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1、无线电测向运动教学设计项目介绍无线电测向就是依据电磁波（光也是）传播特性，使用仪器设备测定无线电波 来波方向的过程，其实质就是测量到达电磁波的波阵面的法线方向之间的夹角。前期无线电通信中，为了接收电台的功率和确保通讯质量，人们致力于研究 电磁波的定向发射和接收，其中关键部分便是定向天线的研究。定向天线的研究 和应用，为无线电测向奠定了基础。无线电波在空气中具有沿直线传播的特点。 如果能确定出电波传播方向，就可确定出发射台所在方向。无线电测向运动是竞技体育项目之一，也是无线电活动的主要内容。它类似 于众所周知的捉迷藏游戏，但它是寻找能发射无线电波的小型信号源（即发射 机），是无线电捉迷藏无线电测
2、向是现代无线电通讯技术与传统捉迷藏游戏的结合。大致过程是： 在旷野、 山丘的丛林或近郊、公园等优美的自然环境中，事先隐藏好数部信号源， 定时发出规定的电报信号。参加者手持无线电测向机，测出隐蔽电台的所在方向， 采用徒步方式，奔跑一定距离，迅速、准确地逐个寻找出这些信号源。以在规定 时间内，找满指定台数、使用时间少者为优胜。通常，我们把实现巧妙隐藏起来 的信号源比喻成狡猾的狐狸，故此项运动又称无线电“猎狐”或“抓狐狸”。无线电测向竞赛十分有趣，像玩捉迷藏游戏似的，运动员忙碌地测听、奔跑， 漫山遍野地去搜寻一个个隐蔽电台。无线电测向竞赛又十分神秘，竞赛区域保密， 电台位置保密，运动员在竞赛过程中独
3、立思考和运动，得不到教练员的指导，也 不许接受任何人的任何帮助和提示。只有测向机是运动员的忠实伙伴，向“主人” 指示那一只只“狐狸”的藏身之处，引导“在人”去一一抓获。在整个活动之中，你的团队将更加团结，你处理问题的方式方法也会从中得 到更多的启示，让我们暂时放下手中的工作，投入自然的怀抱，开始一段心灵的 历练，你会发现你的生活、你的工作你的人生态度都会因此改变。1864年，英国科学家麦克斯韦总结了前人的工作，第一次提出了 “电磁理 论”。这位无线电通信的报春人用数学证明，在导体中来回振荡的交流电可以朝 空间辐射出电磁波，而这些波会以光的速度向外传播。当然，在未被实践证明之 前，这还仅仅是一种
4、预言。但这是一个划时代的科学论断。20世纪初无线电事业的飞速发展，给商家带来了巨大的商机，给人们的生活 提供了极大的便利，但同时，电磁环境也就变的更加复杂，无线电干扰的情况也时 有发生。无线电测向的主要设备无线电测向仪投入使用。限于当时设备的体 积和重量，仅用于航海。二次世界大战中，德国研制成功小型测向仪装上飞机， 利用伦敦广播电台的广播导航，实现了对伦敦的轰炸。战争中，交战双方竞相研 制和改进机载测向设备，大大推进了测向技术的发展。近些年来，较为先进的助 航仪器，如罗兰、奥米伽、雷达大量使用，它们同测向仪相比，具有操作简便、 定向精度高的优点，逐渐在许多方面替代了测向设备。但是无线电测向仪以
5、其独 特的优点，直至今日仍在发挥着作用。20世纪后美国的无线电爱好者利用接收到的无线电波来寻找发信电台，开 始了业余无线电测向活动。40年代，挪威、丹麦、英国等地陆续开展游戏性的 无线电测向活动。这项活动逐渐流行于欧洲，并增加了一些竞赛性的内容。为了统一无线电测向运动的方法，国际业余无线电联盟(IARU) 一区批准了 南斯拉夫关于制定国际比赛规则的建议，并委托当时测向活动开展最好的瑞典负 责起草。此规则于I960年经IARU一区执委会通过，并于1961年8月在瑞典首 都斯德哥尔摩举行了第一届欧洲无线电测向锦标赛。到1997年为止，欧洲锦标 赛共举办了 8次。1977年.在南斯拉夫斯科普里举行的
6、国际业余无线电联盟第一区无线电测 向工作会议上，决定将欧洲锦标赛扩大为世界锦标赛，并于1979年通过了新的 竞赛规则。第一届世界锦标赛于1980年9月在波兰格旦斯克附近举行。参加这 次比赛的有联邦德国、瑞典 罗马尼亚 挪威、瑞士、南斯拉夫 苏联、保加利 亚、捷克 匈牙利、波兰等11个国家。说起无线电，今天人们对它的理解和上辈人的认识并不是同一概念，爸爸妈 妈爷爷奶奶小时候围坐在一个“小木盒”旁边听故事 听音乐，乐此不疲。有人 叫它“话匣子”，有人叫它收音机，还有人叫它无线电。而那时的无线电都是电 子管的，体积很大。我们每天上下学的时候坐在私家车中听到的广播，手中使用 的移动电话，都是无线电波帮
