15.4 探寻移动通信技术的变迁 教学设计 2026-2027学年物理北师大版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦1G到6G移动通信技术变迁及电磁波频率与通信性能关系，以“大哥大”与智能手机对比图导入，衔接前序电磁波知识，通过任务驱动构建学习支架。 特色在于任务驱动跨学科融合，三项实践活动（见证人调查、使用对比、安全宣传）培养科学探究能力，辩证分析技术双面性渗透科学思维，法律学习与宣传强化科学态度与责任，助力学生从生活经验到系统认知，为教师提供结构化跨学科教学方案。

15.4 探寻移动通信技术的变迁 课题 15.4 探寻移动通信技术的变迁 课型 新授课 课时 1课时 教材版本 北师大版（2024）九年级全一册 教学方法 讲授法、合作探究法、任务驱动法、小组讨论法、实践调查法 教学用具 多媒体课件、智能手机实物展示、移动通信发展史图表 教材分析：本节是第十五章“电磁波与通信技术”的第四节，前面已学习电磁波的产生、传播和应用，以及广播、电视、卫星通信等基本原理。本节以移动通信技术为载体，将电磁波知识与信息技术、社会发展相融合。通过三个任务驱动——了解通信技术发展史、调查手机使用变迁、应对公共挑战——引导学生在系统的知识学习中培养信息素养和社会责任感。本节具有跨学科特点，融合物理、信息技术、道德与法治等学科内容。 学情分析：九年级学生已经学习了电磁波的基本概念（频率、波长、波速三者的关系c=λf），知道电磁波可以用于通信。作为“数字原住民”，学生对智能手机、移动互联网等有丰富的生活经验，但对移动通信技术从1G到5G的发展历程及各代技术的本质差异缺乏系统了解，对不同年龄段人群的手机使用差异缺少关注，对通信技术带来的网络安全问题认识不足。本节课从学生熟悉的生活场景出发，引导他们系统梳理通信技术发展脉络，辩证认识技术发展的双面性。 一、核心素养目标 （一）物理观念 了解1G至5G各代移动通信技术的基本特征，理解电磁波频率与通信性能之间的关系——频段越宽、频率越高，传输速率越快。 了解6G技术展望中的太赫兹（THz）频段概念，认识频率提升对传输速率和网络延时的改善作用。 理解手机通信系统的基本组成：移动台（手机终端）、基站、移动交换中心，知道移动台既能发射也能接收无线电波。 （二）科学思维 能分析移动通信技术从模拟到数字、从窄带到宽带的发展逻辑，建立%s社会需求驱动技术创新%s的因果推理链。 能辩证认识通信技术发展的双面性——既带来生活便利和社会进步，也带来网络安全、隐私保护、技术鸿沟等挑战。 能从国家安全角度分析互联网关键核心技术自主可控的必要性，培养理性分析社会科技问题的思维能力。 （三）科学探究 通过实践活动调查身边手机使用者的体验变化，培养信息收集、整理和分析的探究能力。 通过比较不同年龄段、不同职业人群的手机使用情况，培养数据对比和归纳的探究能力。 通过网络安全与防沉迷宣传活动的策划与实施，培养调查研究和成果表达的能力。 （四）科学态度与责任 认识到自主掌握通信核心技术对国家安全的战略意义，树立科技报国的责任感。 通过学习网络安全法和未成年人保护法中的网络保护内容，增强依法用网的法治意识。 通过防沉迷宣传实践活动，培养合理使用网络的自律意识和社会责任感。 二、教学重难点 教学重点：移动通信技术从1G到6G的发展历程及各代技术特征；移动通信技术发展对人们生活的积极影响与此带来的网络安全挑战；网络安全法及未成年人保护法的网络保护内容。 教学难点：辩证认识通信技术发展的双面性，理解技术发展与社会需求的互动关系；从国家安全角度分析互联网核心技术自主可控的意义；引导学生将安全用网理念转化为实际行动。 