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2019-2020年九年級(jí)物理下學(xué)期現(xiàn)代通信 走進(jìn)信息時(shí)代 一、設(shè)計(jì)思路 本節(jié)主要是介紹現(xiàn)代通信方式，通過(guò)學(xué)生感受身邊的通信方式，主要從各種通信方式的特點(diǎn)比較其優(yōu)劣處，通過(guò)對(duì)比的方法去理解。尤其是關(guān)于光纖通信，應(yīng)讓學(xué)生結(jié)合激光玩具筆傳輸光的特點(diǎn)來(lái)體現(xiàn)光纖通信的特點(diǎn)。同時(shí)還應(yīng)注意結(jié)合“相對(duì)靜止”的概念去理解對(duì)同步衛(wèi)星（通信衛(wèi)星）的要求（包括軌道位置，運(yùn)動(dòng)周期等） 學(xué)生課前可準(zhǔn)備透明玻璃絲（或尼龍絲）激光電棒（或 玩具激光手電筒），提示當(dāng)光從尼龍絲一端射入（如圖1A處）時(shí)，會(huì)從哪個(gè)部位看到亮光，即激光射出。 圖1 也可讓學(xué)生深入醫(yī)院了解胃鏡檢查時(shí)所用的光導(dǎo)纖維作用。 教師引導(dǎo)注重于電磁波的知識(shí)以及光的傳播方式。初步介紹用于通信電磁波――微波的范圍和特征，幫助學(xué)生理解移動(dòng)通信或衛(wèi)星通信必須要有地面基站。對(duì)于光在光纖中全反射的現(xiàn)象（不講全反射的原理）可采用實(shí)驗(yàn)方法演示全反射的光路，幫助學(xué)生體驗(yàn)光在透明介質(zhì)內(nèi)傳輸時(shí)為什么不會(huì)從介質(zhì)的界面上射出。在授課同時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)電磁波、光波都是一種傳輸能量和信息的工具，必須加載信號(hào)才有意義。 對(duì)互聯(lián)網(wǎng)主要讓學(xué)生從感受中體驗(yàn)其獲得信息的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解紹運(yùn)程教育，遠(yuǎn)程錄取，網(wǎng)上閱卷等最新用途，拓展學(xué)生的眼界，使學(xué)生從情感上體會(huì)現(xiàn)代通信對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用，立志于學(xué)好物理，掌握現(xiàn)代技術(shù)。 二. 教學(xué)目標(biāo) 1、 知識(shí)與技能 (1) 知道衛(wèi)星通信是通過(guò)微波來(lái)傳遞信息的 (2) 知道光纖通信是通過(guò)光的反射來(lái)傳遞信息的；知道光導(dǎo)纖維是現(xiàn)代通信的主要傳輸工具。 (3) 了解衛(wèi)星通信的大致過(guò)程，知道同步衛(wèi)星的作用。 (4) 知道互聯(lián)網(wǎng)的用途，感受互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)全球性的、最豐富的信息資源。 2、 過(guò)程與方法 （1） 通過(guò)演示全反射，理解光纖內(nèi)光的傳播路徑。 （2） 結(jié)合地理知識(shí)，理解同步衛(wèi)星軌道。 3、 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）回顧我國(guó)人造衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展史，樹(shù)立榮譽(yù)感。 （2）對(duì)比現(xiàn)代信息傳播特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)習(xí)高科技的積極性。 三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：1.　