人教版九年级全册 物理 21.1现代顺风耳 电话 教案

第二十一章信息的传递
第一节、现代顺风耳——电话
一、三维目标
（一）、知识与技能
1．了解电话是怎样把信息传递到远方的；
2．了解电话交换机的用处；
3．了解模拟通信和数字通信的基本区别。
（二）、过程与方法
1．通过看录像、听教师讲解，了解电话是如何传递信息的；
2．通过学生讨论，说明电话交换机的作用；
3．通过学生活动展示什么是数字通信。
（三）、情感态度与价值观
1．通过讲述贝尔发明电话的过程，激发学生不怕困难、积极探索的精神，了解技术改革对人类社会发展的作用；
2．通过学生讨论和学生活动，培养学生的学习主动性及合作的意识。
二、教学重难点：
教学重点：
1．知道电话的基本构造；电话交换机的作用；电话通信的两种形式。
2．正确区分模拟信号和数字信号。
教学难点：了解电话交换机的应用。
三、教学方法：以学生自学为主，结合教师提问和点评的自主性学习。
四、课前准备：
多媒体课件、电话机、螺丝刀，小纸条。
五、课时安排：1课时
六、教学设计
创设情境，引入课题
小游戏：给左排同学每人发一张写有不同内容的纸条，在中间其余几排同学的干扰下，让他们自己想办法将纸条上的内容传递给右侧的同学。【引出信息的传递】
总结游戏：
在远古时代，人们用结绳来记事；到了近代，人们用烽火、驿站、书信、电报来传递信息；现代，人们用上了传真、电话、手机短信、网络等多种手段来传递更丰富、详实、可观可感的信息。我们的先人只能在神话中向往“千里眼”“顺风耳”的神奇，现在几乎人人都是“顺风耳”——拥有手机，真可谓“只有想不到，没有做不到。”科技的发展令人叹为观止。【播放视频——“电话借钱”】
提出问题：“电话是怎样把信息传递到远方的呢？”学生感到疑惑，引出新课。【播放视频——“贝尔和电话的故事”】
【推进新课】
一、电话把信息传到远方
教师简述贝尔发明电话的过程及它对社会的作用。(使学生了解历史，崇尚科学)
1．探究实验，感受新知
组织学生各小组观察讲桌上的电话机，找同学指出哪端是话筒，哪端是听筒，然后用螺丝刀把话筒和听筒拆开看一看里面的构造是怎样的，哪个部分里面有电磁铁。
学生边操作，边思考。
教师展示如右图所示，
请学生分析以上问题
的答案是什么，教师在
一旁作点拨式指导。
结论：手持电话，上端是听筒，靠近耳朵，下端是话筒，靠近嘴巴。听筒就像以前学过的扬声器，它里面有电磁铁。
2．小组合作，探究话筒和听筒的不同作用
组织学生以小组为单位，看完视频，解决如下问题：
设问：(用课件展示)
①电话中，把声音信号转变成变化的电流的是______，把变化的电流还原成声音的是______。(选填“话筒”或“听筒”)
②当你对着话筒讲话时，膜片时紧时松地压迫碳粒，它们之间的电阻随之发生改变，流过碳粒的电流就会相应改变。这个碳粒整体类似以前学过的______元件。
③话筒是如何工作的？
④听筒是如何工作的？
教师活动：
①教师到各个小组当中巡视，不主动发言，如有学生咨询，可作点拨式指导。
②板书电话构造方面的知识。
学生活动：
①阅读教材学习电话构造的相关知识并初步解答问题。
②将自己没有掌握准确的知识交给小组，由组长整合使本组内答案一致。如果很难达成一致，把本问题上交给其他小组，引发班内大讨论。
总结：(用课件展示)
(1)知识学习方面：①话筒把声信号变成电信号。当你对着话筒讲话时，膜片时紧时松地压迫碳粒，它们之间的电阻随之发生改变，流过碳粒的电流就会相应改变。这个碳粒整体类似以前学过的滑动变阻器，于是形成了随声音变化的电流信号。
②听筒把电信号变成声信号。听筒内有一个电磁铁，磁铁上绕着线圈。磁铁吸引一块薄铁膜片，传入听筒的电流流过线圈。由于电流的不断变化，电磁铁对膜片的作用也随之变化，使膜片振动，在空气中形成声波。
(2)学生小组合作交流方面。每个小组成员都首先要有自己的一个见解，成员之间要针对有争论价值的问题展开讨论，否则课堂讨论会流于形式，学生自己得不偿失。
3．即学即练(课件展示问题)
(1)电话机听筒里发生的主要能量转化是(　　)
A．电能转化为机械能　　　　　　　B．机械能转化为电能
C．内能变成电能 D．电能变成内能
