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視頻標(biāo)簽：越來(lái)越寬的,信息之路
所屬欄目：初中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：人教版九年級(jí)第二十一章第四節(jié)《越來(lái)越寬的信息之路》重慶市優(yōu)課
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教 學(xué) 設(shè) 計(jì)
教學(xué)章節(jié)
人教版 九年級(jí) 第二十一章 第四節(jié)《越來(lái)越寬的信息之路》
一、指導(dǎo)思想和理論依據(jù)
依據(jù)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，物理學(xué)的迅速發(fā)展及其相關(guān)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使基礎(chǔ)物理教育課程面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，義務(wù)教育物理課程應(yīng)體現(xiàn)物理學(xué)的本質(zhì)，反映物理學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)！結(jié)合本節(jié)課信息之路的特點(diǎn)，從當(dāng)前熱門信息資訊——《5G改變生活》視頻導(dǎo)入，讓學(xué)生體驗(yàn)科技給人們帶來(lái)的遠(yuǎn)距離和大信息量的信息傳輸方式，激發(fā)學(xué)生求知欲，以傳播信息的載體電磁波，頻率越高，傳遞信息越多為線索，從微波通信、衛(wèi)星通信到光纖通信，所用的頻率越來(lái)越高了，傳遞的信息越來(lái)越多了，深刻的體驗(yàn)到信息之路越來(lái)越寬了，以節(jié)目《面對(duì)面》中任正非接受采訪揭秘5G是微波通過(guò)基站實(shí)現(xiàn)高帶寬、低時(shí)延信息傳輸，再一次讓學(xué)生體會(huì)到物理科學(xué)對(duì)人類未來(lái)生活的巨大影響，進(jìn)而培養(yǎng)熱愛(ài)物理、熱愛(ài)科學(xué)的情感態(tài)度。21世紀(jì)是個(gè)信息化時(shí)代，對(duì)于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，很多學(xué)生非常熟悉，所以將教材中網(wǎng)絡(luò)通信板塊留作學(xué)生課后自學(xué)材料，并以寫文章的形式檢驗(yàn)學(xué)生的自學(xué)情況。
二、教學(xué)背景分析
①教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)通過(guò)讓學(xué)生常識(shí)性了解微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信，意在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代，信息技術(shù)的發(fā)展改變了人類的通信方式、生活方式。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，了解科技為人類帶來(lái)的便利，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，養(yǎng)成關(guān)注科學(xué)發(fā)展前沿的意識(shí)，樹立正確的科學(xué)觀，培養(yǎng)振興中華、用科技服務(wù)人類的使命感和責(zé)任感。 ②學(xué)情分析
本節(jié)課教學(xué)的對(duì)象是已經(jīng)學(xué)習(xí)了兩年多的學(xué)生，具有一定的自學(xué)能力和思維能力，為學(xué)習(xí)新知識(shí)奠定基礎(chǔ)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。
三、核心素養(yǎng)
①物理觀念：
1、常識(shí)性了解微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信和網(wǎng)絡(luò)通信。
2、知道電磁波波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系。知道信息理論，頻率越高，相同時(shí)間傳輸?shù)男畔⒃蕉唷?nbsp;②科學(xué)思維與探究：
1、經(jīng)歷通信方式演變的過(guò)程，體會(huì)信息之路越來(lái)越寬。
2、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)：光沿著水流傳播、光在彎曲的玻璃中傳播，理解光在光導(dǎo)纖維里傳播。 ③科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：
1、通過(guò)學(xué)習(xí)通信知識(shí)，了解科技為人類帶來(lái)的便利，提高學(xué)科學(xué)的興趣。 2、培養(yǎng)關(guān)注科學(xué)發(fā)展前沿的意識(shí)，樹立物理強(qiáng)國(guó)，科技服務(wù)人類的思想。
四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn) 通信方式的認(rèn)識(shí) 通過(guò)分析、自制模具、演示實(shí)驗(yàn)直觀理解各種通信方式。
教學(xué)難點(diǎn)
光纖通信的原理
通過(guò)實(shí)驗(yàn)視頻（光沿水流傳播）、教具演示光在彎曲的玻璃中傳播的實(shí)驗(yàn)，理解光在光導(dǎo)纖維