現(xiàn)代通信方式的各種用途和特點(diǎn) 　　　2．光纜與電纜的優(yōu)劣對(duì)比 難點(diǎn)：1.　光纜中光傳輸?shù)墓饴? 　　　2．通信衛(wèi)星的要求 四、教學(xué)資源 1．自備：玩具激光電筒 2．教師演示：激光筆、尼龍絲、水槽。 五、教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)階段與時(shí)間分　配 教師主導(dǎo) 學(xué)生主體 點(diǎn)評(píng) 引入課題 5分 師：電磁波是一種快捷、方便、不含限制的傳輸工具，光也是電磁波的一種，當(dāng)它們加載信號(hào)后，就成為有意義的信息了。這就是現(xiàn)代通信所運(yùn)用的主要原理。 師：請(qǐng)學(xué)生結(jié)合生活中的感受，談?wù)剬?duì)現(xiàn)代通信的認(rèn)識(shí)。 生：1.收看電視　2.手機(jī)使用 3.因特網(wǎng)　 4.衛(wèi)星轉(zhuǎn)播 5.光纜通信 探究光 的全反 射現(xiàn)象 10分 　師：出示水槽實(shí)驗(yàn)器材，如圖2所示：槽底有一激光燈，提示學(xué)生注意觀察光線射入角 度變化時(shí)，光路情況。 　 圖2 師：讓光線與水面的角度慢慢變?。慈肷浣侵饾u增大）時(shí)，你看到了什么？ 　師：很好，光從水下射出水上時(shí)，滿(mǎn)足折射規(guī)律，當(dāng)入射角大到一定程度光在原介質(zhì)內(nèi)按反射規(guī)律傳播。 　師：大家用玩具激光電筒點(diǎn)亮后，你會(huì)看到什么地方發(fā)光？ 　師：你看到整根玻璃絲發(fā)亮嗎？ 　師：這現(xiàn)象說(shuō)明什么？與剛才老師水槽演示初級(jí)的原理有什么關(guān)系？ 　師：回答很好。 請(qǐng)看圖3中光路情況。 　當(dāng)光由A處射入，最后由B處射出，人眼只有接受光時(shí)才會(huì)感覺(jué)亮。 生1.看到射出水面的角度也慢慢變大。 　2.射出水面的角度比水中角度大。 　3.當(dāng)水中入射角大到一定程度時(shí)，水面外看不到出射光線而返回水下。　　　　 生：在玻璃絲的頂點(diǎn) 生：沒(méi)有 生：我認(rèn)為光在玻璃絲界面上入射角太大而在玻璃絲內(nèi)反射而沒(méi)有射出玻璃絲，所以只在頂端看到亮光。 為了說(shuō)明光纖中的光路演示全反射現(xiàn)象，但不解釋原理 （如學(xué)生自備不足，可由老師演示尼龍絲傳輸光的實(shí)驗(yàn)） 現(xiàn)代通信主要方式 6分 　師：光波也是電磁波，也能傳輸信息，現(xiàn)代通信根據(jù)其方式可分為衛(wèi)星通信，光纖通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，剛才同學(xué)們舉例的通信方式各屬于什么通信？ 　師：電磁波頻率越高，能量越集中，傳播信息能力越強(qiáng)。 　師：微波是當(dāng)前電磁波主要使用的頻段，查閱書(shū)回答微波的頻率范圍。 　生：1.手機(jī)――電磁波通信 2.衛(wèi)星轉(zhuǎn)播――衛(wèi)星通信 3.電視――電磁波通信 4.因特網(wǎng)――有線和無(wú)線 5.光纜――光纖通信 　生：30MHz－3105MHz 　師：微波傳輸定向性強(qiáng)，是直線傳播途經(jīng)，因此實(shí)現(xiàn)全球傳送必需要有地面基站和通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)。 　師：通信衛(wèi)星的作用是什么？ 　師：考慮一下，通信衛(wèi)星應(yīng)滿(mǎn)足什么條件才能完成接收和發(fā)送電磁波的任務(wù)？ 師：怎樣才能保持相對(duì)靜止？ 師：同學(xué)們講得很好，為了達(dá)到全球同步轉(zhuǎn)播電磁波覆蓋面必須能達(dá)到地球所有表面，因此必需有三顆互成120的通信衛(wèi)星，如圖4所示： 　生：通信衛(wèi)得作用是接收和發(fā)送電磁波。 