越來越寬的信息之路教學(xué)設(shè)計(jì) 人教版物理九年級(jí)全一冊(cè)

第四節(jié)越來越寬的信息之路一、教材分析本節(jié)課是人教版教材，距今已有八年。這八年中信息的發(fā)展經(jīng)歷了翻天覆地的變化。如果只是一味照本宣科，對(duì)學(xué)生教授的知識(shí)已經(jīng)嚴(yán)重落后。如何在既向?qū)W生介紹微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信這四種通信方式的基礎(chǔ)上，又向?qū)W生傳遞最新的信息技術(shù)知識(shí)，同時(shí)又能和學(xué)生的實(shí)際生活緊密聯(lián)系起來，是教師應(yīng)該思考的重點(diǎn)。怎樣能利用現(xiàn)有的教具直觀為學(xué)生展現(xiàn)通信原理、讓學(xué)生自主動(dòng)手參與其中，體現(xiàn)以生為本的教學(xué)理念，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，對(duì)教師提出了更高的要求。二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)點(diǎn)、原理.能力目標(biāo)：通過了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的知識(shí)，提高學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.德育目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識(shí)，了解科技為人類帶來的便利，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。三、教學(xué)重點(diǎn)：衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)點(diǎn)和原理。四、教學(xué)難點(diǎn)：了解現(xiàn)代通信知識(shí)。五、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、討論法六、教具準(zhǔn)備：地球圖片、激光發(fā)射器、平面鏡、水壺、密封的燈泡、學(xué)生光纖燈實(shí)驗(yàn)袋、5G影視圖片等七、教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課通過最近華為遭受美國(guó)打壓的事件來引入。播放短片，引出5G的概念，比較5G與4G的區(qū)別。查閱手機(jī)，比較5G網(wǎng)絡(luò)和4G網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別。用最新的熱點(diǎn)事件激發(fā)學(xué)生好奇心，引起學(xué)生興趣。利用查閱手機(jī)，突顯現(xiàn)代信息工具的多樣性，身臨其境感受現(xiàn)代信息發(fā)展的變化。進(jìn)行新課一、頻率越高，信息量越多通過比較5G和4G的區(qū)別，得到主要是處理速度不同，教師繼續(xù)發(fā)問，學(xué)生查閱得到：處理速度跟電磁波的頻率有關(guān)。通過比較比較5G與4G的頻率，得到：頻率越高的電磁波，在相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量越多。教師總結(jié)：如果把信息的傳遞比較一條高速公路，那么信號(hào)頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量越大，這條高速公路就越寬。學(xué)生查閱手機(jī)，積極思考并參與討論，培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)自己觀點(diǎn)的意識(shí)和提高學(xué)習(xí)的積極性。層層遞進(jìn)的發(fā)問，一步步引導(dǎo)學(xué)生找出5G和4G的不同與電磁波的頻率之間的關(guān)系，由淺入深，符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。通過生動(dòng)的比喻讓學(xué)生再次理解頻率與信息量的關(guān)系，并對(duì)信息傳遞的條件與過程構(gòu)建了基本模型。二、微波通信由老師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)微波的波長(zhǎng)、頻率，性質(zhì)。利用激光發(fā)射器和地球圖片在黑板上展示微波的傳播過程，引導(dǎo)學(xué)生直觀地發(fā)現(xiàn)微波傳遞的缺陷。找同學(xué)上臺(tái)演示解決的辦法。繼續(xù)發(fā)問？是否建立了微波中繼站就能實(shí)現(xiàn)全球通信了呢？為什么？再次發(fā)問？想到衛(wèi)星先想到誰？月球適合作為天上的中繼站么？通過分析發(fā)現(xiàn)不適合。繼續(xù)發(fā)問，怎么解決？從而引出必須依靠地球同步衛(wèi)星來解決微波通信的缺陷。學(xué)生自行用手機(jī)和資料查閱并思考，然后進(jìn)行交流和總結(jié)。學(xué)生上臺(tái)演示：將平面鏡代替微博中繼站，光的傳播方向發(fā)生了改變，解決方法一目了然。學(xué)生思索、分析和討論交流，找出微博中繼站無法實(shí)現(xiàn)全球通信的原因。通過老師的連續(xù)發(fā)問，不停深入討論，一步步提出解決新的問題。利用已有的光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器來代替電磁波發(fā)射器，學(xué)生容易理解，用實(shí)驗(yàn)板演的方法展示微波傳遞過程，通俗易懂。讓學(xué)生參與解決的過程，更能激發(fā)學(xué)生處理實(shí)際問題的積極性。