三、教学过程 （一）情境导入（约3分钟） 第一代移动电话——“大哥大” 现代智能手机——通信技术发展的缩影 [教师活动]同学们请看这张对比图——左边是三十年前的手机，俗称“大哥大”，体积大、重量沉，价格昂贵到普通家庭难以承受。右边是我们天天使用的智能手机，轻薄便携，功能强大。三十年间通信技术发生了翻天覆地的变化。这些变化是怎样一步步发生的？每代通信技术有什么本质区别？技术发展给我们生活带来了哪些改变，又带来了哪些新挑战？今天这节课，我们就来探寻现代通信技术的变迁。 [学生活动]学生观察对比图片，感受通信技术的巨大变化，产生探究兴趣。 [设计意图]通过极具视觉冲击力的对比图片引入，将抽象的技术发展历史具象化，激发学生的探究欲望。选择“大哥大”与智能手机的典型形象，让学生直观感受通信技术的巨大变迁，为后续系统地学习各代技术特征做情感和认知铺垫。 [过渡语]我们今天的学习以三个任务来推进。第一个任务——了解从1G到6G通信技术的发展历史，看看每一代技术究竟有什么不同。 （二）任务一：了解移动通信技术发展史（约12分钟） [知识点]移动通信技术从1G到5G的发展脉络：每一代技术都在频段范围、传输速率、设备形态和功能应用上实现质的飞跃。技术演进的底层逻辑：社会需求推动技术创新，技术创新反过来重塑生活方式。 环节1：第一代移动通信技术（1G） [教师活动]第一代移动通信技术——1G——诞生于20世纪70-80年代。核心技术是模拟技术，它实现了最基本的移动通信功能：无线通话。大家可以想象一下，在那个年代，离开固定电话就能打电话——这本身就是一个巨大的技术突破。但1G也有明显的局限——信号覆盖范围小、使用的频率比较低，所以手机需要很长的天线来捕捉信号。当时的手机体积笨重、造价昂贵，普通家庭根本买不起。“大哥大”就是1G时代的标志性产品。 [学生活动]学生观看1G时代手机实物图片，记录1G的核心特征——模拟技术、无线通话、信号覆盖小、频率低、手机笨重造价贵需长天线。 [教师活动]请大家注意，1G虽然只能打电话，但它实现了从“有线通信”到“无线通信”的跨越——这是通信史上的一次革命。没有1G的模拟技术探索，就没有后续数字通信的发展。 [知识点]1G（20世纪70-80年代）：模拟技术，实现无线通话；信号覆盖小、频率低，手机笨重、造价贵，需长天线。 环节2：第二代移动通信技术（2G） [教师活动]第二代移动通信技术——2G——的核心突破是：用数字技术替代了模拟技术。大家想一想，数字技术和模拟技术有什么不同？模拟信号是连续变化的波形，容易受干扰、信号质量不稳定。数字信号是以0和1来表示的，抗干扰能力大大增强，传输质量明显提高。2G时代还有一个重要变化——通信频段向高频扩展，初步实现了手机与互联网的连接。虽然当时的网速非常慢，但这是手机从“打电话的工具”升级为“信息终端”的第一步。同时，因为技术的进步，手机天线大大缩短，外观、重量和造价都大幅改善。 [学生活动]学生理解模拟信号与数字信号的本质区别：模拟信号是连续波形，易受干扰；数字信号是0/1编码，抗干扰能力强。记录2G核心特征。 [教师活动]数字技术替代模拟技术——这是通信技术发展中最关键的一次范式转换。从2G开始，手机不再只是电话，而是一台可以连接互联网的移动终端。这个转变的意义怎么强调都不过分。 [知识点]2G：数字技术替代模拟技术，通信频段向高频扩展，初步实现与互联网连接；手机天线缩短，外观、重量、造价大幅改善。 环节3：第三代移动通信技术（3G） [教师活动]3G时代，移动通信迈入高速数据传输阶段。最显著的变化是什么？多媒体文件——图片、音乐、甚至视频——可以在互联网和手机之间自由传输了。