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1、“第九章信息的传递第九章信息的传递”教材分析教材分析谷雅慧【课程标准的要求】 1、知道光是电磁波，知道电磁波的传播速度。2、知道波长、频率和波速的关系。3、了解电磁波在信息传递中的作用。4、了解电磁波的应用及其对人类社会和社会发展的影响。【全章概述】人类社会已经迈入了一个信息时代。有形的材料、能源是财富，无形的信息是财富的源泉。在工业化社会里，交通运输是国民经济的大动脉；而在信息化时代，通信是信息时代的生命线。信息是当今社会人们生活、学习、生产的重要元素。了解信息是如何传递的，信息技术的由来，现状和未来发展，是每个生活在信息化社会中的公民适应信息化社会生活的需要。因此，在以素质教育为目的的初中
2、物理教材中，介绍“信息的传递”的内容是必需的，它体现了教材内容的时代性。我们在调查中发现，初中生对通信的知识既有兴趣又有需求，所以我们有必要把信息传递的方式介绍给学生。课程标准对这章的要求并不高，而涉及通信的知识又往往很难，所以我们采用通俗易懂的方式来展开教材。 “信息的传递”一章内容涵盖了人类通信发展的过程和跨度很大的通信技术。教材首先对通信发展进行回顾，以组合图的方式展开，使同学们对通信的历史有个概括性的了解，也对现代通信的快捷和方便有一个感性的认识。数字通信是一种既现代又古老的通信方式，数字通信在现代通信中发挥着越来越重要的作用。本章简单地介绍了模拟通信和数字通信，并说明了数字通信的优势
3、。在我们周围存在着各种频率的电磁波，但由于电磁波看不见摸不着，教材通过演示实验示意性地说明电磁波是如何产生和如何传播的，并给出了电磁波频率、波长和波速的关系。我们的生活中已经离不开了广播和电视，教材通过方框图的形式简单地介绍了广播和电视的大致工作过程。本章还介绍了微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信，为学生展示了现代通信的发展方向。第一节第一节 现代顺风耳现代顺风耳电话（教学目标）电话（教学目标）1.知识与技能了解电话是怎样把信息传递到远方的。了解电话交换机的用处。了解模拟通信和数字通信的基本区别。2.过程与方法通过看录像、听老师讲解，了解电话是如何传递信息的。通过学生讨论，了解
4、电话交换机的作用。通过学生活动，了解什么是数字通信。3.情感、态度与价值观通过讲述贝尔对电话的发明，激发学生不怕困难，积极探索的精神。通过学生讨论和其他学习活动，培养学生的学习主动性及合作的意识。第一节第一节 现代顺风耳现代顺风耳电话（教学建议）电话（教学建议）本章的章首图是雄伟的万里长城，配文通过烽火传递信息，引起同学们对信息传递的兴趣。老师也可以通过历史故事“烽火戏诸侯”说明古代人们是如何进行远距离信息传递的。通过“想想议议”引起同学们了解信息传递历史的兴趣。可以让学生们在课堂上尽情地交流，例如先说出自己知道的通信方式，然后再通过书上组合图的提示，引导学生理出通信发展的历史脉络
5、。（一）电流把信息传到远方电话在我们的生活中已非常普及了，同学们也经常使用电话，教师可通过电话的发明过程让学生体会怎么会想到用电来传声的。现代电话的种类很多，我们通过对老式电话话筒和听筒的原理分析，让学生了解声信号和电信号是如何相互转化的，电话是如何传递信息的。通过图 9.1-2 表现各种类型电话的听筒和话筒的基本作用。（二）电话交换机教学要让学生了解电话交换机的作用和交换机技术的发展，使学生对科学技术的发展给人们生活带来的便利有一个切身的体验。关于程控电话的各种功能教学中可不作要求也不需要学生都知道，老师也可以不讲，但是通过布置学生课后调查来了解这些功能，引导学生涉猎科学技术领域，适应现代生
6、活。调动学生主动学习的兴趣，以培养学生不仅仅通过课堂，还可以通过其他途径学习的能力。（三）模拟通信和数字通信数字通信是未来通信的发展方向，我们不要求学生了解太多的技术问题。可以通过游戏，在轻松愉快的气氛中，让学生了解数字通信的基本道理，使他们感觉到数字通信并不神秘。学生们可以用小镜子通过日光的有无来传递数字信号：每组学生相互离得远一些，然后转动小镜子使它反射日光，射向对面的同学。用有光代表“1”，无光代表“0”，通过“0”、 “1”的不同排列传递信息。也可以用小旗示出，旗向上代表“0”，旗向下代表“1”。教师尽量调动学生参与这个游戏，让他们体验数字通信，在游戏中可以让学生想出更多的办法，展示能
