《第4節(jié) 越來越寬的信息之路》教案（附導(dǎo)學(xué)案）

第二十一章信息的傳遞第4節(jié)越來越寬的信息之路【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)要點(diǎn)課標(biāo)要求1．微波通信理解微波通信的特點(diǎn)2．衛(wèi)星通信理解衛(wèi)星通信的特點(diǎn)3．光纖通信理解光纖通信的原理和優(yōu)點(diǎn)4．.網(wǎng)絡(luò)通信理解網(wǎng)絡(luò)通信的組成和通信形式【教學(xué)過程】新課引入上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了無線電廣播和電視的工作過程。那么電視廣播和聲音廣播相比，在相同的時(shí)間內(nèi)哪個(gè)傳輸?shù)男畔⒍?？看屏幕（微機(jī)播放）。學(xué)生們交流、討論后說：電視傳播的信息比聲音廣播多。電視除能通過聲音得到信息，還可以看到它的周圍環(huán)境、色彩、天氣等等信息。教師歸納總結(jié)：信息理論表明，作為載體的無線電波頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。因此，幾十年來，無線電通信，電視廣播等所用的頻率越來越高，我們可以形象地說，信息之路越來越寬了。那我們今天就來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。合作探究探究點(diǎn)一微波通信活動(dòng)1：為什么要用微波通信？大家閱讀課本，討論交、流后并回答問題。學(xué)生討論、交流后回答：微波（microwave）的波長(zhǎng)在10m~1mm之間，頻率在30MHz~3×105MHz之間，比中波和短波的頻率更高，可以傳輸更多的信息?；顒?dòng)2：微波具有哪些性質(zhì)？大家閱讀課本，討論交、流后并回答問題。學(xué)生討論、交流后回答：左右就建一個(gè)微波中繼站。微波中繼站可以把上一站傳來的微波信號(hào)經(jīng)過處理后，再發(fā)射到下一站，這就像接力賽跑一樣，一站傳一站，通過很多中繼站，可以把信息傳遞到遠(yuǎn)方?；顒?dòng)3：能否用月亮——地球的衛(wèi)星作為中繼站，實(shí)現(xiàn)微波通信？大家討論。學(xué)生討論、交流后回答：能，但是用月亮作為中繼站不好。因?yàn)樵铝量梢苑瓷湮⒉?，但它離我們太遠(yuǎn)了，信號(hào)衰減，時(shí)間延遲。況且只有當(dāng)兩個(gè)通信點(diǎn)同時(shí)見到月亮?xí)r，才能完成這兩點(diǎn)間的通信。所以用月亮作為中繼站，信號(hào)不好，還可能有時(shí)接收不到信號(hào)。探究點(diǎn)二衛(wèi)星通信活動(dòng)1：那么人造衛(wèi)星做中繼站可以嗎？說出你了解的衛(wèi)星通信的知識(shí)。（看屏幕，微機(jī)播放內(nèi)容：人造衛(wèi)星）讓同學(xué)們討論、交流說出自己的見解。教師歸納總結(jié)：衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地面站和傳輸系統(tǒng)組成。在地球的周圍均勻地配置三顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。通信衛(wèi)星就像一個(gè)無人值班的空中微波中繼站，它從一個(gè)地面站接收發(fā)射來的信號(hào)，經(jīng)過放大變頻后，再發(fā)送回另一個(gè)或幾個(gè)地面站?，F(xiàn)在一個(gè)地方出現(xiàn)的突發(fā)事件，全世界的人們幾乎可以立刻看到現(xiàn)場(chǎng)的畫面，這就是通信衛(wèi)星帶來的好處。探究點(diǎn)三光纖通信活動(dòng)1：人類自從用了電磁波這一宇宙中最快的速度進(jìn)行通信以后，不斷地向前發(fā)展?，F(xiàn)代信息社會(huì)中，我們需要交流越來越多的信息，這就需要把這一信息之路修得越來越寬。我們已經(jīng)知道，電磁波的傳播速度等于光速。實(shí)際上光也是一種電磁波。與微波相比，光的頻率更高，如果用光來通信，這條“高速公路”要比短波、微波的“公路”寬出百萬倍、千萬倍。但如何實(shí)現(xiàn)這一目的呢？看屏幕（微機(jī)播放光纖通信資料），通過討論說出你對(duì)光纖通信的了解。同學(xué)們交流討論后回答：（1）普通的光源夾雜許多不同波長(zhǎng)（頻率）的光，方向性差。如果用它作載波，就像收音機(jī)同時(shí)接收到了許多頻率節(jié)目，聲音重疊在一起，讓人無法分辨清楚。（2）1960年美國科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器，它能產(chǎn)生單一頻率、方向高度集中的光——激光（laser），才使光作為載波得以實(shí)現(xiàn)，用光進(jìn)行通信成為現(xiàn)實(shí)。（3）通信用的激光一般在特殊的管道——光導(dǎo)纖維（opticalfiber）里傳播。（4）光從光導(dǎo)纖維的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，從另一端射出，這樣就把它攜帶的信息傳到了遠(yuǎn)方。（5）光導(dǎo)纖維是很細(xì)很細(xì)的玻璃絲，是用高純度的石英玻璃拉制成的。（6）光纜是數(shù)條光纖敷上保護(hù)層，制成多芯光纜?；顒?dòng)2：光在光導(dǎo)纖維中傳輸損耗小，可長(zhǎng)距離傳輸。光纖通信，通信容量大，通信質(zhì)量高，保密性好。光能沿彎曲的玻璃絲傳播，觀察演示，看到了什么？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么。實(shí)驗(yàn)：把大塑料瓶用不透光的紙包上，瓶的側(cè)壁開個(gè)小孔，塑料瓶?jī)?nèi)盛滿水，水中有一個(gè)光源，觀察水流時(shí)的光。同學(xué)們交流討論后回答：看到水從小孔流出時(shí)，光隨著彎彎的水流照到地面，在地面產(chǎn)生一個(gè)光斑。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明光可以沿彎彎的水流傳播也可以沿玻璃絲傳播，不管玻璃絲怎樣彎曲都可以傳播。探究點(diǎn)四網(wǎng)絡(luò)通信:電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用給人們的工作、學(xué)習(xí)、生活帶來了巨大的變化。計(jì)算機(jī)與通信的結(jié)合將成為21世紀(jì)信息社會(huì)的基礎(chǔ)。全球信息網(wǎng)的建立，使人們通過一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的電腦，只要輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就可以做到“秀才不出門，便知天下事”?？雌聊唬ㄎC(jī)播放網(wǎng)絡(luò)通信）了解網(wǎng)絡(luò)通信。交流討論你知道了哪些新的知識(shí)。同學(xué)們交流討論后說:世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)叫做因特網(wǎng)（Internet），這樣就能做到資源共享。