我们现在觉得用手机看视频、听音乐是再正常不过的事，但在当时这是技术上的巨大突破。3G支持的传输速率让“移动互联网”这个概念变成了现实。与此同时，手机技术也在不断进化——天线从原先的长线缩短到只有3~5厘米，而且全部内置在手机内部，外观更加简洁美观。 [学生活动]学生理解3G的里程碑意义——多媒体文件传输的实现使得手机从通信工具升级为多媒体信息终端。记录天线缩短至3~5cm且内置。 [知识点]3G：多媒体文件在互联网与手机间传输，支持高速数据传输；手机天线缩短至3~5cm且内置。 [过渡语]从1G到3G，通信技术的发展模式已经很清晰了——每一代技术都在传输速率、频段范围和设备形态上实现升级。那4G和5G又带来了怎样的飞跃呢？ 环节4：第四代移动通信技术（4G） [教师活动]4G是当前使用最广泛的一代移动通信技术。它的核心特点是——更高速的传输服务，上网速度比3G提升了整整几十倍。大家可以回忆一下3G时代的体验：打开一个网页要等几秒钟，看视频经常卡顿缓冲。在4G时代这些基本都不存在了。4G的高速率使得高清视频流、实时视频通话、移动支付、手机导航、在线教育、移动办公等应用场景大规模普及，深刻地改变了我们的生活方式。 [学生活动]学生结合自身生活经验，列举4G技术带来的生活改变——微信视频通话、抖音等短视频平台、手机导航、移动支付等。 [教师活动]同学们刚才列举的这些应用，你们的父母在他们年轻的时候是不可想象的。4G不仅仅是让手机“快了”，它是让互联网真正地移动起来了——我们的社交、购物、出行、学习都可以在手机上一站式完成。这是生活方式的重塑。 [知识点]4G：提供更高速传输服务，上网速度较3G提升几十倍，推动移动互联网应用场景大规模普及（视频流、移动支付、在线教育等）。 环节5：第五代移动通信技术（5G） [教师活动]5G是目前正在大规模部署的最新一代商用通信技术。5G有四个“更”——更宽的频段范围、更快的网络速度、更稳定的应用体验、能耗更低的硬件产品。除了人与人之间的通信，5G更重要的是推动了人与人、人与物之间的信息交互——这叫作“万物互联”。自动驾驶、远程医疗、智能制造、虚拟现实——这些前沿应用都需要5G提供的高速率和低延时来支撑。可以说，5G正在将通信技术的服务对象从“人”扩展到“万事万物”。我国在5G研发和部署方面已经位居全球第一梯队，这是一项令国人骄傲的科技成就。 [学生活动]学生了解5G的四个“更”特征，理解5G推动人物/物物信息交互的含义，感受我国5G技术的领先地位。 [知识点]5G：更宽频段、更快速度、更稳定体验、更低能耗。推动人与人、人与物之间的信息交互（万物互联）。我国5G研发位居全球第一梯队。 环节6：第六代移动通信技术展望（6G） [教师活动]技术永远是向前看的。虽然5G正在大规模部署，但全球已经开始研究第六代移动通信技术——6G了。6G将迈入一个全新的频段——太赫兹频段。太赫兹的频率比目前5G使用的毫米波还要高得多，因此传输能力将进一步提升，网络延迟将进一步降低。极低的延迟意味着什么？意味着可以实现近乎实时的远程控制——远程手术、全息通信、沉浸式虚拟现实都将成为可能。6G还极大地推动物联网的发展，到那时我们身边几乎每一个设备都可能连接到互联网。 [学生活动]学生了解6G展望，理解太赫兹（THz）频段的概念及其对传输速率和延时的改善。 [教师活动]从1G到6G的展望，我们看到的不应该只是一串越来越大的数字，而应该看到一个规律——人类对更高速率、更广连接、更低延迟的追求永不停止。每一次技术升级都在改变我们的生活方式，而生活方式的变化又会催生新的技术需求。这就是技术与社会之间的互动关系。 [知识点]6G展望：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，极大助力物联网发展。 [1G~6G发展脉络总结]1G：模拟技术，无线通话，手机笨重；2G：数字技术，初步联网，天线缩短；3G：多媒体传输，高速数据，天线内置；4G：速率提升几十倍，移动互联网普及；5G：万物互联，低能耗高可靠；6G：太赫兹频段，超高速率超低延迟。核心趋势：频率越来越高、速率越来越快、设备越来越小、应用越来越广。 [过渡语]了解了移动通信技术的发展史，我们接下来把目光从技术本身转向技术的使用者——人们是怎样使用手机的？不同的人用手机有什么不同？移动通信技术给我们的生活带来了哪些实实在在的改变？ （三）任务二：调查手机使用的变迁（约10分钟） 环节1：中国移动通信用户规模变迁 [教师活动]从数据来看，我国通信技术发展的成果是非常显著的。我国互联网特别是移动互联网的覆盖率已经远超世界水平。从早期的少数人使用到如今几乎人人都有手机——仅仅用了二十多年。快速更替的技术和通信方式给人们的工作方式、生活方式带来了巨大改变。现在请大家想一想——你家里最早使用手机的是谁？那时候的手机和现在有什么不同？ [学生活动]学生回忆和分享家庭中手机使用的变迁经历，感受通信技术快速发展对普通人生活的深刻影响。 [知识点]我国移动通信用户规模增长迅速，互联网/移动互联网覆盖率远超世界水平。快速更替的技术和通信方式深刻改变了人们的工作和生活方式。 环节2：实践活动一——我身边的手机发展见证人 [教师活动]请大家课后完成一项实践调查活动——寻找身边较早使用手机的人，了解他或她使用过的手机、不同阶段的功能和使用体验、价格以及通信费用的变化，并记录下最打动你的故事。这个人可以是你的父母、爷爷奶奶、邻居或者老师。调查的核心不是简单地列出手机型号，而是去听那些真实的体验和感受——从“用不起”到“离不开”的转变过程中，有哪些令人印象深刻的故事。 [学生活动]学生记录实践活动一的要求：(1)寻找身边早期手机使用者；(2)了解使用过的手机及其功能/体验/价格变化；(3)记录打动自己的故事。 [教师活动]调查的时候要注意——不要只问“以前手机多少钱”，要问“当时买手机对你的生活意味着什么”。好的调查不仅仅是收集数据，更是理解技术怎样走进普通人的生活。 [知识点]实践活动一：寻找早期手机使用者→了解手机功能/体验/价格/资费变化→记录打动人的故事。目的：从个人经历层面理解通信技术对生活的深刻影响。 环节3：实践活动二——我们怎样用手机 [教师活动]第二项实践活动聚焦在当前——关注不同年龄段、不同职业的人使用手机的态度。请同学们选择至少两个不同的人——比如你的父母和祖父母、或者你的老师和医生邻居——记录并比较他们的手机使用频次、使用时长、都用来做什么事情、时间是怎样分配的。例如，年轻人可能更多用手机社交和娱乐，中年人可能更多用于工作沟通，老年人可能更多用于看新闻和联系家人。 [学生活动]学生记录实践活动二的要求：关注不同年龄段/不同职业人群的手机使用态度，记录并比较使用频次、时长、用途及时间分配。 [教师活动]这个调查的价值在于——它会让你发现，同一部手机在不同人手里扮演着完全不同的角色。有人用它创造价值，有人用它消磨时间。通过比较和分析，你可以对自己怎样使用手机产生更清醒的认识。 [知识点]实践活动二：关注不同年龄段/职业人群的手机使用态度→记录使用频次、时长、内容及时间分配→通过比较理解手机在生活中的角色差异。 [任务一核心要点]1G~6G的发展逻辑：每一代技术升级都是围绕“更高速率、更广覆盖、更低延迟、更多功能”这四个方向展开。理解这个底层逻辑比死记硬背各代特征重要得多。同时注意——每一代升级背后的驱动力不是技术本身，而是人们日益增长的通信需求。 [设计意图]两项实践活动的设计遵循认知规律——实践活动一引导纵向的时间追溯，理解技术变迁的历史维度；实践活动二引导横向的群体比较，理解技术使用的社会维度。两个维度交织，帮助学生建立对移动通信技术影响的立体认知。 [过渡语]通信技术的发展给我们的生活带来了巨大的便利，这一点毋庸置疑。但任何技术进步都是双面性的——在我们享受便利的同时，新的问题和挑战也随之而来。第三个任务，我们就要来正视和思考这些挑战。 （四）任务三：应对移动通信技术带来的公共挑战（约12分钟） 环节1：认清网络安全问题 当今网络安全问题概览 [教师活动]移动通信技术和互联网的普及，在提供便利的同时也带来了严峻的网络安全问题。请大家看看这些类型——侵害个人隐私、侵犯知识产权、网络犯罪、网络监听、网络攻击——这每一个问题都不是危言耸听，而是在我们身边真实发生的事件。个人信息被泄露后收到骚扰电话、网络诈骗造成财产损失、网络暴力对青少年身心的伤害——这些严重后果提醒我们，网络安全不是别人的事，它和每个人的生活息息相关。 [学生活动]学生阅读并理解网络安全问题的五种类型：侵害个人隐私、侵犯知识产权、网络犯罪、网络监听、网络攻击。结合自身经历谈谈遇到过或听说过的网络安全事件。 [教师活动]有同学可能会想——“我就是一个普通学生，谁会攻击我？”这种想法很危险。网络攻击很多时候不是针对某个特定的人，而是广撒网——你的一个疏忽可能就会成为攻击者获取你信息的突破口。网络安全意识不是技术人员的专利，它是每一个网络使用者的基本素养。 [知识点]网络安全问题类型：侵害个人隐私、侵犯知识产权、网络犯罪、网络监听、网络攻击。网络安全和每个人都息息相关，安全意识是每个网络使用者的基本素养。 环节2：应对挑战的法律保障 《中华人民共和国网络安全法》——2016年颁布 《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 [教师活动]面对网络安全挑战，国家已经建立了法律保障体系。两部法律大家需要重点了解——第一部是《中华人民共和国网络安全法》，2016年颁布，目的是维护网络空间主权和国家安全、社会公共利益，保护公民的合法权益。这部法律从国家层面为网络安全提供法律依据。第二部是和我们直接相关的——《中华人民共和国未成年人保护法》。这部法律在2020年修订时专门增设了网络保护篇章，从法律层面保障未成年人的网络生活安全。这说明国家高度重视保护青少年免受网络侵害。 [学生活动]学生了解《网络安全法》（2016年）和《未成年人保护法》（2020年修订增设网络保护篇章）的基本内容和意义。 [教师活动]法律是底线——它规定了什么不能做、什么必须保护。但法律起作用的前提是我们知道它、尊重它、遵守它。了解这些法律不是背诵条文，而是明白自己的权利和边界。 [网络安全警示]网络不是法外之地。侵害个人隐私、侵犯知识产权、网络犯罪、网络监听、网络攻击——每一种行为都可能触犯法律并受到制裁。作为未成年人，更要记住：你的每一次网络行为都有迹可循，不要以为“网上没人知道我是谁”就可以为所欲为。法律会保护你，但前提是你先尊重法律。 [知识点]法律保障：《中华人民共和国网络安全法》（2016年）维护网络空间主权和安全，保护公民合法权益；《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安全。 环节3：分组讨论——核心技术自主可控与安全用网 [教师活动]现在我请各小组围绕两个问题进行讨论。第一个问题——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。第二个问题——我们应如何在生活中践行安全使用网络的理念？