(2)电话的听筒主要应用了电流的(　　)
A．热效应 B．化学效应 C．磁效应 D．三种效应都有
答案：(1)A　(2)C
二、电话交换机
1．创设情境，引出电话交换机
设问：一部电话机与另一部电话机相连时，需要一根电话线，对不对？
学生思考以后回答。
总结：甲、乙两部电话通话时，甲的话筒与乙的听筒之间有一根电话线，乙的话筒和甲的听筒之间有一根电话线。因此需要一对电话线。
进一步设问：在电话刚问世的时候，一部电话机要与多少部电话机通话，就要有多少对电话线与外部相连。请同学们画圆圈代表电话机，依次连接一下2部、3部、4部、5部、6部电话机两两相连，分别需用多少对电话线？
(教学说明：此处处理时，来源于课本又高于课本，便于学生从一系列数据中得出规律公式，锻炼学生的总结归纳能力，使学生意识到利用数学方法解决物理问题，是十分有效的。)
学生如实操作以后，会依次得知1对、3对、6对、10对、15对。
教师请两名学生到黑板上分别画10部、20部电话机两两相连时用多少对电话线。这个问题处理起来有些繁琐，能够引发敏感学生的思考，想到这里面肯定有什么规律。
教师就此引导学生得出一个规律公式m＝n(n－1)/2，此公式中的n表示电话机的部数。
有了这个规律公式，很方便即可计算得知分别需要电话线45对和190对。
追问学生：数量如此巨大的电话线太浪费材料了，而且话机太多数根本无法实现。该怎么办呢？
学生活动：①看图1，连一连5部电话机现在只需要多少对电话线？与刚才的连接方法对比，说出此种方法的优势在哪里？
　　　　
图1 图2
②比较20部电话机两种方法分别使用多少对电话线。
③分析如果两个地区间的用户要通话时，应该采取的措施是什么。如图2所示。
总结：电话交换机的使用目的是为了提高线路的利用率。
(教学说明：关于“电话交换机”这一知识的引出，也可以采用以下的处理方案：教师先设问，如果一部话机只能固定地同另一部话机接通，要使3部话机中的任意两部都能互相接通，要架设多少对电话线？学生思考后回答。教师再进一步设问，如果4台、5台、10台、100台呢？学生会在纸上画一画，说出答案，当然需要的电话线数目会越来越多，有的根本无法通过画来求得答案。教师提示，如果刚才画的电话中有一台是你的，那么你能与多少个人联系，就要有多少对电话线，想想看，实际上我们家里的电话线是有很多对呢，还是一对？学生自然知道是只有一对电话线。教师进一步提示，那么现实生活中我们只有一对电话线，是如何实现可以同多人建立联系的呢？就此引出电话交换机。)
2．阅读课本内容，了解电话交换机在现实生活中的应用及其发展史
教师活动：组织学生阅读课本内容，组内交流后回答下面的问题：
问题展示：(用课件展示问题)
①一个地区的所有电话都接到什么上？每部电话的号码都一样吗？
②如何实现不同地区间的电话相互通话？
③打电话时，如果出现“占线”现象，是否对方话机正在使用中？
④交换机的发展经过了哪几个阶段？
⑤程控电话有哪些功能？你对此了解多少？
教师活动：①学生自学过程中，教师巡回指导，注意纠正学生的偏差和错误。
②自学结束后，一个小组承接一个问题进行解答。如果能跟生活实际相联系，要及时鼓励。同时在回答每个问题之后，由其他小组的学生进行补充订正。
③以视频的形式播放交换机的发展历程，让学生感受科技发展对人们带来的方便，从而使学生感受科技的进步对人类生活的影响。
学生活动：①仔细阅读课本相关内容，准确查找以上问题答案。
②课本中有不懂的地方先作标记，阅读结束，有些问题会自行解决；如果确实解决不了，组内集中讨论。
③对程控电话的多项功能，尝试作出解释。
总结：①一个地区所有的电话都接到同一个电话交换机上，每部电话都有自己的号码。因此看电话号码的头几位数字就能判断出是哪个地区的。比如：山东济宁市内，44×××××是曲阜的，55×××××是邹城的。
②在两个地区的交换机之间连接上若干对电话线，相互通话时，需要在电话号码前加拨对方地区的区号。比如：北京010，石家庄0311，济南0531等等。
③如果出现“占线”现象，可能有两种情况发生：对方话机正在使用或者两台交换机之间有太多的用户要通话，它们之间的电话线不够用了。
