15.2 广播和电视 教学设计 2026-2027学年北师大版九年级全一册物理

该初中物理教学设计聚焦广播和电视的信号调制、发射接收过程及模拟与数字信号区别，从生活中“广播电视信号如何传递”的情境导入，通过认知冲突引出“调制”概念，衔接前节电磁波知识，搭建学习支架。 此资料特色在于融合核心素养，物理观念上用频率比较示意图直观区分音频、视频、射频信号，科学思维上通过流程图对比广播与电视的发射接收过程建构通信模型，科学态度上结合无线电通信发展史（如马可尼跨洋通信、中国天眼）激发探索精神。采用情境教学和类比法（如“打包拆包”类比调制解调），帮助学生理解抽象概念，提升系统思维，也为教师提供清晰教学路径。

15.2 广播和电视 教案 课题 15.2 广播和电视 课型 新授课 课时 1课时（45分钟） 教材版本 北师大版（2024）九年级全一册 教学方法 讲授法、演示法、类比法、归纳法、讨论法、情境教学法、问题驱动法 教学用具 收音机、多媒体课件、无线电广播和电视信号流程图、信号调制示意图 教材分析：本节是第十五章"电磁波与通信技术"的第2节，核心知识点包括音频、视频信号的调制、无线电广播的发射与接收过程、电视的发射与接收过程、模拟信号与数字信号，是在15.1电磁波基础上的应用深化，将电磁波理论知识与实际通信技术相结合，为后续学习移动通信和互联网奠定基础。本节通过无线电广播和电视这两大典型通信系统，帮助学生理解电磁波"如何承载信息"和"如何传递信息"的完整过程，涵盖调制、发射、接收、调谐、解调等核心通信概念，体现了"从物理走向社会"的课程理念。无线电通信发展简史有助于培养学生的科学态度与责任素养。 学情分析：学生已学习电磁波的基本概念（产生、频率、波长、波速、传播），对电磁波有初步认识，了解了电磁波是由振荡电流产生的，电磁波可以在真空中传播以及电磁波波速c=3×10⁸m/s等基础知识。但对"调制""调谐""解调"等通信技术概念非常陌生，需通过信号流程图帮助学生理解广播和电视的发射与接收全过程。学生对广播和电视有丰富的生活经验，课堂可充分利用这些生活经验，从"听广播""看电视"的日常体验出发，引导学生探究背后的科学原理，将感性认识提升为理性认知。学生对无线电通信发展史中的科学故事也有较强的兴趣，有利于激发学习动力和科学探索精神。 一、核心素养目标 物理观念 知道音频信号、视频信号和射频电流的概念，理解为什么要用高频电磁波传送信息。 理解调制的基本概念，知道调制是将音频或视频信号搭载到高频电磁波上的过程。 了解无线电广播的发射过程（话筒→调制器→发射机→天线）和接收过程（天线→调谐→解调→扬声器）。 了解电视的发射过程（摄像机→调制器→发射机→天线）和接收过程（天线→调谐→解调→放大器）。 知道模拟信号和数字信号的区别，了解数字通信是当今通信发展的主要方向。 科学思维 通过对比无线电广播和电视的发射与接收流程，培养归纳比较和系统分析能力。 通过分析"为什么要用高频电磁波传送信号"的问题，培养基于物理原理的推理论证能力。 通过模拟信号与数字信号的对比分析，建立"信号"的抽象概念，培养类比和分类思维。 通过信号流程图的学习，帮助学生建立"信号源→调制→发射→接收→解调→还原"的完整通信模型。 科学探究 通过观察无线电广播和电视的信号流程图，经历"认识设备→理解功能→串联流程→构建模型"的探究过程。 通过对比无线电广播发射和接收的环节，探究"调制"与"解调"的互逆关系，培养分析归纳能力。 通过模拟信号与数字信号的对比讨论，探究数字通信的优势，经历"收集信息→分析比较→得出结论"的过程。 科学态度与责任 通过了解无线电通信发展简史（马可尼、费森登、贝尔德等），体会科学家的创新精神和科学探索的艰辛与成就。 通过了解"中国天眼"的建成，感受中国在通信科技领域的进步，增强民族自豪感。 通过了解广播和电视技术在现代社会中的广泛应用，体会科技进步对社会发展的推动作用。 通过对数字通信发展趋势的了解，激发学生对未来通信科技的兴趣和探索欲望。 