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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第二十一章 分课时设计
课题 越来越宽的信息之路
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 教学大纲要求学生常识性地了解卫星通信、光纤通信、网络通信的优点、原理。本章节关键在于让学生认识到人类已进入信息时代，信息技术已经渗透到人类生产、生活的各个领域。信息技术的发展给人类的生活方式带来了翻天覆地的变化。使学生通过学习，了解科技为人类带来的便利。从而提高学生学习科学的兴趣，使学生养成关心科学发展前沿的习惯，树立正确的科学观，培养振兴中华、用科学服务于人类的使命感和责任感。
2.学习者分析 学生对通信方式虽然有一定的接触和了解，但是学生对于其中的原理和过程还不是很熟悉，对某些通信方式还会有疑惑。为打消学生的疑虑，可以进行对应的演示实验。为拓宽学生的知识面，可以播放视频，如果条件允许，还可以带实物到课堂，让学生一睹为快。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信；（2）通过学习现代通信知识，了解科技为人类带来的便利，提高学科学的兴趣。本节教学的重点、难点是常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。
4.评价量表 《越来越宽的信息之路》的评价量表任务列表任务要求（满分：15分）学生自评同学互评教师评价任务一：微波、卫星通信了解微波、卫星通信（5分）任务二：光纤通信了解光纤通信（5分）任务三：网络通信了解网络通信（5分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
教师先展示一段不到1分钟的语言文字，让学生朗读并了解这段文字所传达的信息；再展示这段文字对应的视频，提出问题：这两种表达方式，哪种方式在相同的时间内传输的信息更多？教师讲解：这段文字只能简单描述事件的梗概，但视频除了能表达文字给予的信息量，还能从画面上更加形象、具体的刻画事件中物体、人物的形象、动作等信息。因此，电视广播与声音广播相比，在相同的时间内可以传输更多的信息。教师讲解：信息理论表明，作为载体的电磁波，频率越高，相同时间内可以传输的信息就越多。由此引出“越来越宽的信息之路”这个话题。 观看课件，思考并回答问题，认真听老师讲解。 引入本节新课主题“越来越宽的信息之路”。
任务二：微波通信
教师介绍：微波的波长为10m~1mm，频率为30MHz~3×105MHz。教师展示表格“无线电波的不同波段及主要用途”，通过表格里的数据，说明微波比中波、短波的频率更高，可以传递更多的信息。1.微波的波长为10m~1mm，频率为30MHz~3×105MHz。教师介绍：微波的性质更接近光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射。因此，必须每隔50km左右就要建设一个微波中继站，把上一站传来的信号处理后，再发射到下一站去。而且，信号传递的距离越远，需要的中继站越多。 观看课件、听老师讲解。 了解微波比中波、短波的频率更高，可以传递更多的信息。让学生了解，微波通信需要微波中继站。
任务三：卫星通信
教师提出问题：能不能利用月球做中继站，实现微波通信呢？教师总结：不能！月球离我们太远了，信号会衰减、时间会延迟，而且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点的通信。教师介绍：现在，人类可以用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信。通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星。教师介绍：同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期(24h)相同，所以叫做“同步”卫星。从地面上看，它好像悬挂在空中静止不动。卫星通信1.可以用通信卫星做微波中继站。2.通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星。 思考并回答问题，听教师讲解。 了解月球不能用来做微波中继站。了解通信卫星。【评价标准】了解微波、卫星通信（5分）
任务四：光纤通信