重慶市字水中學(xué) 正心如字 明德若水
中的傳播（光的全反射）。
教學(xué)
器材
視頻、自制模具（微波通信）、教具（彎曲的玻璃棒）
五、教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖 導(dǎo) 入 新 課 0.古有飛鴿傳書、烽火報(bào)信，今有聲波傳聲、電磁波傳遞信息，時(shí)代在發(fā)展，如今我們的生活又是通過(guò)什么來(lái)傳遞信息的？我們一起來(lái)欣賞一個(gè)短片！ 1.視頻導(dǎo)入： 《5G以后的生活這樣嗨》
2.教師：在剛才的短片中，5G改變了我們生活的方方面面，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、大信息量的傳輸，你知道它是怎么做到的嗎？現(xiàn)在同學(xué)們，復(fù)習(xí)前面學(xué)習(xí)過(guò)的電磁波相關(guān)知識(shí)，快速搶答PPT上面的問(wèn)題。
3.復(fù)習(xí)舊知，快速搶答！
（1）電磁波的作用？
（2）電磁波頻率的單位？
（3）電磁波的波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系？
引導(dǎo)學(xué)生得出：波長(zhǎng)越短，頻率越高。 PPT展示：信息理論：作為載體的電磁波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)男畔⒃蕉唷?nbsp;
學(xué)生思考
學(xué)生觀看
學(xué)生復(fù)習(xí)回顧（小資料） 電磁波在信息傳遞中扮演著非常重要的角色，要研究信息的傳遞，就要研究電磁波。電磁波的頻率都很高，所以常用的單位還有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。電磁波包括的范圍很廣。實(shí)驗(yàn)證明，無(wú)線電波、微波、光波都是電磁波。光波的波長(zhǎng)比微波的波長(zhǎng)短很多，光波的頻率比微波的頻率要高很多。
學(xué)生回答：（1）電磁波可以傳遞信息。（2）電磁波頻率的單位是Hz、KHz、MHz.（3）電磁波波長(zhǎng)越短，頻率越高。
學(xué)生學(xué)習(xí)，做筆記！
讓學(xué)生體驗(yàn)5G實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離、大信息量的信息傳遞，激發(fā)求知欲！
溫故知新
為新課做鋪墊
獲得新知
重慶市字水中學(xué) 正心如字 明德若水
學(xué) 習(xí) 新 課
教師：看來(lái)，5G是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的，但是電磁波根據(jù)波長(zhǎng)長(zhǎng)短不同，分為無(wú)線電波、微波、光波等，根據(jù)我們前面的學(xué)習(xí)，5G不可能是通過(guò)無(wú)線電波來(lái)傳遞，那到底是微波還是光波呢？接下來(lái)，同學(xué)們自主閱讀P158-159頁(yè)“微波通信”，找出以下問(wèn)題的答案。完成的同學(xué)舉手示意！ 一、微波通信 1．組織學(xué)生自主閱讀P158-159“微波通信”，找出以下問(wèn)題的答案！ PPT展示：學(xué)習(xí)要求
（1）為什么要用微波通信？
（2）為什么要建立微波中繼站？ （3）要隔多長(zhǎng)距離建立一個(gè)微波中繼站？
（4）能用月球進(jìn)行微波中繼通信嗎？
2.教師：在黑板上展示地球模具，右邊是發(fā)射點(diǎn)，左邊是接收點(diǎn)，微波從發(fā)射點(diǎn)發(fā)出，是如何到接收點(diǎn)
的？
小組活動(dòng)：1分鐘時(shí)間小組討論并組織語(yǔ)言利用老師提供的模具，解
說(shuō)微波通信的原理！每個(gè)小組選舉一位代表上臺(tái)解說(shuō)。
學(xué)生自主閱讀課本，找到問(wèn)題答案：（1）微波的波長(zhǎng)短10m-1mm，頻率高達(dá)
30MHz-3x105
MHz，傳遞信息更多。（2）微波的性質(zhì)接近光波，
大致沿直線傳播，不能繞地球表面繞射。（3）要隔50km建
立一個(gè)微波中繼站，，距離越
遠(yuǎn)，需要的中繼站越多（4）月球是地球的衛(wèi)星，可以反射微
波，但是距離太遠(yuǎn)，信號(hào)衰減、
時(shí)間延遲而且需要同時(shí)見到月
亮才能完成通信！
全班同學(xué)都完成并舉手示意！
學(xué)生在講臺(tái)上解說(shuō)：微波發(fā)射
后，沿直線傳播，不能繞射，遠(yuǎn)距離要接收信號(hào)的話需要中
轉(zhuǎn)，這里把它叫做微波中繼站，
他的作用是把接收來(lái)的信號(hào)放
大，反射到接收地，但是最多
50km左右就要建設(shè)一個(gè)微波中繼站，距離越遠(yuǎn)，需要的中繼
站越多
鍛煉邏輯思維能力
鍛煉學(xué)生的閱讀自學(xué)能力，知識(shí)遷移能力
鍛煉學(xué)生勇于表達(dá)自我的能力，培養(yǎng)學(xué)生有準(zhǔn)確表達(dá)自我的意識(shí)
重慶市字水中學(xué) 正心如字 明德若水
3.教師：這位解說(shuō)員解說(shuō)的非常好！大家掌聲鼓勵(lì)。但是有個(gè)問(wèn)題，如果遇到雪山、大洋（把相應(yīng)的圖片貼在模具上面），根本無(wú)法建立中繼站時(shí)（把中繼站圖標(biāo)取下來(lái)），又該怎么辦？
二、衛(wèi)星通信
1.組織學(xué)生自主閱讀P159“衛(wèi)星通信”，回答以下問(wèn)題： （1）通信衛(wèi)星的特點(diǎn)？ （2）通信衛(wèi)星最少有幾顆？ （3）衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用？
