越来越宽的信息之路_教学设计-查字典物理网

第四节越来越宽的信息之路教学设计(一)

基本教学思路：教师指导学生利用网络资源自主学习讨论。

教学目标

(一)知识与技能

简述卫星通信、光纤通信、网络通信原理。

(二)过程与方法

培养寻找信息，分析、处理和利用信息的能力。

(三)情感态度价值观

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。

教学重点

了解现代通信知识。

教学难点

了解现代通信知识。

教学方法

讲解法、讨论法。

教具准备

微机、光纤棒。

课时安排

1课时

教学过程

一、创设情境、引入新课

[师]上节课我们学习了无线电广播和电视的工作过程。那么电视广播和声音广播相比，在相同的时间内哪个传输的信息多?看屏幕(微机播放)。

(学生们讨论)

[生甲](讨论得出)电视传播的信息比声音广播多。

[生乙]电视除能通过声音得到信息，还可以看到它的周围环境、色彩、天气等等信息。

[师]信息理论表明，作为载体的无线电波频率越高，相同时间内传输的信息就越多。因此，几十年来，无线电通信，电视广播等所用的频率越来越高，我们可以形象地说，信息之路越来越宽了。微波通信已走人了我们的生活，为什么要用微波通信?大家阅读课本，并回答问题。

二、进行新课

第四节越来越宽的信息之路[板书]

(一)微波通信[板书]

[生甲]微波(microwave)的波长在10 m～1mm之间，频率在30 MHz～3×105MHz之间，比中波和短波的频率更高，可以传输更多的信息。

[生乙]微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地面绕射，因此需每隔50 km左右就建一个微波中继站。

[生丙]微波中继站可以把上一站传来的微波信号经过处理后，再发射到下一站，这就像接力赛跑一样，一站传一站，通过很多中继站，可以把信息传递到远方。

[师]能否用月亮——地球的卫星作为中继站，实现微波通信?大家讨论。

[生](经过讨论)能，但是用月亮作为中继站不好。因为月亮可以反射微波，但它离我们太远了，信号衰减，时间延迟。况且只有当两个通信点同时见到月亮时，才能完成这两点间的通信。所以用月亮作为中继站，信号不好，还可能有时接收不到信号。

[师]那么人造卫星做中继站可以吗?说出你了解的卫星通信的知识。

(看屏幕，微机播放内容：人造卫星)

(二)卫星通信[板书]

[生甲]卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。

[生乙]在地球的周围均匀地配置三颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信。

[生丙]通信卫星就像一个无人值班的空中微波中继站，它从一个地面站接收发射来的信号，经过放大变频后，再发送回另一个或几个地面站。

[生丁]现在一个地方出现的突发事件，全世界的人们几乎可以立刻看到现场的画面，这就是通信卫星带来的好处。

[师]人类自从用了电磁波这一宇宙中最快的速度进行通信以后，不断地向前发展。现代信息社会中，我们需要交流越来越多的信息，这就需要把这一信息之路修得越来越宽。我们已经知道，电磁波的传播速度等于光速。实际上光也是一种电磁波。与微波相比，光的频率更高，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。但如何实现这一目的呢?看屏幕(微机播放光纤通信资料)，通过讨论说出你对光纤通信的了解。

(三)光纤通信[板书]

[生甲]普通的光源夹杂许多不同波长(频率)的光，方向性差。如果用它作载波，就像收音机同时接收到了许多频率节目，声音重叠在一起，让人无法分辨清楚。

[生乙]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(1aser)，才使光作为载波得以实现，用光进行通信成为现实。

[生丙]通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维(optical fiber)里传播。

[生丁]光从光导纤维的一端射人，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。

[生戊]光导纤维是很细很细的玻璃丝，是用高纯度的石英玻璃拉制成的。

[生已]光缆是数条光纤敷上保护层，制成多芯光缆。

[师]光在光导纤维中传输损耗小，可长距离传输。光纤通信，通信容量大，通信质量高，保密性好。光能沿弯曲的玻璃丝传播，观察演示。

[演示]把大塑料瓶用不透光的纸包上，瓶的侧壁开个小孔，塑料瓶内盛满水，水中有一个光源，观察水流时的光。

[生甲]看到水从小孔流出时，光随着弯弯的水流照到地面，在地面产生一个光斑。

[生乙]这个实验说明光可以沿弯弯的水流传播也可以沿玻璃丝传播，不管玻璃丝怎样弯曲都可以传播。

[师]光纤通信发展非常快，一些发达国家已经建立了跨越海底的光缆通信网络，我们国家也在大力发展光纤通信，已经建立了纵横大城市之间的光缆通信系统.请同学们阅读STS“我国光缆通信的发展”。