第十九章走进信息时代教案及学案有答案.docx
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第十九章走进信息时代教案及学案有答案
九年级物理教案
第十九章《走进信息时代》
一、教材分析
本章讲述的信息的记录和储存、传输和共享，主要介绍信息传递的方式、载体和现状，引导同学们关心、了解科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和负面效应，从而树立正确的科学观。
本章教材用了三节，即感受信息、让信息飞起来、踏上信息高速公路，按照信息的记录、传递的发展史为主线进行安排。
本章为常识性了解的科普知识，知识难度不高，在理论和技术上不求全，不作过高要求。
因此学习本章知识，主要是开阔视野，拓宽知识面，进一步激发学生学习物理知识和高科技的兴趣。
本章包括感受信息、让信息飞起来、踏上信息之路三节内容。
涉及科学内容主题二“运动和相互作用”中的光、电和磁。
要求通过本章学习知道波长、频率和波速的关系。
了解波在信息传播中的作用。
知道光是电磁波。
知道电磁波在真空中的传播速度。
了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
波长是第一次出现的物理量，教学中要注意阐述，以机械波为例，以横波为例，使学生产生感性认识，从而明确波长的物理意义。
波长、频率和波速的关系属于知道的水平，能够进行最简单的计算即可。
电磁波的速度是很重要的物理常数，应该记住电磁波在信息传播中具有重要作用，本教材让学生了解到电磁波传播信息时，具有携载信息的作用，频率越高的电磁波，携载的信息容量越大。
“了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响”，是联系实际进行“科学、技术、社会”教育的一条标准，是将知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观培养有机联系的最佳结合点。
通过学习，使学生受到现代物理思想的启迪，对科学技术对社会的影响有初步认识，这对学生科学世界观的形成具有重要意义。
本章第一节从古至今，介绍了信息的记录、传播的方式。
第二节介绍了电磁波。
这是本章的核心内容。
第三节踏上信息之路，介绍信息高速公路的物质基础、传输光的介质：
光纤，电话系统的网络；因特网。
本章的科学内容重点在第二节，全章三节内容，共同完成课程目标：
在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个难度对学生进行全面培养。
二、教学目标
1、通过实验探究电磁波的产生和传播。
2、知道电磁波的真空中的传播速度。
3、知道波长、频率和波速的关系。
4、了解波在信息传播中的作用。
5、了解人类经历的五次信息变革并体会中华民族的聪明才智和贡献。
6、通过各种途径了解电磁波的应用，体会科学技术对人类、社会、自然的作用，培养关心科技前沿的意识。
三、教学重点、难点
重点：
（1）知道波长、频率和波速的关系。
了解波在信息传播中的作用。
（2）知道光是电磁波。
知道电磁波在真空中的传播速度。
难点：
1.波的相关概念。
2.波长、频率和波速的关系。
四、教具与教法
1、主要是学生自主阅读，通过各种途径收集相关资料，课上用多种形式交流信息、理解和体会；
2、教师和学生一起收集资料、交流，一同经历，共同提高；
3、光纤实验、因特网尽可能让学生亲身做一做，电话听筒、话筒拆开看一看；
4、引导学生习惯用所学知识去体验生活中的高科技。
5、本章教学，切忌教师一讲到底，一定要让学生多讨论、多交流，逐步理解科学技术对人类、对社会、对自然的作用，逐步思考人类应该怎样应用科学技术。
同时，激发学生关心科技前沿，引导学生在课外通过各种渠道获取相关信息。
五、教学课时设计
新授课3课时（每一节用1课时），复习1课时，检测讲评1课时，共计5课时。
