邓光中
地区： 湖南省 - 怀化市 - 靖州县
学校：靖州苗族侗族自治县第二中学
共1课时
第4节越来越宽的信息之… 初中物理 人教2011课标版
1教学目标1、常识性了解：卫星通信、光纤通信、网络通信。2、了解光纤通信的原理和优点。3、了解网络通信的发展过程和优点，掌握发电子邮件的方法。 2新设计：施教之功，贵在引导，重在转化，妙在开窍。通过创设贴近学生生活实际的实例情境，逐步引发学生的兴趣，引导学生的思维方向，从而顺利实现课堂教学中的问题解决。通过师生共同交流来探讨现代信息的变化，用大量的多媒体图片、影视画面使学生掌握和了解卫星通信、光纤通信、网络通信的特点和粗略的原理。以丰富的实验器材及设备作为手段，不仅提高了学生的兴趣和拓宽了学生知识的广度，而且使教学过程从抽象到形象。 3学情分析：人类已进入信息时代，信息技术已经渗透到人类生产、生活的各个领域。新课程标准要求学生常识性地了解卫星通信、光纤通信、网络通信的优点、原理。通过学习使学生，了解科技为人类带来的便利，从而提高学生学习科学的兴趣，使学生养成关心科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观，培养振兴中华、用科学服务于人类的使命感和责任感。教学重点是以大量的图片、影视画面介绍该章节所讲的各种通信方式的优点、缺点和改进方法，结合学生日常生活接触到的信息加深对信息之路越来越宽的理解。 4重点难点：卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。 5教学过程 5.1第一学时教学活动 活动1【导入】引入新课
师：同学们，请大家谈谈古代人、近代人、现代人用什么传递信息。他们传递信息的信息量有什么变化？
生甲：古代人用语言（大声喊）传递信息。
生乙：古代人用手势、消息树、烽火台传递信息。传递的信息比甲说的快、范围大。
生丙：古代人用文字写成书传递信息，传递的信息量比上面两种情况范围大。
生丁：发明了电以后，近代人用收音机、黑白电影、电话、电报传递信息。
生：现代人用彩色电影、立体电影、手提电话、彩色电视、音响、DVD、电脑等传递信息。
师：刚才同学们说的很好，通过大家的讨论，我们可以得出什么结论？
生：学生讨论后总结：
随着时代的发展、科技的进步，人类获取的信息量越来越大，越来越多，越来越快。
师：总结得很好，这就说明信息之路越来越宽，越来越快，今天我们就来学习第九章的第四节──越来越宽的信息之路。
活动2【导入】自学讨论
1、信息理论表明，作为载体的电磁波，__________越高，相同时间内可以传输的信息就越多。
2、微博的波长在__________之间，频率在__________之间，微波大致沿__________传播，不能沿地球表面绕射。
3、卫星通信实质上是利用__________卫星作为微波通信中继站的一种通信方式。在地球周围均匀地配置__________颗同步同步通信卫星就可以实现全球通信。
4、光纤通信是利用__________作为信息载体来传递信息的一种通信方式。光纤通信的特点是信息传递量__________，抗干扰能力__________、保密性好。
5、网络通信是通过计算机来完成的，两台计算机的服务器之间通过导线、__________、__________等载体传递信息。目前，世界上最大的计算机网络是__________。
活动3【活动】交流展示
师：现在我们来看一看下面的视频图像。（多媒体播放0．5min故事，再播放0．5min相同内容的电影）
请同学们回答上面听到和看到的0．5min的故事，哪个给你的信息量大？
生：看到的故事。
师：知道它们是用什么作为载体吗？（微波）
师：回答很好。为什么要用微波做载体？
因为微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传递的信息越多。
板书：信息理论表明：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内输送信息量就越大。
师：请同学们看教材P89~90并分小组讨论回答下列两个问题：
（1）微波的波长、频率在什么范围？
（2）微波通信有什么优点？有什么缺点？为什么？
（答案）波长在10m~1mm之间，频率在30兆赫兹~3×105兆赫兹之间。
优点：一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。
