21.4 越來越寬的信息之路 教學分析：第四節(jié)越來越寬的信息之路。要求學生常識地了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網絡通信的優(yōu)點、原理。通過自學、互學、師生共同交流來認識人類信息技術的發(fā)展給人類的生活方式帶來了翻天覆地的變化。從面提高學生學習科學的興趣，樹立正確的科學觀。教學重點是以大量的圖片、影視畫面介紹和展示各種通信方式的優(yōu)點、缺點和改進方法。教學目標：1知識與技能：常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網絡通信。通過教學使學生了解：為什么要用微波通信？如何實現(xiàn)微波通信？了解微波性質接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射的特性，了解微波傳播過程中的一些缺點以及這些缺陷如何通過衛(wèi)星通信來彌補。了解光纖通信的原理和優(yōu)點。了解網絡通信的發(fā)展過程和優(yōu)點，掌握發(fā)電子郵件的方法。2過程和方法：通過師生共同交流來探討現(xiàn)代信息的變化，用大量多媒體圖片、影視畫面使學生了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網絡通信的特點和粗略的原理。3情感態(tài)度和價值觀：通過學習現(xiàn)代通信知識，了解科技給人類帶來的便利，提高學科學的興趣。教學重、難點：衛(wèi)星通信、光纖通信、網絡通信的優(yōu)點和原理。教學媒體運用：課前發(fā)動學生查找有關資料包括一些多媒體的信息，來激發(fā)學生們的學習興趣。引課通過多媒體播放圖片，同時思考老師提出的問題。創(chuàng)設情景，學生學習興致高漲。在學到為什么用衛(wèi)星來做微波中繼站、而致少要用三顆衛(wèi)星，光纖通信的原理和互聯(lián)網發(fā)電子郵件的過程采用PPT把微觀、抽象的通信過程變成形象、直觀、生動的動畫描述出來，幫助學生較好的理解相關知識，同時也突破了教學難點和重點內容。順利地完成了教學內容。教學過程：一、新課導入：通過多媒體播放一場足球比賽片段。教師引出新課：剛才我們欣賞的足球比賽片段，是我從衛(wèi)視頻道節(jié)目中截取的。現(xiàn)在電視臺正在熱播的歐錦賽和奧運圣火傳遞節(jié)目也都是由衛(wèi)星轉播來的。為什么要用衛(wèi)星來轉播電視節(jié)目呢？除了衛(wèi)星通信外，還有沒有其他的通信方式呢？這節(jié)課我們就來學習本章的最后一節(jié)越來越寬的信息之路。學生回答：衛(wèi)星傳遞信息多；衛(wèi)星傳遞的信息量大；衛(wèi)星傳遞時間快二、利用上節(jié)課的知識做鋪墊，引出新知識現(xiàn)在隨著科技的進步，傳輸信息的途徑也越多，像報紙、電視、收音機、電腦等都能傳輸信息，但它們在相同時間內傳輸?shù)男畔⒘渴欠裣嗤兀恳詿o線電廣播和電視廣播為例，在相同時間內誰傳輸?shù)男畔⒏嘁恍┠兀繉W生回答：不一定相同，電視廣播傳輸?shù)男畔⒏嘁恍o線電廣播只能傳遞聲音信號，電視不僅能傳遞聲音信號，而且也能傳遞圖像信號。教師引進新知識：為什么電視廣播要比無線電廣播能傳輸更多的信息呢？這是因為它們用來傳輸電信號的電磁波（也叫載波）的頻率不同。這是我們上節(jié)課學過的知識，在無線電廣播和電視廣播中，電信號不能直接發(fā)射到空中，（不能），需要把它們加載到高頻電磁波上，再通過天線發(fā)射到空中。無線電廣播一般是用長波、中波和短波做載波，電視廣播是用微波作為載波。因為微波的波長短，頻率高，所以在相同時間內才能傳輸更多的信息。現(xiàn)代理論表明：作為載體的無線電波，頻率越高，在相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷Ｒ驗槲⒉ǖ念l率高，用它作為載波能傳遞更多的信息，所以現(xiàn)在微波通信使用很廣泛。下面請同學們看書上微波通信部分，并思考下列幾個問題：1微波的波長、頻率在什么范圍內？2微波通信有什么優(yōu)點？3在微波通信中，為什么要建立微波中繼站，它起到什么作用？4微波通信有什么缺點？教師板書：現(xiàn)代信息表明：作為載體的無線電波，頻率越高，在相同時間內傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷?微波通信學生回答：微波的波長在10米-1毫米之間，頻率在30MHz-3105MHz之間。