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1、教 学 设 计基本信息姓 名联系电话 教学章节人教版 九年级 第二十一章 第四节越来越宽的信息之路所属学校 一、指导思想和理论依据依据物理课程标准，物理学的迅速发展及其相关技术的广泛应用，使基础物理教育课程面临新的机遇与挑战。为了适应时代发展需要，义务教育物理课程应体现物理学的本质，反映物理学对社会发展的影响，注重培养学生科学素养！结合本节课信息之路的特点，从当前热门信息资讯5G改变生活图片导入，让学生体验科技给人们带来的远距离和大信息量的信息传输方式，激发学生求知欲，以传播信息的载体电磁波，频率越高，传递信息越多为线索，从微波通信、卫星通信到光纤通信，所用的频率越来越高了，传递的信息越来越多
2、了，深刻的体验到信息之路越来越宽了，以节目面对面中任正非接受采访揭秘5G是微波通过基站实现高带宽、低时延信息传输，再一次让学生体会到物理科学对人类未来生活的巨大影响，进而培养热爱物理、热爱科学的情感态度。21世纪是个信息化时代，对于计算机和网络，很多学生非常熟悉，所以将教材中网络通信板块留作学生课后自学材料，并以写文章的形式检验学生的自学情况。二、教学背景分析教学内容分析本节通过让学生常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，意在让学生认识到人类已经进入信息时代，信息技术的发展改变了人类的通信方式、生活方式。学生通过学习，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，养成关注科
3、学发展前沿的意识，树立正确的科学观，培养振兴中华、用科技服务人类的使命感和责任感。学情分析本节课教学的对象是已经学习了两年多的学生，具有一定的自学能力和思维能力，为学习新知识奠定基础，从而达到学习目标。三、核心素养物理观念：1、常识性了解微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信。2、知道电磁波波长和频率的关系。知道信息理论，频率越高，相同时间传输的信息越多。科学思维与探究：1、经历通信方式演变的过程，体会信息之路越来越宽。2、通过演示实验：光沿着水流传播、光在弯曲的玻璃中传播，理解光在光导纤维里传播。科学态度与责任：1、通过学习通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学科学的兴趣。2、培养关注科
4、学发展前沿的意识，树立物理强国，科技服务人类的思想。四、教学重点和难点教学重点通信方式的认识通过分析、自制模具、演示实验直观理解各种通信方式。教学难点光纤通信的原理通过实验图片（光沿水流传播）、教具演示光在弯曲的玻璃中传播的实验，理解光在光导纤维中的传播（光的全反射）。教学器材图片、自制模具（微波通信）、教具（弯曲的玻璃棒）五、教学设计教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课0.古有飞鸽传书、烽火报信，今有声波传声、电磁波传递信息，时代在发展，如今我们的生活又是通过什么来传递信息的？我们一起来欣赏一组图片！1.图片导入：5G以后的生活这样嗨2.教师：在刚才的短片中，5G改变了我们生活的方方面面
5、，实现了远距离、大信息量的传输，你知道它是怎么做到的吗？现在同学们，复习前面学习过的电磁波相关知识，快速抢答PPT上面的问题。3.复习旧知，快速抢答！（1）电磁波的作用？（2）电磁波频率的单位？（3）电磁波的波长和频率的关系？引导学生得出：波长越短，频率越高。PPT展示：信息理论：作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息越多。学生思考学生观看学生复习回顾（小资料）电磁波在信息传递中扮演着非常重要的角色，要研究信息的传递，就要研究电磁波。电磁波的频率都很高，所以常用的单位还有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。电磁波包括的范围很广。实验证明，无线电波、微波、光波都是电磁波。光波的波长比微
6、波的波长短很多，光波的频率比微波的频率要高很多。学生回答：（1）电磁波可以传递信息。（2）电磁波频率的单位是Hz、KHz、MHz.（3）电磁波波长越短，频率越高。学生学习，做笔记！让学生体验5G实现了远距离、大信息量的信息传递，激发求知欲！温故知新为新课做铺垫获得新知学习新课教师：看来，5G是通过电磁波来传递信息的，但是电磁波根据波长长短不同，分为无线电波、微波、光波等，根据我们前面的学习，5G不可能是通过无线电波来传递，那到底是微波还是光波呢？接下来，同学们自主阅读“微波通信”，找出以下问题的答案。完成的同学举手示意！一、微波通信1组织学生自主阅读“微波通信”，找出以下问题的答案！ PPT展