教师讲解：光是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高。所以，如果用光来通信，这条“高速公路”要比短波、微波的“公路”宽出百万倍、千万倍。教师结合图片讲解：不过，普通的光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息；1960年，美国科学家梅曼制成了世界上第一台红宝石激光器，它能产生单一频率、方向高度集中的光——激光；1966年，华裔物理学家高锟提出用光纤通信的构想，这使得用光进行通信的幻想得以实现。教师播放演示实验视频：弯曲的光线，并对实验现象进行解释，介绍光在光纤中传播的情境与此类似。教师介绍：光导纤维是很细很细的玻璃丝，通常数条光纤并成一束再敷上保护层，制成光缆，用来传递电视、电话等多种信息。教师结合图片讲解光在光导纤维中的传播：光从光导纤维的一端射入，在内壁上多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传到了远方。 学生观看实验视频，听老师讲解。观看课件，听老师讲解。 学生通过实验，了解光从水流的一端射入，在水流的内壁上多次反射，这与光在光纤中传播的情境很相似。让学生简单了解光纤通信。【评价标准】了解光纤通信（5分）
任务五：网络通信
教师让学生自己阅读课本第161-162页关于网络通信的内容，结合生活经验，回答以下问题：1.平常说的“上网”是什么意思？2.电子邮件的传送方式是怎样的？3.你的电子邮箱地址是什么？它的服务器名叫什么？4.请说说你对因特网的理解。5.你在日常生活中常利用网络来做什么？ 阅读教材，结合生活经验，回答问题。 让学生简单了解网络通信。【评价标准】了解网络通信（5分）
6.板书设计21.4 越来越宽的信息之路一、微波通信1.微波的波长为10m~1mm，频率为30MHz~3×105MHz。2.微波中继站二、卫星通信1.可以用通信卫星做微波中继站。2.通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星。三、光纤通信四、网络通信
7.作业与拓展学习设计 1．阳春三月，正是踏青赏花的好时节，小宇徜徉在花海中用手机拍摄美景分享到朋友圈，此时手机是利用 （选填“X射线”或“微波”）传递信息的。【答案】微波【详解】微波是一种电磁波，它即可用于传递信息，也能用于微波炉中加热食物，现代的手机是利用微波来传递信息的。2．我国能前往月球背面采集样品，是因为有“鹊桥”中继卫星为探月任务提供了强有力的通信支持。如下图所示，请你为“鹊桥”选址，将其位置选定在 （选填“A”“B”或“C”）点，可以实现地面指挥中心与月球背面的通信中转。【答案】C【详解】为了实现地面指挥中心与月球背面的通信中转，则信号能从卫星反射到月球的背面，由光的反射定律，根据图示可知，位置应该在C点。3．在地球周围均匀地配置 颗同步通信卫星就可以实现全球通信，卫星通信是利用了电磁波可以传递 （选填“能量”或“信息”）。电磁波在真空中的传播速度为 。【答案】 3 信息 3×108【解析】【小题1】[1]要想实现全球通信，可以用通信卫星做微波通信的中继站，并在地球周围均匀地配置3颗地球同步通信卫星。[2]电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，而且电磁波可以传递信息和能量。卫星通信是利用了电磁波可以传递信息。[3]因为电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,即电磁波在真空中的传播速度为4．将计算机联在一起形成网络，将网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，就是 ，这样就能使信息资源 。利用网络通信除了收发电子邮件外，还可以看到不断更新的新闻，查到所需的 。【答案】 因特网 共享 各种资料【详解】[1]将计算机联在一起形成网络，将网络又互相联结，成为世界上最大的计算机网络，就是因特网，因特网上的信息可以以电磁波或电流的形式传递到网络中任何一台电脑，这样就能使信息资源共享。[2]利用网络通信除了收发电子邮件外，还可以看到不断更新的新闻，通过搜索引擎，查到所需的各种资料。5．以下关于微波的说法中不正确的是（ ）A．微波属于电磁波B．微波的性质接近于光波，大致沿直线传播C．进行长距离微波通信时，应通过中继站转播D．微波中继站间的距离大约为50 km，而且只能建立在地球表面【答案】D【详解】A．微波是电磁波的一种，指波长为1mm到10m波段的无线电波，故A正确，不符合题意；B．微波的性质接近光波，大致沿直线传播，故B正确，不符合题意；C．微波由于其大致沿直线传播，因此需每隔一定距离建一个微波中继站，信息传输的越远，需要的中继站越多，故C正确，不符合题意；D．微波中继站不但建立在地面上，而且可以利用卫星做中继站，只需要3颗通讯卫星就可以实现全球通信，故D错误，符合题意。