21.4 越來越寬的信息之路 教學分析：第四節越來越寬的信息之路。要求學生常識地了解衛星通信、光纖通信、網絡通信的優點、原理。通過自學、互學、師生共同交流來認識人類信息技術的發展給人類的生活方式帶來了翻天覆地的變化。從面提高學生學習科學的興趣，樹立正確的科學觀。教學重點是以大量的圖片、影視畫面介紹和展示各種通信方式的優點、缺點和改進方法。教學目標：1知識與技能：常識性了解衛星通信、光纖通信、網絡通信。通過教學使學生了解：為什么要用微波通信？如何實現微波通信？了解微波性質接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射的特性，了解微波傳播過程中的一些缺點以及這些缺陷如何通過衛星通信來彌補。了解光纖通信的原理和優點。了解網絡通信的發展過程和優點，掌握發電子郵件的方法。2過程和方法：通過師生共同交流來探討現代信息的變化，用大量多媒體圖片、影視畫面使學生了解衛星通信、光纖通信、網絡通信的特點和粗略的原理。3情感態度和價值觀：通過學習現代通信知識，了解科技給人類帶來的便利，提高學科學的興趣。教學重、難點：衛星通信、光纖通信、網絡通信的優點和原理。教學媒體運用：課前發動學生查找有關資料包括一些多媒體的信息，來激發學生們的學習興趣。引課通過多媒體播放圖片，同時思考老師提出的問題。創設情景，學生學習興致高漲。在學到為什么用衛星來做微波中繼站、而致少要用三顆衛星，光纖通信的原理和互聯網發電子郵件的過程采用PPT把微觀、抽象的通信過程變成形象、直觀、生動的動畫描述出來，幫助學生較好的理解相關知識，同時也突破了教學難點和重點內容。順利地完成了教學內容。教學過程：一、新課導入：通過多媒體播放一場足球比賽片段。教師引出新課：剛才我們欣賞的足球比賽片段，是我從衛視頻道節目中截取的。現在電視臺正在熱播的歐錦賽和奧運圣火傳遞節目也都是由衛星轉播來的。為什么要用衛星來轉播電視節目呢？除了衛星通信外，還有沒有其他的通信方式呢？這節課我們就來學習本章的最后一節越來越寬的信息之路。學生回答：衛星傳遞信息多；衛星傳遞的信息量大；衛星傳遞時間快二、利用上節課的知識做鋪墊，引出新知識現在隨著科技的進步，傳輸信息的途徑也越多，像報紙、電視、收音機、電腦等都能傳輸信息，但它們在相同時間內傳輸的信息量是否相同呢？以無線電廣播和電視廣播為例，在相同時間內誰傳輸的信息更多一些呢？學生回答：不一定相同，電視廣播傳輸的信息更多一些。無線電廣播只能傳遞聲音信號，電視不僅能傳遞聲音信號，而且也能傳遞圖像信號。教師引進新知識：為什么電視廣播要比無線電廣播能傳輸更多的信息呢？這是因為它們用來傳輸電信號的電磁波（也叫載波）的頻率不同。這是我們上節課學過的知識，在無線電廣播和電視廣播中，電信號不能直接發射到空中，（不能），需要把它們加載到高頻電磁波上，再通過天線發射到空中。無線電廣播一般是用長波、中波和短波做載波，電視廣播是用微波作為載波。因為微波的波長短，頻率高，所以在相同時間內才能傳輸更多的信息。現代理論表明：作為載體的無線電波，頻率越高，在相同時間內傳輸的信息就越多。因為微波的頻率高，用它作為載波能傳遞更多的信息，所以現在微波通信使用很廣泛。下面請同學們看書上微波通信部分，并思考下列幾個問題：1微波的波長、頻率在什么范圍內？2微波通信有什么優點？3在微波通信中，為什么要建立微波中繼站，它起到什么作用？4微波通信有什么缺點？教師板書：現代信息表明：作為載體的無線電波，頻率越高，在相同時間內傳輸的信息就越多。1微波通信學生回答：微波的波長在10米-1毫米之間，頻率在30MHz-3105MHz之間。學生回答：頻率高，傳遞的信息多，一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話。可見它能傳遞的信息量是很大的。學生回答：因為微波的性質接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。