在因特網(wǎng)上可以收發(fā)電子郵件（E-mail），還可以查閱資料，看新聞、購物、和朋友聊天、進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等。電子郵件的傳遞方式是活動(dòng)2：網(wǎng)絡(luò)通信在傳播信息中越來越快捷方便。請(qǐng)同學(xué)們閱讀科學(xué)世界“激光的應(yīng)用”?！景鍟O(shè)計(jì)】第4節(jié)越來越寬的信息之路（1）微波通信（2）衛(wèi)星通信（3）光纖通信（4）網(wǎng)絡(luò)通信【教學(xué)反思】這節(jié)課的容量比較大，名詞術(shù)語多，也是比較抽象的，涉及到很多與我們身邊的示例。所以多結(jié)合自己身邊的現(xiàn)象來分析，這節(jié)課就不難理解。1．利用手機(jī)講解微波。將身邊用于微波通信用的高塔結(jié)合七里啊，學(xué)生就容易理解中繼站的含義。2．將各地常見到的地面衛(wèi)星接收天線能收到電視節(jié)目與衛(wèi)星通信聯(lián)系起來，學(xué)生頁不難理解衛(wèi)星通信3．光導(dǎo)纖維和家中的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，讓學(xué)生深切感受到這些東西，學(xué)生學(xué)起來就更有興趣。4．講述我國的通信技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生的興趣和愛好?！兜?節(jié)越來越寬的信息之路》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。2.繼續(xù)了解電磁波的應(yīng)用對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響?！緦W(xué)習(xí)過程】一、新課引入：上節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了廣播、電視信號(hào)的發(fā)射與接收，那么請(qǐng)同學(xué)們思考，它們兩者進(jìn)行對(duì)比，哪種形式單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘扛竽?？這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)其他傳輸信息的方式。二、獨(dú)立自主學(xué)習(xí)：請(qǐng)快速閱讀課本P158—P162的相關(guān)內(nèi)容，然后獨(dú)立完成以下學(xué)習(xí)任務(wù)。1.理論表明，作為的無線電波頻率越，相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉?。因此，幾十年來，無線電通信、電視廣播等所用的頻率越來越，我們可以形象地說，信息之路越來越了。2.微波的波長(zhǎng)在_______之間，頻率在__________之間，所以微波的頻率比高，接近光波，大致沿傳播，沿地球表面繞射。因此，必須每隔左右就要建設(shè)一個(gè)，在遇到雪山、大洋，根本無法建設(shè)。3.地球的衛(wèi)星——月亮，是作微波中繼站的，因?yàn)榫嚯x太，信號(hào)、時(shí)間，而且只有當(dāng)兩個(gè)通信點(diǎn)月亮?xí)r，才能完成這兩點(diǎn)的通信。4.隨著科技的發(fā)展，人們已經(jīng)能夠發(fā)射了，通信用的衛(wèi)星大多是相對(duì)“靜止”不動(dòng)的。如果在地球的周圍均勻地配置顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了幾乎全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。CCTV5直播的2014年巴西世界杯比賽就是通過實(shí)現(xiàn)的。5.通信衛(wèi)星板狀的兩翼是，它把能轉(zhuǎn)化成能，供使用。地面上的蝶形天線是用來的信號(hào)。導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是中國正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可向全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航等服務(wù)。6.普通的光源夾雜了許多不同的光，如果用它作載波，就像收音機(jī)同時(shí)接收到了許多的節(jié)目，各種聲音重疊在一起，讓人無法分辨清楚。因此，要讓光來傳輸信息，這種光必須是頻率、方向——才可以。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得著華人科學(xué)家提出用的構(gòu)想。7.光從的一端射入，在內(nèi)壁上經(jīng)過多次，從另一端射出，從而可以把信息傳到遠(yuǎn)方。光導(dǎo)纖維由和兩部分組成，內(nèi)芯是由的石英絲做成的。8.目前人們最常用的網(wǎng)絡(luò)通信形式是(e-mail)。電子信箱由兩部分組成，一個(gè)是郵箱的歸屬人名稱，另一個(gè)是名稱，中間用符號(hào)“”連接，這是電子信箱的標(biāo)致性符號(hào)。9.世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，叫作。計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)結(jié)，除了使用金屬導(dǎo)線外，還使用、等各種通信手段。10.網(wǎng)絡(luò)帶給人們便利的同時(shí)也會(huì)造成對(duì)健康的傷害，由于上網(wǎng)時(shí)間過，造成下身忽然癱瘓、不能動(dòng)彈，嚴(yán)重的還會(huì)休克。由于電腦對(duì)于人體的，如果人長(zhǎng)時(shí)間地坐在電腦前不活動(dòng)，就極容易視力。請(qǐng)結(jié)對(duì)相互更正，然后在組內(nèi)展示質(zhì)疑，如果還有不清楚的地方，請(qǐng)其他小組來幫忙解決。三、合作互助學(xué)習(xí)：請(qǐng)仔細(xì)思考下列問題并積極討論。1.微波中繼站的天線和衛(wèi)星地面接受站的天線看起來都像一口鍋，怎么分辨呢？2.微波通信和光波通信PK一下，誰更具優(yōu)勢(shì)？3.你有電子信箱嗎？有QQ號(hào)碼嗎？有自己的blog？請(qǐng)說出它們各自有什么用處，你的電子信箱是如何獲得的？4.談?wù)劸W(wǎng)絡(luò)對(duì)我們的影響。四、展示引導(dǎo)學(xué)習(xí)：1.小組長(zhǎng)派代表給大家展示以上四個(gè)題。2.其他小組對(duì)展示的解答直接進(jìn)行補(bǔ)充或質(zhì)疑，并分享自己的見解。3.老師對(duì)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)或者對(duì)某些不解的內(nèi)容做強(qiáng)調(diào)講解。五、評(píng)價(jià)提升學(xué)習(xí)：（請(qǐng)快速獨(dú)立完成以下各題，然后更正打分）1.“神舟”五號(hào)飛船飛行過程中，由多個(gè)地面測(cè)控站和四艘“遠(yuǎn)望”號(hào)遠(yuǎn)洋航天測(cè)量船組成了測(cè)控網(wǎng)，通過發(fā)射和接收一種波，對(duì)飛船進(jìn)行跟蹤、測(cè)量與控制。這種波是（

