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2019-2020年九年級物理全冊 19.3 踏上信息高速公路教學設(shè)計 （新版）滬科版 【教學目標】 1、知識與技能 (1) 了解光纖通信的原理和優(yōu)點; (2) 能說出 衛(wèi)星通信、光纖通信、 移動通信的基本內(nèi)容； (3) 了解互聯(lián)網(wǎng)。 2、過程與方法 通過師生共同交流來探討信息高速公路。 3、情感態(tài)度和價值觀 深入體會物理學與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)學生觀察生活、思考生活的興趣。 【教學重點】 衛(wèi)星通信、光纖通信、移動通信的優(yōu)點和原理 【教學難點】 信息高速公路由光纖鋪就的，光是頻率較高的電磁波。光纖傳輸信息容量大 【教學方法】 師生共同探討法 【課前準備】 師生共同探討法 【課時安排】 1課時 【教學過程】 一、 導入新課 你知道什么是信息高速公路嗎？ 信息高速公路是指可以交流各種信息的大容量、高速度的通信網(wǎng)絡。 例如：電話、電視，廣播等的信號以及數(shù)據(jù)文件都可以在光纖構(gòu)成的“信息高速公路”上傳播，并且互不干擾。 光纖 二、講授新課 （一）、光纖 1、定義：光導纖維簡稱光纖，光纖是傳輸光信號的器件。 你知道光纖和電話線哪個運載的信息容量大嗎？ 2、光纖通信的優(yōu)缺點： ⑴優(yōu)點 ① 信息容量大. 由于光波的頻率遠高于無線電波的頻率，所以，光波所運載的信息容量遠大于無線電波。 一根光纖能同時傳輸相當于10000根電話線的信息量。在光纖組成的信息高速公路上，可以同時傳遞500個電視頻道。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，光纖能傳送的信息容量還會更大。 ②傳輸速度快。因為傳輸?shù)氖枪庑盘?。光纖是至今為止傳輸速度最快的傳輸介質(zhì). ③傳輸距離遠。 光纖很細，（細如發(fā)絲）有內(nèi)外兩層，光在內(nèi)層傳播。 因此，光纖的抗干擾能力強，能減少信號衰減，適用于遠距離傳播大量信息。 ④不怕潮濕、不怕腐蝕，線路能量損耗較?。? ⑤無漏信號和串音，安全可靠，保密性強。 （2）缺點： ①架設(shè)線路受地理條件的限制； ②光纜易被拉斷。 3、動手做一做：“迷你實驗室” （1）實驗器材： 手電筒一只、彩色透明紙若干、光纖一束。 （2）實驗步驟： ①將不同顏色的彩色透明紙蒙在手電筒的玻璃上，再將光纖的一端垂直放置其上，仔細觀察不同顏色的光在光纖中傳播的現(xiàn)象。 ② 將光纖彎曲成不同的角度（可以彎成環(huán)狀），觀察光在光纖中的傳播，并與①進行比較。 （3）實驗現(xiàn)象： ① 將紅色透明紙蒙在手電筒的玻璃上時，在光纖的另一端看到紅光；將綠色透明紙蒙在手電筒的玻璃上時，在光纖的另一端看到綠光…… ②將光纖彎曲成不同的角度，甚至成環(huán)狀，仍能在光纖的另一端看見與①中相同的現(xiàn)象。 （4）實驗結(jié)論： 不同顏色的光都能沿著光纖傳播，不管光纖怎樣彎曲，從一端射入的光都 會從另一端射出。 （5）光在光纖中傳播視頻 例題：光導纖維的主要用途是用來傳遞信息，進行通訊。把要傳輸?shù)男畔⒆兂晒庑盘栐诠饫w中傳播，如圖所示，那么光在光纖中的傳播方式是（ ） A.沿著光纖的中軸線直線傳播 B.沿著光纖的外璧多次折射傳播 C.沿著光纖的內(nèi)壁多次反射傳播 D.沿著光纖螺旋式的曲線傳播 解析：光纖是彎曲的，在光纖中光不可能沿直線傳播，A錯；折射是光在兩種透明介質(zhì)中傳播，如果光在光纖中折射，則光將從光纖中射到空氣中，就不沿光纖傳播了，B錯；光射到物體表面會發(fā)生發(fā)射，光在光纖的內(nèi)壁多次反射，傳播到遠處，C對；激光在光纖中不是沿著光纖以螺旋式的曲線傳播的，D錯。 答案：C (二)、現(xiàn)代電信網(wǎng)絡 電話能夠傳播信息。用電話撥通另一個人的號，或者對方用電話給你通話，你知道信息需要經(jīng)過什么樣的電話系統(tǒng)嗎？ 現(xiàn)代電信網(wǎng)絡的通信方式有衛(wèi)星通信、微波通信和移動通信。 1、(1)衛(wèi)星通信：衛(wèi)星把地面站送來的信號接收下來，進行放大，然后轉(zhuǎn)發(fā)給另外的地面站。 (2)通信衛(wèi)星大多相對地球“靜止”——同步衛(wèi)星 2、微波通信：微波通信每隔 幾十千米建一座接力站，接收并放大信號，繼續(xù)傳送。 這是因為：微波是沿直線傳播的，而地球表面有一定的弧度，在實現(xiàn)遠距離微波通信時，要每隔50公里左右設(shè)一微波站。發(fā)射臺發(fā)出信號后，經(jīng)中間的微波站接收并放大信號后，再轉(zhuǎn)發(fā)到下一微波站，就像接力賽跑一樣，所以微波通信又稱微波接力通信。 