《越來越寬的信息之路》的優秀教案

　　課題

　　第九章：信息的傳遞 第四節：越來越寬的信息之路

　　學習

　　目標

　　知識目標：常識性了解衛星通信、光纖通信、網絡通信。

　　過程方法：通過了解衛星通信、光纖通信、網絡通信的知識，提高學生應用物理知識解決實際問題的能力。

　　情感目標：通過學習現代通信知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學生學習科學的興趣。

　　學習重點

　　了解現代通信知識

　　學習難點

　　了解現代通信知識

　　教學方式

　　講解法、討論法

　　課型

　　體驗、探究

　　教具與媒體

　　微機、光纖棒、視頻資源

　　教學程序

　　內容與教師活動

　　學生活動

　　設計依據

　　一、創設情境，引入新課(5min)

　　〖師〗上節課我們學習了無線電廣播和電視的工作過程，那么電視廣播和聲音廣播相比，在相同的時間內哪個傳輸的信息多？

　　大家請看屏幕（微機播放）。

　　電視傳播的信息比聲音廣播多，電視除能通過聲音得到信息，還可以看到它的周圍環境、色彩、天氣等等信息。信息理論表明，作為載體的無線電波頻率越高，擁有的范圍越寬泛，相同時間內傳輸的信息就越多。因此，幾十年來，無線電通信，電視廣播等所用的頻率越來越高，我們可以形象地說，信息之路越來越寬了。這就是我們今天所要討論的課題。(板書課題)

　　二、進入新課，科學探究

　　（一）微波通信(8min)

　　1、頻率寬泛，容量大

　　【問題】為什么要用微波通信呢？

　　大家閱讀課本，回答問題。

　　［學生］微波（microwave）的波長在10 m～1mm之間，頻率在30 MHz～3×105MHz之間，比中波和短波的頻率更高，它可以同時開通幾千、幾萬路電話，所以傳輸的信息更多。

　　2、直線傳播損失大，需要中繼

　　學生回答：電視

　　師生討論

　　學生回答

　　為信息化社會信息量大打下基礎

　　頻率寬泛是微波的主要特征

　　微波沿直線傳播不能繞射，因此衰減很快，要使它傳向遠方，必須建設中繼站，像接力賽那樣，一站一站地向外傳播。

　　舉例：移動、聯通通信網絡各自都有自己的中繼塔，就是想讓信號傳遞到人們活動的各個角落。

　　【問題】高山、大洋中無法建設中繼站，怎么辦呢？

　　需要在高處懸掛一個中繼站，這就要靠衛星來實現。

　　（二）衛星通信(8min)

　　1、【問題】衛星做中繼站隨便移動可以嗎？

　　衛星應該與地面保持固定對應，這樣的衛星叫做地球同步衛星。

　　（看屏幕，微機播放內容：人造衛星）

　　2、衛星通信系統由通信衛星、地面站和傳輸系統組成。

　　看書了解地面接收站的天線形狀和朝向。

　　3、全球通信只需要三顆

　　通信衛星就像一個無人值班的空中微波中繼站，它從一個地面站接收發射來的信號，經過放大變頻后，再發送回另一個或幾個地面站。

　　現在一個地方出現的突發事件，全世界的人們幾乎可以立刻看到現場的畫面，這就是通信衛星帶來的好處。

　　4、月亮能做中繼站通信嗎？

　　（三）光纖通信(10min)

　　〖師〗人類自從用了電磁波這一宇宙中最快的速度進行通信以后，不斷地向前發展。現代信息社會中，我們需要交流越來越多的信息，這就需要把這一信息之路修得越來越寬。我們已經知道，電磁波的傳播速度等于光速，實際上光也是一種電磁波，與微波相比，光的頻率更高，如果用光來通信，這條“高速公路”要比短波、微波的“公路”寬出百萬倍、千萬倍。這就是光纖通信，請看屏幕（播放光纖通信資料），通過討論說出你對光纖通信的了解。