2.請(qǐng)學(xué)生舉手回答： （1）通信衛(wèi)星的特點(diǎn)？ （2）通信衛(wèi)星最少有幾顆？ 教師在黑板上的自制模具上模擬三顆同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球通信。 （播放PPT動(dòng)圖演示） （3）衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用？
（PPT展示、播放視頻北斗衛(wèi)星定位）
總結(jié)過(guò)渡：衛(wèi)星通信是微波通信，通信距離和容量都增大了，但微波類似于光波只能沿直線傳播，在地
球兩極附近存在通信盲區(qū)，那有沒(méi)有一種方式可以使載體沿曲線傳播呢？
教師引導(dǎo)理解全反射概念：（板書） 氣
學(xué)生思考舉手回答： A． 更高的地方（離地球最近） B． 月球（距離太遠(yuǎn)了，信號(hào)
衰減、時(shí)間延遲） C． 人造衛(wèi)星
學(xué)生閱讀，舉手回答：（1）通信衛(wèi)星是相對(duì)地球靜止的同步衛(wèi)星；（2）實(shí)現(xiàn)全球通信，最少需要3顆同步衛(wèi)星；（3）通過(guò)衛(wèi)星電視，一個(gè)地方出現(xiàn)的突發(fā)事件，全世界的人們幾乎立刻看到現(xiàn)場(chǎng)的畫面。中國(guó)建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可提供全天候的即時(shí)定位服務(wù)。
學(xué)生觀看
學(xué)生思考
學(xué)生理解全反射
培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力
培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)目標(biāo)問(wèn)題有效快速提取信息的能力
直觀形象刺激學(xué)生的感覺(jué)認(rèn)知
培養(yǎng)學(xué)生意識(shí)到萬(wàn)事萬(wàn)物有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，全面看待事物的兩面性
重慶市字水中學(xué) 正心如字 明德若水
水
教師演示實(shí)驗(yàn)：
（1） 光沿彎曲的水流傳播 （2） 光沿彎曲的玻璃傳播
說(shuō)明：根據(jù)我們學(xué)過(guò)的光學(xué)知識(shí)，我們知道，光只能沿直線傳播，這里之所以可以沿彎曲的水流，彎曲的玻璃傳播，是因?yàn)榘l(fā)生了全反射。
三、光纖通信
1.組織學(xué)生自主閱讀課本P160“光纖通信”，回答以下問(wèn)題： （1）光波通信的優(yōu)點(diǎn)？ （2）激光和普通光源的區(qū)別？ （3）光在光導(dǎo)纖維中如何傳播？
教師：激光的發(fā)明和光導(dǎo)纖維的發(fā)現(xiàn)為我們今天的高速公路做出了不可替代的貢獻(xiàn)，我們要感謝這兩位科學(xué)家！ PPT展示圖片：
（1）梅曼與世界上第一臺(tái)紅寶石激光器；
（2）高琨與光纖通信
（4）舉例說(shuō)明光纖通信的應(yīng)用有哪些？
教師：不論在家還是在路上，我們?cè)缫蚜?xí)慣了互聯(lián)網(wǎng)，但我們從來(lái)沒(méi)想過(guò)數(shù)據(jù)、信息是如何跨過(guò)大陸和海洋的？這就是我們的海底光纜！（播放視頻）
學(xué)生閱讀，舉手回答： （1）頻率比微波高，一定時(shí)間內(nèi)傳輸更大量的信息； （2）普通光源包含許多不同波長(zhǎng)（頻率）的光，難以攜帶信息，激光頻率單一，方向高度集中；
（3）光從光導(dǎo)纖維一端射入，在內(nèi)壁上多次反射，從另一端射出，將信息傳到遠(yuǎn)方。（教師補(bǔ)充：光的全反射） 學(xué)生觀看
學(xué)生思考，回答： （4）寬帶、海底光纜等
學(xué)生觀看視頻
直觀體驗(yàn)
培養(yǎng)根據(jù)閱讀目標(biāo)有效提取信息的能力
感恩教育
激發(fā)學(xué)生關(guān)注物理前沿科學(xué)，有科技服務(wù)人類的意識(shí)，培養(yǎng)科技強(qiáng)國(guó)的責(zé)任感和使命感。
重慶市字水中學(xué) 正心如字 明德若水
2.光纖通信有他獨(dú)特于微波通信的優(yōu)點(diǎn)，可以更遠(yuǎn)距離、大信息量的傳播信息，那我們5G會(huì)不會(huì)采用光纖呢？（播放視頻：華為：5G+微波）
拓展解釋：微波波長(zhǎng)要長(zhǎng)點(diǎn)，可以繞過(guò)障礙物進(jìn)行傳播！
四、這節(jié)課你收獲了什么？
五、網(wǎng)絡(luò)通信（留作學(xué)生課后作業(yè)） 要求：
（1）合理利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料；
（2）寫一篇《關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信對(duì)自己學(xué)習(xí)生活的影響》 （3）將文章發(fā)送到郵箱179081033@qq.com
學(xué)生觀看
學(xué)生舉手回答
課后自學(xué)
對(duì)前沿科技有事實(shí)性的了解
學(xué)習(xí)反饋
交給學(xué)生自己學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性；寫文章的形式監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)的成果，培養(yǎng)學(xué)生書面表達(dá)能力
視頻來(lái)源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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