二、教学重难点 教学重点：无线电广播的发射与接收过程；电视的发射与接收过程；调制、调谐、解调的概念；模拟信号与数字信号的区别。 教学难点：调制（将音频/视频信号搭载到高频电磁波上）的抽象理解；调谐和解调的作用机制；模拟信号与数字信号的本质区别。 三、教学过程 （一）情境导入——广播和电视的信号是如何传递的？（3分钟） 【教师活动】同学们，我们几乎每天都听广播、看电视。大家有没有想过，收音机里传来的播音员声音、电视机上播放的精彩画面，这些声音和图像是怎么从广播电台、电视台传到我们家里的呢？我们上一节课学习了电磁波，知道电磁波可以传递信息，但声音和图像本身并不是电磁波，它们是如何被电磁波"携带"着跨越千山万水的呢？ 广播和电视——我们每天都会接触的通信方式 【学生活动】学生被生活中的广播和电视问题吸引，展开讨论。有学生说：“广播电台发射电磁波，收音机接收电磁波，声音一定是被电磁波带着走的。”有学生追问：“但声音是声波，电磁波是电磁波，它们怎么结合在一起呢？”还有学生提出：“电视不仅有声音还有图像，电磁波能同时携带声音和图像信号吗？” 【教师活动】同学们提出的问题非常好！这正是本节课要学习的核心内容。声音和图像确实不能直接通过电磁波传播，需要经过一个叫作"调制"的过程，把声音和图像信号"搭载"到高频电磁波上，才能实现远距离传送。今天，我们就来学习无线电广播和电视的工作原理，了解声音和图像是如何通过电磁波传遍世界的。 【知识点】广播和电视是电磁波通信的典型应用。声音和图像信号不能直接远距离传播，需要通过"调制"过程，将信息搭载到高频电磁波上，才能实现远距离传送。 【设计意图】以学生每天接触的广播和电视为情境导入，利用学生丰富的生活经验激发学习兴趣。通过"声音和图像如何被电磁波携带"的认知冲突，自然引出"调制"这一核心概念，为后续学习奠定基础。 【过渡语】在正式学习无线电广播和电视之前，我们需要先了解一个关键概念——调制。调制是通信技术中的核心环节，它是如何将声音和图像信号搭载到电磁波上的呢？让我们先来认识音频信号、视频信号和射频电流。 （二）知识点一：音频、视频信号的调制（8分钟） 1. 音频信号、视频信号与射频电流 【教师活动】同学们，在通信技术中，我们首先要区分三种不同类型的信号。第一种是音频信号——大家对着话筒说话，话筒将声音转换成变化的电流信号，这个电流信号的频率和振幅与声音的频率和振幅相对应，所以叫音频信号。音频信号的频率较低，一般在几十赫兹到几千赫兹之间。 【教师活动】第二种是视频信号——摄像机将图像转换成变化的电流信号，这个电流信号携带了图像的亮度、色彩等信息。视频信号的频率比音频信号高一些，但同样不具备远距离直接发射的能力。 【教师活动】第三种是射频电流——这是一种能够产生具有远距离传输能力的高频电磁波的变化电流。射频电流的频率很高，通常在几百千赫以上，最高可达几千兆赫。我们知道，电磁波的频率越高，定向性越好，穿透能力越强，越适合远距离传送。 音频信号、视频信号、射频电流频率比较示意图 【学生活动】学生观察三种信号的频率比较示意图，发现：音频信号的频率最低（几十赫兹~几千赫兹），视频信号的频率中等，射频电流的频率最高（几百千赫~几千兆赫）。学生理解：“音频和视频信号频率太低，不能直接远距离发射，需要借助高频的射频电流来"搭载"它们。” 【知识点】音频信号：声音经话筒转换成的电流信号，频率较低（几十赫兹~几千赫兹）。视频信号：图像经摄像机转换成的电流信号，频率较音频信号高。射频电流：能产生具有远距离传输能力的高频电磁波的变化电流，频率很高（几百千赫~几千兆赫）。 【理解要点】三种信号的核心区别在于频率高低：音频信号和视频信号频率较低，不能直接有效地激发电磁波进行远距离传输；射频电流频率很高，能有效激发电磁波，适合远距离传送。因此，通信中需要将音频/视频信号"搭载"到射频电流上——这个过程就是调制。 2. 为什么要用高频电磁波传送信号？ 【教师活动】同学们，你们可能会问：为什么不用音频信号直接发射电磁波呢？为什么一定要用高频的射频电流来发射电磁波？