第一节感受信息
教学目标：
1.了解主要的信息记载的介质和信息传播的方式。
2.了解电话和电报。
3.能说出中华民族在信息记录和传播的历史中所作的贡献。
重点、难点：
重点：
了解主要的信息记载的介质和信息传播的方式。
难点：
了解电话和电报。
教具：
录音磁带、录像磁带、计算机软盘、各种磁卡、电话实物及其挂图
课时安排：
1课时
教学过程：
一、复习提问、引入新课
每当我们提到长城，自然会联想到烽火台。
烽火台筑在长城沿线的险关和交通要道上。
古代士兵一旦发现敌情，便立刻点燃烟火发出警报。
“烽火戏诸侯”的故事，它说明早在三千多年前，我国就有了利用烽火传递信息的方法。
我们今天的探究，就要从烽火台开始，直到发现电脑网络通信的奥秘，寻找人类社会走向信息时代的脚印……
二、投放学案，引导自学
先让学生按学案中“自主学习”部分内容，自学教材内容，教师主要提供给学生挂图，讲述电话的原理部分。
三、合作共建，经历过程
通过以下几个问题的提出，来检查学生的学习情况。
1、信息的概念
提出问题：
当今世界的三大产业是能源、材料和信息，你知道什么是信息吗？
2、古代信息的传播
你知道古代人们是怎样传递信息的吗？
早期的信息传递具有哪些特点？
3、信息的记录
你知道信息的记录的发展历史吗？
中华民族的祖先在信息的记录上作出过哪些杰出的贡献？
4、现代信息的传播
现代信息的传播主要采用哪些方式？
5、电报
电报的发明者是谁？
信息是怎样传播的？
6、电话
出示电话的挂图和实物，问：
电话的发明者是谁？
它有哪几部分组成的？
各部分有什么作用？
和学生一起分析电话的结构。
小结：
1、电话的基本原理：
电话的话筒与对方的听筒组成串联电路。
话筒靠电阻与电流的关系，把强度不同的声波变成相应大小的电信号，而听筒里有电磁铁和膜片，电流大小不同引起磁场强弱不同吸引膜片引起振动。
听筒就把电信号变成膜片的强弱振动，把声音还原出来，振动→强弱变化的电流→振动。
2、电话的话筒
由金属盒、碳粒和膜片组成，它的作用是通过碳粒间电阻的变化，将声音转化成强弱按声音振动而变化的电流。
3、电话的听筒
由永磁铁、螺线管和薄铁片组成，它的作用是按声音振动的强弱而变化的电流转化成相应的声音。
四、知能应用，归纳方法
1、我国是世界上手机用户最多的国家。
手机间是通过______传递信息的。
我们能听到手机发出的声音，是因为手机中的发声体在_____。
若把一部手机放在真空罩中，再用另一部手机拨打罩内的手机号码，结果发现罩内手机彩灯闪烁，但却听不到手机的铃声，这是因为_____不能传声。
答案：
电磁波振动真空不能传播声音
2、下列元件中装在话筒里的有（），装在听筒里的有（）
A、电磁铁B、碳粒C、膜片D、电池
【解析】话筒由金属盒、碳粒和膜片组成，它的作用是通过碳粒间电阻的变化，将声音转化成强弱按声音振动而变化的电流；听筒由永磁铁、螺线管和薄铁片组成，它的作用是按声音振动的强弱而变化的电流转化成相应的声音。
答案：
BC，A
3、电话的听筒主要应用了电流的（）
A、热效应B、化学效应C、磁效应D、三种效应都有
【解析】听筒里有电磁铁，它的作用是按声音振动的强弱而变化的电流，导致电磁铁磁性大小随之改变，这样吸引薄铁片的力量发生相应的变化，从而转化成相应的声音。
它是利用电流的磁效应来工作的。
答案：
C
4、电话的最基本组成部分为______和______。
电话的基本原理就是把______变为_____再变为_______。
答案：
话筒、听筒振动、强弱变化的电流、振动
五、诊断评价，查漏补缺
1.我国古代四大发明中的和，加速了知识和思想的传播，加快了文明的进程。
2.电话的听筒里有和，当对方强弱不同的电信号传到听筒后，听筒将电信号变成，这样便把还原出来。
3.关于电话的工作过程，有如下几句话：
膜片忽松忽紧，挤压碳粒
人对着话筒说话时，声波使膜片振动
电阻忽大忽小
磁铁对铁片的吸引力忽大忽小，使铁片振动，振动情形与说话情形相同
在电路中产生强弱按声音的振动而变化的电流
