資源簡介

第二十一章　信息的傳遞
第4節(jié) 越來越寬的信息之路
課題 21.3 越來越寬的信息之路
教學(xué)目標(biāo) 【知識與技能1.常識性了解微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。 2.通過教學(xué)使學(xué)生了解：為什么要用微波通信？如何實(shí)現(xiàn)微波通信？了解微波性質(zhì)接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射的特性，了解微波傳播過程中的一些缺點(diǎn)以及這些缺陷如何通過衛(wèi)星通信來彌補(bǔ)。 3.了解光纖通信的原理和優(yōu)點(diǎn)。 4.了解網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展過程和優(yōu)點(diǎn)，掌握發(fā)電子郵件的方法。 【過程與方法】通過師生共同交流來探討現(xiàn)代信息的變化，用大量多媒體圖片使學(xué)生了解微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的特點(diǎn)和粗略的原理?！厩楦小B(tài)度與價(jià)值觀】 通過學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識，了解科技給人類帶來的便利，提高學(xué)科學(xué)的興趣。
教學(xué)重點(diǎn) 微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)點(diǎn)和原理。
教學(xué)難點(diǎn) 了解現(xiàn)代通信知識。
器材 黑紙包住的塑料瓶、光源、水。
教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容 與 師 生 活 動 設(shè)計(jì)意圖
一、引入新課提出問題：自古至今，人們傳遞信息的方式有許多種，并在不斷地發(fā)展變化，影響著我們的生活。請同學(xué)們想一下，我們聽5分鐘故事和看5分鐘電影，哪個(gè)能獲得更大的信息量 請各學(xué)習(xí)小組自備一張紙，寫出你們所知道的信息傳遞方式，并從傳播速度和信息容量兩個(gè)方面分析對比一下，發(fā)生了什么樣的變化？學(xué)生活動：各學(xué)習(xí)小組在紙片上寫完后，用實(shí)物投影投放，并請?jiān)摻M學(xué)生發(fā)言。其他小組如有不同，再展示自己小組的紙片，并發(fā)言?？偨Y(jié)：人們獲取信息的途徑越來越多，信息傳遞速度越來越快，且信息量也越來越大。信息理論表明：作為載體的無線電波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息就越多。下面我們來學(xué)習(xí)幾種信息傳遞的方式。二、新課教學(xué)探究點(diǎn)一 微波通信活動：為什么要用微波通信？觀看視頻《什么是微波通信》并閱讀課本，討論、交流后并回答問題。學(xué)生討論、交流后回答：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，可以傳輸更多的信息?；顒?： 微波具有哪些性質(zhì)？大家閱讀課本，討論交、流后并回答問題。學(xué)生討論、交流后回答：微波的性質(zhì)更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地面繞射，因此需每隔50 km左右就建一個(gè)微波中繼站。微波中繼站可以把上一站傳來的微波信號經(jīng)過處理后，再發(fā)射到下一站，這就像接力賽跑一樣，一站傳一站，通過很多中繼站，可以把信息傳遞到遠(yuǎn)方。活動：能否用月亮——地球的衛(wèi)星作為中繼站，實(shí)現(xiàn)微波通信？大家討論。學(xué)生討論、交流后回答：能，但是用月亮作為中繼站不好。因?yàn)樵铝量梢苑瓷湮⒉ǎx我們太遠(yuǎn)了，信號衰減，時(shí)間延遲。況且只有當(dāng)兩個(gè)通信點(diǎn)同時(shí)見到月亮?xí)r，才能完成這兩點(diǎn)間的通信。所以用月亮作為中繼站，信號不好，還可能有時(shí)接收不到信號。探究點(diǎn)二 衛(wèi)星通信活動：那么人造衛(wèi)星做中繼站可以嗎？說出你了解的衛(wèi)星通信的知識。觀看視頻《衛(wèi)星通信》，讓同學(xué)們討論、交流說出自己的見解。教師歸納總結(jié)：衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)組成。在地球的周圍均勻地配置三顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。通信衛(wèi)星就像一個(gè)無人值班的空中微波中繼站，它從一個(gè)地面站接收發(fā)射來的信號，經(jīng)過放大變頻后，再發(fā)送回另一個(gè)或幾個(gè)地面站。現(xiàn)在一個(gè)地方出現(xiàn)的突發(fā)事件，全世界的人們幾乎可以立刻看到現(xiàn)場的畫面，這就是通信衛(wèi)星帶來的好處。探究點(diǎn)三 光纖通信實(shí)驗(yàn)：把大塑料瓶用不透光的紙包上，瓶的側(cè)壁開個(gè)小孔，塑料瓶內(nèi)盛滿水，水中有一個(gè)光源，觀察水流時(shí)的光。同學(xué)們交流討論后回答：看到水從小孔流出時(shí)，光隨著彎彎的水流照到地面，在地面產(chǎn)生一個(gè)光斑。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明光可以沿彎彎的水流傳播也可以沿玻璃絲傳播，不管玻璃絲怎樣彎曲都可以傳播?；顒樱喝祟愖詮挠昧穗姶挪ㄟ@一宇宙中最快的速度進(jìn)行通信以后，不斷地向前發(fā)展。現(xiàn)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(jīng)知道，電磁波的傳播速度等于光速。實(shí)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。但如何實(shí)現(xiàn)這一目的呢？