21.3卫星通信和光纤通信 教学设计2026-2027学年人教版九年级全一册物理

该初中物理教学设计聚焦卫星通信和光纤通信核心知识，通过播放冬奥会跨国直播、光纤上网视频导入，复习电磁波短距离通信旧知，引出远距离通信方式，梳理无线到有线、宏观到微观的知识脉络。 此设计融合核心素养，物理观念明确通信载体与同步卫星特点，科学思维通过对比表格归纳两种通信模型，科学探究采用自主预习与小组合作绘图，科学态度结合北斗卫星技术增强民族自豪感。运用动画、视频、光纤实物辅助理解抽象原理，多元评价提升学生参与度，助力教师高效教学，夯实信息传递知识基础。

阳信县第四实验中学正贯当下毅赢未来 阳信县第四实验中学“365学本式成长课堂模式”教学设计 科目 物理 年级 九年级 课题 卫星通信和光纤通信 课型 新授课 设计者 课时 使用时间 课标要求 知道卫星通信、光纤通信是现代远距离通信的重要方式，了解两种通信的基本原理。 教材内容分析 本节课是《信息的传递》单元第三节，承接上一节广播、电视、移动通信的电磁波无线通信，拓展两种远距离大容量通信方式：卫星通信（无线电磁波远距离传输）、光纤通信（有线激光传输）。 1.知识逻辑：先讲卫星通信，再讲光纤通信，由无线到有线，由宏观太空通信到微观光缆传输，层次清晰。 2.承上启下：巩固电磁波传递信息知识，引入激光、光的全反射光学知识，为网络通信、互联网内容铺垫。 学习者 特征分析 1.知识基础：学生已掌握电磁波可以传递声音、图像信号，知道手机、基站通信；八年级学过光的反射、折射，对全反射陌生。 2.生活经验：家里光纤宽带、春晚卫星直播、跨境视频通话都是学生熟悉场景，但不知道背后传输方式。 3.能力特点：九年级具备自主预习、小组合作绘图对比能力；抽象思维有限，太空卫星、光纤内部光路难以想象，需要动画、示意图辅助。 教学目标 物理观念 1.说出卫星通信依靠微波电磁波、光纤通信依靠激光传递信息。 2.记住同步通信卫星相对地面静止，至少3颗同步卫星覆盖全球通信。 科学思维 1.通过表格对比卫星通信、光纤通信的传输介质、优势、不足，归纳远距离通信两种方案模型。 2.结合光路图推理：光纤内光不会穿出管壁的原因，建立全反射简单认知。 科学探究 1.自主阅读课本，完成导学问题，梳理卫星、光纤通信工作流程。 2.小组合作绘制同步卫星全球覆盖简图、光纤光路示意图。 科学态度与责任 1.了解我国北斗通信卫星、国产光纤技术成就，感受科技强国，增强民族自豪感。 2.明白通信技术便利生活，同时合理使用网络，不沉迷电子产品。 教学重点 1.同步通信卫星的作用与全球覆盖条件。 2.光纤通信利用光的全反射传递信息。 3.卫星通信与光纤通信优缺点对比。 教学难点 1.光的全反射简单原理理解。 2.区分两种通信方式适用场景。 学习评价设计 1.课前预习评价（20%）：自主导学单填空、标记疑点，组长检查打分。 2.合作探究评价（30%）：小组绘图完整性、讨论参与度、分工协作，组内互评+教师巡评。 3.展示释疑评价（30%）：上台讲解示意图、清晰说明原理、解答同学疑问，给予展示加分。 4.当堂检测评价（20%）：选择+简答，当堂批改，针对共性难点当堂补充点拨。 教学资源 多媒体课件、同步卫星工作动画、光纤全反射光路视频、北斗卫星图片、光纤实物、预习导学单、绘图卡纸、当堂检测卷、国际赛事卫星直播短视频。 教学过程设计 备注 （二次备课） 创设情景，导入新课 1.