7、力。第二节第二节 电磁波的海洋（教学目标）电磁波的海洋（教学目标）1.知识与技能了解电磁波的产生和传播。知道光是电磁波，知道电磁波在真空中的传播速度。知道波长、频率和波速的关系。2.过程与方法通过演示了解电磁波的产生和传播。第二节第二节 电磁波的海洋（教学建议）电磁波的海洋（教学建议）（一）电磁波是怎样产生的电磁波是非常抽象的，人们看不见摸不到它。教材通过演示实验，让学生感知电磁波的真实存在。然后通过与水波、声波的类比，使其形象化、更容易接受。电磁波的产生很复杂，只要让学生知道迅速变化的电流能产生电磁波就行了。教材 80 页上的演示实验，浅显地说明电磁波是如何产生的。打
8、开收音机的开关，旋至没有电台的位置时，要让学生注意此时收音机没有接收到信号，所以听不到声音。取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的正极相连，再将导线的另一端与负极摩擦，使它们时断时续地接触。在收音机里能听到“喀喀”的杂音。这是因为在导线与电池组成的电路中产生了迅速变化的电流，变化的电流产生了电磁波，收音机接收了这一电磁波，并把它放大转换成声音，这就是我们听到的“喀喀”声（二）电磁波是怎样传播的通过声波的传递需要介质，引出问题电磁波传递是否需要介质。教材通过演示实验用事实来说明问题。把无线寻呼机放在真空罩中，打电话请寻呼台呼叫。教师在演示前要解释寻呼台可以发出电磁波，而寻
9、呼机可以接收电磁波。如果电磁波传播必须依靠介质，真空罩里的寻呼机就无法接收到这一信号，如果电磁波的传播不需要介质，就可以接收到这个信号。通过演示实验可以证明在真空中也可以传递电磁波。电磁波的波长和频率可以类比水波的波长、频率来讲解。（1）当水向上升起时，就形成像山峰似的浪尖，叫做波峰；当水下降时，形成的凹谷，叫做波谷。振源每上下振动一次就形成一个波峰和一个波谷。邻近的两个波峰（或波谷）的距离是一定的，这个距离叫做波长。一秒中内振动的次数，叫做频率。一秒钟内波的传播距离定义为波速，所以有：波速=波长频率（2）电磁波是由方向来回迅速变化的电流（振荡电流）产生的。电磁波的频率等于一秒钟电流振荡的次数
10、。电流每振荡一次电磁波向前传播的距离就是电磁波的波长。对于电磁波来说，同样有：波速=波长频率。在给出电磁波在真空中的传播速度时，应提示学生与光速比较，因此产生光与电磁波的联系，对光也是电磁波有一个最初的认识。教材利用电磁波波谱图给出了电磁波各波段的名称、波长范围及其应用，这样很直观。波长范围都是大概值,只要学生有个大致的了解就行了。第三节第三节 广播、电视和移动通信（教学目标）广播、电视和移动通信（教学目标）目标知识与技能了解无线电广播的大致工作过程。大致了解电视的工作过程。了解移动电话是怎样工作的。第三节第三节 广播、电视和移动通信（教学建议）广播、电视和移动通信（教
11、学建议）（一）无线电广播信号的发射和接收发射电磁波是利用它作为传递信号的载体。教师可以利用图 9.3-1 讲解这个问题。这个图勾勒出了电磁波发射和接收过程的轮廓，可以帮助学生了解大致过程。具体的技术细节如器件的结构、原理不用涉及。只要讲清下面几个问题。1信号的发射1)话筒的作用是把声音信号转换成音频电信号，但音频电信号不能用来直接发射电磁波。2)载波发生器可以产生高频电磁波，通过调制器把音频电信号加载到高频电磁波上。3)通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出去。2信号的接收1)利用放在电磁波传播空间中的天线，可以接收电磁波。2)由于天线可以接收很多频率的电磁波，如果把它们都转变成声音，那只是一
12、片嘈杂声，什么也听不清楚。利用收音机调谐器可以选出我们所需的某一频率的电磁波。3)如果把调谐器选出来的频率很高的电信号直接送到耳机，不能使耳机发出声音。需要从高频电信号中取出音频信号，放大后，送到扬声器里。4)扬声器把音频电信号转换成声音。（二）电视的发射和接收教师可利用课本图 9.3-3 讲解电视信号的发射和接收的大致过程，不必讲得太细。（三）移动电话现在，移动电话的使用已经十分普遍，随身携带一个手机，就可以在城市的任何一个角落进行通话。学生们也一定有兴趣了解移动电话的工作过程.在学过固定电话和收音机后,就比较容易理解这个问题了。教师可以通过课本图 9.3-4 来说明移动电话的工作方式.公用