學生可能回答：中繼站的作用是使微波沿地球表面繞射。教師引導：同學們大致說出了中繼站的作用，誰能更詳細說一下它的作用？衛星中繼站能把上一站傳來的微波信號經過處理后，再發射到下一站去。就像接力賽跑一樣，一站傳一站，經過很多中繼站就可以把信號傳遞到遠方。下面我們通過這個課件來說明一下中繼站的作用。演示課件：在A地發射微波，我要在B地接收到微波，能不能接收到？（因為微波不能沿地球表面繞射，在B地接收不到微波）為了接收到微波，我在地面上每隔50km建立微波中繼站，把信號接收過來，經過處理后，再傳到下一站去，在B地接收到微波。由于微波通信傳輸的信息量大，所以各種電信業務的傳輸，如電話、電報、數據、傳真、以及彩色電視機都可以通過微波電路傳輸。同學們看圖片，這是微波中繼站，因為微波大致沿直線傳播容易被山岳和高樓所阻隔，所以微波中繼站都建在很高的地方。現在我們知道了微波通信的特點傳輸特點，請同學們想一想：微波通信有什么缺點呢？學生答：長距離通信需要建立很多中繼站，麻煩。學生答：遇到雪山、大洋過不去。受地理位置的限制，例如我要在中國和美國之間建立一條微波通信線路，途中要經過大西洋，沒法把中繼站建在水面上，該怎么辦呢？學生回答：把中繼站設在空上，利用通信衛星（或人造地球衛星）做中繼站來完成微波的轉發任務。 對，我們可以利用通信衛星作為空中的中繼站，來完成微波的轉發，這就是衛星通信。2衛星通信第一種講授方式：談到衛星通信，你覺得給它你帶來得最大好處是什么？電視頻道多了，能收看到的節目多了，能夠及時地知道到在世界各地發生的事情了。那么通信衛星是怎樣完成電視節目的轉播任務的呢？我們以一場足球賽的實況轉播為例，電視轉播車在比賽現場將比賽實況攝下后，一般以微波通信的方式送給電視臺，電視臺經過編輯處理后，通過無線電塔將電信號發射給太空中通信衛星，通信衛星接收電信號，經過放大變頻后，再向地面發送，通過電視臺進行播放，我們在電視機前就可以看到球賽的實況。第二種講授方案：衛星通信是是怎樣完成微波的轉發的呢？這是一個微波通信系統的簡單示意圖。出示衛星通信過程動畫：地面站把電信號通過無線電塔發射給太空中的通信衛星，通信衛星接收到電信號，經過放大變頻后，再發送到另一個或幾個地面站，由地面上的巨大的碟形天線接收電信號。現在的衛星通信大多是同步衛星通信。通信衛星在赤道上空35786km的圓形軌道上，它繞地球一周的時間恰好與地球自轉一周的時間相同，也是24小時（嚴格說是23小時56分4秒），所以從地球上看，它好象懸掛在空中靜止不動，所以叫做地球同步衛星。由于通信衛星離地面的距離遠，它能把地面發送過來的電信號轉發到很遠的地方，所以在位于赤道平面的軌道上，放置三顆同步衛星就可以實現全球通信。現在我們了解了衛星通信方式，同學們能不能說一說，衛星通信給我們帶來的最大好處是什么？學生回答：獲得的信息量大了；電視頻道多了；能收看到的節目多了；能夠及時地知道到在世界各地發生的事情了。衛星通信和微波通信相比，有哪些優點呢？傳輸信息遠、傳播范圍大，不受地形的限制，抗干擾能力強、比微波通信傳輸容量大。 正因為衛星通信有這么多的優點，所以目前世界上三分之二以上的國際電話、電報業務、和洲際電視廣播都由衛星通信來承擔。（衛星通信有沒有缺點呢？衛星離地面的高度是36000km，你們算一下，微波從地面傳到衛星上再反射回地面需要多長時間？微波的傳播速度和光的傳播速度相同。是3108m/s。0.24s，這是微波發射再返回原地的時間，如果進行的是兩地間的通信，需要的時間會更長。所以使用衛星通信時會出現信號延遲的現象。不同臺播放同一個電視節目不同步。這是使用衛星通信的一個缺陷。）以上我們了解了微波通信和衛星通信，除了這兩種通信方式外，還有沒有其他的通信方式呢？3光纖通信光纖通信是用光來做載波。我們知道，電磁波的傳播速度等于光速，實際上光也是一種電磁波，并且光的頻率比微波的頻率更高，如果用光來通信，那么傳輸的信息量會更多。