連續(xù)發(fā)問引發(fā)學(xué)生深入思考：有問題怎么辦，解決的過程中再次發(fā)現(xiàn)問題怎么辦？從而培養(yǎng)學(xué)生連續(xù)分析問題和深入探究、深入思維的能力。三、衛(wèi)星通信師展示動(dòng)態(tài)圖片，介紹地球同步衛(wèi)星如何運(yùn)轉(zhuǎn)以及衛(wèi)星通信的原理（與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，因此相對(duì)于地球是“靜止”的）。教師提問：一顆地球同步衛(wèi)星能實(shí)現(xiàn)全球通信么？至少要幾顆？通過學(xué)生演示，得到至少要三顆地球同步衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)全球通信這一結(jié)論。讓兩名學(xué)生配合，再次利用地球圖片和激光發(fā)射器、平面鏡組合。在黑板上在黑暗的環(huán)境中展出利用地球同步衛(wèi)星發(fā)射和傳遞信號(hào)的路徑，不斷添加平面鏡來改變光的傳播方向，最終得到至少需要三顆同步衛(wèi)星的結(jié)論。對(duì)于至少需要幾顆地球同步衛(wèi)星才能實(shí)現(xiàn)全球通信這一問題，歷來是個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生不理解為什么是三顆。通過演示實(shí)驗(yàn)，直觀的展示了微波微信傳遞信號(hào)的路徑，學(xué)生自己動(dòng)手發(fā)現(xiàn)一顆、兩顆衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)無法覆蓋全球，所以至少需要三顆。展示更通俗易懂，難點(diǎn)也被輕松突破。四、光纖通信銜接：微波通信和衛(wèi)星通行傳遞的都是微波，有沒有比微波頻率更高的電磁波呢？展示波譜圖，觀察發(fā)現(xiàn)光波比微波頻率更快，在相同時(shí)間內(nèi)攜帶的信息量更大。引導(dǎo)學(xué)生討論：光能否傳遞信息呢？通過水流實(shí)驗(yàn)了解光也可以在曲線中傳播。（光學(xué)實(shí)驗(yàn)必須在黑暗的環(huán)境中，利用投影讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯易得）指名回答光纖通信的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、原理。引導(dǎo)學(xué)生自制光纖燈，感受光在曲線中傳播。觀察圖譜、比較分析光波相對(duì)于微波的優(yōu)勢(shì)。學(xué)生討論：自由發(fā)表見解，有的認(rèn)為能，有的認(rèn)為不能。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出光能在彎曲的水流中傳播這一結(jié)論。利用手機(jī)查閱什么是光纖通信，它的載體是什么，傳播媒介是什么。有哪些特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察與分析能力，引發(fā)學(xué)生深入思考。這里對(duì)水流實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn)：將塑料品改成水壺，將燈泡密封在吊瓶袋中，在黑暗的環(huán)境下，水壺口的寬度是光斑更明顯，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一目了然。順其自然的引出光纖通信這一概念。五、網(wǎng)絡(luò)通信引導(dǎo)學(xué)生討論網(wǎng)絡(luò)通信的工具有哪些，網(wǎng)絡(luò)通信可以用來做什么。教師總結(jié)網(wǎng)絡(luò)通信的幾大功能。介紹因特網(wǎng)是怎樣建立起來的？觀看5G時(shí)代前沿視頻學(xué)生暢談自己利用哪些工具來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，利用網(wǎng)絡(luò)在做那些事情。學(xué)生觀看視頻引導(dǎo)學(xué)生觀察生活、聯(lián)系生活，學(xué)以致用。教師總結(jié)使學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的認(rèn)知更加寬廣，進(jìn)一步感知科技為人類帶來的便利。觀看現(xiàn)在5G視頻，激發(fā)學(xué)習(xí)最新科技，建設(shè)美好家園的決心與斗志，激發(fā)民族自信心。八、板書設(shè)計(jì)第四節(jié)越來越寬的信息之路頻率越高，相同時(shí)間內(nèi)輸送信息的量就越大。一、微波通信------衛(wèi)星通信二、光纖通信三、網(wǎng)絡(luò)通信九、教學(xué)反思據(jù)教材編撰至今已有八年，期間通信已經(jīng)進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)代，通信方式也發(fā)生了巨大的改變。因此，怎樣讓學(xué)生既了解信息發(fā)展的過程，知道微波通信和光纖通信這兩種基本的通信方式和原理，同時(shí)又能讓學(xué)生了解現(xiàn)在主流的網(wǎng)絡(luò)通信方式，同時(shí)又能和我們的實(shí)際生活聯(lián)系在一起，這是我這一節(jié)課重點(diǎn)思考的問題。因此，我除了對(duì)基本課程的講解外，還穿插了最近的華為事件，讓學(xué)生了解華為的5G技術(shù)，從而對(duì)現(xiàn)在信息技術(shù)的發(fā)展有一個(gè)大致了解。對(duì)于微波通信和衛(wèi)星通信學(xué)生們接觸的不多，光靠看視頻和圖片這兩種方式過于單一，因此我設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用激光發(fā)射器和平面鏡來代替光波和基站，通