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。同學(xué)們交流討論后回答：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(jī)同時(shí)接收到了許多頻率節(jié)目，聲音重疊在一起，讓人無法分辨清楚。（2）1960年美國科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器，它能產(chǎn)生單一頻率、方向高度集中的光——激光，才使光作為載波得以實(shí)現(xiàn)，用光進(jìn)行通信成為現(xiàn)實(shí)。通信用的激光一般在特殊的管道——光導(dǎo)纖維里傳播。（4）光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)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(yuǎn)方。（5）光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲，是用高純度的石英玻璃拉制成的。（6）光纜是數(shù)條光纖敷上保護(hù)層，制成多芯光纜?；顒樱汗庠诠鈱?dǎo)纖維中傳輸損耗小，可長距離傳輸。光纖通信，通信容量大，通信質(zhì)量高，保密性好。光能沿彎曲的玻璃絲傳播，觀察演示，看到了什么？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么。探究點(diǎn)四 網(wǎng)絡(luò)通信 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用給人們的工作、學(xué)習(xí)、生活帶來了巨大的變化。計(jì)算機(jī)與通信的結(jié)合將成為21世紀(jì)信息社會的基礎(chǔ)。全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就可以做到“秀才不出門，便知天下事”。看屏幕（微機(jī)播放網(wǎng)絡(luò)通信）了解網(wǎng)絡(luò)通信。交流討論你知道了哪些新的知識。同學(xué)們交流討論后說:世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)叫做因特網(wǎng)，這樣就能做到資源共享。在因特網(wǎng)上可以收發(fā)電子郵件（E-mail），還可以查閱資料，看新聞、購物、和朋友聊天、進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等。活動：網(wǎng)絡(luò)通信在傳播信息中越來越快捷方便。請同學(xué)們閱讀科學(xué)世界“激光的應(yīng)用”。 創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲帶著問題自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，總結(jié)能力。　　利用類比的方法形象地理解廣播信號的發(fā)射和接收。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，合作學(xué)習(xí)的能力。
課堂小結(jié) 回顧本節(jié)知識點(diǎn):1.現(xiàn)代信息傳遞方式有哪些 2.微波通信有哪些優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)缺點(diǎn)如何來彌補(bǔ) 3.光纖通信有哪些優(yōu)點(diǎn) 4.網(wǎng)絡(luò)通信有哪些優(yōu)點(diǎn) 5.如何發(fā)電子郵件
板書設(shè)計(jì) 21.4 越來越寬的信息之路　　一、微波通信　　二、衛(wèi)星通信光纖通信網(wǎng)絡(luò)通信
課堂訓(xùn)練 1．生活中我們看的光纖電視，信號強(qiáng)，畫面清晰，音質(zhì)好。那么光纖的主要作用是（　B?。〢．輸電 B．通訊 C．導(dǎo)熱 D．照明2.北斗導(dǎo)航衛(wèi)星與地球之間的通信是利用（B　?。〢．空氣 B．電磁波 C．次聲波 D．超聲波3.京東在一些城市用無人駕駛車取代了人力配送商品，無人車在送貨過程中，由北斗導(dǎo)航+5G技術(shù)+傳感器進(jìn)行360度環(huán)境監(jiān)測，自動規(guī)避道路障礙與往來車輛行人，能識別紅綠燈信號并做出反應(yīng)如圖所示，下列說法中正確的是（　D?。〢．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航是通過光纖傳遞信息B．5G技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，它們是靠超聲波來實(shí)現(xiàn)的C．無人機(jī)內(nèi)部的核心“芯片”是用超導(dǎo)體材料制作的D．其北斗導(dǎo)航+5G技術(shù)+傳感器與服務(wù)器聯(lián)系靠的是電磁波5G是第五代移動通信技術(shù)的簡稱，5G是利用電磁波傳遞信息的。據(jù)專家預(yù)計(jì)到2030年5G網(wǎng)絡(luò)將完全開發(fā)和建立，將和光纖一道成為信息社會最重要的基礎(chǔ)設(shè)造，其中光纖通信是利用光在光導(dǎo)纖維中多次反射將信息傳到遠(yuǎn)方。 下列說法中不正確的是（　B　） A．微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，因此需要建立微波中繼站 B．我們可以把月亮作為一個(gè)微波中繼站 C．衛(wèi)星通信只需要3顆同步衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信 D．光纖通信是靠激光在光纜中傳播進(jìn)行信息傳遞的
作業(yè)布置 完成本節(jié)課的對應(yīng)練習(xí)．課本后163頁 “動手動腦學(xué)物理”。

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