第二十一章信息的傳遞第4節(jié) 越來(lái)越寬的信息之路課題21.3 越來(lái)越寬的信息之路 教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與技能1.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。 2.通過(guò)教學(xué)使學(xué)生了解：為什么要用微波通信？如何實(shí)現(xiàn)微波通信？了解微波性質(zhì)接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射的特性，了解微波傳播過(guò)程中的一些缺點(diǎn)以及這些缺陷如何通過(guò)衛(wèi)星通信來(lái)彌補(bǔ)。 3.了解光纖通信的原理和優(yōu)點(diǎn)。 4.了解網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展過(guò)程和優(yōu)點(diǎn)，掌握發(fā)電子郵件的方法。【過(guò)程與方法】通過(guò)師生共同交流來(lái)探討現(xiàn)代信息的變化，用大量多媒體圖片使學(xué)生了解微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的特點(diǎn)和粗略的原理。【情感、態(tài)度與價(jià)值觀】通過(guò)學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識(shí)，了解科技給人類帶來(lái)的便利，提高學(xué)科學(xué)的興趣。 教學(xué)重點(diǎn)微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)點(diǎn)和原理。教學(xué)難點(diǎn)了解現(xiàn)代通信知識(shí)。器材黑紙包住的塑料瓶、光源、水。教學(xué)過(guò)程教 學(xué) 內(nèi) 容 與 師 生 活 動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、引入新課提出問(wèn)題：自古至今，人們傳遞信息的方式有許多種，并在不斷地發(fā)展變化，影響著我們的生活。請(qǐng)同學(xué)們想一下，我們聽(tīng)5分鐘故事和看5分鐘電影，哪個(gè)能獲得更大的信息量?請(qǐng)各學(xué)習(xí)小組自備一張紙，寫出你們所知道的信息傳遞方式，并從傳播速度和信息容量?jī)蓚€(gè)方面分析對(duì)比一下，發(fā)生了什么樣的變化？學(xué)生活動(dòng)：各學(xué)習(xí)小組在紙片上寫完后，用實(shí)物投影投放，并請(qǐng)?jiān)摻M學(xué)生發(fā)言。其他小組如有不同，再展示自己小組的紙片，并發(fā)言。總結(jié)：人們獲取信息的途徑越來(lái)越多，信息傳遞速度越來(lái)越快，且信息量也越來(lái)越大。信息理論表明：作為載體的無(wú)線電波，頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息就越多。下面我們來(lái)學(xué)習(xí)幾種信息傳遞的方式。二、新課教學(xué)探究點(diǎn)一 微波通信活動(dòng)：為什么要用微波通信？觀看視頻什么是微波通信并閱讀課本，討論、交流后并回答問(wèn)題。學(xué)生討論、交流后回答：微波（microwave）的波長(zhǎng)在10 m1mm之間，頻率在30 MHz3105MHz之間，比中波和短波的頻率更高，可以傳輸更多的信息。活動(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(wèn)題。學(xué)生討論、交流后回答：微波的性質(zhì)更接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地面繞射，因此需每隔50 km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(lái)的微波信號(hào)經(jīng)過(guò)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(guò)很多中繼站，可以把信息傳遞到遠(yuǎn)方。活動(dòng)：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⒉ǎx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(jiàn)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)：那么人造衛(wèi)星做中繼站可以嗎？說(shuō)出你了解的衛(wèi)星通信的知識(shí)。觀看視頻衛(wèi)星通信，讓同學(xué)們討論、交流說(shuō)出自己的見(jiàn)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(wú)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(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大變頻后，再發(fā)送回另一個(gè)或幾個(gè)地面站。現(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(lái)的好處。探究點(diǎn)三 光纖通信實(shí)驗(yàn)：把大塑料瓶用不透光的紙包上，瓶的側(cè)壁開(kāi)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(shuō)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。活動(dòng)：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。現(xiàn)代信息社會(huì)中，我們需要交流越來(lái)越多的信息，這就需要把這一信息之路修得越來(lái)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(lái)通信，這條“高速公路”要比短波、微波的“公路”寬出百萬(wàn)倍、千萬(wàn)倍。但如何實(shí)現(xiàn)這一目的呢？看屏幕（播放光纖通信資料），通過(guò)討論說(shuō)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(wú)法分辨清楚。（2）1960年美國(guó)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，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。活動(dòng)：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(shuō)明了什么。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(lái)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(guò)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”。看屏幕（微機(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(shuō):世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)叫做因特網(wǎng)，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(gòu)物、和朋友聊天、進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等等。活動(dòng)：網(wǎng)絡(luò)通信在傳播信息中越來(lái)越快捷方便。請(qǐng)同學(xué)們閱讀科學(xué)世界“激光的應(yīng)用”。創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲帶著問(wèn)題自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，總結(jié)能力。利用類比的方法形象地理解廣播信號(hào)的發(fā)射和接收。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，合作學(xué)習(xí)的能力。課堂小結(jié)回顧本節(jié)知識(shí)點(diǎn):1.現(xiàn)代信息傳遞方式有哪些?2.微波通信有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?優(yōu)缺點(diǎn)如何來(lái)彌補(bǔ)?3.光纖通信有哪些優(yōu)點(diǎn)? 4.網(wǎng)絡(luò)通信有哪些優(yōu)點(diǎn)?5.如何發(fā)電子郵件?板書設(shè)計(jì)21.4 越來(lái)越寬的信息之路一、微波通信二、衛(wèi)星通信3、 光纖通信4、 網(wǎng)絡(luò)通信課堂訓(xùn)練1生活中我們看的光纖電視，信號(hào)強(qiáng)，畫面清晰，音質(zhì)好。那么光纖的主要作用是（B）A輸電 B通訊 C導(dǎo)熱 D照明2.北斗導(dǎo)航衛(wèi)星與地球之間的通信是利用（B）A空氣 B電磁波 C次聲波 D超聲波3.京東在一些城市用無(wú)人駕駛車取代了人力配送商品，無(wú)人車在送貨過(guò)程中，由北斗導(dǎo)航+5G技術(shù)+傳感器進(jìn)行360度環(huán)境監(jiān)測(cè)，自動(dòng)規(guī)避道路障礙與往來(lái)車輛行人，能識(shí)別紅綠燈信號(hào)并做出反應(yīng)如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是（D）A北斗衛(wèi)星導(dǎo)航是通過(guò)光纖傳遞信息B5G技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，它們是靠超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)的C無(wú)人機(jī)內(nèi)部的核心“芯片”是用超導(dǎo)體材料制作的D其北斗導(dǎo)航+5G技術(shù)+傳感器與服務(wù)器聯(lián)系靠的是電磁波4. （2021丹東）5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，5G是利用電磁波傳遞信息的。據(jù)專家預(yù)計(jì)到2030年5G網(wǎng)絡(luò)將完全開(kāi)發(fā)和建立，將和光纖一道成為信息社會(huì)最重要的基礎(chǔ)設(shè)造，其中光纖通信是利用光在光導(dǎo)纖維中多次反射將信息傳到遠(yuǎn)方。5. 下列說(shuō)法中不正確的是（B）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)行信息傳遞的作業(yè)布置完成本節(jié)課的對(duì)應(yīng)練習(xí)課本后163頁(yè)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理