【北大版】九年級物理上冊教學設計-第二節(jié) 廣播和電視

第十五章怎樣傳遞信息

——通信技術簡介第二節(jié)廣播和電視北京市八一學校許磊一、教學背景分析本節(jié)是電磁波知識的擴展，主要介紹電磁波應用的基本原理。本節(jié)內容同時又是學生學習后續(xù)知識的基礎，因此本節(jié)內容在整章教材中起著承前啟后的重要作用。通過本節(jié)課學習，主要使學生了解廣播和電視的工作過程，提升運用所學知識解決實際問題的能力。雖然學生在生活中接觸過一些廣播和電視有關的現(xiàn)象，但是本節(jié)所講的知識大部分是高科技成果，學生比較陌生，限于學生知識水平和認知能力，無法對知識原理做深層次的探究，因此教材中的知識技能目標層次較低，不過分強調學科理論邏輯特點，主要注重將物理知識與實際應用相結合，讓學生了解教學內容，感受物理與生活的密切聯(lián)系。二、教學目標1.了解無線電廣播和電視信號發(fā)射和接收的一般過程。了解廣播與電視的聲音圖像信號是通過變化電流產(chǎn)生電磁波向遠處傳播的。2.了解信號塔搭載的過程稱為調制。3.通過學習無線電廣播和電視信號發(fā)射與接收的一般原理和流程，感受物理與生活的密切聯(lián)系。三、教學重點和難點教學重點：無線電廣播和電視信號發(fā)射與接收的一般原理和流程。教學難點：無線電波的調劑、調諧、檢波。無線電廣播和電視信號發(fā)射與接收是本節(jié)課中的重點內容。在教學中利用圖片和多媒體動畫創(chuàng)設情境，直觀地把信息表示出來，幫助學生理解無線電廣播的發(fā)射與接收過程。在教學之前，學生也可上網(wǎng)查閱資料，進行預習，提升自主學習能力。但在此過程中，教師應加以指導，培養(yǎng)學生的交流能力和信息處理能力，讓學生“學”和教師“教”有機結合起來，使學生便于理解和接受。四、教學過程1.教學引入情境1：展示PPT圖片，請同學思考固定電話和移動電話在信息的傳輸上最大的不同是什么嗎？移動電話可以方便移動最根本的原因是什么？引出：信息的傳遞不需依賴任何有形連接的關鍵就是電磁波。教師介紹：在信息技術高速發(fā)展的今天，電磁波對我們來說至關重要，無論是廣播、電視還是無線電通信，航空、航天中的自動控制和通信聯(lián)系，都離不開電磁波。那么聲音和圖像信息是怎樣通過電磁波來傳遞的呢？2.“知識點”教學情境2：指導學生閱讀課本相關章節(jié)“音頻、視頻和射頻信號調制”部分，了解“射頻信號”“音頻信號”“視頻信號”“調制”等概念。引出新概念：音頻、視頻和射頻信號，調制。引導學生認識下列過程：音頻信號：播音員的聲音話筒音頻信號；視頻信號：圖像攝像機視頻信號；射頻信號：頻率很高的電磁波。教師介紹：由于音頻信號和視頻信號自身的頻率比較低，產(chǎn)生的電磁波的頻率也比較低，傳播不了多遠，因此必須把它們搭載在高頻振蕩電流上面，產(chǎn)生高頻率的電磁波，就能傳播得很遠了。調制就是把聲音和圖像信號“搭載”在電磁波上。提出問題：以飛鴿傳書為例，采用“類比”思想，思考如何用專業(yè)物理語言描述音頻、射頻電流，高頻調制電信號的產(chǎn)生過程？學生討論交流，以組為單位進行匯報。教師總結：載波發(fā)生器產(chǎn)生的射頻電流類似于可遠飛的信鴿；用話筒把聲音信號轉變?yōu)橐纛l信號類似于傳遞的信件；用調制器對兩種電流進行處理，獲得高頻調制電信號類似于將信件綁在信鴿的腿上；將高頻調制電信號送到天線上，由天線發(fā)射電磁波類似于信鴿高飛，把消息帶向遠方。提出問題：結合PPT上的無線電廣播的發(fā)射與接收過程的示意圖，思考發(fā)射過程中載波發(fā)生器、話筒或錄音機、調制器和天線各有什么作用？學生自主閱讀教材，總結發(fā)射過程中的載波發(fā)生器、話筒或錄音機、調制器和天線的作用。