每个小组讨论结束后选派代表发言。 [学生活动]学生分组讨论两个问题：(1)从国家安全角度分析互联网关键核心技术自主可控的必要性——如通信芯片、操作系统、网络安全技术等如受制于人会带来怎样的风险；(2)如何在生活中践行安全用网理念——如设置强密码、不随意连接公共WiFi、保护个人隐私信息、不传播不实信息等。各组选派代表发言。 [教师活动]我先听听各小组关于第一个问题的讨论。%s核心技术自主可控%s为什么这么重要——大家想想，如果我们使用的通信芯片、操作系统、网络设备的核心技术全部掌握在别国手中，一旦出现极端情况会发生什么？芯片断供、系统后门、数据被窃取——这不是假设，而是已经发生过的真实事件。我国在5G技术上的领先，就是我们坚持自主创新的成果。第二个问题更贴近大家的日常——不随意扫描不明二维码、不连接无密码公共WiFi、社交平台上不泄露个人位置和身份信息、遇到网络诈骗信息及时举报——这些看似简单的事情，每个人做到就是最有效的安全防线。 [知识点]核心技术自主可控：从国家安全角度，通信芯片、操作系统、网络设备等关键技术如受制于人，面临断供风险、信息泄露风险和被攻击风险。安全用网践行：设置强密码、不随意连接公共WiFi、保护个人信息、不传播谣言、远离不良信息。 环节4：实践活动三——网络安全与防沉迷宣传 网络安全与防沉迷宣传活动方案 [教师活动]第三项实践活动——请同学们课后分组完成网络安全与防沉迷宣传活动。第一步，查阅资料——了解“国家反诈中心”APP的功能和使用方法、《关于防止未成年人沉迷网络游戏的通知》的内容要点、各游戏平台“实名认证与防沉迷系统”的具体措施。第二步，小组讨论——你们了解到了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这些信息？如何处理虚拟世界与人之间的关系？第三步，形成成果——完成一份调查报告或制作一张宣传海报，在校园或社区进行展示。 [学生活动]学生记录实践活动三的要求：(1)查阅国家反诈中心APP、防沉迷通知、实名认证系统；(2)小组讨论如何向公众宣传；(3)成果形式为调查报告或宣传海报。 实践成果展示——调查报告或宣传海报 在校园或社区展示实践成果 [教师活动]这项活动的意义超出了物理课本——它要求你把学到的知识转化为对他人的帮助。不要做成简单的手抄报——要根据查阅的实际情况，有理有据地说明为什么要防诈骗、为什么要防沉迷、具体的防范措施是什么。一份好的宣传成果，能让看的人产生警觉、知道该怎么做。 [知识点]实践活动三：查阅国家反诈中心APP/防沉迷通知/实名认证系统→小组讨论宣传方式→形成调查报告或宣传海报并在校园/社区展示。核心目标：将网络安全知识转化为宣传行动。 [实践活动提示]三项实践活动贯穿全课——活动一追溯过去（手机发展见证人）、活动二聚焦当下（手机使用调查）、活动三面向未来（网络安全宣传）。分别锻炼学生的访谈调研能力、数据分析能力和宣传表达能力。建议课后用1-2周时间完成，课堂集中展示交流。 [安全用网行动清单]个人安全用网每日自检：(1)密码是否定期更换且各平台不同？(2)公共WiFi是否做到了不自动连接？(3)社交媒体上是否无意间暴露了位置/身份/家庭信息？(4)收到可疑信息是否做到了不点击、不回复、及时举报？(5)今天的手机使用时间是否超出了合理范围？——这五条每做到一条，你的安全防线就加固一分。 [设计意图]三项实践活动形成完整的实践学习链——从个人体验到社会调查再到公共行动，从“知道”到“理解”再到“行动”。技术发展带来的挑战不能只靠技术本身来解决，更需要每个人意识的觉醒和行动的落实。 [设计意图]任务三从网络安全问题的认识到法律保障的了解，再到核心技术的自主可控分析和安全用网的行为践行，最后到宣传实践活动的策划与实施，从认知到态度再到行动的梯度清晰，符合态度与责任感培养的教育规律。 [过渡语]前面我们系统地学习了移动通信技术的发展历程、手机使用的社会变迁以及通信技术带来的公共挑战。现在通过课堂练习来巩固所学知识，检验大家的学习效果。 （五）课堂练习（约8分钟） [教师活动]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 [学生活动]选D。解析：驿站、烽火狼烟、飞鸽传书都是古代信息传播方式，利用的是人力、火力和动物的物理传递。电报是利用电磁波进行信息传输，属于近现代通信技术——最早的电报出现在19世纪30-40年代，已经进入了工业文明时期。因此电报不属于古代信息传播工具。 [教师活动]这道题考查的是古代信息传播与现代通信技术的区分。关键点——电报是利用电磁波传输信息的，它标志着人类通信从机械方式跨入了电子方式，是现代通信技术的开端。 [教师活动]练习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（ ） 不同电磁波的频率表——练习2配图1 电磁波家族示意图——练习2配图2 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 [学生活动]选A。解析：根据c=λf，真空中所有电磁波的传播速度c都是3×10⁸ m/s，波长λ与频率f成反比。5G频段频率高于4G，根据λ=c/f，5G波长更短。B错误——真空中所有电磁波传播速度相同，都是光速c。C错误——紫光频率高于红光频率（可见光中紫光频率最高、红光频率最低）。D错误——电视机遥控器利用的是红外线，不是紫外线。 [教师活动]这道题将通信技术与电磁波基础知识结合考查。核心知识点——c=λf，波速一定时频率越高波长越短。5G频率比4G高，所以波长更短。这也解释了为什么5G基站需要建得更密——高频信号波长短、绕射能力弱、覆盖半径小。可见光中紫光频率最高、红光最低。电器遥控用的是红外线——频率低于可见光。 [教师活动]练习3：当前最为普遍的手机通信系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成。移动台就是手机或车载电话，它既能发射无线电波，也能接收无线电波。 [学生活动]答案：移动台、移动交换中心、移动台、发射、接收。解析：手机通信系统三大组成部分——用户端（移动台）、网络接入端（基站）、核心网端（移动交换中心）。手机作为移动台，集成了发射机和接收机——通话时既把语音转换为电磁波发射出去，也接收基站发来的电磁波并转换为声音。这是双工通信，即可以同时发射和接收。 [教师活动]这道题考查手机通信系统的基本结构。三个组成部分要记住——移动台（手机或车载电话）、基站（接入网络的信号收发设备）、移动交换中心（核心网，负责呼叫路由和交换）。手机既能发射也能接收——这和收音机只接收是不同的。 [教师活动]练习4：如图所示是5G基地台站，国内运营商为了更好地为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。 5G基地台站——练习4配图 [学生活动]答案：7×10⁸。解析：1 MHz=10⁶ Hz，因此700 MHz=700×10⁶ Hz=7×10⁸ Hz。700MHz频段被称为“数字黄金”频段——频率较低，波长较长，绕射能力更强，传播距离更远，因此单个基站覆盖范围更大。我国通信运营企业联合开展700MHz频段5G网络共建共享，可以有效降低建设成本，同时扩大5G网络在农村和偏远地区的覆盖范围。 [教师活动]这道题考查单位换算和频率与信号覆盖范围的关系——频率越低、波长越长、覆盖范围越大。700MHz是5G低频段，信号覆盖范围广，是共建共享5G网络的主力频段。记住：1 MHz=10⁶ Hz。 [设计意图]四道课堂练习题覆盖了本课的核心考点：古代与现代通信技术的区分（练习1）、电磁波频率与波长的关系在5G中的应用（练习2）、手机通信系统的基本组成（练习3）、频率单位换算与信号覆盖范围的关系（练习4）。均为PPT原题，题型涉及选择和填空，难度递进合理，兼顾基础知识和应用分析。 （六）课堂小结（约2分钟） [教师活动]今天我们围绕三个任务完成了对现代通信技术变迁的探寻。第一个任务，系统的梳理了移动通信技术从1G到6G的发展历程——从模拟到数字、从语音到多媒体、从人到万物互联，每一代技术都在频率、速率、设备形态和应用场景上实现质的飞跃。第二个任务，通过实践活动调查手机使用的变迁——既要追溯过去、理解技术发展的历史维度，也要观察当下、认识不同人群使用手机的社会维度差异。第三个任务，辩证认识通信技术发展带来的公共挑战——网络安全问题严峻，国家通过网络安全法和未成年人保护法提供法律保障，我们每个人都要践行安全用网的理念。通信技术是人类智慧的结晶，如何让它更好地服务生活而不是反过来控制我们，选择权在我们每个人手中。 [学生活动]学生回顾三个任务的知识框架，对照笔记梳理1G~6G各代技术特征，整理实践活动要求，反思安全用网的个人责任。 [知识点]知识框架：通信技术发展历程（1G模拟→2G数字→3G多媒体→4G高速→5G万物互联→6G太赫兹展望）→技术影响（积极：便捷丰富高效；挑战：网络安全、隐私保护、技术鸿沟）→应对措施（法律保障：网络安全法+未成年人保护法；个人：增强安全意识、合理使用技术）。 四、板书设计 15.4 探寻现代通信技术的变迁 一、移动通信技术发展历程 1G（70-80年代）：模拟技术，无线通话，手机笨重价高 2G：数字替代模拟，初步联网，天线缩短 3G：多媒体传输，高速数据，天线内置3~5cm 4G：速度提升几十倍，移动互联网普及 5G：万物互联，更宽更快更稳更低能耗 6G展望：太赫兹频段，超高速率超低延迟 二、手机使用变迁 用户规模：覆盖率远超世界水平 实践一：寻找“手机发展见证人”→追溯过去 实践二：关注不同人群手机使用→观察当下 技术改变生活：便捷、丰富、高效 三、通信技术的公共挑战 安全问题：隐私、知识产权、网络犯罪、网络监听、网络攻击 法律保障：《网络安全法》（2016）、《未成年人保护法》（2020设网络保护篇章） 个人行动：核心技术自主可控意识+安全用网+防沉迷宣传实践活动 课题：北师大版 九年级全一册 15.4 探寻现代通信技术的变迁 五、教学反思 1. 学生是否能按时间顺序完整说出1G至6G移动通信技术各代的核心特征？对于模拟与数字、频段与速率之间的技术逻辑是否能形成清晰理解？ 2. 从“社会需求推动技术创新”的角度分析通信技术发展，学生是否形成了有因果推理的完整表述，还是停留在碎片化的技术特征罗列？ 3. 实践活动一和二的调查任务是否能激发学生的主动探究兴趣？学生对“从身边人身上找历史”的研究方法接受度如何？ 4. 在辩证分析通信技术双面性的讨论中，学生是否能从网络安全、隐私保护、技术鸿沟等多个维度展开分析？是否能有深度而非泛泛而谈？ 5. 分组讨论中，学生对核心技术自主可控战略意义的理解是否到位？能否举例说明关键技术上受制于人的具体风险？ 6. 实践活动三部曲（见证人调查→手机使用调查→安全宣传行动）的课堂落实效果如何？是否需要调整课时安排为两个课时以确保活动质量？ 学科网（北京）股份有限公司 $