學生回答：頻率高，傳遞的信息多，一條微波線路可以同時開通幾千、幾萬路電話。可見它能傳遞的信息量是很大的。學生回答：因為微波的性質接近于光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。學生可能回答：中繼站的作用是使微波沿地球表面繞射。教師引導：同學們大致說出了中繼站的作用，誰能更詳細說一下它的作用？衛(wèi)星中繼站能把上一站傳來的微波信號經過處理后，再發(fā)射到下一站去。就像接力賽跑一樣，一站傳一站，經過很多中繼站就可以把信號傳遞到遠方。下面我們通過這個課件來說明一下中繼站的作用。演示課件：在A地發(fā)射微波，我要在B地接收到微波，能不能接收到？（因為微波不能沿地球表面繞射，在B地接收不到微波）為了接收到微波，我在地面上每隔50km建立微波中繼站，把信號接收過來，經過處理后，再傳到下一站去，在B地接收到微波。由于微波通信傳輸?shù)男畔⒘看螅愿鞣N電信業(yè)務的傳輸，如電話、電報、數(shù)據(jù)、傳真、以及彩色電視機都可以通過微波電路傳輸。同學們看圖片，這是微波中繼站，因為微波大致沿直線傳播容易被山岳和高樓所阻隔，所以微波中繼站都建在很高的地方。現(xiàn)在我們知道了微波通信的特點傳輸特點，請同學們想一想：微波通信有什么缺點呢？學生答：長距離通信需要建立很多中繼站，麻煩。學生答：遇到雪山、大洋過不去。受地理位置的限制，例如我要在中國和美國之間建立一條微波通信線路，途中要經過大西洋，沒法把中繼站建在水面上，該怎么辦呢？學生回答：把中繼站設在空上，利用通信衛(wèi)星（或人造地球衛(wèi)星）做中繼站來完成微波的轉發(fā)任務。 對，我們可以利用通信衛(wèi)星作為空中的中繼站，來完成微波的轉發(fā)，這就是衛(wèi)星通信。2衛(wèi)星通信第一種講授方式：談到衛(wèi)星通信，你覺得給它你帶來得最大好處是什么？電視頻道多了，能收看到的節(jié)目多了，能夠及時地知道到在世界各地發(fā)生的事情了。那么通信衛(wèi)星是怎樣完成電視節(jié)目的轉播任務的呢？我們以一場足球賽的實況轉播為例，電視轉播車在比賽現(xiàn)場將比賽實況攝下后，一般以微波通信的方式送給電視臺，電視臺經過編輯處理后，通過無線電塔將電信號發(fā)射給太空中通信衛(wèi)星，通信衛(wèi)星接收電信號，經過放大變頻后，再向地面發(fā)送，通過電視臺進行播放，我們在電視機前就可以看到球賽的實況。第二種講授方案：衛(wèi)星通信是是怎樣完成微波的轉發(fā)的呢？這是一個微波通信系統(tǒng)的簡單示意圖。出示衛(wèi)星通信過程動畫：地面站把電信號通過無線電塔發(fā)射給太空中的通信衛(wèi)星，通信衛(wèi)星接收到電信號，經過放大變頻后，再發(fā)送到另一個或幾個地面站，由地面上的巨大的碟形天線接收電信號。現(xiàn)在的衛(wèi)星通信大多是同步衛(wèi)星通信。通信衛(wèi)星在赤道上空35786km的圓形軌道上，它繞地球一周的時間恰好與地球自轉一周的時間相同，也是24小時（嚴格說是23小時56分4秒），所以從地球上看，它好象懸掛在空中靜止不動，所以叫做地球同步衛(wèi)星。由于通信衛(wèi)星離地面的距離遠，它能把地面發(fā)送過來的電信號轉發(fā)到很遠的地方，所以在位于赤道平面的軌道上，放置三顆同步衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通信。現(xiàn)在我們了解了衛(wèi)星通信方式，同學們能不能說一說，衛(wèi)星通信給我們帶來的最大好處是什么？學生回答：獲得的信息量大了；電視頻道多了；能收看到的節(jié)目多了；能夠及時地知道到在世界各地發(fā)生的事情了。衛(wèi)星通信和微波通信相比，有哪些優(yōu)點呢？傳輸信息遠、傳播范圍大，不受地形的限制，抗干擾能力強、比微波通信傳輸容量大。 正因為衛(wèi)星通信有這么多的優(yōu)點，所以目前世界上三分之二以上的國際電話、電報業(yè)務、和洲際電視廣播都由衛(wèi)星通信來承擔。（衛(wèi)星通信有沒有缺點呢？衛(wèi)星離地面的高度是36000km，你們算一下，微波從地面?zhèn)鞯叫l(wèi)星上再反射回地面需要多長時間？微波的傳播速度和光的傳播速度相同。是3108m/s。0.24s，這是微波發(fā)射再返回原地的時間，如果進行的是兩地間的通信，需要的時間會更長。所以使用衛(wèi)星通信時會出現(xiàn)信號延遲的現(xiàn)象。