缺点：是每隔50km要设一个微波中继站。
师：为什么需要建立微波中继站，它起到什么作用?请同学们看课本图9．4－1，它生动形象地说明了中继站的作用。（因为微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。）
师：能在月球上建中继站吗？请同学们讨论并算算微波从地球传到月球后再传回地球需要多少时间。（现在知道地球与月球之间的距离是3.8×105km，微波在真空中传播速度为3.0×105km/s）（需要2．5s。不能，因为太远了。时间延迟，信号衰减。）
师：对，这就是微波通信的缺点。不过人类现在发射了卫星，用同步卫星做微波通信的中继站，解决了微波通信的缺陷。
师：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成，通信卫星就像一个无人值班的空中微波中继站，它从一个地面站接收发射来的电信号，经过放大变频后，再发送回另一个或几个地面站。
播放有关通信卫星的资料片。
师讲解:随着卫星技术的发展，长距离通信变得越来越快捷和廉价。通信卫星类似于移动电话的接收器和发射器，绕地球运动的卫星接受无线电波、电视和电话信号，然后把他们传输到世界各地。从地球上发送到卫星的无线电波，由卫星传输给地球上的其他接受站。大多数卫星在向地球发送信号前先要增强信号的强度。通信卫星能够同时传播几种信号。
师：通信卫星是绕地球飞行的遥控飞船。由于电磁波是沿直线传播的，他们不能沿着地球弯曲的表面直接到达另一地点。卫星接收来自地球的信号，然后把这些信号传送到电磁波无法到达的地方。
演示实验:把窗帘拉上，老师拿着一只打开的手电筒，光线四射，照亮整个房间。
师：人类自从用了电磁波这一宇宙中最快的速度进行通信以后，不断地向前发展。现代信息社会中，我们需要交流越来越多的信息；这就需要把这一信息之路修得越来越宽。我们知道，光也是一种电磁波，而且它们的频率很高，频率间隔很宽。如果用光来通信，其容量要高出短波、微波百万倍、千万倍。但如何实现这一目的呢？普通的光源夹杂了许多不同波长（频率）的光，方向性差。如果用它作载波，就像收音机同时接收到了许多频率的节目一样，各种声音重叠在一起，让人无法分辨清楚。直到1960年美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生单一频率，方向高度集中的光束激光，才使光作为载波得以实现。
演示实验:老师将激光笔打开，一束细细的亮亮的光射出。
师问：这是什么光？
生答：激光。
师：对，就是它解决了普通光线难携带信息的缺陷，通信所用的激光特殊通道叫光导纤维，它实现了光的通信。
演示实验:教师演示光沿水传播。（课本上的演示实验）
师：光不但能够沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播。也能沿着玻璃丝传播。不管玻璃丝怎样弯曲，从它一端射入的光都会顺着它传播，再从另一端射出。在节日看演出时，一些观众拿着的灯具就是光纤。
演示实验:教师展现光纤灯具，并演示光的全反射实验。
师：为了减少传输损耗，我们现在用高纯度的石英玻璃制成光导纤维，来传递光信号。光纤也可以像电缆一样做成多芯的光缆。
光纤通信与有线电通信相似，拿电话来说，在发送端，说话的声音通过电话机变成强弱变化的电信号，电信号进入激光发射机，经能量转换后，辐射出相应的强弱变化的光信号；光信号沿着光导纤维传输到光接收机，把光信号再转化成相应的电信号，受话机又把电信号复原成声音，我们就可以听到对方讲话了。
师：你知道光纤通讯有那些优点吗？（光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信的通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。)
师：计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。你已经通过连接各城市的公路网和高速公路网进行旅游。计算机网络是用电缆或电话线、光缆、微波连接起来的一组计算机。计算机允许不同地方的人共同享受信息和软件。请同学们说说你知道的计算机能够做的事情。
师：同学们说得很好，电子计算机的发明和应用给人们的工作、学习、生活带来了巨大的变化。
通过一台联网的电脑，只要轻轻点击鼠标，就可以做到“秀才不出门，便知天下事”。