7、示：学习要求（1）为什么要用微波通信？（2）为什么要建立微波中继站？（3）要隔多长距离建立一个微波中继站？（4）能用月球进行微波中继通信吗？2.教师：在黑板上展示地球模具，右边是发射点，左边是接收点，微波从发射点发出，是如何到接收点的？小组活动：1分钟时间小组讨论并组织语言利用老师提供的模具，解说微波通信的原理！每个小组选举一位代表上台解说。3.教师：这位解说员解说的非常好！大家掌声鼓励。但是有个问题，如果遇到雪山、大洋（把相应的图片贴在模具上面），根本无法建立中继站时（把中继站图标取下来），又该怎么办？二、卫星通信1.组织学生自主阅读P159“卫星通信”，回答以下问题：（1）通信卫星的特点？
8、（2）通信卫星最少有几颗？（3）卫星通信的优点及应用？2.请学生举手回答：（1）通信卫星的特点？（2）通信卫星最少有几颗？教师在黑板上的自制模具上模拟三颗同步卫星实现全球通信。（播放PPT动图演示）（3）卫星通信的优点及应用？（PPT展示、播放图片北斗卫星定位）总结过渡：卫星通信是微波通信，通信距离和容量都增大了，但微波类似于光波只能沿直线传播，在地球两极附近存在通信盲区，那有没有一种方式可以使载体沿曲线传播呢？教师引导理解全反射概念：（板书） 气水教师演示实验：（1） 光沿弯曲的水流传播（2） 光沿弯曲的玻璃传播说明：根据我们学过的光学知识，我们知道，光只能沿直线传播，这里之所以可以沿弯曲的
9、水流，弯曲的玻璃传播，是因为发生了全反射。三、光纤通信1.组织学生自主阅读课本P160“光纤通信”，回答以下问题：（1）光波通信的优点？（2）激光和普通光源的区别？（3）光在光导纤维中如何传播？教师：激光的发明和光导纤维的发现为我们今天的高速公路做出了不可替代的贡献，我们要感谢这两位科学家！PPT展示图片：（1）梅曼与世界上第一台红宝石激光器；（2）高琨与光纤通信（4）举例说明光纤通信的应用有哪些？教师：不论在家还是在路上，我们早已习惯了互联网，但我们从来没想过数据、信息是如何跨过大陆和海洋的？这就是我们的海底光缆！（播放图片）2.光纤通信有他独特于微波通信的优点，可以更远距离、大信息量的传播
10、信息，那我们5G会不会采用光纤呢？（播放图片：华为：5G+微波）拓展解释：微波波长要长点，可以绕过障碍物进行传播！四、这节课你收获了什么？五、网络通信（留作学生课后作业）要求：（1）合理利用计算机网络查阅相关资料；（2）写一篇关于网络通信对自己学习生活的影响（3）将文章发送到邮箱179081033学生自主阅读课本，找到问题答案：（1）微波的波长短10m-1mm，频率高达30MHz-3x105MHz，传递信息更多。（2）微波的性质接近光波，大致沿直线传播，不能绕地球表面绕射。（3）要隔50km建立一个微波中继站，距离越远，需要的中继站越多（4）月球是地球的卫星，可以反射微波，但是距离太远，信号衰
11、减、时间延迟而且需要同时见到月亮才能完成通信！全班同学都完成并举手示意！学生在讲台上解说：微波发射后，沿直线传播，不能绕射，远距离要接收信号的话需要中转，这里把它叫做微波中继站，他的作用是把接收来的信号放大，反射到接收地，但是最多50km左右就要建设一个微波中继站，距离越远，需要的中继站越多学生思考举手回答：A 更高的地方（离地球最近）B 月球（距离太远了，信号衰减、时间延迟）C 人造卫星学生阅读，举手回答：（1）通信卫星是相对地球静止的同步卫星；（2）实现全球通信，最少需要3颗同步卫星；（3）通过卫星电视，一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎立刻看到现场的画面。中国建立的北斗卫星定位系统
12、，可提供全天候的即时定位服务。学生观看学生思考学生理解全反射学生阅读，举手回答：（1）频率比微波高，一定时间内传输更大量的信息；（2）普通光源包含许多不同波长（频率）的光，难以携带信息，激光频率单一，方向高度集中；（3）光从光导纤维一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，将信息传到远方。（教师补充：光的全反射）学生观看学生思考，回答：（4）宽带、海底光缆等学生观看图片学生观看学生举手回答课后自学锻炼逻辑思维能力锻炼学生的阅读自学能力，知识迁移能力锻炼学生勇于表达自我的能力，培养学生有准确表达自我的意识培养学生善于发现问题，解决问题的能力培养学生根据目标问题有效快速提取信息的能力直观形象刺激学生的感觉认知培养学生意识到万事万物有优点也有缺点，全面看待事物的两面性直观体验培养根据阅读目标有效提取信息的能力感恩教育激发学生关注物理前沿科学，有科技服务人类的意识，培养科技强国的责任感和使命感。 对前沿科技有事实性的了解学习反馈交给学生自己学习，充分调动学习的积极性；写文章的形式监督学生学习的成果，培养学生书面表达能力六、板书设计 21.4 越来越宽的信息之路一、微波通信（原理） 接收 发射二、卫星通信（最少3颗） 三、光纤通信（原理：光的全反射）气水四、网络通信（自学）