生：應(yīng)與地球保持相對(duì)靜止。 　 生：1.　周期24h 　 　2.　赤道正上方。 以問(wèn)答形式傳授知識(shí)超前部分的內(nèi)容 光纖通信的優(yōu)缺點(diǎn) 6分 師：盡管光波也是電磁波，根據(jù)學(xué)過(guò)知識(shí)，光波與微波頻率上有什么區(qū)別？ 師：你們認(rèn)為光波作為傳送工具有什么好處嗎？ 師：你們的感覺(jué)大部分是正確的，但要注意電磁波在空中速度為3108m/s,而光在光纖中速度要小于3108m/s,因此，輸送速度快不是其優(yōu)點(diǎn)。另外，光波不會(huì)受到空間電磁波的干擾，這也是其優(yōu)點(diǎn)。 　生：光波頻率更高。 　生：1.能量更集中，損失少； 2.傳輸信息量更大； 3.傳送速度更快； 4.光纜不是金屬，抗腐蝕。 啟發(fā)學(xué)生用對(duì)比方式，舉一反三 師：電腦已深入廣泛地出現(xiàn)在我們生活中，各行各業(yè)都已離不開(kāi)電腦，學(xué)生們討論一下，電腦用途。（學(xué)生討論） 師：因特網(wǎng)是信息高速公路，充分應(yīng)用因特網(wǎng)資源，發(fā)揮其功能而不要迷戀玩游戲和上網(wǎng)聊天。 生：1.查閱資料； 2.玩游戲； 3.發(fā)電子郵件； 4.網(wǎng)上大學(xué)； 5.遠(yuǎn)程錄??； 6.上網(wǎng)聊天。 正面引導(dǎo)學(xué)生正確對(duì)待電腦功能 小結(jié) 5分 　師：通過(guò)今天的學(xué)習(xí)探究，你們知道了哪些有關(guān)現(xiàn)代通信的知識(shí)。 　生：1.現(xiàn)代通信方式種類(lèi)； 2.通信衛(wèi)星的特點(diǎn)； 3.光纖中光傳播途徑； 4.各種通信方式的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)。 ［保留板書(shū)］ 一、現(xiàn)代通信方式： 1. 衛(wèi)星通信――微波 2. 光纖通信――激光 3. 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 　二、通信衛(wèi)星軌道要求： 1. 在赤道的正上方 2. 供地球轉(zhuǎn)動(dòng)周期是24h 3. 要實(shí)現(xiàn)全球同步轉(zhuǎn)播需要三顆互成120的通信衛(wèi)星 　三、光纖通信： 1．原理：光的反射 2．優(yōu)點(diǎn)：容量極大、能耗極少、抗腐蝕、抗干擾、通信質(zhì)量高 　四、因特網(wǎng)用途：信息資源全球共享、發(fā)送電子郵件、遠(yuǎn)程教育、大型電子會(huì)議、遠(yuǎn)程錄取 ［教學(xué)評(píng)價(jià)］ 　　本節(jié)主要特點(diǎn)有： 　1．從感受中體現(xiàn)現(xiàn)代通信方式及其特征。 　2．通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，克服知識(shí)上的障礙和超前，使學(xué)生理解光纖通信的基本原理。 　3．重視學(xué)生參與（實(shí)驗(yàn)、交流、總結(jié)），對(duì)現(xiàn)代通信有了初步認(rèn)識(shí)，并通過(guò)對(duì)比知道各種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)也活躍了課堂氣氛，突出人性化教育和正面引導(dǎo)。 　4．結(jié)合電腦構(gòu)圖，將抽象思維變?yōu)樾蜗笏季S。 　5．反饋以知識(shí)點(diǎn)小結(jié)形式，強(qiáng)化了記憶。 ［教學(xué)資源］ cbe21/subject/physiscs/html news.sina.cn/w/ digitalearth.net.cn/debooks/de100 info.broadcast.he360/html