初中物理人教版九年级全册第1节 现代顺风耳──电话获奖教案
展开第1节 现代顺风耳----电话
设计说明 “现代顺风耳——电话” 这节课主要介绍了电话的工作原理，电话交换机以及模拟通信和数字通信。其中电话的工作原理是教学的重点，教学的难点是模拟通信和数字通信的区别。用多媒体展示话筒和听筒的结构，通过对老式电话话筒和听筒的原理分析，让学生了解声信号和电信号是如何相互转化的。对于电话交换机的教学，可以通过讨论教材“想想议议”得出：电话交换机可以提高电话线的利用率；同时结合学生在打电话时出现的“占线”现象，进一步加深对电话交换机作用的理解。数字通信和模拟通信的教学，可以通过设计一些小游戏，让学生在轻松愉快的氛围中了解通信的基本原理，使他们感觉到数字通信并不神秘；通过比较二者的优缺点得出数字通信和模拟通信的区别，加深印象。教学过程可分为三个阶段，第一阶段，了解电话的工作原理；第二阶段，了解电话交换机；第三阶段，了解模拟通信和数字通信。 教学目标 【知识与技能】 1.了解电话是怎样把信息传递到远方的。 2.了解电话交换机的作用。 3.了解模拟通信和数字通信的基本区别。 【过程与方法】 1.通过看录像、老师讲解，了解电话是如何传递信息的，提高学生观察、分析、概括的能力。 2.通过学生的讨论和活动，说明电话交换机的作用和展示什么是数字通信，增强学生运用物理知识的观念和能力。 3.通过学生讨论和活动，增强学生的学习主动性和合作意识。 【情感、态度与价值观】 通过讲述贝尔发明电话的过程，激发学生不怕困难、积极探索的精神，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。 重点难点 教学重点 电流把信息传到远方。 教学难点 模拟通信和数字通信的基本区别。 教学方法 讨论法。 教具、学具 学生用：课前对家中电话调查的报告。 教师用：实物电话、多媒体、电话示教板等。 授课时数 1课时 教学过程 回顾思考 1.声音是由物体的 产生的。 2. 扬声器的工作过程是什么？ 导入新课 古代传递信息的途径有飞鸽传书、驿站、民间代捎书信，以灯光、火光，如孔明灯、烽火等传递信息。
现代传递信息的途径 有线通信：电话、电视
这节课我们来学习有线电话是怎样把信息传递到远方的。 讲授新课 一、电流把信息传到远方 1.介绍贝尔发明电话的故事 贝尔，就是发明电话的人。他１８４７年出生于英国，年轻时跟父亲从事聋哑人的教学工作，曾想制造一种让聋哑人用眼睛看到声音的机器。 １８７３年，成为美国波士顿大学教授的贝尔，开始研究在同一线路上传送许多电报的装置——多工电报，并萌发了利用电流把人的说话声传向远方的念头，使远隔千山万水的人能如同面对面的交谈。于是，贝尔开始了电话的研究。 贝尔和华生按新的设想制成了电话机。在一次实验中，一滴硫酸溅到贝尔的腿上，疼得他直叫喊：“华生先生，我需要你，请到我这里来！” 这句话由电话机经电线传到华生的耳朵里，电话成功了！１８７６年３月７日，贝尔成为电话发明的专利人。
1876年贝尔发明了电话，使人们能够冲破空间的阻隔互通信息，现在我们的生活已经离不开“现代顺风耳”了。 2.老式电话的基本结构及工作过程 【问题】女孩说话的声音是如何传到男孩耳朵中的？
师展示实物电话：主要有几部分组成？ 生：话筒和听筒。 师：多媒体展示电话组成。如图所示。
（1）话筒把声音信号变成变化的电流信号。 ①主要结构：金属盒、炭粒、膜片。
②工作过程：当你对着话筒说话时，引起膜片的振动，膜片时紧时松地压迫炭粒，它们的电阻随之发生改变，通过炭粒的电流就会发生相应的改变，这样就形成了随着声音变化的电流信号。 具体过程是：声波振动→膜片相应振动→炭粒时紧时松→电阻时小时大→电流时大时小。 （2）听筒把电信号转换成声信号 ①主要结构：电磁铁和薄铁膜片。
②工作过程 线圈中的电流不断变化，电磁铁对铁质膜片的作用也随之发生变化，使膜片振动，产生声音。在空气中形成声波。这样就可以听到对方讲话。 具体过程是：电流忽大忽小→磁性忽强忽弱→铁质膜片受到的力忽大忽小→膜片振动忽大忽小→还原成声音。 【归纳】 电话的工作原理，简单地说，就是话筒把声信号转换成电信号，听筒把电信号转换成声信号。 3.电流把信息传到远方
二、电话交换机 1.探究活动：电话交换机的作用 师：一部电话机与另一部电话机相连时，需要一根电话线，对不对？ 引导学生从听筒和话筒的工作原理和连接方式回答： 甲、乙两部电话通话时，甲的话筒与乙的听筒之间有一根电话线，乙的话筒和甲的听筒之间有一根电话线。因此需要一对电话线。 师：请大家思考：在电话刚问世的时候，一部电话机要与多少部电话机通话，就要有多少对电话线与外部相连。 那么2部、3部、4部电话机两两相连，分别需用多少对电话线？ 请同学们画圆圈代表电话机，动手连接一下。 学生操作后回答。 1对、3对、6对。 师：如果是5部呢？如图所示。请一位学生到黑板上分别画5部电话机两两相连时用多少对电话线。
(学生板演) 师：请大家看(如图所示)需要10对。看来需要的电话线数目会越来越多，有的多到根本无法画出来。
师：如果你家有一部电话，那么你要与多少个人联系，就要有多少对电话线，那大家想想看，实际上我们家里的电话线是有很多对呢，还是一对？ 生：一部电话只有一对电话线。 师：现实生活中我们只有一对电话线，是如何实现可以同多人进行联系的呢？ 师：大家请看(多媒体投影)与刚才的连接方法对比，请说出此种方法的好处在哪里？
生：5部电话都连到一个交换机上，只需要5对电话线，节约了成本也提高了线路的利用率。 2.电话交换机 师：请大家阅读教材第147页的内容，了解电话交换机的应用及发展。组内交流后回答下面的问题(用课件展示问题)： (1)一个地区的所有电话都接到什么上？每部电话的号码都一样吗？ (2)不同地区间的电话怎样相互通话？ 学生阅读教材后回答 生甲：一个地区的电话都接到同一台交换机上。每部电话都编上号码。使用时，交换机把需要通话的两部电话接通，通话完毕及时断开电路。 生乙：在两台交换机之间连接上若干对电话线，这样，两个不同地区间的用户就可以相互通话。 师：对。这样连接就可以了。(多媒体投影)
师：一个地区所有的电话都接到同一个电话交换机上，每部电话都有自己的号码。电话号码的头几位数字就能判断出是哪个地区的。在两个地区的交换机之间连接上若干对电话线，相互通话时，需要在电话号码前加拨对方地区的区号。比如：北京010，石家庄0311，济南0531等。 【总结】电话交换机的作用 （1）减少电话线的数量，提高线路的利用率。 （2）便于通话时接通，通话完毕拆开。 3.“占线”的原因 师：在生活中，大家有没有遇到过电话打不通的现象？ 生甲：经常遇到。 生乙：特别是在打长途电话时。 师：大家都很细心。知道这是什么现象吗？ 生：占线。 师：大家知道为什么会出现这种现象吗？ 生甲：电话线不够用。 生乙：可能对方在通话。 师：对。大家总结的很好。打电话时，如果出现“占线”现象，则可能是两台交换机之间有太多的用户要通话，电话线不够用了。也可能是对方话机正在通话。还可能是电话没放好。 4.电话交换机的种类 师：通过阅读教材大家知道交换机的发展经过了哪几个阶段？ 生甲：早期的电话交换机是依靠话务员手工操作来接线和拆线的，叫人工交换机。 生乙：1891年出现的自动电话交换机是通过电磁继电器进行接线的，叫自动电话交换机。 生丙：现代的程控电话交换机是利用了电子计算机技术，只要事先给交换机中的电脑输入所需的程序，电脑就能“见机行事”。 师：程控电话有哪些功能？ 生：程控电话的功能有：来电显示、缩位拨号、遇忙回叫、转移呼叫、三方通话、语音信箱等。 师：这些功能可以方便、快捷地满足人们通话的需要。 三、模拟通信和数字通信 1.模拟通信 师：我们现在来做一个小游戏。游戏的规则是这样的：由10名同学，排成一字长队，第一名同学按我手中的一个成语，完成一套动作，注意最好声情并茂，只做给第二名同学看；第二名同学再只做给第三名同学看，依次做到第十名同学。最后请第一名和第十名同学同时做给同学们看，比较他们两个有没有差异。现在自我展示的机会到了，请大家毛遂自荐。 10名学生做游戏，其他学生观看。 师：就像同学们刚才看到的，同一套动作，10名同学去做，每个人都尽量把他看到的、听到的展示和传递给下一位同学，下一位同学都最大可能地模仿上一位同学的表演。而模拟信号就像刚才的游戏一样，当将声音转换成电流时，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。 师：那么什么叫模拟通信？ 生：使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 师：刚才大家在观看同学们的表演时，都聚精会神的。那大家有没有发现什么问题？ 生：第一名和第十名同学所表达出来的意思不大一样。 师：大家观看得都很认真。看出了老师设计这一游戏的目的。 师：就像同学们刚才看到的，同一套动作，被传递多次后，最终会变得跟原来不一样。这和模拟信号的特点是一样的。其特点是：模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。 【总结】模拟通信 ①定义：使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。电话的话筒将声音转换成信号电流，这种信号电流的频率、振幅的变化与声音的频率、振幅的变化情况完全一样，即电信号“模仿”声信号的“一举一动”。这种电流传递的信号叫模拟信号。 ②特点：模拟信号在长距离传输、多次加工和放大的过程中，信号电流的波形会发生变化，从而使信号丢失一部分信息，导致声音、图像失真，甚至使信号中断。 2．数字通信 师：我们现在再来做一个小游戏。游戏的规则是这样的：由一名学生执笔，在黑板上任意写下十个汉字，同学们分别给每个字标定代码，写在汉字的下面(代码的标定是任意的，可以是各种形状的不同组合，也可以是不同颜色的组合，还可以是横与竖的不同组合等)。由10名同学，排成一字长队，第一名同学从黑板上的十个字的代码中，找出几组代码，能表达一定的意思为佳，只说给第二名同学听，第二名同学再把他所听到的只说给第三名同学听，依次传到第十名同学。最后请第一名和第十名同学同时在黑板上写出他们传递的代码，其他同学一起来对比两者有无差异。 10名学生做游戏，其他学生观看。 师：通过刚才的游戏，大家可以看出，除了用模拟信号传递信息以外，还可以用另外的方式传递信息。例如，在刚才的游戏中，各种形状的不同组合，不同颜色的组合，横与竖的不同组合，都可以传递信息。 用点“·”和画“—”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字；一系列点“·”和画“—”组成的信号可以代表一个完整的句子。用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号，而用数字信号进行的通信方式叫做数字通信。 师：结合刚才的游戏和前面学习的模拟信号的特点，请大家总结一下数字信号的特点。 生甲：通常的数字信号只包含两种不同的状态，形式简单，所以抗干扰能力特别强。 生乙：数字信号还可以通过不同的编码进行加密。 师：数字通信是当今通信发展的主要方向。现代的电话已经全部采用数字信号进行传输和处理了，例如4G和5G数字网络。用数字信号传输的电视节目也已经进入家庭。 【总结】数字通信 ①定义：用数字信号的通信方式叫做数字通信。用点“·”和画“—”的组合代表各种数字，一定的数字组合代表一个汉字；一系列点“·”和画“—”组成的信号可以代表一个完整的句子。用不同符号的不同组合表示的信号，叫做数字信号。 注意：烽火、旗语、电报传递信息都是数字通信。 ②特点：形式简单，抗干扰能力特别强。 3.模拟信号和数字信号的区别
课堂小结
板书设计 第1节 现代顺风耳——电话 一、电流把信息传到远方 1.电话的组成：话筒和听筒。 2.话筒的工作原理：把声音信号转化为变化的电流。 3.听筒的工作原理：把变化的电流信号转变成声音信号。 二、电话交换机 1.电话交换机的作用：提高电话线的利用率。 2.“占线”现象。 3.交换机的发展。 三、模拟通信和数字通信 1.模拟通信 (1)模拟信号：电流传递的信号叫做模拟信号。 (2)模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 (3)模拟信号的特点：容易造成声音、图像失真，严重时通信中断。 2.数字通信 (1)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。 (2)数字通信：使用数字信号的通信方式叫做数字通信。 (3)数字信号的特点：形式简单，抗干扰能力特别强。 | 教学反思
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