）A.紅外線

B.γ射線

C.微波

D.超聲波2.下列說法不正確的是（

）A.微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射，因此需要建立微波中繼站B.我們可以把月亮作為一個(gè)微波中繼站C.衛(wèi)星通信只需要3顆同步衛(wèi)星就可以實(shí)現(xiàn)全球通信D.光纖通信是靠激光在光纜中傳播進(jìn)行信息傳遞的3.關(guān)于光纖通信,小明同學(xué)曾思考這樣的問題:在漫長(zhǎng)的線路上，光纖免不了要拐彎、纏繞，而光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，激光通信信號(hào)怎樣從一端傳到另一端呢？后來在“研究光纖怎樣傳輸光信號(hào)”的活動(dòng)中，終于明白了：激光信號(hào)在光纖中（

）A.就像水流沿彎曲水管流動(dòng)那樣B.就像電流沿彎曲導(dǎo)線傳播那樣C.不斷地經(jīng)光纖壁反射而向前傳播D.不斷地在光纖中折射而向前傳播4.關(guān)于電子郵件，下列說法正確的是（

）A.發(fā)送電子郵件必須要輸入對(duì)方的信箱地址B.電子信箱是某用戶計(jì)算機(jī)上的空間C.對(duì)方的計(jì)算機(jī)沒開機(jī)，郵件就沒法發(fā)送D.發(fā)送電子郵件必須要輸入自己的信箱地址5.電子郵箱djkheshan@是屬于一個(gè)自稱_____________的人的，該郵箱的服務(wù)器名叫_____________，其中“cn”表示___