教師介紹：發(fā)射出的電磁波，必須要像回收信鴿一樣地進行接收，才能完成信息傳遞的全過程。提出問題：結合上述無線電廣播的發(fā)射與接收過程的示意圖，思考要想接收空間中傳播的電磁波，需要使用什么？想要接收某一頻率的電磁波，有什么辦法？學生獨立思考，并回答。教師介紹：接收空間中傳播的電磁波，必須使用天線；需要接收特定頻率的電磁波時，可以使用“調諧裝置”進行選擇。演示實驗1：取兩只頻率相同帶音箱的音叉進行共鳴現(xiàn)象的演示。通過演示進行“類比”說明：在無線電技術中的調諧裝置，就是使它選擇接收的電磁波的頻率和欲接收的某種電磁波的頻率相同，從而產(chǎn)生“共鳴”。即調諧器的作用是選取我們所要接收的某一頻率的電磁波。此時我們所接收到的電磁波的信號還是高頻電信號，不能直接用耳機聽到，所以還必須把高頻電信號通過檢波器，把聲音信號從高頻電信號中“檢”出來。把檢出的聲音信號電流通過耳機（或揚聲器），就還原成聲音了。演示實驗2：用半導體收音機演示調諧過程。提出問題：收音機是發(fā)射信號還是接收信號的？學生歸納得出：電臺發(fā)射信號，收音機接收信號。情境3：播放“電視臺發(fā)射過程”和“電視機接收過程”動畫。組織學生描述電視信號的發(fā)射和接收過程。教師介紹：用電磁波傳遞圖像信號和傳遞聲音一樣，只是具體方法不同：具體介紹講解攝像機、顯像管的作用。電磁波的發(fā)射工作由廣播電臺和電視臺承擔，接收工作是由收音機和電視機來完成的。情境4：播放視頻“電視原理和發(fā)展歷程”視頻片斷。提出問題：電視信號的發(fā)射和接收與廣播信號的發(fā)射和接收過程中有哪些相同和不同的地方？學生交流討論，總結歸納出電視信號的發(fā)射和接收與無線電廣播的發(fā)射和接收的相同點和不同點。情境5：結合課前布置的作業(yè)，以組為單位，進行交流展示。可布置的作業(yè)：查閱相關資料，了解影碟機，光盤，家用攝像機等的工作原理。查閱相關資料，解釋“為什么在火車車廂內打開收音機聽廣播，幾乎聽不到聲音？”。查閱相關資料，解釋電視的畫面是怎么動起來的。3.課堂小結（1）電磁波是傳遞信號的載體。（2）無線電廣播信號的發(fā)射和接收過程（如圖15-2-1）。圖15-2-1（3）電視信號的發(fā)射和接收過程（如圖15-2-2）。圖15-2-24.小練習（1）廣播電臺使用調制器的作用是（）A.將不同的電流混合起來B.使聲音和射頻電流混合起來C.使高頻振蕩電流加載到聲音上D.調制帶有聲音信號的高頻振蕩電流（2）某播音員發(fā)出的聲音的最高頻率是1.1kHz，這樣的聲音通過中央人民廣播電臺第二套節(jié)目720kHz向外廣播時，發(fā)出無線電波的頻率是（）A.721.1kHzB.720kHzC.718.9kHzD.1.2kHz（3）傳送電視圖像信號的工作過程是：把圖像變成電信號，把電信號加載到高頻電磁波上，通過發(fā)射到空中，電視機的把這樣的高頻信號接收下來，通過電視機把圖像信號取出并放大，由把它還原成圖像。五、教學反思廣播和電視這節(jié)教學內容是一節(jié)典型的科學和技術相結合的內容。雖然本節(jié)不要求學生掌握較為深層的物理知識和技術問題，但由于學習內容中涉及的技術問題比較復雜，學生還是對有些知識難以理解，所以在本節(jié)的教學環(huán)節(jié)設計上教師關注本節(jié)課的內容特點，從學生的認知水平出發(fā)，打破傳統(tǒng)教學思路，采取了學生最容易接受的“跳躍式”教學思路，善用“類比”思想引導學生思考問題和理解較為難懂的內容。本節(jié)課采用非傳統(tǒng)教學思路，從學生比較熟悉的移動電話和固定電話的對比直接引入無線傳輸問題，這種方式學生更容易接受。對于無線電廣播的發(fā)射和接收以及電視的發(fā)射和接收的講授，學生在教師的引導下以飛鴿傳書類比