合理的顺序是（）
A.①②③④⑤B.②①④③⑤C.①②③⑤④D.②①③⑤④
答案：
1、造纸印刷术2、电磁铁膜片膜片的强弱振动声音3、D
六、课堂小结，构建网络
让学生小结本节课所学的知识点，系统本节知识，其他同学进行补充。
七、布置作业
完成同步探究开放性作业。
八、板书设计
第一节感受信息
一、什么是信息：
二、古代信息的传播：
1.方式：
烽火、驿马、信鸽
2.特点：
速度慢、距离近、信息量小
三、信息的记录：
四、电话的原理：
原理：
声音的振动——变化的电流——声音的震动
话筒：
由金属盒、碳粒和膜片组成，它的作用是通过碳粒间电阻的变化，将声音转化成强弱按声音振动而变化的电流。
听筒：
由永磁铁、螺线管和薄铁片组成，它的作用是按声音振动的强弱而变化的电流转化成相应的声音。
九、教学反思
第一节《感受信息》学案
一、自主学习
1、早期信息的传播方式及特点：
（1）传播方式：
在交通和通信很不发达的时代，人们常使用____、____、____等方式来传递信息。
（2）特点：
传播速度_____、距离_____、信息量_____。
2、现代信息的传播主要采用哪些方式？
3、记录信息的方式有____、____、____、_____等。
4、电报与电话：
（1）19世纪30年代，莫尔斯发明了_____，为人类打开了电信世界的大门。
莫尔斯电码用_____和_____脉冲（点和划）代表字母，使信息以莫尔斯电码的形式沿电缆传送出去。
（2）1876年贝尔发明了_____，这是人类历史上最伟大的发明之一。
电话机通常由_____、____和_____组成。
电话机的原理是：
振动→变化的电流→振动。
二、合作探究
探究：
电话的发明者是谁？
它有哪几部分组成的？
各部分有什么作用？
电话的基本原理是什么？
1、电话机话筒里的金属盒、碳粒和膜片构造在一起，它的作用相当于（）
A.开关B．电源C．变阻器D．电磁铁
2、电话由、和三部分组成。
电话的话筒的作用是，听筒的作用是。
三、重难点知识突破
1、下列信息传递方式的载体是：
两人面对面交谈时是利用_______________传递声音；两地间通过电话交谈时是利用_________________传递声音；家中电视机能收到国内电视节目是利用______________传递节目内容。
2、下列关于信息的传递的说法中,正确的是（）
A.声、光和电磁波中,只有电磁波能够传递信息
B.固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C.摄像机拍得的物体图像,直接通过发射天线发射传播信息
D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都可以用来传递信息
3.动圈式话筒．当你对着话筒说话时，声音使与膜片相连的线圈振动．线圈在磁场中的这种振动，能产生随着声音变化而变化的，这是现象．
四、知能应用
1.人类互相传递信息的方式多种多样，请你举出两例：
___________________________________。
___________________________________。
2.电话的最基本组成部分为_____和______。
电话的基本原理就是把_________变为_______再变为___________。
3.我国古代利用烽火传递边疆警报，古希腊人用火炬的位置表示字母符号，这些都是通过传递______信号达到传递信息的目的。
利用击鼓鸣金可以报送时刻或传达命令，这是传递的_____信号。
4.信息有多种载体，请你举出三种常见的信息载体_______、________、________。
、
5、电话机话筒里发生的主要能量转化是：
（）
A、电能转化为机械能B、热能转化为电能
C、机械能转化为电能D、电能转化为势能
6、电话机听筒里发生的主要能量转化是：
（）
A、电能转化为机械能B、热能转化为电能
C、机械能转化为电能D、电能转化为势能
参考答案:
三、重难点知识突破
1、声音电信号电磁波2、D3、电流电磁感应
四、知能应用
1、烽火台用手机发短信2、话筒听筒振动随振动强弱变化的电流振动3、光声音4、古代的竹简，现代的图书、报纸等纸质印刷品和光盘等电子出版物，电视、广播、电报、电话、因特网等通讯方式，都是信息传播的载体。
5、C6、A
第二节让信息飞起来
教学目标：
1.知道波长、频率和波速的关系，可以进行简单的计算。
2.知道光是电磁波。
记住电磁波在真空中的传播速度。
3.了解波在信息传播中的作用。
重点、难点：
重点：
1.知道波长、频率和波速的关系。
了解波在信息传播中的作用。
2.知道光是电磁波。
知道电磁波在真空中的传播速度。
难点：
波长、频率和波速的关系
教具：
两个手机、收音机、电源、开关、锉、导线等
课时安排：
1课时
教学过程：
一、复习提问、引入新课
复习：
1、现代信息的传递有哪些方式？
2、电话的构造及工作原理是什么？
引入：
飞机上的飞行员与地面指挥员的对话不用电线；我们每天听收音机或看电视，也没有电线直接通向电台或电视台。
可见，这些都不是用电线来传播电信号的，我们称作“无线电通信”。
那么，无线电通信是怎样传输信号的呢？
信息是怎样飞起来的呢？
今天我们就来学习这方面的简单知识。
二、投放学案，引导自学
学生完成学案中“自主学习”部分内容，教师深入到学生中间了解自学情况。
三、合作共建，经历过程
1、电磁波谱：
（1）生活中你知道哪些电磁波？
（2）你知道电磁波有哪些应用吗？
2、波的特征
（1）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？
（2）介绍频率的单位，推导出：
波速=波长×频率
3、可见光的频率范围
（1）引导学生观看课本图18－11得出可见光的频率范围。
（2）引导学生计算可见光的波长范围。
（3）介绍：
在真空中电磁波的波速一定，所以电磁波带的频率与波长成反比关系。
波长越长，频率越低；反之，波长越长，频率越高。
小结：
信息的传递靠电话传递需架设导线，而在现代大量信息交流的基础上，世界将敷满了电线，需要靠另外的方式来传递信息，这就是电磁波。
r射线、x射线、紫外线、红外线、微波、无线电波都是电磁波。
电话、电报、电视机都是靠无线电波传送信息的，电磁波作为载体，信息附加在它上面在空中飞行，接受装置接受到电磁波后，将信息从电磁波上解调出来。
电磁波在传播的过程中如果路途遥远，需要靠卫星中转。
电磁波是以光速传播的，非常快捷。
但电磁也有污染，会导致控制系统和信息传输系统失控，对人身体健康有害。
四、知能应用，规律总结
1、小灵通是一种移动通讯工具，使用小灵通时，声音信息搭载在波上进行传播。
答案：
电磁波
点拨：
电话、电报、电视机都是靠无线电波传送信息的，电磁波作为载体，信息附加在它上面在空中飞行，接受装置接受到电磁波后，将信息从电磁波上解调出来
2、下列说法不正确的是（）
A.声、光和电磁波都能够传递信息
B．固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C．微波炉是利用电磁波来加热食品的
D.根据电磁波在真空中的传播速度公式c=λf,可以推断频率越高的电磁波，波长越短
解析：
移动电话、广播和电视都是利用电磁波来传递信息的。
答案：
B
3、下列关于电磁波的一些说法中正确的是（）
A．电磁波在真空中不能传播
B．电磁波在空气中的传播速度约为340m／s
C．红外线属于电磁波
D．电热水壶是利用电磁波来工作的
解析：
r射线、x射线、紫外线、红外线、微波、无线电波都是电磁波，可让学生参读课本内容。
C．红外线属于电磁波。
4、下列电器中不利用电磁波工作的是（）
A．电饭锅B．微波炉C收音机D．手机
解析：
电饭锅是利用了电流的热效应来工作的。
答案：
A
五、诊断评价，查漏补缺
1.波长为2000m的电磁波属于（）
A．长波 B．短波C．微波 D．中波
2.打开或关闭照明电灯时，会在旁边的电视机中听到“喀、喀”的声音，针对这种现象下列说法错误的是（）
A．电视机相当于一个电台，电灯是一个接收装置。
B．电灯相当于一个电台，电视机是一个接收装置。
C．电灯打开或关闭时，向外发射电磁波，被电视机所接收。
D．只要导体中有迅速变化的电流，这个导体就会产生电磁波，它就相当于一个电台。
3.频率是3×103MHz的电磁波，波长是（）
A．1m B．10mC．1cm D．10cm
4.下图为某电磁波在真空中的波形的一部分，AB的长度为16m.这电磁波的波长、频率各是多少？
答案：
1、D2、A3、A4、8m4.75×107Hz
六、课堂小结，构建网络
让学生小结本节课所学的知识点，系统本节知识。
七、布置作业
完成学案知能应用部分试题。
八、板书设计
第二节让信息飞起来
（一）电磁波谱：
电磁波包括γ射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、微波和光线电波等，描述波的特征量有波长、波速和频率。
（二）波的特征
1、波速（c）波传播的快慢叫波速，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，如图：
单位：
m
3、频率（υ）
单位时间内振动的次数。
单位：
Hz、kHz、MHz
换算关系：
1kHz＝103Hz 1MHz＝103kHz＝106Hz
4、波长、波速与频率的关系
数学表达式：
c＝λυ。
说明：
电磁波的波速一定（在同种介质中），电磁波的频率与波长成反比关系。
九、教学反思
第二节《让信息飞起来》学案
一、自主学习
1、电磁波分类：
按波长由大到小（频率由小到大）可分为：
______________________________。
2、应用：
__________________________________。
3、电磁波的特征：
（1）波长（λ）：
___________________的距离。
单位：
__________。
（2）频率（ν）：
表示________________。
单位：
__________，常用的单位还有千赫（kHz）,兆赫（MHz）。
1kHz＝______Hz；1MHz＝________Hz。
（3）波速（c）：
_______________________。
单位m/s。
电磁波在真空中的传播速度为：
c=_______________。
（4）波长、频率、波速之间的关系：
c=_____________。
二、合作探究
1、你认为电磁波与前面我们学习过的超声波、次声波有何区别？
2、试推导波速、波长与频率的公式关系。
3、电磁波在生活中有哪些应用？
三、知能应用
1.下列不属于电磁波的是：
（）
A、太阳光B、家庭电路中使用的交流电
C、声波D、无线电波
2.下列说法不正确的是：
（）
A、声、光和电磁波都能够传递信息
B、固定电话、移动电话、广播和电视都是利用导线中的电流传递信息的
C、微波炉是利用电磁波来加热食品的
D、根据电磁波在真空中的传播速度公式c=λƒ,可以推断频率越高的电磁波，波长越短。
3.下列器物与电磁波的应用有关的是（）
A、无线电收音机B、磁悬浮列车
C、电磁超重机D、交流发电机
4.继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大污染是（）
A、白色垃圾污染B、电磁污染
C、光污染D、交通污染
5.以下关于电磁波的说法不正确的是（）
A．无线通信是用电磁波进行传播B．医院B超发出的超声波是电磁波
C．遥控器发出的红外线是电磁波D．透视使用的X射线是电磁波。
6.下列有关家用电器性能及使用的判断，其中正确的是（）
A．空调机和电风扇都可以降低室内温度
B．微波炉产生的微波和声波是本质上相同的波
C．电视机和收音机都能接收电磁波
D．电冰箱的门打开后，室内温度会不断降低。
7.下列关于电磁波的一些说法中正确的是（）
A．电磁波在真空中不能传播
B．电磁波在空气中的传播速度约为340m／s
C．红外线属于电磁波
D．电热水壶是利用电磁波来工作的
参考答案：
知能应用
1、BC2、B3、A4、B5、B6、C7、C
第三节踏上信息高速公路
教学目标：
1．了解电磁波的应用对人类生活和社会发展的影响。
2．初步了解现代电信网络，知道光纤是光载信息传递的有效形式。
重点、难点：
重点：
了解电磁波的应用对人类生活和社会发展的影响。
难点：
信息高速公路由光纤铺就的，光是频率较高的电磁波。
光纤传输信息容量大。
教具：
光纤实物、药用输液胶管、水、激光小手灯、光屏等
课时安排：
1课时
教学过程：
一、复习提问、引入新课
提问：
1、电磁波的分类按波长由大到小分别是什么？
2、电磁波的波长频率与波速有什么关系？
3、例说明电磁波的日常生活中的应用
引入：
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？
二、投放学案，引导自学
学生完成学案中“自主学习”部分内容，教师深入到学生中间了解自学情况。
三、合作共建，经历过程
1、光纤
（1）提出问题：
你知道什么是信息高速公路吗？
（2）你知道信息高速公路是由什么材料构成的吗？
（3）用光来运载信息具有什么优点？
（4）光在光纤中传播具有哪些特点？
2、现代通讯网络
（1）引导学生观看课本P127页，回答：
现代通讯网络由哪几部分组成？
（2）介绍：
现代通讯网络的结构
3、因特网
问：
同学们都会“上网”，都能够通过网络查阅资料，你知道因特网的结构吗？
介绍：
信息高速公路采用光纤和现代电信网络及因特网来高速传递信息。
我们的生活因为有了信息高速公路而变得方便。
小结：
1、信息高速公路可以交流各种大容量、高速度的通信网络、电话、电视、广播、数据文件。
2、信息在高速公路上传播，快捷且互不干扰。
3、信息高速公路采用光纤和现代电信网络及因特网来高速传递信息。
四、知能应用，规律总结
1、信息高速公路可以传播（）
A、声音B、图像C、文字D、实物
【解析】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。
答案：
ABC
2、关于光纤，下列说法错误的是（）
A.抗干扰能力强B.信号衰减小C.利用光纤传输信息的速度远大于利用无线电波传输信息的速度
D.光波所运载的信息量远大于无线电波
【解析】光在光纤传输信息的速度和无线电波传输信息的速度相同，都是。
答案：
C
3、关于电磁波和现代通信，下列叙述不正确的是（）
A．卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，进行通信
B．光纤通信具有传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等优点
C．电磁波可以在真空中传播
D．电磁波的频率越高，在空气中传播的速度越大
【解析】电磁波传播的速度是3×108m/s，与电磁波的频率无关，不变化。
答案：
D
五、诊断评价，查漏补缺
组织学生完成下列诊断测试题，当堂批阅，确定补偿内容。
1.光纤很细，有内外两层，为了减少衰减，光纤的包层由光速较大的物质构成，而内芯必须由光速小的物质组成。
使得光不断被________曲折前进。
2.关于光纤下列说法错误的是（）
A．光纤是传输光的介质
B．光纤的抗干扰能力强
C．光在光纤中是曲线前进的
D．光纤通讯的信息量比无线电波小
3.在某些大楼的顶上，安装有锅形的天线，即微波接收天线，下图中的两只天线朝着不同的方向，一只是用来接收通信卫星的，另一只是接收地面微波站的，你能判断哪只是接收通信卫星的微波天线吗？
请说出你的理由。
4.信息理念表明，作为载体的电磁波_______越高，相同时间内传输信息量越多。
答案：
1、反射2、D3、A是卫星接收天线B是地面微波接收天线
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