故选D。6．最近几年，我国在信息、材料、能源、技术等领域取得了辉煌的成就，以下说法正确的是（ ）A．光在光导纤维中沿直线传播，激光能量损耗非常少B．深海潜水器“奋斗者”号可以海底回声定位，利用的是声可以传递能量C．现代生活中移动支付、共享单车、网购等，都是通过电磁波传递信息的D．倒车雷达利用了超声波，超声波可以在真空中传播【答案】C【详解】A．光在光导纤维中是多次反射来传递信息的，故A错误；B．深海潜水器“奋斗者”号可以海底回声定位，利用的是声可以传递信息，故B错误；C．现代生活中移动支付、共享单车、网购等，都是通过电磁波传递信息，故C正确；D．倒车雷达利用了超声波，超声波不能在真空中传播，故D错误。故选C。7．下列说法中错误的是（ ）A．红外线的传播速度比电磁波的速度大B．电磁波的传播不需要介质C．电磁波既能传递信息，又能传递能量D．光纤通信是光在光导纤维中多次反射传递信息【答案】A【详解】A．红外线属于电磁波，所以红外线的传播速度与电磁波的速度相同，故A错误，符合题意；B．电磁波能在真空中传播，所以电磁波的传播不需要介质，故B正确，不符合题意；C．电磁波既能传递信息，如无线电广播；又能传递能量，如微波炉加热食物，故C正确，不符合题意；D．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入后，在光导纤维内壁上要发生多次反射，并从另一端射出，这样就把它携带的信息传到远方，故D正确，不符合题意。故选A。8．第六代移动通信技术也被称为6G，主要促进的就是物联网的发展，6G仍在开发阶段。6G的传输能力可比5G提升100倍，1秒下载10部高清视频成为可能。下列说法正确的是（ ）A．6G手机间是利用超声波传输信号B．6G手机间发短信是利用电磁波传输信号C．6G手机内的芯片材料都是超导体D．6G手机通话是用电磁波传递的模拟信号【答案】B【详解】AB．超声波不能在真空中传播，6G手机间是利用电磁波传输信号，故A错误，B正确；C．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，6G手机内的芯片材料都是半导体，故C错误；D．6G手机通话是用电磁波传递的数字信号，故D错误。故选B。
8.教学反思与改进本节课一开始就抓住了学生的思维动向，让其写出已知的通信方式，并寻找它们之间的变化趋势，继而讲授了四种形式的通信方式。卫星通信也可以归到微波通信上，它们之间是有联系的，卫星通信是微波通信的延伸，设计时，把这两种通信放到一起进行了学习。光纤通信，是优于微波通信的另一种通信形式，它出现得较晚，设计本课时提到了这种通信形式的产生原因，使学生对此有所了解，从而更容易接受多种通信形式的变化趋势。关于激光通信的原理，补充了全反射的有关知识，点到为止，能够使学生理解光之所以沿着弯弯曲曲的光导纤维传播，这与光的直线传播并不矛盾。关于网络通信，是采用开放的形式进行讲授的，因为现在的学生对于网络知道的很多，课堂上不妨给他们提供一个平台，给他们一个展示才能的机会，同时注意对学生上网的正确引导。
作业设计
21.4越来越宽的信息之路课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：微波、卫星通信
1．人类可以用同步通信卫星做 通信的中继站来进行通信， 颗同步通信卫星就可以实现全球通信。
【答案】 微波 三
【详解】[1][2]根据通信的知识可知，微波通信需要微波中继站，为了能实现更便捷的通信，人类可以用通信卫星做微波通信的中继站来进行通信，大大提高了通信的效率，而在地球周围，只需要均匀地配置3颗同步通信卫星，就能实现全球通信。
2．微波：频率 ，波长 ，信息搭载量大，大致沿直线传播，不能沿地表绕射，每隔50km左右就要建设一个 站。 越高的电磁波搭载信息能力越大，越沿直线传播。
【答案】 高 短 微波中继站 频率
【详解】[1][2][3][4]微波频率高，波长短，不能沿地表绕射传播，因此每隔50km就要建设一个中继站转播微波，否则就不能长距离通信。对于电磁波来讲，频率越高，搭载信息能力就越大，传播方向性越好。
知识点2：光纤通信
3．光纤通信与微波相比的优点： 、 、 等优点，普通光源包含了许多不同波长（频率）的光，难以用它携带信息，激光的频率 、方向高度集中。
【答案】 光的频率更高，搭载的信息量更大 抗干扰性强、传播距离远 保密性好 单一
【详解】[1][2][3]光纤通信的优点是光的频率更高，搭载信息量更大、抗干扰性强、传播距离远、保密性好。
[4]普通光包含许多不同波长和频率的光，保密性好，激光的频率单一、方向高度集中更适合搭载信息。
知识点3：网络通信