这背后有两个核心原因。请大家看大屏幕上的示意图。 【教师活动】核心原因一——传播特性优势：高频电磁波定向性好，穿透能力强，适合远距离传送。而低频电磁波在传播过程中容易被地面吸收，能量衰减很快，传不远。核心原因二——设备成本与技术难度：根据电磁波理论，发射天线的长度需要与电磁波的波长匹配。低频电磁波波长很长，例如频率为1kHz的音频信号对应的电磁波波长约为300km，需要长度达几十千米的天线才能有效发射，这在工程技术上几乎不可能实现。而高频电磁波波长短，天线的尺寸可以做得比较小，建造成本低，技术难度也小，抗干扰能力更强。 【学生活动】学生认真思考高频传输的原因，分组讨论：有学生计算：“如果音频信号频率为1kHz，波长约为300km，天线长度需要波长的四分之一约75km，这根本不可能建造！”还有学生总结：“高频电磁波不仅传得远，而且天线可以做小，这就是为什么广播电台和电视台都用高频电磁波发射信号的原因。” 【知识点】高频电磁波传送的两大优势：（1）传播特性：定向性好，穿透能力强，远距离传送效率高，而低频电磁波易被地面吸收，能量衰减快。（2）设备成本：低频电磁波需要更大天线，建造成本高，技术难度大；高频电磁波天线尺寸小，成本低，抗干扰能力强。 【重点强调】理论上天线长度约为电磁波波长的四分之一时发射效率最高。对于1kHz的音频信号，波长约为300km，天线长度约需75km，无法实现。而对于100MHz的调频广播，波长约为3m，天线长度约0.75m即可，非常实用。这正是必须使用高频电磁波传送信号的根本原因。 【过渡语】通过以上学习，我们理解了调制的基本原理——将音频或视频信号搭载到高频射频电流上。那么，在实际的无线电广播中，这个调制过程具体是如何进行的呢？让我们来学习无线电广播的发射和接收全过程。 （三）知识点二：无线电广播（10分钟） 1. 无线电广播的发射过程 【教师活动】同学们，无线电广播信号的发射由广播电台完成。请大家看大屏幕上的发射过程示意图，我们来一步一步分析。无线电广播的发射过程主要包括四个环节。 【教师活动】第一步：话筒（或录音机）将播音员的声音转换成随声音变化的电流信号，这就是我们前面学习的音频信号（音频电流）。声音的频率较低，电流变化的频率也较低。 【教师活动】第二步：调制器的作用非常关键。它将音频电流和振荡器产生的高频射频电流同时输入，使高频射频电流的幅度（或频率）随音频电流的变化而变化，产生一种"搭载"了声音信息的高频电流——调幅电流（或调频电流）。这个过程就是调制。广播电台常用的是调幅（AM）和调频（FM）两种方式。 【教师活动】第三步：发射机将调制后的高频电流进行功率放大，使其能量足够大，能够传播到很远的地方。第四步：天线将放大后的高频电流转化为电磁波，向四面八方发射出去。此时发射出去的电磁波中已经搭载了声音信息。 【学生活动】学生观察无线电广播发射过程，在笔记本上画出流程图：话筒/录音机 → 音频电流 → 调制器（音频电流+射频电流→调幅电流） → 发射机（功率放大） → 天线（发射搭载声音信息的电磁波）。学生总结：“发射过程就是把声音变成音频电流，再用调制器把音频电流搭载到高频电流上，放大后通过天线发射出去。” 【知识点】无线电广播发射过程：话筒/录音机产生音频电流 → 调制器将音频电流与射频电流合成调幅电流 → 发射机进行功率放大 → 天线发射搭载声音信息的电磁波。 【易错提示】调制器的作用不是"放大"信号，而是"搭载"信号——将低频的音频信号"附加"到高频的射频电流上。放大信号的任务由发射机完成。调制器和发射机是两个不同的设备，功能不同，不要混淆。 2. 无线电广播的接收过程 【教师活动】信号的接收由收音机完成。收音机是如何从空中众多的电磁波中选出我们想要的电台，并还原出声音的呢？接收过程同样包括四个主要环节。 【教师活动】第一步：天线接收空间中传播的电磁波。天空中同时有无数个电台发射的电磁波，收音机的天线会接收到所有这些电磁波，在天线中产生微弱的、频率各不相同的高频电流。 【教师活动】第二步：调谐（选择接收频率）。