7、助我们实现的远距离通信，无需电线连接，方便快 捷。所以当它一出现立即引起军事界的关注。第一次世界大战爆发，无线电通信 的创始人马可尼便带着他发明的无线电报机应召到意大利军队中服役。从此，无 线电通信成为战争中重要的指挥手段。无线电是指在自由空间传播的电磁波，它看不见，摸不到。我们一起来回顾 一下无线电的发展历程。早在1861年至1865年之间英国物理麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学 会的论文电磁场的动力理论中阐明了电磁波传播的理论基础。海因里希鲁 道夫赫兹在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。他证 明了无线电辐射具有波的所有特性。1906年圣诞前夜，雷吉纳德菲森登在美国
8、麻萨诸塞州采用外差法实现了 历史上首次无线电广播。菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵 圣经片段。位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界 上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。1947年，美国贝尔实验室来了三名颇有造诣的物理学家，他们是约翰巴 丁、威廉肖克莱和沃尔特布拉顿，他们有着同样的兴趣，为了一个共同的目 标走到一起来了，他们发明了世界上第一代半导体管，这一创举征服了整个世界, 成为20世纪最重要的发明之一。1956年他们被授予诺贝尔奖。我这里有一个关于无线电科学家的故事一起听一听。1859年3月，波波夫 出生在俄国乌拉尔一个矿区的小镇，12岁时就表现出对电工
9、技术的爱好，自己 做了个电池，还用电铃把家里的钟改装成闹钟。1877年，18岁的波波夫考入彼得堡大学数学物理系，后又转学到森林学院。在那里，他研究出了用电线遥控炸药爆炸。研究成功以后，同学们都叫他“炸药 专家”。波波夫29岁那年，赫兹发现电磁波的消息传到俄国，他被强烈地吸引 住了。他兴奋地说：用我一生的精力去装设电灯，对广阔的俄罗斯来说，只不 过照亮了很小的一角；要是我能指挥电磁波，就可以飞越整个世界！”第二年， 波波夫就成功地重复了赫兹的实验。在一次公开的讲演中，他提出了可以用电磁 波进行无线电通信的设想。1894年，波波夫制成了一台无线电接收机，他第一 次在接收机上使用了天线。这也是世界上
10、的第一根天线。1895年5月7日，在彼得堡俄国物理化学会的物理分会上，波波夫宣读了 论文金属屑同电振荡的关系，并且表演了他发明的无线电接收机。表演结束 后，波波夫充满信心地说：“最后，我敢于表示这样一个希望，我的仪器在进一 步改良以后，就能够凭借迅速的电振荡进行长距离通信”。几十年以后，这一天 被定为“无线电发明日”。波波夫的论文和表演被有关刊物发表后，立刻引起了 全球学术界的关注。后来，波波夫用电报机代替电铃，当做接受机的终端，这种装置就成了一台 无线电发报机。1896年3月24日，波波夫和助手雷布金在俄国物理化学协会的 年会上，正式进行了用无线电传递莫尔斯电报码的表演，在场的观众有一千多人
11、。 表演的时候，接收机装设在物理学会会议大厅里，发射机放在附近森林学院的化 学馆里。雷布金拍发信号，波波夫接收信号，通信距离是250米。物理学会分会 会长佩特罗司赫夫基教授把接收到的电报字母逐一写在黑板上，最后得到的报文 是：“海因里希赫兹”。它表示波波夫对这位电磁波的发明者的崇敬。这份电 报虽然很短，只有几个字，它却是世界上第一份有明确内容的无线电报。学情分析学生在初二阶段接触的是物理的入门课程，声、光、物态变化、简单机械等 等简单的经典物理学知识，并没有涉及无线电这一块，但在如今的谍战影视作品 以及日常生活中，都伴随着无线电理论知识在里边，学生或多或少都有一些前概 念活动目标1 .了解无线
12、电测向工具的工作原理，能够正确使用无线电测向工具2 .进一步锤炼学生的小组合作意识，提高学生的团队配合能力，增强小组内 每位成员的集体荣誉感3 .通过这次的“猎狐”行动，改变一些同学处理问题的方式方法，让同学 们投入自然的怀抱，开始一段心灵的历练。活动重点、难点重点：如何正确的使用无线电测向工具难点：无线电测向工具的原理活动方式、方法遵循“讲演导练原则 学生自主探究以及学生合作交流课前准备3-9台无线电发射器，10-20台无线电测向机活动过程组织设计1 .创设情境带入新课师：同学们看没看过“谍战剧”？师：在谍战剧里经常会有这样的情节，一个间谍正在发着电报，他的门外出 现了非常多的警察，把他的住