情景导入：播放冬奥会跨国直播、家里光纤上网两段视频。 2.提问：跨大洲直播信号怎么跨越大洋？家里高速网络靠什么传输？复习旧知：手机、电视依靠电磁波短距离通信，远距离跨海、跨大陆通信依靠什么？引出本节课两种远距离通信方式。 3.板书课题：21.3卫星通信和光纤通信 学习活动（1） 问题导学，自主预习（1） 学生自主阅读教材，完成导学问题： ①卫星通信使用什么电磁波？为什么选用微波？ ②什么是同步通信卫星？为什么叫“同步”？ ③几颗同步卫星可以实现全球通信？ ④卫星通信的优缺点分别是什么？ 自主标注不懂的知识点。 小组讨论，合作探究（1） 4人小组交流疑点，合作绘制简图：地面发射站→同步卫星→地面接收站。 1.讨论问题：微波沿直线传播，地面传输有遮挡，卫星如何解决？ 2.为什么至少3颗同步卫星才能覆盖全球？ 3.下雨天卫星电视信号变差是什么原因？ 小组展示，解难释疑（1） 两组上台展示示意图并讲解流程；教师播放卫星通信动画辅助理解。 1.教师点拨核心：同步卫星绕地球周期与地球自转周期相同，地面看静止不动； 2.微波直线传播，卫星高空中转，避开地形遮挡； 3.3颗均匀分布同步卫星，覆盖地球全部区域； 4.缺点：雨雪天气微波易被云层吸收，信号衰减。 学习活动（2） 问题导学，自主预习（2） 自主阅读课本，思考： ①光纤通信用什么载体传递信号？ ②光为什么不会穿出光纤管壁？ ③光纤由哪两部分组成？ ④光纤通信对比卫星通信有哪些优势？ 小组讨论，合作探究（2） 小组绘制光纤光路简图，区分内芯、外套；模拟光在管壁多次反射传播。 1.合作讨论：光纤为什么抗干扰、传输容量大？ 2.偏远农村优先铺光纤而不只用卫星网络的原因？ 小组展示，解难释疑（2） 小组展示光路图，讲解全反射现象；教师播放光纤传输动画。 难点点拨：光纤内层折射率大、外层小，光射到界面发生全反射，反复向前传播，几乎不损耗能量；激光频率高，携带信息量大，不受电磁干扰。 学习活动（3） 两种通信方式对比拓展 1.小组合作完成对比表格 项目 卫星通信 光纤通信 传输载体 |微波电磁波 激光（光信号） 优点 覆盖范围广，无地域限制，适合跨海、野外 |容量大、抗电磁干扰、损耗小、速度快 缺点 |受天气影响、信号延迟、成本高 需要铺设光缆，山区、海洋铺设难度大 2.生活应用区分：卫星直播、远洋通信；家庭宽带、城市主干网络。 点拨构建，评研提升 师生共同梳理知识框架： 1.远距离通信卫星通信：微波+同步卫星，3颗覆盖全球，无线远距离 2.光纤通信：激光+全反射，有线大容量高速传输 核心区分：无线微波VS有线激光 作业布置 1.基础作业：课后习题1-4；画出同步卫星通信、光纤光路简易图。 2.拓展实践：查阅北斗卫星通信相关资料，下节课分享我国卫星技术成就。 板书设计 21.3卫星通信和光纤通信 一、卫星通信 1.载体：微波电磁波 2.同步通信卫星：自转周期与地球相同，相对地面静止 3.全球通信：至少3颗同步卫星 4.流程：地面发射站→卫星中转→地面接收站 5.特点：覆盖广；受雨雪天气干扰 二、光纤通信 1.载体：激光 2.原理：光在光纤内壁发生全反射传播 3.结构：内芯+外套 4.特点：信息量大、抗干扰、损耗小、网速快 三、对比总结 卫星（无线、大范围）；光纤（有线、高速大容量） 教学反思与 后记 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $