沪科版九年级物理下册第19章《走进信息时代》同步教学设计

知识无涯，进步无界!zhishiwuya,jingbuwujie！知识无涯，进步无界!zhishiwuya,jingbuwujie！沪科版九年级物理下册第19章《走进信息时代》同步教学设计第一节感受信息知识与技能：1．了解信息的存储、记录和传播。2．了解电话的组成和工作原理。过程与方法：1．通过教师讲解，了解人类社会信息的记录、存储、传播的发展历程。2．通过学生交流讨论，了解电话是如何传递信息的，提高学生观察、分析和概括的能力，增强学生运用物理知识的观念和能力。情感、态度与价值观：1．了解贝尔发明电话的过程，激发学生不怕困难、积极探索的精神，让学生了解技术改革对人类社会发展的作用，提高学生的学习兴趣。2．通过学生交流讨论，增强学生的学习主动性和合作意识。重点：①信息的记录、存储和传播；②电话的结构和工作原理。难点：①电话是怎样把信息传到远方的；②数字信号和数字通信。多媒体课件。一、情景导入古代中国边境的士兵为了及时地传递敌人来犯的信息，在烽火台上点燃“燃料”，点燃时的烟很大(如图)，从很远处就能看到，就这样，烽火台一个接一个的点下去，敌人来犯的消息就被很快地传递出去。早在很久以前，我国已经有了利用烽火传递信息的方法。现实生活中我们每天都会接收或传递大量信息，你知道人们是如何记录、存储和传播信息的吗？今天我们就来学习人们是如何记录、存储和传播信息的！二、合作探究信息的记录和存储信息很多，它存在于我们生产和生活的各个方面。回想一下，我们的日常生活中有哪些信息？它们又是怎么被记录和保存下来的？多媒体展示各种记录和存储信息的物品：甲骨文、古书、光盘、计算机硬盘。人们最初记录信息的载体是大脑，传递信息用的是肢体语言、面部表情等。直到人类获得了语言，用语言来相互传递有用的信息。文字的出现使人类的信息记录方式产生了根本性的变革。随着技术的进步，有了光记录、磁记录等大信息量的记录方式。信息的传播(1)同学们知道在古代人们都是靠什么来传递信息的吗？这些传播方式有哪些缺陷呢？(2)现代社会人们又是靠什么来传递信息的呢？(3)是谁发明了电话？它的结构是怎样的呢？同学们交流讨论并回答上述问题。(1)①飞鸽传信、驿马传信、代捎书信等；②以特殊声音，如钟声、鼓声、鞭炮声等传递信息；③以灯光或火光，如孔明灯、烽火等传递信息。早期的信息传播速度慢、距离近、信息量少。(2)①有线通信，如电话、电报、电视等；②无线通信，如收音机、对讲机等；③数字化通信，如互联网、数字电视等；④纸张通信，如书信、报纸等。(3)1876年贝尔发明了电话，它由话筒、键盘和听筒组成，听筒中有能振动的膜片和随话音跳动的碳粒。(1)在交通和通信很不发达的时代，人们常用烽火、驿马、信鸽等方式来传递信息。它们传播速度慢、距离近、信息量少。(2)1876年，贝尔发明了电话。这是人类历史上最伟大的发明之一。电话是利用电信号将人们的语言从一个地方传到另一个地方的装置，它由话筒、键盘和听筒组成。①话筒的工作原理：对着话筒讲话时，话筒的膜片振动，时紧时松地压迫碳粒，盒中碳粒的电阻时小时大，流过碳粒的电流也发生变化，这样话筒就将声音信号变成了电信号。②听筒的工作原理：当变化的电流通过听筒的线圈时，听筒内的电磁铁对膜片的作用力也随之变化，使膜片振动，这样听筒就将电信号变成了声信号。话筒和对方听筒是串联在电路中的。eq\o(\s\up7(),\s\do5(话筒))eq\o(\s\up7(),\s\do5(听筒))(3)随着科学技术的发展，电磁波和因特网的相继出现，人类的信息传播进入了新的时代。(1)模拟信号：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，“模仿”着声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫做模拟信号。(2)数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字信号有抗干扰能力强，无噪声积累，便于存储、处理和交换等优点，所以各国都在积极发展数字通信。贝尔与电话滴滴答答的电报声，把人们想要传递的信息以每秒约30万公里的速度传向远方。电报是人类信息史上划时代的创举。但久而久之，人们又有点儿不满足这一信息传递方式了。因为发一份电报，需要先拟好电报稿，然后再译成电码，交报务员发送出去；对方报务员收到报文后，得先把电码译成文字，然后投送给收报人。这不仅手续繁多，而且不能及时地进行双向信息交流；要得到对方的回电，还需要等较长的时间。人们对电报的不满，促使科学家们开始新的探索。最早提出远距离传送话音建议的是英国科学家罗伯特·胡克。1796年，休斯提出了用话筒接力传送信息的方法，虽然这种方法不太切合实际，但休斯为这种通话方式所取的名字——“电话”，却一直沿用至今。19世纪30年代之后，人们开始探索用电磁现象来传送音乐和话音的方法，其中最有成就的要算是贝尔和格雷了。亚历山大·格拉汉姆·贝尔，1847年生于英国苏格兰，他的祖父和父亲毕生都从事聋哑人的教育事业。由于家庭的影响，他从小就对声学和语言学有浓厚的兴趣。开始，他的兴趣是在研究电报上。有一次，当他在做电报实验时，偶然发现了一块铁片在磁体前振动会发出微弱声音的现象，而且他还发现这种声音能通过导线传向远方。这给贝尔以很大的启发。他想，如果对着铁片讲话，不也可以引起铁片的振动吗？假如在铁片后面放有绕着导线的磁体，导线中的电流也会随之时大时小地变化；电流传到对方后又可以推动磁体前的铁片做同样的振动。这就是贝尔关于电话机的最初构想。贝尔发明电话的事情得到了当时美国著名的物理学家约瑟夫·亨利的鼓励。亨利对他说：“你有一个伟大发明的设想，干吧！”当贝尔说到自己缺乏电学知识时，亨利说：“学吧！”就在这“学吧”“干吧”的鼓舞下，贝尔开始了发明电话的艰苦历程。1876年3月10日，激动人心的日子终于来临了。那天，贝尔正在做实验，一不小心，把瓶内的硫酸溅到了自己的腿上，他疼痛得喊叫起来：“沃森先生，快来帮我啊！”沃森先生是贝尔的助手，正在另一个房间里工作。他听到了贝尔的呼喊，但声音不是通过空气从门缝里传出来，而是从他们正在试验的电话机中传过来的。当贝尔得知自己试验的电话已经能够传送声音时，顿时热泪盈眶。当晚，他就满怀激情地给母亲写信，预言：“朋友们各自留在家里，不用出门也能相互交谈的日子就要到来了！”1877年，也就是贝尔发明电话后的第二年，在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通了，它沟通了查尔斯·威廉斯先生的各工厂和他在萨默维尔私人住宅之间的联系。也就在这一年，有人第一次用电话给《波士顿环球报》发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。第一节感受信息eq\a\vs4\al(感受信息)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(信息的,记录和,存储)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(大脑,文字,磁记录、光记录：光盘、计算机硬盘、U盘等)),信息的传播\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(电报,电话\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(听筒：电流的磁效应,话筒：电磁感应))))))完成本课时对应练习。这节课的内容不多，但都比较新颖，想把它们讲透、讲精的确不容易。应用电话的构造与原理体现方法与思想的设计。如要想把声音信号变成电流信号，改变电流，该怎么办？可以利用欧姆定律想办法改变话筒的电阻，即老式电话的原理；可以利用电磁感应现象，由运动产生电流，即现代话筒的构造。总之讲解宜从其本质上讲，学生理解起来才透彻。教师讲解与学生讨论交流相互结合，培养学生的表达能力和交流分享知识经验的能力，并在交流过程中获得新知识。