13、移动电话系统是城市电话网的一部分每一个移动电话都是一个无线电台，它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中；同时它又相当于一个收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息。另外要说明为什么要设立基地台.移动电话的体积很小，发射功率不大；它的天线也很简单，灵敏度不高。因此，它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接,这种固定的电台叫做基地台。科学世界这一部分扩展了学生的知识面,可以通过学生自己阅读来完成.使学生通过自学对生活中常听到的音频、视频、射频和频道这样的名词有一个了解.STS 部分可以先让学生阅读,了解电视的发展,以及人们对电视的两种不同的意见.然后让大家讨论发表自己的见解。
14、通过这样的活动锻炼学生分析问题、阐述自己观点的能力。教师不要给出定论,要鼓励大家各抒己见。第四节第四节 越来越宽的信息之路（教学目标）越来越宽的信息之路（教学目标）1.知识与技能了解卫星通信、光纤通信、网络通信的基本原理。2情感、态度与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，提高学生学科学的兴趣。第四节第四节 越来越宽的信息之路（教学建议）越来越宽的信息之路（教学建议）（一）微波通信教师首先要说明为什么要利用微波通信，因为微波比中波和短波的频率更高，可以传递更多的信息。另外要说明为什么需要建立微波中继站，它起到什么作用。课本图 9.4-1 生动形象地说明了
15、中继站的作用。微波大致沿直线传播，中继站可以把上一站传来的微波信号经过处理后，再发射到下一站去，这就像接力赛跑一样，一站传一站，经过很多中继站可以把信息传递到远方。课本图 9.4-2 可以激发学生展开丰富的想象力，大家讨论可否能用地球的卫星月亮进行微波中继通信。这样也能使学生对下面讲的卫星通信更容易理解。（二）卫星通信卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成，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电信号，经过放大变频后，再发送回另一个或几个地面站。图 9.4-5 说明了用三颗通信卫星就可以实现全球通信。现在我们看到的很多电视节目是通过卫星传送的，可以让学生自己
16、说说家里收到的电视节目，哪些是通过卫星传送的，这样可以使他们切身感受到卫星通信带来的好处。（三）光纤通信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。在现在的信息社会中，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。我们知道，光也是一种电磁波，而且它们的频率很高，频率间隔很宽。如果用光来通信，其容量要高出短波、微波百万倍、千万倍。但如何实现这一目的呢？普通的光源夹杂了许多不同波长（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的节目，各种声音重叠在一起，让人无法分辨清楚。直到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，才使光作为载波得以实现。通过图 9.4-6 这个演示实验，使学生知道光不但能够沿直线传播，也可以沿着弯曲的水流传播。进而使学生理解光也能沿着玻璃丝传播。不管玻璃丝怎样弯曲，从它一端射入的光都会顺着它传播，再从另一端射出。为了减少传输损耗，我们现在用高纯度的石英玻璃拉制成光导纤维，来传递光信号。光纤也可以像电缆一样做成多芯的光缆。光纤通信同有线电通信相似，拿电话来说，在发