师问：大家会发电子邮件吗？请一位同学发一封邮件给我好吗？(发邮件并解释邮件地址的名称和表示方法。)
师：同学们知道因特网是怎样建立起来的吗？
学生讨论后，老师小结。（如果有学生知道，最好由学生来谈）
活动4【练习】课堂练习
1、微波的波长在_____________之间，频率在___________之间，所以微波的频率高。当它作为载体时，在相同时间内可以传输的信息就越多。
2、通信卫星大多是相对于地球“静止”的_____________，从地面上看，它好像悬挂在空中______________。在地球周围均匀地配置_______颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面。通过卫星电视，一个地方的突发事件，全世界几乎可以__________看到现场的画面。
3、世界各地的计算机网络通过交换机和服务器互相联结，就成为世界上最大的计算机网络，称为__________。计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。计算机之间的联结，可以使用_________________________________等各种通信手段。目前使用最频繁的网络通信形式有__________等。
4、电子邮箱heqing1020@server.com.cn是属于一个自称_____________的人的，该邮箱的服务器名叫_____________，其中“cn”表示_____________。
5、下列说法正确的是（ ）
A、无线电波的波长越短，相同时间内传输的信息就越多
B、无线电波的波长越长，相同时间内传输的信息就越多
C、无线电波的频率越低，相同时间内传输的信息就越多
D、无线电波的速度越快，相同时间内传输的信息就越多
6、在中国移动通信大楼的顶部常可见到一些锅形天线。关于这种天线的作用，以下说法中正确的是（ ）
A、这是做广告用的模型
B、天线凹面斜向上方是用来接收卫星信号的
C、天线凹面朝水平方向是用来接收卫星信号的
D、无论天线朝什么方向均能接收卫星信号
7、 “神舟”十号飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘 “远望”号远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收一种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（ ）
A、红外线 B、γ射线 C、微波 D、超声波
8、下列说法不正确的是（ ）
A、微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站
B、我们可以把月亮作为一个微波中继站
C、卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信
D、光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
活动5【导入】作业
课外：课外收集自己感兴趣的相关内容。
课堂：总结本节的主要知识内容。
第4节越来越宽的信息之路
课时设计 课堂实录
第4节越来越宽的信息之路
1第一学时 教学活动 活动1【导入】引入新课
师：同学们，请大家谈谈古代人、近代人、现代人用什么传递信息。他们传递信息的信息量有什么变化？
生甲：古代人用语言（大声喊）传递信息。
生乙：古代人用手势、消息树、烽火台传递信息。传递的信息比甲说的快、范围大。
生丙：古代人用文字写成书传递信息，传递的信息量比上面两种情况范围大。
生丁：发明了电以后，近代人用收音机、黑白电影、电话、电报传递信息。
生：现代人用彩色电影、立体电影、手提电话、彩色电视、音响、DVD、电脑等传递信息。
师：刚才同学们说的很好，通过大家的讨论，我们可以得出什么结论？
生：学生讨论后总结：
随着时代的发展、科技的进步，人类获取的信息量越来越大，越来越多，越来越快。
师：总结得很好，这就说明信息之路越来越宽，越来越快，今天我们就来学习第九章的第四节──越来越宽的信息之路。
活动2【导入】自学讨论
1、信息理论表明，作为载体的电磁波，__________越高，相同时间内可以传输的信息就越多。
2、微博的波长在__________之间，频率在__________之间，微波大致沿__________传播，不能沿地球表面绕射。