④早期的电话交换机是依靠话务员手工操作来接线和拆线的，叫人工交换机；1891年出现的自动电话交换机是通过电磁继电器进行接线的，叫自动电话交换机；现代的程控电话交换机是利用了电子计算机技术，只要事先输入所需程序，电脑就会“见机行事”。
⑤程控电话的功能有：来电显示、缩位拨号、遇忙回叫、转移呼叫、三方通话、语音信箱等。
3．即学即练(课件展示问题)
(1)一个地区有10部电话，如果一部话机只能固定地同另一部话机接通，要使这10部话机中的任意两部都能互相通话，要架设多少对电话线？若都接到同一台交换机上，需要架设多少对电话线？
(2)(双选)陈小刚同学“十一”放假期间，给远在北京大学读书的表哥打电话，当他正确地拨完电话号码后，发现听筒中传来短促的“嘟、嘟”声，他就放下了电话，过了一会儿，他又拿起电话重拨，在听筒中传来的还是短促的“嘟、嘟”声。对于这种现象，他有以下几种解释，你认为正确的是(　　)
A．表哥一方的电话机一定正在通话中 B．“十一”期间一定是交换机的电话线不够用
C．表哥一方的电话机可能正在通话中 D．“十一”期间可能是交换机的电话线不够用
答案：(1)45对　10对　(2)CD
三、模拟通信和数字通信
1．教师活动：指导学生完成小游戏，帮助学生理解模拟通信。
学生活动：由5名同学，排成一字长队，第一名同学按老师手中的一个成语或一句话，声情并茂地完成一套动作，只做给第二名同学看，第二名同学再只做给第三名同学看，依次做到第五名同学。最后请第一名和第五名同学同时做给同学们看，比较他们两个有没有差异。
总结：①模拟信号就像刚才的游戏一样，当将声音转换成电流时，这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，“模仿”着声信号的“一举一动”。
②就像同学们刚才看到的，同一套动作，被传递多次后，最终会变得跟原来不一样。模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。
2．教师活动：①指导学生参加翻译电码游戏，看一看哪个同学翻译得又快又对。
②为扩大知识面，向学生介绍其他种类的代号，比如：区位码、汉字电报码、四角号码等。
③组织学生自创一种数字通信的方法，进行信息传递的游戏。
④给学生投放“模拟通信和数字通信”的视频资料，使学生认识其在现实生活中的使用情况。
学生活动：①如下图所示
②由一名学生执笔，在黑板上任意写下五个汉字，同学们分别给每个字标定代码，写在汉字的下面(代码的标定是任意的，可以是各种形状的不同组合，也可以是不同颜色的组合，还可以是横与竖的不同组合等)。由5名同学，排成一字长队，第一名同学从黑板上的十个字的代码中，找出几组代码，能表达一定的意思为佳，只说给第二名同学听，第二名同学再把他所听到的只说给第三名同学听，依次直到第十名同学。请每一名和第十名同学同时在黑板上写出他们传递的代码，其他同学一起来对比两者有无差异。
总结：
①用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号，这种通信方式叫做数字通信。
②通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。另外，数字信号还可以通过不同的编码进行加密。
3．即学即练
(1)在传递信息的过程中，话筒将声音转换成信号电流时，这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样，这种电流传递的信号叫______，使用这种信号的通信方式叫做______；除了以上这种方式传递信息外，还可以用不同的符号的不同组合表示信号，例如“电报”，这种通信方式叫______。
(2)关于“数字通信”，下面的说法中不正确的是(　　)
A．现在的数字通信是用“0、1”两个不同的数字组合成各种数字信号来传递信息的
B．数字通信抗干扰能力强，不失真
C．数字通信传递的信号与声音的频率、振幅变化的情况完全一样
D．数字通信比模拟通信要先进得多
答案：(1)模拟信号　模拟通信　数字通信　(2)C
【知识拓展】展示图片，电话的发展史
播放视频，一些外国发明的新型电话
