第4节 越来越宽的信息之路
◇教学目标◇
【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。
3.了解网络通信的发展过程和优点。
4.知道发电子邮件的方法。
【过程与方法】
通过了解卫星通信、光纤通信、网络通信的知识,提高学生应用物理知识解决实际问题的能力。
【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,提高学生学习科学的兴趣。
◇教学重难点◇
【教学重点】
了解现代通信知识。
【教学难点】
了解各种通信方式的优缺点。
◇教学过程◇
一、新课导入
现代科技的飞速发展,通信技术的愈加发达,使世界变得越来越小,我们每个人都可以足不出户了解天下大事了。很多信息都能得到了便捷、广泛地传播,可以说信息之路越来越宽了,你了解的通信方式有哪些呢?
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二、教学步骤
探究点1 微波通信
[阅读课本]P158“微波通信”
[思考]你了解微波的波长和频率吗?
[提示]微波的波长为10 m~1 mm,频率为30 MHz~3×105 MHz。
[思考]人们为什么要选择微波通信呢?
[提示]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。一条微波线路可以同时开通几千、几万路电话。
[思考]微波通信是怎样传播的呢?
[提示]微波的性质接近于光波,大致沿直线传播。传播时微波通信就像接力赛,每隔50 km左右修一座接力站(微波中继站),接收并放大信号,继续传送。
[思考]能否用月亮作为中继站,实现微波通信?
[提示]月亮可以反射微波,但是离我们太远了,信号衰减,时间延迟,而且只有当两个通信点同时见到月亮时,才能完成这两点间的通信。
探究点2 卫星通信
[阅读课本]P159“卫星通信”
[思考]卫星通信系统是由哪几个部分组成的呢?
[提示]卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成。
[思考]卫星中继站会随便移动吗?
[提示]卫星与地球同步,相对地面静止。
[思考]要想实现全球通信至少需要多少颗卫星呢?
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[提示]大家可以通过作图方法了解。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。
[归纳提升]通信卫星可以从一个地面站接收发射来的信号,经过处理后,再发送到另一个或几个地面站。
[思考]你知道卫星通信的应用吗?
[提示]卫星通信的应用非常广泛,如北斗卫星定位系统可提供全天候的即时定位服务。
探究点3 光纤通信
[阅读课本]P160“光纤通信”
[思考]有了微波通信,人们为什么还要发展光纤通信呢?
[提示]与微波相比,光的频率更高,能够传递的信息量更多。
[思考]普通光源可以用来加载信息,实现通信吗?
[提示]普通的光源夹杂许多不同频率的光,如果用它作为载体,接收端就像收音机同时接收到了许多频率信号一样,杂乱得让人无法分辨;激光具有频率单一、方向高度集中的优点,使得用光通信成为现实。
[思考]观察P160“图21.4—6”这个实验能够说明光不沿直线传播吗?
[提示]光波在水柱中不断地反射,并不是不沿直线传播。
[思考]光通信是在什么材料中传播的呢?你知道谁发明了这种材料吗?
[提示]通信用的激光一般在特殊的管道——光导纤维里传播;1966年,华裔物理学家高锟发明了光纤通信,它是与电报、电话有同样重要地位的划时代发明。
[思考]为什么光射不到光纤以外的地方?
[提示]光波在光纤的两种材料间发生全反射,所以无法射出光纤。
[思考]光纤通信的优点有哪些?
[归纳提升]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。
探究点4 网络通信
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[阅读课本]P161“网络通信”
[思考]你了解网络通信吗?它的优点是什么?
[提示]把计算机连在一起,就叫做网络通信,网络通信的优点是计算机可以处理大量的信息,而且处理速度快。
[思考]电子邮件是如何传送的呢?
[提示]电子邮件是网络通信形式的一种。当甲给乙发送一封邮件,他的服务器A把邮件送到与乙相连的服务器B,当乙上网就能从B服务器上得到这个邮件。
[思考]书写你的电子信箱,并解释其意义?
[提示]如邮件地址:zhangming@sever.com.cn中的“cn”是“China”的简写。
[思考]我们平时所说的“上网”是什么意义?
[提示]每人的计算机分别跟一个叫做服务器的大计算机相连,这就是平时所说的上网。
[思考]你知道计算机之间是通过什么连接的吗?
[提示]计算机之间除了用金属导线外,还会使用光缆、通信卫星等各种通信手段。
[归纳提升]网络通信可以用于传递语音、文字、图像信息。如今,互联网已经遍布生活的各个领域,人们可以通过网络了解全球新闻,查阅各种资料,进行网络购物、视频会议、网络教育等。
三、板书设计
第4节 越来越宽的信息之路
1.微波通信
(1)微波
(2)中继站
2.卫星通信
(1)组成
(2)全球通信
3.光纤通信
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(1)激光特点
(2)光纤
4.网络通信
(1)上网
(2)电子邮件
◇教学反思◇
生活中学生比较关注网络通信,学生参与积极,双向互动效果非常明显。可利用多媒体网络教室上课,学生可以对计算机进行操作,加深了对理论的理解,课堂的知识容量相对较大。但学生对网络的过于热衷致使自主讨论问题的范围较广,课堂节奏需要注意把控。学生对光导纤维、微波的知识了解相对较少,需借助一些媒体录像剪辑,播放给学生了解,也可让学生查阅相关资料,采用讨论、探究会更好些。
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