13、所团团围住，为什么那些警察早不来、晚不来，偏 偏在他正在发电报或刚刚发完电报时出现呢？生：因为有“无线电波”、检测到了无线信号、剧情需要等2 .介绍历史、理论演示师：对，就是因为检测到了无线电信号，那些警察利用无线电测向设备可以 比较准确的测量出来间谍所在的位置，利用这个有效信息，警察就可以迅速的围 捕间谍了。师：20世纪初，无线电测向仪被使用，因为体积较大，只用于航海；30年 代，德军研制了体积较小的无线电测向仪，装在一辆货车上，用于捕捉间谍的无 线电信号，一旦发现信号源头，就会有几十名盖世太保包围房屋，间谍就会被拉 出来；40年代，德国研制成功小型测向仪，装在飞机上，利用伦敦广播电台的电
14、磁波导航，对伦敦进行了轰炸。二次大战末期，美国曾组织了一个大范围的无线 电测向网，监视德国的潜艇，指引反潜飞机对其进行轰炸。在反间谍斗争中，利 用测向技术可以破获敌台。在战争中，无线电测向技术是一种重要的侦察手段， 了解敌方指挥中心 部队的配置和调动等。有的国家在军队中，专门设有无线电 测向部队。交战双方研究和改进测向设备特别是机载设备，有力的推动了无线电 测向技术的发展。由于军事上的需求，使测向设备 技术等得到了长足的发展。 当今军事装备相当先进的美国空军飞行员，还在救生设备中装备着用于空难坠地 后，为营救人员精确定位用的小型测向发射电台。师：无线电测向技术在和平建设时期应用也就更广泛了。它
15、被用于交通、天 文、气象、环保 救灾中，可以用于检查高压配电系统中瓷瓶漏电；用于监测陆 上和海上动物的行踪，以便对珍稀动物进行保护。如：对国宝大熊猫、对鲸鱼的 监护等。在我国发射的“神州号”无人太空仓坠地后，它不断的发射着无线电信号， 航天科研人员利用测向定位技术将它找到。师：无线电测向作为竞技运动渐渐从实际应用及军事中分离出来，形成了无 线电测向运动。无线电测向到底是一项什么运动呢？它类似于捉迷藏的游戏，但 它是用手中的测向机运用测向技术寻找自动发射电台（也叫狐狸台，是裁判事先 在比赛场地藏好的）的运动，看谁找到的电台多，用的时间少，谁就取得胜利。师：要想开展本节课的内容，同学们需要掌握两种
16、器材的使用，第一种是无 线电发射器，顾名思义，它可以发射出用莫尔斯电码编码后的无线电信号，这里 有不同的档位，每个档位会发射不同频率的莫尔斯电码，如果这个时候你的测向 器离得足够近而且它俩在同一频率上面，同学们会听到“滴滴”的响声，就像谍 战剧间谍戴上耳麦发出的声音，第二种工具是测向器，它可以测定出来我和“它” 之间的距离，怎么测量?我离得它越近，我听到的声音就会越响，在它的侧面有 两个旋钮，第一个控制的是频率，不同的频率会对应不同的电台，如果频率不同， 即使测向器和发射器离得足够近也不能够听到滴滴声，第二个控制的是声音，刚 才我们也提到离得越近声音越大，所以一开始我们应该把声音调大最大，这样
17、才 能使得我们能够“听到”更远的电台。4分组练习(1)教师组织学生分成若干小组，并分发测向机，学生拿到测向机之后， 教师打开无线电发射器，让他们以小组为单位，认真研讨什么样的声音是电台的 声音，如何找到电台的频率，如何判断电台的距离和方向，老师在旁边进行指导。(2)把这些小组合并成两个小队，然后进行分队对抗，先由一个小组去到 我们课程指定课外活动区域去藏无线电发射器，时间三分钟，然后另外一组利用 十分钟时间去找这些电台，全部找到则可以提前结束。5竞赛评价评价的方式是以忽略个体，突出集体的方式方式进行的：哪个小组用的时间 少或者在规定时间找到的电台多，则哪个小队获胜，本次小组内所有成员评价成 绩是A,另外一组成员他们的评价成绩是B。6课堂总结由获胜的找到电台的那些小组代表发言，交流无线电测向器的心得体会，是 如何找到的，找到后有什么样的心情，现在心情怎么样，再由失败的小组代表总 结失败的原因，最后老师进行总结，强调本次课程是一节体验活动，成绩和我们 的收获相比并不重要，在本次课程中我们整个团队体现出来的团队配合，分工合 作，为了整个团队的胜利作出的牺牲和努力才是最重要的，在今后的生活中，希 望孩子们也能记住团队配合的重要性，一个人在繁重的工作面前是微不足道的， 只有融入一个集体，才能实现个人的最大价值