激发学生对于新知得的探索
【课堂总结】
(教学说明：此环节，和学生一起口述，要优于在大屏幕上投放。)
1．最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒把声信号变成电信号，听筒把电信号变成声信号。听筒中有电磁铁，类似于扬声器。
2．电话交换机的使用是为了提高线路的利用率。程控电话交换机的功能有：来电显示、缩位拨号、遇忙回叫、呼叫转移、三方通话、语音信箱等。
3．电话分模拟和数字两种。模拟信号在长距离传输中会引起信息丢失，导致图像声音的失真。数字信号由于形式简单，抗干扰能力特别强，且还可以通过不同的编码进行加密。
【布置作业】
“动手动脑学物理”的1、3题
自己上网查找关于未来电话的发展趋势
【板书设计】一、现代顺风耳——电话
电话
正像建造楼房先要有图纸，打仗先要有部署一样，成功有效的学习也必须制定好一套切实可行的计划。所谓统筹计划学习法，就是学习者为达到一定的学习目标，根据主客观条件而制订学习步骤的一种学习方法。统筹计划学习法包括四个方面：一是学习目标，二是学习内容，三是时间安排，四是保证落实的措施。只有综合考虑这四个方面，才能订出切实可行的规划。同时计划要因人而异，因事而异，并根据执行情况，适当及时调整。
方法三：兴趣引导法
使学习兴趣化，是获取成功的特别重要的法则。有的同学虽然很努力地学习，但是却对学习没有兴趣。凡是这种情况，学习效率都差得很，往往是事倍功半，效率不高。所以，千万不要只知道积极地去学，光顾着学，傻学，而要想办法培养自己的兴趣。只有将学习积极性转化为学习兴趣之后，你才有可能实现学习效率的飞跃。
方法四：高效率学习法
作为学生，谁能够高效地管理时间，科学地利用时间，抓住时间的脉搏，谁就能创造学业的成功，成就人生的辉煌。
爱时间就是爱生命，爱生命的每一部分。谁把握住时间，谁就拥有一切。
时间就是生命。“一个人一生只有三天：昨天、今天和明天。昨天已经过去，永不复返；今天已经和你在一起，但很快就会过去；明天就要到来，但也会消失。抓紧时间吧，一生只有三天！”现在是你们人生的黄金时期，也是学习知识、吸取知识最有效率的时期，你们应善于管理时间珍惜时间，不虚度年华，使生命失去原本的灿烂光彩。
方法五：刨根质疑学习法
学习的过程是由一个“无疑—有疑—解疑—无疑”不断循环往复的过程。学须善思，思后存疑，疑后问，问后知。所以，我们在日常生活和学习过程中，要善于思考，培养“凡事问一个为什么”的习惯。
作为一个学生，我们要善于发现问题，敢于向权威挑战，同时又要虚心求教，不耻下问，不懂的问题多问老师，向同学请教。积极参加各种有关学习的交谈、讨论、学习兴趣小组，创设一个与别人交流的良好平台，合作解决问题。
方法六：笔 记 学 习法
笔墨学习法又称笔记法，是利用记笔记学习的一种方法。在日常的读书、听课、复习的时候，对有一定价值和意义的材料、知识点、问题迅速及时地标记出来，记下来，然后整理成笔记，这对于巩固知识，积累材料，提高学习成绩都具有十分重要的意义。
方法七：全 面 预 习法
打无准备的仗必输，没有预习的功课一定不会好。要想有一个高效的课堂学习，必须牢牢抓住课前预习这个关键环节。常言道：“凡事预则立，不预则废。”“预”，即准备。预习就是在教师讲课之前，学生阅读教材及相关的内容，为新课学习做好必要的知识准备。我们在预习的时候，要大体了解书本内容，思考重点，发现难点，注意方法，增强预习的主动性、针对性，培养良好的预习习惯。
方法八：高 效 听 课法
一个人的学生时代，大部分的学习时间是在课堂中度过的。在短短的十几年时间里每个学生几乎接受和继承了人类几千年所积累的知识中最基本、最精华的部分，由此可见课堂学习的重要性。一个学生学习的好坏，成绩的高低，关键在于课堂学习。充分利用每一节课的45分钟，高效学习，对提高学习质量将产生巨大的影响。
专家认为，要想听好一节课，课前必须从身心、知识、物质上做好充分准备，在上课时力求做到“五到”，即耳到、眼到、口到、心到、手到；专心致志，勤于思考，思维与老师合拍。同时，上课时勇于发言，积极参加讨论，有机会多动手、多实践，做好笔记，才能有效地把握课堂，把课堂变成自己学习的主战场。