3、移動通信：移動電話用微波信號與電話網(wǎng)絡聯(lián)系。移動通信的基地臺是按蜂窩的構(gòu)造布局的。 蜂窩 這樣，大大增加了無線電覆蓋的有效面積，減少了轉(zhuǎn)接信息的基地臺數(shù)量。因而移動電話也被稱為“蜂窩電話”。 (三)、互聯(lián)網(wǎng) 1、因特網(wǎng)的英文名稱是Int ernet，又稱互聯(lián)網(wǎng)。它將分布于世界各地的計算機網(wǎng)絡連接起來，用來傳輸計算機信號。 2、討論：你一定上過網(wǎng)！那么，網(wǎng)絡給我們帶來了哪些便利？ 網(wǎng)絡通訊視頻 3、信息時代的利與弊 ①信息時代的便利 第一、 因特網(wǎng)擁有豐富的信息資源，它使信息在全球范圍內(nèi)得到了高速共享。利用因特網(wǎng)，足不出戶就可以獲得世界各地的各種信息，通過相應的網(wǎng)站，人們還可以 進行學習、娛樂、購物等。 第二、 因特網(wǎng)提供了多種多樣的人與人之間的交流工具，如電子郵件，交流論壇等，且使用、操作十分方便。 ②信息時代的弊端 第一、電磁輻射。如手機、電腦對人體的輻射危害等。 第二、在傳播有用信息的同時，假信息、不良信息、有害信息等也得以泛濫。如網(wǎng)絡騙子、手機短信騙子等。 信息窗 再也不會走失了 衛(wèi)星定位系統(tǒng)是一個能夠快速提供精確的位置和時間等信息的系統(tǒng)。 衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三部分組成?？臻g段：在距地球20 000 km以的軌道上，均勻分布著若干顆帶有原子鐘的衛(wèi)星；地面段：保證空間原子鐘的計時準確，并完成導航數(shù)據(jù)的計算；用戶段：衛(wèi)星定位接收機等。 衛(wèi)星定位系統(tǒng)全球通用、全天候服務。你帶著衛(wèi)星定位接收機去探險，就再也不會走失了。 三、課堂練習 1、許多新建的居民小區(qū)都安裝了光纖網(wǎng)絡，光纖的主要用途是（ ） A．輸電 B．通信 C ．導熱 D．照明 答案：D 2、GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱，它傳遞信息依靠的是（ ） A．電磁波 B．超聲波 C．紫外線 D．次聲波 答案：A 3.下列功能互聯(lián)網(wǎng)不能實現(xiàn)的是（ ） A．查閱資料，看新聞 B．購物，視頻，聊天 C．現(xiàn)金交易 D．遠程教育，遠程醫(yī)療例 答案：C 4、在現(xiàn)代信息傳遞中，電磁波扮演了重要角色。下列信息傳遞方式利用了電磁波的是（ ） ①有線電話，②移動電話，③無線電廣播電視，④衛(wèi)星通信，⑤網(wǎng)絡通信，⑥光纖通信 A.②③④⑥ B.①②③⑤ C.①⑧④⑥ D.②④⑤⑥ 答案：A 5. 手機是人們常用的通信工具之一，傳送手機間通話和收發(fā)信息的是（ ） A．聲波 B．超聲波 C．次聲波 D．微波 答案：D 6. 下列關(guān)于信息的傳遞說法正確的是（ ） A.車載GPS導航系統(tǒng)是利用超聲波進行定位和導航的; B.電磁波不能在真空中傳播; C.用三顆同步衛(wèi)星就可實現(xiàn)全球通信; D.光纖通信只能傳播圖像信息，不能傳播聲音信息 答案：C 四、課堂小結(jié) 1、光導纖維簡稱光纖，是傳輸光信號的介質(zhì)。 2、光纖很細， 有內(nèi)外兩層，由于內(nèi)外層的折射本領(lǐng)不一樣，光在光纖中傳播，不會跑到外層。 3、現(xiàn)代電信網(wǎng)絡的通信方式有衛(wèi)星通信、微波通信和移動通信。 （1）衛(wèi)星通信：衛(wèi)星把地面站送來的信號接收下來，進行放大，然后轉(zhuǎn)發(fā)給另外的地面站。 （2）微波通信：微波通信每隔 幾十千米建一座接力站，接收并放大信號，繼續(xù)傳送。 （3）移動通信：移動電話用微波信號與電話網(wǎng)絡聯(lián)系。 4、互聯(lián)網(wǎng) 它將分布于世界各地的計算機網(wǎng)絡連接起來，用來傳輸計算機信號。 【板書設(shè)計】 踏上信息高速公路 一、 光纖 1、定義：光導纖維簡稱光纖，光纖是傳輸光信號的器件。 ①信息容量大; ②傳輸速度快; ③傳輸距離遠;④不怕潮濕、不怕腐蝕，線路能量損耗較小； ⑤無漏信號和串音，安全可靠，保密性強。 二、現(xiàn)代電信網(wǎng)絡 現(xiàn)代電信網(wǎng)絡的通信方式有衛(wèi)星通信、微波通信和移動通信。 三、互聯(lián)網(wǎng) 【教學反思】 這一節(jié)雖然在中考中所占比例不大但與日常生活聯(lián)系非常緊密，可以要想學透這一節(jié)必須在日常生活中多留心觀察，為充分體現(xiàn)“注重科學探究，提倡教學方式多樣化”的課程理念，并結(jié)合實際，教學過程采用了教師引導學生總結(jié)、體現(xiàn)學生為主體的學習方式。