第二节让信息“飞”起来知识与技能：1．了解电磁波谱及电磁波的主要用途。2．知道波长、频率和波速的关系，可以进行简单的计算。3．知道光是电磁波，记住电磁波在真空中的传播速度。过程与方法：1．通过演示实验，了解电磁波的产生，联系生活实际了解电磁波的传播。2．在学习波的特征的知识时，从对波形图的分析入手，建立起频率、波长等概念。情感、态度与价值观：使学生认识到“科学是一把双刃剑”，电磁波在被广泛应用，对人类作出巨大贡献的同时，也会产生电磁污染现象，让学生学会全面观察和看待问题。重点：电磁波的产生、传播和应用。难点：电磁波的波长、波速和频率的关系。多媒体课件、导线、旧电池、收音机、锉。一、情景导入北京时间2022年3月23日15时40分，“天宫课堂”第二课正式开讲，这也是中国航天员第三次进行太空授课。“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流。请你想一想，太空中没有空气，航天员之间是怎么交流的呢？太空中的航天员又是怎样实现天地互动的呢？学完本节内容，你就能明白了。二、合作探究电磁波的产生电磁波在信息的传递中扮演着十分重要的角色。那么电磁波是怎样产生的呢？体验感受电磁波的存在：在打开的收音机的附近，让一节旧电池的负极与一根锉良好接触，正极连接一根导线，拿着导线头，让它们与锉接触，并在锉面上滑动(如图)。同学们仔细观察实验现象(现象：收音机发出“喀喀”声)，交流讨论为什么旁边的收音机会发出“喀喀”声？(1)当导线头在锉面上滑动时，在导线与电池组成的电路中产生了快速变化的电流，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。(2)电磁波的产生：当导体或电路中的某处有迅速变化的电流时，在周围空间就会产生向外传播的电磁波。电磁波谱与电磁波的用途多媒体展示电磁波谱图。γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等都是电磁波。电磁波的主要用途：(1)医生用γ射线做脑手术，用X光片判断是否骨折；(2)电视机、空调等设备的遥控器都是红外遥控；(3)在通信领域利用无线电波来传输信息，如收看电视、收听广播、接收手机信号等。电磁波的特征所有的波都具有波速、波长和频率，电磁波也一样。什么是电磁波的波速、波长和频率呢？多媒体展示波形图。(1)波速(c)：描述波传播的快慢。电磁波传播的速度等于光速，即c＝3×108m/s。(2)波长(λ)：相邻两个波峰(或波谷)间的距离。在国际单位制中，波长的单位是米(m)。(3)频率(ν)：波周期性变化的次数与时间之比。频率的单位有赫(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)。(4)波速、波长与频率的关系：c＝λν。真空中波速是一定的，波长改变，频率随着改变，二者是反比关系，其乘积是一个定值。电磁污染是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。当电磁辐射达到一定强度时，会导致控制系统和信息传输系统失控，也会引起头疼、失眠、记忆衰退等不适症状。降低电磁波的辐射降低电磁波的不良影响，就必须养成自我防范的习惯。一般电器行都有贩售“电磁波测试笔”，可以轻易测出电磁波的强度，只要超过标准就会发出警讯，使用者就应远离被测物直至警讯消失为止。要测知电器产品是否有辐射或电磁波，也可以采取比较简便的方式，就是利用家用、小型可接收AM(调幅)频道的收音机，打开后将频道调在没有广播的地方，并且靠近所要测量的电视、冰箱、微波炉或电脑等家电用品，如果发现收音机所传出的噪音突然变大，说明该电器周围有较强的电磁辐射。走出一段距离后，噪声就会恢复到原来较小的噪音量；如此即可测出“安全”距离来。不同的电器也有不同的防范办法，像电脑用过最好只关荧幕不关机，电脑荧幕改换成液晶荧幕；接听手机时，手机最好不要放在腰间或裤子口袋中，而应该用手持或放置于距离人体五十公分处；购买住宅则在远离变电设备及基地台设置地点。第二节让信息“飞”起来eq\a\vs4\al(让信息,“飞”起来)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(电磁波大家族,电磁波主要用途\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(脑手术,X光片,红外遥控,电视、广播、通信)),波的特征\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(波速（c）,波长（λ）,频率ν))三者关系：c＝λν,真空中波的传播速度：c＝3×108m/s,电磁污染))完成本课时对应练习。这节课比较抽象，因为电磁波看不见、摸不着，所以如何把电磁波讲直观了，是这节课的关键。通过实验，让学生体会电磁波的产生过程，激发学生的学习兴趣，这样学生接受起来比较容易。把电磁波的传播与生活经验相结合，通过举一些生活中的实例来说明电磁波的传播。本节内容密切联系生活，与社会活动紧密结合，让学生进一步体会物理学与社会生活息息相关。