3、卫星通信实质上是利用__________卫星作为微波通信中继站的一种通信方式。在地球周围均匀地配置__________颗同步同步通信卫星就可以实现全球通信。
4、光纤通信是利用__________作为信息载体来传递信息的一种通信方式。光纤通信的特点是信息传递量__________，抗干扰能力__________、保密性好。
5、网络通信是通过计算机来完成的，两台计算机的服务器之间通过导线、__________、__________等载体传递信息。目前，世界上最大的计算机网络是__________。
活动3【活动】交流展示
师：现在我们来看一看下面的视频图像。（多媒体播放0．5min故事，再播放0．5min相同内容的电影）
请同学们回答上面听到和看到的0．5min的故事，哪个给你的信息量大？
生：看到的故事。
师：知道它们是用什么作为载体吗？（微波）
师：回答很好。为什么要用微波做载体？
因为微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内传递的信息越多。
板书：信息理论表明：作为载体的无线电波，频率越高，相同时间内输送信息量就越大。
师：请同学们看教材P89~90并分小组讨论回答下列两个问题：
（1）微波的波长、频率在什么范围？
（2）微波通信有什么优点？有什么缺点？为什么？
（答案）波长在10m~1mm之间，频率在30兆赫兹~3×105兆赫兹之间。
优点：一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。
缺点：是每隔50km要设一个微波中继站。
师：为什么需要建立微波中继站，它起到什么作用?请同学们看课本图9．4－1，它生动形象地说明了中继站的作用。（因为微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。）
师：能在月球上建中继站吗？请同学们讨论并算算微波从地球传到月球后再传回地球需要多少时间。（现在知道地球与月球之间的距离是3.8×105km，微波在真空中传播速度为3.0×105km/s）（需要2．5s。不能，因为太远了。时间延迟，信号衰减。）
师：对，这就是微波通信的缺点。不过人类现在发射了卫星，用同步卫星做微波通信的中继站，解决了微波通信的缺陷。
师：卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成，通信卫星就像一个无人值班的空中微波中继站，它从一个地面站接收发射来的电信号，经过放大变频后，再发送回另一个或几个地面站。
播放有关通信卫星的资料片。
师讲解:随着卫星技术的发展，长距离通信变得越来越快捷和廉价。通信卫星类似于移动电话的接收器和发射器，绕地球运动的卫星接受无线电波、电视和电话信号，然后把他们传输到世界各地。从地球上发送到卫星的无线电波，由卫星传输给地球上的其他接受站。大多数卫星在向地球发送信号前先要增强信号的强度。通信卫星能够同时传播几种信号。
师：通信卫星是绕地球飞行的遥控飞船。由于电磁波是沿直线传播的，他们不能沿着地球弯曲的表面直接到达另一地点。卫星接收来自地球的信号，然后把这些信号传送到电磁波无法到达的地方。
演示实验:把窗帘拉上，老师拿着一只打开的手电筒，光线四射，照亮整个房间。
师：人类自从用了电磁波这一宇宙中最快的速度进行通信以后，不断地向前发展。现代信息社会中，我们需要交流越来越多的信息；这就需要把这一信息之路修得越来越宽。我们知道，光也是一种电磁波，而且它们的频率很高，频率间隔很宽。如果用光来通信，其容量要高出短波、微波百万倍、千万倍。但如何实现这一目的呢？普通的光源夹杂了许多不同波长（频率）的光，方向性差。如果用它作载波，就像收音机同时接收到了许多频率的节目一样，各种声音重叠在一起，让人无法分辨清楚。直到1960年美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生单一频率，方向高度集中的光束激光，才使光作为载波得以实现。
演示实验:老师将激光笔打开，一束细细的亮亮的光射出。
师问：这是什么光？
生答：激光。
师：对，就是它解决了普通光线难携带信息的缺陷，通信所用的激光特殊通道叫光导纤维，它实现了光的通信。
演示实验:教师演示光沿水传播。（课本上的演示实验）
师：光不但能够沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播。也能沿着玻璃丝传播。不管玻璃丝怎样弯曲，从它一端射入的光都会顺着它传播，再从另一端射出。在节日看演出时，一些观众拿着的灯具就是光纤。