不同臺播放同一個電視節(jié)目不同步。這是使用衛(wèi)星通信的一個缺陷。）以上我們了解了微波通信和衛(wèi)星通信，除了這兩種通信方式外，還有沒有其他的通信方式呢？3光纖通信光纖通信是用光來做載波。我們知道，電磁波的傳播速度等于光速，實際上光也是一種電磁波，并且光的頻率比微波的頻率更高，如果用光來通信，那么傳輸?shù)男畔⒘繒唷＃ü饫w通信中所用的光是激光，而不是普通光，普通光夾雜了許多不同頻率的光，方向性差，如果用普通光做載波，就象收音機同時接收到了許多頻率的節(jié)目一樣，各種聲音重疊在一起，叫人無法分辨。而激光的頻率單一、方向性好、亮度高等特點，正好彌補了普通光源的缺陷。）那么應該用什么樣的光來做載波呢？用激光 為什么？普通光夾雜了許多不同頻率的光，方向性差，如果用普通光做載波，就象收音機同時接收到了許多頻率的節(jié)目一樣，各種聲音重疊在一起，叫人無法分辨。而激光的頻率單一、方向性好、亮度高等特點，正好彌補了普通光源的缺陷。）從激光器發(fā)明后，人們就開始嘗試用激光作載波來傳遞信息，但激光在空氣中傳播時容易受氣候條件的影響，于是人們就想能不能讓激光在特殊的管道里傳播呢？直到1966年華裔科學家高錕發(fā)明了光導纖維后，用激光通信才成為現(xiàn)實。用光纖燈具演示實驗，讓學生觀察現(xiàn)象。提問：細絲是什么？光導纖維在光導纖維末端看到光點，說明什么？說明光沿著細絲傳播過來。在上學期學過，光在均勻介質中沿直線傳播。光導纖維是彎的，光怎樣為什么能傳過來呢？下面同學們看一段影視圖象，從中你會獲得很多信息：提問兩個問題：（1）為什么光能在彎曲的光導纖維中傳播呢？利用了光的全反射。簡單介紹一下光的全反射，光從玻璃斜射入空氣中時，要發(fā)生折射現(xiàn)象，折射光線向哪個方向偏折？向界面偏折。當入射角逐漸增大時，折射角怎么變化？當入射角再增大時出現(xiàn)這種現(xiàn)象，同學們猜想，當入射角增大到某個程度時，看不到折射光線，光線全部反射回玻璃中，我們把這種現(xiàn)象叫做光的全反射。光導纖維就是利用這個現(xiàn)象制成的。（2）誰能簡單說一下光纖通信的過程？光纖通信是利用電光變換技術，在信息發(fā)送端把電信號轉變?yōu)楣庑盘枺尮庑盘栐诠鈱Юw維中傳播，在信息接收端，再把光信號轉變?yōu)殡娦盘枴亩鴮崿F(xiàn)信息的傳遞。光纖通信傳輸?shù)男畔⒘糠浅４螅粚饫w，從理論上講，可以開通1億路電話，再加上通信中光沿管道傳播，不容易受到外界的干擾、保密性好的特點，正在被應用的越來越廣泛。目前世界上最長的光纜干線是，我國的光纖通信發(fā)展也很快，在許多大城市都敷設了光纜。請同學們課后看看書后的閱讀材料，了解我國光纜通信的發(fā)展。昨天我從經過我們家附近的網吧經過，看見它網吧牌子上寫著，10M光纖接入，說明電腦網絡是通過光纖傳遞來傳輸信息的。把計算機連在一起，互相傳遞信息，就形成了網絡通信。我們經常使用微機，利用計算機網絡，你都能做哪些事情？看新聞、聽音樂、玩游戲、查閱資料、聊天、發(fā)電子郵件。網上聊天是一種比較常見的網絡通信方式，在網上你不管是你熟悉還是不熟悉得人，你都可以和他聊天。還有另外一種網絡通信形式是發(fā)電子郵件。我們班都誰會發(fā)電子郵件？假如說我要把要一份文件作為電子郵件發(fā)送出去，我需要做好哪些準備工作？首先在網上申請一個電子信箱，給信箱起一個名字并設定密碼。還要知道對方的信箱的名字。然后才可以發(fā)送。 我的信箱的地址是cyjx163.com，誰能說明這是什么意思？Cyjxhy是你的帳號，163.com是你的服務器的名字，也就是說我在www.163.com這個網上申請的信箱。有的電子信箱的地址上還有.cn，誰知道是什么意思？表示這個服務器是在中國注冊的。誰能說說具體怎樣發(fā)電子郵件呢？上網打開信箱裝上要郵的東西發(fā)送出去假如說現(xiàn)在老師把這個文件發(fā)送到我的信箱里，我回家看去，誰愿意用你的電子郵箱幫老師發(fā)送郵件呢？我們看一下他是怎樣發(fā)送郵件的。我們看到，其實發(fā)電子郵件很簡單。你覺得電腦網絡給我們帶來的益處有哪些？信息共享、網絡通信、獲取信息、有更多的娛樂游戲。目前最頻繁的網絡通信的形式是電子郵件。現(xiàn)在最大的計算機網絡是是什么網？什么是因特網？它有什么作用？誰能給大伙介紹一下？通過本節(jié)課的學習，我們了解了四種通信形式，知道了這幾種通信方式的特點，優(yōu)點及不足。下面同學們看看書，歸攏一下這節(jié)課所學的知識。有不太清楚的地方可以提出來