3.改变世界的信息技术
一、教学目标
(一)知识与技能
1、常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。
2、了解光纤通信的原理和优点。
(二)过程与方法
1、了解网络通信的发展过程和优点,掌握发电子邮件的方法。
2、通过教学使学生了解:为什么要用微波通信?如何实现微波通信?了解微波性质接近于光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射的特性,了解微波传播过程中的一些缺点以及这些缺陷如何通过卫星通信来弥补。
(三)情感态度与价值观
1、通过师生共同交流来探讨现代信息的变化,用大量多媒体图片、影视画面使学生了解卫星通信、光纤通信、网络通信的特点和粗略的原理。情感态度与价值观。
2、通过学习现代通信知识,了解科技给人类带来的便利,提高学科学的兴趣。
二、教学重难点
(一)教学重点
卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。
(二)教学难点
卫星通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。
三、课时安排
1课时
四、教学过程
新课导入:
现代通信网络已经覆盖了地球的每个角落。在太空,有数以百计的通信卫星环绕着地球;在高山之巅,有数不清的通信发射塔;在高楼大厦的天台,有无数大大小小的无线通信接收装置;在地下和海底有密如蛛网的通信线缆。这就形成了一个从空中、陆地到海底的立体通信网络结构。现代通信网络连接了亿万部电话,电脑和大型数据库,将整个世界从国家,地区到家庭,个人紧密地联系起来,形成了一个“地球村”。现代通信网络包括卫星通信、光缆通信和移动通信等主要方式。
新课讲解:
一、卫星通信
卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站,转发无线电波,进行通信的。
如图所示,今日的地球已经被一张电磁波的大网严严实实地罩起来了,通过这个通信网络,地球上任何一个地方都可以将信息即时发往世界各地,在一瞬间传遍全球。
二、光缆通信
现代的光纤通信是应用光的传播特性,把光能限制在光纤内部,用光信号取代传统通信方式中的电信号,从而实现信息的传递。由于光纤具有传输距离长,高抗干扰等特性,在20世纪80年代中期以后,骨干网及区域网已逐渐被光纤传输系统占领。
三、移动通信
20世纪70年代至80年代,数字技术,电子技术的快速发展,以及由美国贝尔实验室推出的“蜂窝系统”概念和理论在实际中的应用,使移动通信系统开始进入了个人领域。移动通信的全面普及,极大的改变了人类的生产和生活方式,方便了人们的生活。
当前应用最为普遍的数字蜂窝系统主要由移动台、基站和移动交换中心组成。
移动台就是手机或车载电话。手机因为携带方便的要求,体积一般都不大,信号的发射和接收能力都非常有限,想要与其他用户通话就需要有大型无线电台转接。基站也称基地台,就是这种固定无线电台,它可以将收到的手机信号传递到电话网,也可以将信号从电话网传递到手机。
四、信息革命与人类文明
物质,能源与信息是人类社会生存和发展不可缺少的三大要素。人类一直关注信息的生成和传播。在古代,人们用烽火台进行远距离紧急信息传播,“八百里快马”是皇帝向地方官吏下达紧急命令的人工传递方式。在几千年的封建社会里,由于科学技术进步十分缓慢,信息技术一直没有什么实质性的进展。
电磁波技术的发展,使信息技术发生了一场划时代的革命。二次世界大战期间,英国雷达装置帮助英国军队有效的阻止了德国法西斯空军跨越英吉利海峡的计划。雷达的成功,有力的推动了电磁波应用与电子技术产业的迅速发展。
半导体技术,集成电路以及芯片技术的发展,使个人计算机获得迅速的发展和普及,形成了以芯片技术为龙头的硬件产业和以操作系统为代表的软件产业。
迅速发展的计算机网络,已经成为了人们学习,工作,生活不可缺少的工具,正在深刻地改变着人们的思维方式,学习方式,工作方式,通信方式,交流方式和生活方式。今天网络的功能已经逐步深入到社会各个领域,电子商务,电子政务,远程教育,远程医疗和网络会议等正在逐渐普及。
当今,信息技术产业已经成为一些发达国家重要的产业。印刷术
在印刷术发明以前,书籍只能靠抄写来流传。既费时间,又容易出错,大大限制了知识的传播。最早的印刷术于三千年前发明于中国。从古时候起,中国人就使用印章,印章本来只是官职的标识,后来又用来加盖在文件上,现在使用依然非常普遍。在纸发明以前,人们将印盖在青泥上,叫做“封泥”。
纸流行以后,出现了用印色盖印的方法,西方称为“中国式摹印法”。到南北朝时,出现了一颗特别大的木印章,长约39.6cm,宽约8.25cm,这就是雕版印刷的先驱。雕版印刷是从简单的图章印刷发展来的,出现于多年前的隋代,它的出现使人们从手工抄书中解放出来,但雕版的工作量仍然很大,印一部篇幅较大的书要几年的时间。
为了改进雕版印刷中的许多弊端,北宋庆历年间,中国刻字工人毕升发明了活字印刷,它是将书版中那些不能活动的字分切开来,变成可以单独使用的字块,只要将单个的字块排成整块版就可以印刷了。
一本书印完后,单个字重新组合,还可以再印别的书。这种印刷术既节省了费用,又缩短了出书时间,是人类印刷史上最重大的一项革新之一。但这时的书都是单色的,少数彩色书籍是在印好后由工人上的颜色。直到1457年德国的福斯特和舒奥佛发明了多色印刷,才出现了印刷出来的彩色的书籍。
1620年,荷兰的伯勒奥改进了印刷机,他在印刷机上加上一个平衡锤,使沉重的铁压板每印一次就自动提升,大大减轻了印刷工人的体力消耗,也提高了印刷的速度。在这之后,印刷术不断改进,出现了许多快速方便的印刷术。
19世纪,照相机的问世带动了照相排版技术的出现。1939年,美国的许布纳发明了照相排字机,推动了排字和印刷术的大革新。在近几十年里,照排技术不断发展提高,目前使用的照排技术已经相当先进,现在可以看到的许多精美的印刷品都是用这种技术印制。
1939年,许布纳在美国发明了照相排字机。他把字母相继投摄到照相纸面上,然后冲洗出来,贴在一页样本上。这张拼好的版用照相机转拍在金属板的感光膜上,经过酸蚀,使这块印版具有1798年逊纳菲尔德发明的石印版的性能:油墨只附在版上有图形的地方。
随着计算机和激光在人们生活中的应用,印刷技术也又一次得到发展,出现了激光照排机。现在,许多出版社、报社和印刷厂都使用这种激光照排机,它的排版速度相当快,照排速度达每秒60个左右,字符存储量也很大,有各种字体9种,字号16种,每种字有7000个左右,可以满足通常的使用要求。视觉暂留现象
视觉暂留现象(Visual staying phenomenon,duration of vision)又称“余晖效应”。
人眼在观察景物时,光信号传入大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。
是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后,仍保留一段时间的现象,其具体应用是电影的拍摄和放映。原因是由视神经的反应速度造成的,其时值是1/24s。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像,感光细胞感光,并且将光信号转换为神经电流,传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素,感光色素的形成是需要一定时间的,这就形成了视觉暂停的机理。
视觉暂留现象首先被中国人发现,走马灯便是据历史记载中最早的视觉暂留运用。宋时已有走马灯,当时称“马骑灯”。随后法国人保罗·罗盖在1828年发明了留影盘,它是一个被绳子在两面穿过的圆盘。盘的一个面画了一只鸟,另一面画了一个空笼子。当圆盘旋转时,鸟在笼子里出现了,这证明了当眼睛看到一系列图像时,它一次保留一个图像。