收音机中有一个调谐电路，通过调节可变电容或电感，改变电路的固有频率，使其与我们需要接收的电磁波频率相同，产生电谐振（共振），从而从众多电磁波中选出我们想要的那个电台信号。这就是我们平时转动收音机调台旋钮时发生的物理过程。 【教师活动】第三步：解调（分离音频电流）。解调是调制的逆过程——从调幅（或调频）电流中分离出原来的音频电流，把搭载在高频电流上的声音信号"取下来"。解调后的音频电流频率较低，携带了声音的原始信息。 【教师活动】第四步：扬声器将音频电流转换成声音。音频电流通过扬声器的线圈，使线圈在磁场中振动，带动纸盆振动发声，我们就能听到广播电台播放的声音了。 【学生活动】学生观察无线电广播接收过程，在笔记本上画出接收流程图：天线（接收电磁波） → 调谐（选择接收频率） → 解调（分离音频电流） → 扬声器（电信号转换成声音）。学生对比发射和接收流程，发现：“调制和解调是互逆的过程！调制是把声音"放上去"，解调是把声音"取下来"。发射和接收就像"打包"和"拆包"。” 【知识点】无线电广播接收过程：天线接收电磁波 → 调谐（通过电谐振选择接收频率） → 解调（从高频电流中分离出音频电流） → 扬声器（将音频电流转换成声音）。 【判断技巧】区分"调谐"和"解调"的方法：调谐——频率的选择（从众多频率中选出想要的频率），相当于"选台"；解调——信号的分离（从高频电流中取出音频电流），相当于"取信号"。调谐在前，解调在后，两者顺序不可颠倒。 3. 无线电广播发射与接收总结 【教师活动】同学们，让我们把无线电广播的发射和接收过程放在一起对比。发射过程：声音 → 音频电流 → 调制 → 功率放大 → 电磁波发射。接收过程：电磁波接收 → 调谐 → 解调 → 音频电流 → 声音。调制与解调互逆，发射与接收互逆，构成了完整的无线电广播通信链路。 【学生活动】学生将发射和接收流程进行对比归纳，建立完整的通信链路模型：声音（发射端）→音频电流→调制→发射→电磁波传播→接收→调谐→解调→音频电流→声音（接收端）。学生认识到：“整个无线电广播的通信过程，就是声音信息被"编码"成电磁波，再被"解码"还原成声音的过程。” 【知识点】无线电广播通信的完整链路：声音/音频电流 → 调制 → 发射 → 电磁波传播 → 接收 → 调谐 → 解调 → 音频电流/声音。调制与解调是互逆过程，发射与接收是互逆过程。 【设计意图】通过流程图法将抽象的无线电广播工作过程可视化，帮助学生建立"信号链"的线性思维模型。发射与接收对比教学，有助于学生理解调制/解调的互逆关系。 【过渡语】无线电广播只能传递声音信号，但电视不仅能传递声音，还能传递图像。电视的图像信号比声音信号包含的信息量更大，技术也更复杂。那么，电视是如何将图像和声音一起传送的呢？让我们来学习电视的工作原理。 （四）知识点三：电视（12分钟） 1. 电视图像信号的发射过程 【教师活动】同学们，电视信号的发射由电视台完成。电视的发射过程与无线电广播类似，但更加复杂，因为它需要同时处理图像信号和声音信号。请大家看大屏幕上的电视发射过程示意图。 电视图像信号发射过程示意图 【教师活动】电视发射过程的第一步：摄像机将图像转换成随图像变化而变化的电流信号——这就是视频电流（视频信号）。同时，话筒将声音转换成音频电流（音频信号）。摄像机同时获取图像和声音信息，分别转换成视频电流和音频电流。 【教师活动】第二步：调制器将视频电流和音频电流分别搭载到不同的高频电流上，产生搭载了图像信息的高频电流和搭载了声音信息的高频电流。图像信号和声音信号使用不同的频率范围，互不干扰。 【教师活动】第三步：发射机将调制后的高频电流进行功率放大，使其能量足够大，能够传播到很远的地方。第四步：天线将放大后的高频电流转化为电磁波，向四面八方发射出去。此时发射的电磁波中同时搭载了图像信息和声音信息。 【学生活动】学生对比无线电广播和电视的发射过程：无线电广播发射：话筒→音频电流→调制→发射。电视发射：摄像机→视频电流+音频电流→调制→发射。