演示实验:教师展现光纤灯具，并演示光的全反射实验。
师：为了减少传输损耗，我们现在用高纯度的石英玻璃制成光导纤维，来传递光信号。光纤也可以像电缆一样做成多芯的光缆。
光纤通信与有线电通信相似，拿电话来说，在发送端，说话的声音通过电话机变成强弱变化的电信号，电信号进入激光发射机，经能量转换后，辐射出相应的强弱变化的光信号；光信号沿着光导纤维传输到光接收机，把光信号再转化成相应的电信号，受话机又把电信号复原成声音，我们就可以听到对方讲话了。
师：你知道光纤通讯有那些优点吗？（光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信的通信容量极大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。)
师：计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。你已经通过连接各城市的公路网和高速公路网进行旅游。计算机网络是用电缆或电话线、光缆、微波连接起来的一组计算机。计算机允许不同地方的人共同享受信息和软件。请同学们说说你知道的计算机能够做的事情。
师：同学们说得很好，电子计算机的发明和应用给人们的工作、学习、生活带来了巨大的变化。
通过一台联网的电脑，只要轻轻点击鼠标，就可以做到“秀才不出门，便知天下事”。
师问：大家会发电子邮件吗？请一位同学发一封邮件给我好吗？(发邮件并解释邮件地址的名称和表示方法。)
师：同学们知道因特网是怎样建立起来的吗？
学生讨论后，老师小结。（如果有学生知道，最好由学生来谈）
活动4【练习】课堂练习
1、微波的波长在_____________之间，频率在___________之间，所以微波的频率高。当它作为载体时，在相同时间内可以传输的信息就越多。
2、通信卫星大多是相对于地球“静止”的_____________，从地面上看，它好像悬挂在空中______________。在地球周围均匀地配置_______颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面。通过卫星电视，一个地方的突发事件，全世界几乎可以__________看到现场的画面。
3、世界各地的计算机网络通过交换机和服务器互相联结，就成为世界上最大的计算机网络，称为__________。计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。计算机之间的联结，可以使用_________________________________等各种通信手段。目前使用最频繁的网络通信形式有__________等。
4、电子邮箱heqing1020@server.com.cn是属于一个自称_____________的人的，该邮箱的服务器名叫_____________，其中“cn”表示_____________。
5、下列说法正确的是（ ）
A、无线电波的波长越短，相同时间内传输的信息就越多
B、无线电波的波长越长，相同时间内传输的信息就越多
C、无线电波的频率越低，相同时间内传输的信息就越多
D、无线电波的速度越快，相同时间内传输的信息就越多
6、在中国移动通信大楼的顶部常可见到一些锅形天线。关于这种天线的作用，以下说法中正确的是（ ）
A、这是做广告用的模型
B、天线凹面斜向上方是用来接收卫星信号的
C、天线凹面朝水平方向是用来接收卫星信号的
D、无论天线朝什么方向均能接收卫星信号
7、 “神舟”十号飞船飞行过程中，由多个地面测控站和四艘 “远望”号远洋航天测量船组成了测控网，通过发射和接收一种波，对飞船进行跟踪、测量与控制。这种波是（ ）
A、红外线 B、γ射线 C、微波 D、超声波
8、下列说法不正确的是（ ）
A、微波大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，因此需要建立微波中继站
B、我们可以把月亮作为一个微波中继站
C、卫星通信只需要3颗同步卫星就可以实现全球通信
D、光纤通信是靠激光在光缆中传播进行信息传递的
活动5【导入】作业
课外：课外收集自己感兴趣的相关内容。
课堂：总结本节的主要知识内容。
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