4．网络通信中邮箱：xiaolin@.cn表示邮箱属于 这个人的，他的服务器名叫 其中 是China的缩写，表示这个服务器是在中国注册的，互联网也叫 。
【答案】 xiaolin .cn cn 因特网
【详解】[1][2][3][4]@前边的字母表示的是用户名，后边是服务器的名称，cn为中国的缩写，表示所用服务器在中国注册的。互联网也叫做因特网。
【能力提升】
5．关于现代通信，下列叙述错误的是（ ）
A．通讯公司研究的5G技术是利用电磁波通信的
B．电磁波的频率越低，在空气中传播的速度越小
C．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信
D．光纤通信是利用激光在光纤中不断反射传递信息的
【答案】B
【详解】A．电磁波可以传递信息，5G技术是利用电磁波通信的，故A正确，不符合题意；
B．电磁波在空气中的传播速度与频率无关，电磁波在同种介质中的传播速度不变，故B错误，符合题意；
C．卫星通信是利用地球同步通信卫星作微波中继站，把地面站送来的信号接收，并进行放大，然后转发给另外的地面站，实现信息的传递，故C正确，不符合题意；
D．利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，经内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它携带的信息传递到了远方，这种通信方式叫做光线通信，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．手机是利用微波进行通信的，当手机使用下列哪个功能时，手机与一定是电信运营商的基地台进行着微波通信（ ）
A．手机用GPS导航 B．手机用WIFI上网
C．手机用数据流量包上网 D．用蓝牙传文件
【答案】C
【详解】A．手机用GPS导航时，手机可以直接与卫星通信，故A错误；
B．手机用WIFI上网，可以是手机与地面的路由器进行通信，故B错误；
C．手机用数据流量包上网，手机必须与电信运营商的基地台进行着微波通信，故C正确；
D．用蓝牙传文件，可以是手机与其他终端设备进行文件传输，例如他人的手机、蓝牙音响等，故D错误。
故选C。
7．“北斗”导航系统主要是利用如下那种通信方式进行定位和导航的（ ）
A．微波通信 B．卫星通信 C．光纤通信 D． 网络通信
【答案】B
【详解】微波通信是靠微波中继站转接信号；卫星通信是用通信卫星做微波中继站的通信方式；光纤通信是用激光在光导纤维中传播来传递信息的方式；网络通信是利用因特网实现资源共享和信息传递，因此“北斗”导航系统主要是利用卫星通信方式定位和导航的。
故选B。
8．关于能源、信息与材料，下列说法不正确的是（ ）
A．5G 网络所指的就是在移动通信网络发展中的第五代网络， 经测试 5G 下载速度是 4G 的 15 倍，因为 5G 网络比 4G 网络的电磁波在真空中传播的速度小
B．指南针是磁性材料制成的，其南极指向地磁北极附近
C．利用半导体材料可以制作二极管
D．光纤通信利用激光传递信息的
【答案】A
【详解】A．5G网络和4G网络的电磁波在真空中传播的速度一样快，故A错误，符合题意；
B．地磁场的南北极与地理南北极相反，指南针是磁性材料制成的，其南极指向地磁北极附近，故B正确，不符合题意；
C．二极管具有单向导电性，利用半导体材料可以制作二极管，故C正确，不符合题意；
D．激光属于电磁波，光纤通信利用激光传递信息的，故D正确，不符合题意。
故选A。
9．中国的创新发展战略使科技领域不断取得新成果，下列说法正确的是
A．智能机器人只能通过声音信号控制 B．北斗卫星导航是通过光纤传递信息
C．无人自动驾驶汽车行驶不需要消耗能量 D．用5G手机上网是通过电磁波传递信息
【答案】D
【详解】A．智能机器人可以通过电磁波信号控制；
B．卫星通讯都是通过电磁波传递信息的；
C．无人驾驶汽车行驶过程中也需要消耗能量；
D．现代手机通讯都是通过电磁波传递信息的．
10．下列四种通信中属于网络通信的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【分析】要解答本题需掌握：微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通讯组成了现代的通信网络，故据实际情况逐个分析即可判断；
【详解】A、据图可知，这是微波通信，故不符合题意；
B、据图可知，这是卫星通信，故不符合题意；
C、据图可知，这是一些光导纤维，即光纤通信，故不符合题意；
D、据图可知，这是通过计算机进行的网络通信，故符合题意；
故选D．
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