学生发现：“电视比广播多了一个视频信号的处理，但基本流程是相同的——都是经过调制和放大后通过天线发射。” 【知识点】电视图像信号发射过程：摄像机将图像转换为视频电流，同时话筒将声音转换为音频电流 → 调制器将视频电流和音频电流分别搭载到高频电流上 → 发射机放大功率 → 天线发射搭载图像和声音信息的电磁波。 2. 电视接收机的工作过程 【教师活动】信号的接收由电视机完成。电视机接收电磁波并还原图像和声音的过程，与收音机接收广播信号类似，但多了一个图像还原的环节。请大家看大屏幕上的电视接收过程示意图。 电视接收机工作过程示意图 【教师活动】电视接收的第一步：天线接收空间中传播的电磁波。这些电磁波中同时搭载了多个电视台的图像和声音信号。 【教师活动】第二步：调谐电路选择我们想要接收的电视台的频率，这个原理与收音机的调谐完全相同——通过电谐振选择特定频率。第三步：解调器从高频电流中分离出视频电流和音频电流。视频电流和音频电流分别被分离出来，送往不同的处理通道。 【教师活动】第四步：放大器将视频电流和音频电流分别放大。视频电流经过放大后，驱动显像管（或液晶显示屏）还原出图像；音频电流经过放大后，驱动扬声器播放出声音。这样，我们就能在电视上同时看到图像和听到声音了。 【学生活动】学生画出电视接收流程图：天线（接收电磁波） → 调谐（选择接收频率） → 解调（分离视频电流和音频电流） → 放大器（视频放大→还原图像，音频放大→扬声器播放声音）。学生对比无线电广播和电视的接收过程，发现电视接收比广播接收多了一个图像还原环节。 【知识点】电视接收机工作过程：天线接收电磁波 → 调谐（选择接收频率） → 解调（分离视频电流和音频电流） → 放大器（视频放大还原图像，音频放大驱动扬声器播放声音）。 【实验注意】电视接收与广播接收的最大区别在于：广播接收只需要还原一种信号（音频），而电视接收需要同时还原两种信号（视频和音频）。解调器需要将视频信号和音频信号分别分离出来，送往不同的处理电路。这体现了电视通信技术比广播通信技术更复杂。 3. 有线电视和卫星电视 【教师活动】同学们，除了传统的无线电视（通过天线接收电磁波），我们日常生活中还经常接触到有线电视和卫星电视。它们又是如何传输信号的呢？ 有线电视和卫星电视传输方式 【教师活动】有线电视通过光缆或同轴电缆传输电视信号，信号在电缆中传播，不受天气和建筑物遮挡的影响，抗干扰能力强，信号质量好，可以同时传送上百套节目。卫星电视通过地球同步卫星传输信号，电视台将信号发射到太空中的通信卫星上，卫星再将信号转发到地面的卫星接收天线。卫星电视覆盖范围广，不受地理条件限制，信号清晰稳定。 【学生活动】学生讨论有线电视和卫星电视的特点：有线电视——信号稳定，节目多，但需要铺设电缆，受地理限制。卫星电视——覆盖范围广，适合偏远地区，但受天气影响（如大雨雪时信号可能变差）。学生认识到：不同的电视传输方式各有优缺点，适用于不同的场景。 【知识点】有线电视：通过光缆或同轴电缆传输，抗干扰能力强，可传送上百套节目。卫星电视：通过地球同步卫星传输，覆盖范围广，信号清晰稳定。 【知识拓展】地球同步卫星位于赤道上空约36000km处，运行周期与地球自转周期相同（24小时），从地面上看卫星是静止不动的。一颗同步卫星可覆盖地球表面约三分之一的区域，三颗同步卫星即可实现全球覆盖（除两极地区外）。我国的第一颗地球同步通信卫星于1984年发射成功。 【设计意图】通过对比无线电广播和电视的发射与接收过程，帮助学生建立"通信系统"的整体概念。流程图法使抽象的信号处理过程变得形象直观，便于学生理解和记忆。有线电视和卫星电视的拓展，联系学生生活实际，丰富教学内容。 【过渡语】通过以上学习，我们了解了无线电广播和电视的发射与接收过程。在通信技术中，信号的形式也在不断发展和进步。从早期的模拟信号到现代的数字信号，通信技术正在经历一场深刻的变革。让我们来了解模拟信号和数字信号的区别。 （五）模拟信号与数字信号（3分钟） 1. 