（光纖通信中所用的光是激光，而不是普通光，普通光夾雜了許多不同頻率的光，方向性差，如果用普通光做載波，就象收音機同時接收到了許多頻率的節目一樣，各種聲音重疊在一起，叫人無法分辨。而激光的頻率單一、方向性好、亮度高等特點，正好彌補了普通光源的缺陷。）那么應該用什么樣的光來做載波呢？用激光 為什么？普通光夾雜了許多不同頻率的光，方向性差，如果用普通光做載波，就象收音機同時接收到了許多頻率的節目一樣，各種聲音重疊在一起，叫人無法分辨。而激光的頻率單一、方向性好、亮度高等特點，正好彌補了普通光源的缺陷。）從激光器發明后，人們就開始嘗試用激光作載波來傳遞信息，但激光在空氣中傳播時容易受氣候條件的影響，于是人們就想能不能讓激光在特殊的管道里傳播呢？直到1966年華裔科學家高錕發明了光導纖維后，用激光通信才成為現實。用光纖燈具演示實驗，讓學生觀察現象。提問：細絲是什么？光導纖維在光導纖維末端看到光點，說明什么？說明光沿著細絲傳播過來。在上學期學過，光在均勻介質中沿直線傳播。光導纖維是彎的，光怎樣為什么能傳過來呢？下面同學們看一段影視圖象，從中你會獲得很多信息：提問兩個問題：（1）為什么光能在彎曲的光導纖維中傳播呢？利用了光的全反射。簡單介紹一下光的全反射，光從玻璃斜射入空氣中時，要發生折射現象，折射光線向哪個方向偏折？向界面偏折。當入射角逐漸增大時，折射角怎么變化？當入射角再增大時出現這種現象，同學們猜想，當入射角增大到某個程度時，看不到折射光線，光線全部反射回玻璃中，我們把這種現象叫做光的全反射。光導纖維就是利用這個現象制成的。（2）誰能簡單說一下光纖通信的過程？光纖通信是利用電光變換技術，在信息發送端把電信號轉變為光信號，讓光信號在光導纖維中傳播，在信息接收端，再把光信號轉變為電信號。從而實現信息的傳遞。光纖通信傳輸的信息量非常大，一對光纖，從理論上講，可以開通1億路電話，再加上通信中光沿管道傳播，不容易受到外界的干擾、保密性好的特點，正在被應用的越來越廣泛。目前世界上最長的光纜干線是，我國的光纖通信發展也很快，在許多大城市都敷設了光纜。請同學們課后看看書后的閱讀材料，了解我國光纜通信的發展。昨天我從經過我們家附近的網吧經過，看見它網吧牌子上寫著，10M光纖接入，說明電腦網絡是通過光纖傳遞來傳輸信息的。把計算機連在一起，互相傳遞信息，就形成了網絡通信。我們經常使用微機，利用計算機網絡，你都能做哪些事情？看新聞、聽音樂、玩游戲、查閱資料、聊天、發電子郵件。網上聊天是一種比較常見的網絡通信方式，在網上你不管是你熟悉還是不熟悉得人，你都可以和他聊天。還有另外一種網絡通信形式是發電子郵件。我們班都誰會發電子郵件？假如說我要把要一份文件作為電子郵件發送出去，我需要做好哪些準備工作？首先在網上申請一個電子信箱，給信箱起一個名字并設定密碼。還要知道對方的信箱的名字。然后才可以發送。 我的信箱的地址是cyjx163.com，誰能說明這是什么意思？Cyjxhy是你的帳號，163.com是你的服務器的名字，也就是說我在www.163.com這個網上申請的信箱。有的電子信箱的地址上還有.cn，誰知道是什么意思？表示這個服務器是在中國注冊的。誰能說說具體怎樣發電子郵件呢？上網打開信箱裝上要郵的東西發送出去假如說現在老師把這個文件發送到我的信箱里，我回家看去，誰愿意用你的電子郵箱幫老師發送郵件呢？我們看一下他是怎樣發送郵件的。我們看到，其實發電子郵件很簡單。你覺得電腦網絡給我們帶來的益處有哪些？信息共享、網絡通信、獲取信息、有更多的娛樂游戲。目前最頻繁的網絡通信的形式是電子郵件。現在最大的計算機網絡是是什么網？什么是因特網？它有什么作用？誰能給大伙介紹一下？通過本節課的學習，我們了解了四種通信形式，知道了這幾種通信方式的特點，優點及不足。下面同學們看看書，歸攏一下這節課所學的知識。有不太清楚的地方可以提出來