　　1、所用的是激光：普通的光源夾雜許多不同波長（頻率）的光，方向性差，如果用它作載波，就像收音機同時接收到了許多頻率節目，聲音重疊在一起，讓人無法分辨清楚。

　　1960年美國科學家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，它能產生單一頻率、方向高度集中的光──激光（laser)，才使光作為載波得以實現，用光進行通信成為現實。

　　2、在光導纖維（optical fiber)里傳播：通信用的激光一般在特殊的管道里傳播，光從光導纖維的一端射入，在內壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠方。

　　3、【演示】光在光導纖維里傳播：把大塑料瓶用不透光的紙包上，瓶的側壁開個小孔，塑料瓶內盛滿水，水中有一個光源，觀察水流時的光隨著彎彎的水流照到地面，在地面產生一個光斑。

　　4、我國光纖通信的發展

　　請同學們閱讀STS“我國光纜通信的發展”。了解我們周圍哪些地方有重要的光纜標志，請同學們注意保護。

　　（四）網絡通信(6min)

　　〖師〗電子計算機的發明和應用給人們的工作、學習、生活帶來了巨大的變化。計算機與通信的結合將成為21世紀信息社會的基礎。全球信息網的建立，使人們通過一臺聯網的電腦，只要輕輕點擊鼠標，就可以做到“秀才不出門，便知天下事”。看屏幕（微機播放網絡通信）了解網絡通信。

　　1、世界上最大的計算機網絡叫做因特網（Internet），這樣就能做到資源共享。

　　2、在因特網上可以收發電子郵件（E-mail），還可以查閱資料，看新聞、購物、和朋友聊天、進行遠程教育、遠程醫療等等。

　　3、電子郵件的傳遞方式是

　　(五)閱讀材料：激光的應用(5min)

　　［師］激光除了在通信方面有著不小的用途，在其他方面也有廣闊的應用前景，請同學們閱讀科學世界“激光的應用”。

　　師生討論

　　學生回答

　　師生交流

　　學生舉例

　　學生回答：不能

　　師生交流

　　師生討論

　　學生觀察

　　學生看書閱讀

　　學生回答

　　學生回答

　　學生自學

　　利用學生身邊的現象服務于物理教學

　　仍需要利用學生身邊的現象

　　光也是一種微波，也可以用來通信，培養學生廣闊的思維方式

　　這是個近似光在光導纖維里傳播的實驗，需要教師詳解一下

　　學生知道得可能更多，讓他們多談看法也很好

　　小節

　　本節我們學習了微波通信、衛星通信、光纖通信和網絡通信的知識。

　　應用微波通信是因為它的頻率比較寬泛，容量大，但傳輸時的損耗也快，需要建立中繼站，而高山、大洋處中繼站的很困難，于是人們就想到了衛星通信，在太空設立三顆衛星就能實現全球通信；光也是一種電磁波，它也能通信，專門用于通信用的光是激光，我們需要它在專門的光導纖維里通行，它和損失小，保密性好，容量大，傳輸質量高，所以近年來的電話很少有占線現象，這都得益于光纖通信的發展；網絡通信集合了通信的多種功能，讓人們的生活更加豐富多彩了。

　　作業

　　略

　　教學流程

　　板書設計

　　第四節：越來越寬的信息之路

　　一、微波通信

　　1、容量大；2、需要中繼。

　　二、衛星通信

　　衛星是中繼。

　　三、光纖通信

　　1、所用的是激光；2、在光纖維里進行。

　　四、網絡通信

　　1、因特網；2、可以收發電子郵件；3、其他通信(聊天、游戲、遠程醫療等)

　　課后反思

　　這節課的容量大，名詞術語多，比較抽象，但所涉及的現象多與自己身邊的事例有關，所以多結合自己身邊的現象來分析，該課也是不能理解的。

　　1、利用手機講微波。將身邊用于微波通信用的高塔結合起來，學生就容易理解中繼的含義。

　　2、將各地常見到的地面衛星接收天線能收到電視節目與衛星通信聯系起來，學生也不能理解衛星通信。

　　3、光導纖維也可以與日常生活相結合，讓這些抽象、陌生的東西具體化，學生學起來就有興趣了。

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