模拟信号 【教师活动】同学们，请大家回忆一下：当我们对着话筒说话时，话筒将声音转换成变化的电流。这个电流的频率和幅度"模仿"了声音的频率和振幅变化，这种信号就叫作模拟信号。模拟信号的特点是连续变化的——电流的大小和方向随时间连续变化，就像声音的波形一样平滑。 模拟信号波形示意图 【学生活动】学生观察模拟信号波形图，发现：模拟信号的波形是连续平滑的曲线，在任何时刻都有一个确定的电流值。学生理解：“模拟信号就是用连续变化的电流来"模仿"声音或图像的变化。” 2. 数字信号 【教师活动】数字信号则完全不同。数字信号用二进制数字"0"和"1"来编码信息，就像计算机中存储和处理信息的方式一样。数字信号不是连续变化的，而是离散的——只有两种状态。 数字信号——用二进制数字编码信息 【教师活动】在数字信号中，可以用不同的物理量来表示"0"和"1"：例如，发声和发光的短和长可以表示"0"和"1"；电压的有和无可以表示"0"和"1"；磁体的N极和S极可以表示"0"和"1"。数字信号只有两种状态，因此抗干扰能力非常强。 【学生活动】学生讨论数字信号的特点：即使信号在传输过程中受到一些干扰，只要接收端还能区分"0"和"1"，就能准确还原出原始信息。学生总结：“数字信号就像开关一样，只有"开"和"关"两种状态，不容易出错，这正是数字通信的优势所在。” 3. 模拟信号与数字信号的比较 【教师活动】同学们，模拟信号和数字信号各有特点。模拟信号的特点是连续变化，能够非常精细地反映声音和图像的细节变化，但缺点是容易受到干扰，在传输过程中信号质量会逐渐下降。数字信号的特点是只有两种状态，抗干扰能力强，可以通过纠错码技术保证信号传输的准确性，还可以进行压缩，提高传输效率。因此，数字通信是当今通信发展的主要方向。 【学生活动】学生对比模拟信号和数字信号，总结：模拟信号：连续变化，细节丰富，但易受干扰，多次复制后质量下降。数字信号：离散编码，抗干扰强，可纠错，可压缩，便于存储和处理。学生认识到：“我们现在使用的数字电视、网络视频、手机通信等，都是数字通信技术的应用，数字通信让信息传输更可靠、更高效。” 【知识点】模拟信号：连续变化的电流信号，频率和幅度"模仿"声音或图像的变化。数字信号：用二进制数字"0"和"1"编码的离散信号，抗干扰能力强。数字通信是当今通信发展的主要方向。 【判断技巧】快速判断模拟信号和数字信号的方法：看信号波形——连续平滑曲线的是模拟信号，阶梯状或只有高/低两种状态的是数字信号。在日常生活中，老式磁带录音机使用的是模拟信号，而MP3播放器、CD/DVD、数字电视、手机等使用的都是数字信号。 （六）科学史料：无线电通信发展简史 【教师活动】同学们，我们学习了无线电广播和电视的工作原理，那么这些技术是怎么一步步发展起来的呢？让我们回顾一下无线电通信的辉煌发展历程。 【教师活动】1901年，意大利工程师马可尼实现了人类历史上第一次跨越大西洋的无线电信号传送，证明了无线电波可以跨越海洋传播，开启了无线电通信的新纪元。1906年，美国发明家费森登建立了世界上第一个无线电发射台，首次实现了无线电广播，用电磁波传送声音。1919年，英国建立了世界上第一座广播电台，无线电广播开始进入公众生活。 【教师活动】1921年，人类首次实现了短波跨洋传播，短波通信因其能够通过电离层反射实现超远距离传播而受到重视。1925年，英国发明家贝尔德发明了世界上第一台电视机，开创了电视通信的新时代。1931年，微波通信实现，微波通信具有容量大、方向性强的特点。2016年，我国建成了世界上最大的单口径射电望远镜——"中国天眼"（FAST），标志着中国在射电天文和通信技术领域达到了世界领先水平。 【学生活动】学生被无线电通信发展史中的科学家故事所感动。有学生感叹：“从1901年马可尼跨越大西洋传送第一个无线电信号，到2016年中国天眼建成，无线电通信技术走过了辉煌的百年历程。”还有学生说：“贝尔德在1925年就发明了电视机，那时候我们国家还处于非常困难的时期，科技发展太不容易了。” 【知识点】无线电通信发展简史：1901年马可尼实现大西洋两岸无线电信号传送；1906年费森登建立第一个无线电发射台；1919年英国建立第一座广播电台；1921年人类首次短波跨洋传播；1925年贝尔德发明电视机；1931年微波通信实现；2016年"中国天眼"（FAST）建成。 【知识拓展】无线电通信发展史体现了"从科学发现到技术发明再到社会应用"的发展规律。1888年赫兹实验验证电磁波→1901年马可尼实现跨洋通信→1906年首次无线电广播→1925年电视机发明→如今5G/6G通信技术。每一步突破都凝聚着科学家的智慧和汗水，也为我们的生活带来了翻天覆地的变化。 【设计意图】通过无线电通信发展简史，将科学史融入课堂教学，培养学生的科学态度与责任素养。从马可尼的跨洋通信到中国天眼，既展示了世界科技发展的脉络，也增强了学生的民族自豪感和科学探索热情。 （七）课堂练习（5分钟） 练习1 【教师活动】请同学们完成以下选择题，检验本节课的学习效果。第一题：从广播电台发射出去的电磁波是（ ） A. 振荡器产生的高频电磁波 B. 随声音变化的低频电磁波 C. 经声音信号调制的高频电磁波 D. 经图像信号调制的高频电磁波 【学生活动】学生思考并作答。多数学生选择C。学生分析：“广播电台发射的是搭载了声音信息的电磁波，所以是经过声音信号调制的高频电磁波。A选项只是高频电磁波，没有搭载声音信息；B选项频率太低，不能有效远距离发射；D选项是电视信号用的。” 【教师活动】正确答案是C。广播电台发射的电磁波，其高频电流的幅度（或频率）随声音信号的变化而变化，即经声音信号调制的高频电磁波。这是调制过程的核心成果——将声音信息搭载到了高频电磁波上。 练习2 【教师活动】第二题：广播电台发射天线的作用是（ ） A. 只发射音频电流激发的电磁波 B. 只发射视频电流激发的电磁波 C. 把音频/视频电流加载到更高频率射频电流上再发射 D. 三种电流不经调制直接发射 【学生活动】学生仔细审题，注意题干问的是"发射天线"的作用，而非"调制器"的作用。学生分析：“天线的作用是发射电磁波，而调制（把音频信号搭载到射频电流上）是调制器完成的。但天线发射的是经过调制器处理后的高频电流产生的电磁波。”有学生注意到C选项描述的实际上是调制器的功能，所以选C。 【教师活动】正确答案是C。发射天线的作用是将调制后的高频电流转化为电磁波发射出去。这里要注意整个发射流程：调制器将音频/视频信号加载到射频电流上，然后发射机放大，最后由天线发射电磁波。C选项描述的正是这个完整过程的目标。 练习3 【教师活动】第三题：关于音频、视频、射频和频道，下列说法正确的是（ ） A. 音频频率很高，激发电磁波能力很强 B. 视频频率较高，激发电磁波能力很强 C. 射频加载后不能向空中发射 D. 频道是指不同的频率范围 【学生活动】学生逐一分析各选项：A选项错误——音频频率很低（几十赫兹到几千赫兹），激发电磁波能力很弱。B选项错误——视频频率虽然比音频高，但也不足以高效激发电磁波远距离传输。C选项错误——射频电流正是用来发射电磁波的，加载音频/视频信号后可以发射。D选项正确——每个广播电台和电视台使用不同的频率范围，即不同的频道。学生总结：“这道题考查了我们对三种信号频率高低的准确理解。” 【教师活动】正确答案是D。频道是指不同的频率范围，每个电台和电视台都有自己专属的频率范围（频道），这样不同的电台和电视台之间就不会互相干扰。这道题帮助我们巩固了音频、视频、射频和频道四个基本概念。 【设计意图】三道练习题全面覆盖了本课的核心知识点：练习1考查调制概念（声音信号调制的高频电磁波），练习2考查发射天线的作用和发射流程，练习3考查音频/视频/射频/频道的基本概念辨析。通过练习巩固所学知识，及时反馈学习效果。 （八）课堂小结（4分钟） 【教师活动】同学们，让我们一起来回顾本节课的核心内容。本节课我们学习了第十五章第二节——广播和电视。我们首先学习了为什么要用高频电磁波传送信号——因为音频信号和视频信号的频率较低，不能直接有效地远距离发射，需要借助高频射频电流来"搭载"信息。 