第三节踏上信息高速公路知识与技能：1．了解什么是信息高速公路。2．了解光纤通信的原理和优点。3．常识性了解微波通信、卫星通信、移动通信。4．了解网络通信的发展过程和优点，掌握收发电子邮件的方法。过程与方法：通过了解卫星通信、微波通信、移动通信、光纤通信、网络通信的知识，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。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，提高学生学习科学的兴趣，激发学生关注科技前沿，培养学生多渠道获取信息的能力。重点：了解现代通信知识。难点：卫星通信、微波通信、移动通信、光纤通信、网络通信的优点和原理。多媒体课件。一、情景导入信息高速公路是指可以交流各种信息的大容量、高速度的通信网络，电话、电视、广播、数据文件都可以在高速公路上传播，快捷且互不干扰。那么信息高速公路是由什么组成的呢？本节课我们就来认识信息高速公路。二、合作探究光纤通信你知道激光吗？光纤通信为什么要用激光？光纤通信有哪些优点呢？多媒体展示光在光纤中的传播。(视频详见教学课件)(1)光纤通信原理：利用携带信息的激光从光导纤维的一端射入，在内壁多次反射，从另一端射出，这样就把它所携带的信息传到了远方。(2)光纤通信特点：由于光的频率很高，在一定时间内可以传输大量信息。光纤通信可长距离传输信息，容量大，不怕雷击，不受电磁干扰，通信质量高，保密性好。卫星通信、微波通信和移动通信现代通信方式有哪些？它们是怎样传递信息的？多媒体展示图片：各种通信方式。(1)卫星通信：卫星把地面站送来的信号接收下来，进行放大，然后转发给另外的地面站。卫星通信覆盖范围广，只要三颗同步通信卫星就可以让信号覆盖全球。(2)微波通信：微波通信像接力赛，每隔几十千米修建一座接力站，接收并放大信号，继续传送。(3)移动通信：移动电话用微波信号与电话网络联系。互联网你知道电子邮件是怎么传递的吗？网络通信的好处有哪些？(1)互联网将分布于世界各地的计算机网络连接起来，用来传送计算机信号。人们通过计算机，进入因特网可以收发电子邮件，看到不断更新的新闻，查到所需的各种资料。(2)几种通信方式的优缺点：①光纤通信容量大、损耗小、不受电磁干扰、保密性好，可长距离传输而不失真；②卫星通信覆盖区域大，通信距离远，不受地理条件限制，且通信容量大，信号稳定，可靠性高；③微波通信的信息传输量很大，但需要大量的中继站进行信号转接，受地理条件限制；④网络通信快捷、方便。互联网的社会影响互联网是全球性的。这就意味着这个网络不管是谁发明了它，是属于全人类的。互联网的结构是按照“包交换”的方式连接的分布式网络。因此，在技术的层面上，互联网绝对不存在中央控制的问题。也就是说，不可能存在某一个国家或者某一个利益集团通过某种技术手段来控制互联网的问题。相反，也无法把互联网封闭在一个国家之内——除非建立的不是互联网。然而，与此同时，这样一个全球性的网络，必须要有某种方式来确定连入其中的每一台主机，在互联网上绝对不能出现类似两个人同名的现象。这样，就要有一个固定的机构来为每一台主机确定名字，由此确定这台主机在互联网上的“地址”。然而，这仅仅是“命名权”，这种确定地址的权力并不意味着控制的权力。负责命名的机构除了命名之外，并不能做更多的事情。同样，这个全球性的网络也需要有一个机构来制定所有主机都必须遵守的交往规则(协议)，否则就不可能建立起全球所有不同的电脑、不同的操作系统都能够通用的互联网。下一代TCP/IP协议将对网络上的信息等级进行分类，以加快传输速度(比如优先传