族自豪感。 4. 课堂总结：师生共同回顾本节课主线：信息（声/图）→调制→高频无线电波（载体）→发射→传播→接收→解调→信息还原。这条主线贯穿了广播、电视、移动通信乃至卫星通信，万变不离其宗。 设计意图：将学生的视野从地面引向太空，了解卫星通信作为“天基中继站”的巨大作用。通过介绍我国北斗系统等成就，将科技教育与爱国主义教育相结合，落实科学态度与社会责任感的培养。最后的总结将本节知识系统化、结构化。 第2节 广播、电视和移动通信 核心原理：调制 → 发射（无线电波） → 接收 → 解调 一、广播与电视（“一对多”的无线传播） 1. 流程： 发射端：信号（声/像）→ 调制 → 高频载波 → 天线发射 ↓ (空中传播) 接收端：天线接收 → 调谐选台 → 解调 → 还原信号 → 扬声器/显示器 2. 关键：调制（载货上车）与解调（卸货下车）。 二、移动通信（“一对一”的随时联络） 1. 基础：蜂窝网络 + 基站。 2. 特点：区域覆盖、自动切换、双向收发。 三、卫星通信（“全天候”的全球链接） 1. 角色：太空中继站。 2. 应用：全球通信、导航、直播、救援。 主线：信息 → 搭载于无线电波 → 传递 → 还原 1. 模型建构，化解抽象核心：“时光留声”环节中“货车载货”的类比，是突破“调制/解调”这一概念难点的关键。它将一个复杂的信号处理过程，转化为学生熟悉的、具象的模型，极大地降低了理解门槛，是科学思维培养的典型体现。 2. 从静到动，揭示系统运作：在“移动方寸”环节，通过“蜂窝网络”结构图和“信号切换”动画的配合，将移动通信的动态、系统的工作过程清晰地展现出来。这比单纯讲解“基站”概念更有效，帮助学生理解了移动性如何实现。 3. 主线贯穿，实现知识结构化：教学设计始终围绕“调制-发射-接收-解调”这一核心流程展开，无论是广播、电视还是移动通信，都作为该流程在不同场景下的应用。最后的总结强化了这条主线，使学生形成系统化的知识网络，而非零散的信息点。 4. 情感融入，提升课堂立意：在“天链寰宇”环节融入“北斗”等我国科技成就的介绍，自然地将科技教育与家国情怀相结合，使物理课堂的“德育”功能落到实处，体现了学科育人的整体目标。 教学设计总结： 本课以“信息如何无线旅行”为探究主线，从“捕捉”广播信号入手，用“货车载货”模型破解调制解调难点；通过对比迁移至电视；再聚焦手机，用“蜂窝基站”模型阐释移动通信；最后以“卫星中继”拓展视野。全程紧扣原理核心，化繁为简，在生活与科技的连接中构建学生的通信系统观。 学科网（北京）股份有限公司 $