【教师活动】我们学习了无线电广播的发射和接收全过程。发射过程：话筒→音频电流→调制器→发射机→天线。接收过程：天线→调谐→解调→扬声器。调制和解调是互逆的过程，调制是"搭载"信息，解调是"取出"信息。 【教师活动】电视的发射和接收过程与广播类似，但多了图像信号的处理。发射：摄像机→视频电流+音频电流→调制器→发射机→天线。接收：天线→调谐→解调→放大器→还原图像和声音。我们还了解了有线电视和卫星电视两种传输方式。 【教师活动】最后我们学习了模拟信号和数字信号的区别。模拟信号是连续变化的电流信号，细节丰富但易受干扰；数字信号是用二进制"0"和"1"编码的离散信号，抗干扰能力强，是当今通信发展的主要方向。回顾无线电通信发展简史，从马可尼的跨洋通信到中国天眼，无线电通信技术走过了辉煌的百年历程。 【学生活动】学生回顾并整理本节课的知识体系，构建思维导图：核心知识点一：音频、视频信号的调制（音频信号、视频信号、射频电流、高频传输原因）。核心知识点二：无线电广播（发射流程和接收流程）。核心知识点三：电视（发射流程、接收流程、有线电视、卫星电视）。拓展：模拟信号与数字信号的比较。科学史料：无线电通信发展简史。学生认识到：“从广播到电视，从模拟到数字，通信技术一直在不断进步，让信息传递越来越便捷和高效。” 【过渡语】通过本节课的学习，我们了解了电磁波如何承载和传递信息。下一节课，我们将学习移动通信和互联网，了解手机是如何工作的，以及互联网是如何连接世界的。让我们期待下一次的探索之旅。 四、板书设计 15.2 广播和电视 一、音频、视频信号的调制 音频信号：声音→电流（频率低） 视频信号：图像→电流（频率中等） 射频电流：高频振荡电流（几百kHz~几千MHz） 高频传输原因：定向性好，天线尺寸小 二、无线电广播 发射：话筒→音频电流→调制器 →发射机→天线→电磁波 接收：天线→调谐→解调 →扬声器→声音 三、电视 发射：摄像机→视频+音频电流 →调制器→发射机→天线 接收：天线→调谐→解调→放大器 →还原图像+播放声音 有线电视：光缆/同轴电缆 卫星电视：地球同步卫星 四、模拟信号与数字信号 模拟信号：连续变化，易受干扰 数字信号：0/1编码，抗干扰强 数字通信是主要发展方向 科学史料 1901马可尼跨洋通信→1906费森登 广播→1919英国广播电台→1921 短波传播→1925贝尔德电视机 →1931微波通信→2016中国天眼 课题：北师大版 九年级全一册 15.2 广播和电视 五、教学反思 本节课以"广播和电视的信号如何传递"为情境导入，是否有效激发了学生探究通信原理的兴趣？学生对"调制"这一抽象概念的理解是否通过生活情境自然建立？ 在音频、视频信号和射频电流的教学中，频率比较示意图是否帮助学生直观理解了三种信号的区别？学生对"为什么要用高频电磁波传送"的两个核心原因（传播特性和天线尺寸）是否理解到位？ 无线电广播发射和接收的流程图教学效果如何？学生是否能够独立画出完整的发射和接收流程图？调制和解调的互逆关系是否被学生充分理解？ 学生对"调谐"和"解调"两个概念是否容易混淆？通过"选台"和"取信号"的通俗类比，是否帮助学生区分了这两个概念？ 电视发射和接收过程的教学中，学生是否能够通过对比无线电广播的流程，自主归纳出电视通信的特点？有线电视和卫星电视的拓展是否丰富了学生的认知？ 模拟信号和数字信号的对比教学效果如何？学生是否能够从波形特征上区分两种信号？学生对"数字通信是主要发展方向"的结论是否理解其背后的原因？ 无线电通信发展简史是否激发了学生的科学兴趣和民族自豪感？从马可尼到中国天眼的百年历程，是否让学生体会到科技进步的艰辛与辉煌？ 三道课堂练习的完成情况如何？学生是否能够正确运用调制、信号类型、频道等概念分析问题？整体教学时间分配（3+8+10+12+3+5+4=45分钟）是否合理？ 本节课的流程图教学法是否有效帮助学生建立了通信系统的整体模型？学生的信息处理能力和系统思维能力是否得到了培养？ 学科网（北京）股份有限公司 $