人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第四章《电磁振荡与电磁波》单元解读课件

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第四章 电磁振荡与电磁波（单元解读）课标要求内容分析学习目标教学重难点01020304教学策略05课标要求第一部分4.1初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求。4.2通过实验，了解电磁振荡.4.3知道电磁波的发射、传播和接收。4.4认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。学习目标第二部分内容分析第三部分 本节内容是本章的重点和难点。虽然电磁波与我们的生产生活密切相关，学生也已经有了机械振动、机械波和光波的有关知识，对电磁场与电磁波也有了初步了解，但是学生对电磁波是如何产生的并不清楚。所以，教材从演示实验着手，使学生获得一些感性认识后再学习LC振荡电路和振荡电流。教材从电磁感应和电容器的相关知识入手，对各个阶段的电流、电荷量、电场强度和磁感应强度的变化规律进行了定性分析。然后通过类比机械振动，对电磁振荡中的能量转化过程进行了分析，从能量的观点指出振荡电流的物理性质，并介绍了阻尼和无阻尼振荡。在本节最后讲了LC振荡电路的周期和频率，通过“思考与讨论”栏目中的问题引导学生定性分析影响振荡电路的周期和频率的因素，着重强调了周期、频率与自感系数、电容的关系。引入LC振荡电路的目的是使学生对迅速变化的电流有具体形象的认识，不用做过多要求。 本节内容也是本章的重点和难点内容。在电磁振荡的基础上，从电磁振荡中能量转化的角度提出损失的能量有一部分会以电磁波的形式辐射出去，进而引出电磁波是如何产生的。电磁学的核心内容就是电磁场的概念和麦克斯韦电磁场理论，但这些内容非常抽象，在中学阶段学生很难完全理解，只能要求学生对电磁场理论有一个初步的定性了解。教材突出了电磁场理论中最核心的内容：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场；变化的电场和磁场交替产生，传播出去形成电磁波。需要注意的是，教材中还特别强调了“变化的磁场产生电场”和“变化的电场产生磁场”均是麦克斯韦的假设，并对后者通过旁批指出：“这个假设没有直接的实验做基础，它出于对自然规律的洞察力，是很大胆的，但却更具有创造性。”从而突出了麦克斯韦电磁场理论建立过程中的创新科学思维。赫兹实验是验证电磁波是否存在的实验，它是检验麦克斯韦电磁场理论是否正确的试金石，因此也是物理学史上起奠基作用的经典实验。这个实验对学生认识物理世界、培养科学思维都能起到一定的作用。在教学中，可以在赫兹实验结论的基础上引导学生体会场的多样性与统一性，在对电磁场物质性的分析、推理中渗透物理观念和科学思维的培养。本节内容对学生来说比较抽象，学习起来有一定的难度。对麦克斯韦电磁场理论不要过多地展开，而应重点突出麦克斯韦的科学思维、赫兹实验、电磁波形成的条件以及对场的多样性、统一性和物质性的认识。本节在电磁波的基础上具体讲解了无线电波的发射和接收过程，希望学生通过对无线电波发射和接收原理的了解，体会科学知识是如何在技术中实现，进而应用于社会生活中的。其中出现了一些专业技术名词，例如“调制”“调幅”“调频”“调谐”“解调”等。这对初学者容易造成混乱，需要在理解的基础上区分和识别。然后以电视作为实例，简要介绍了电视广播信号发射和接收的过程。由于在生活中电视信号的传播越来越依靠卫星传输和有线网络传输，因此没有再详细介绍地面无线电视信号传播的具体过程，而只是从整体进行了简单介绍。本节主要是联系实际的知识，教学中只要求简单介绍原理，使学生有大致的了解即可，不宜分析太细。对无线电技术感兴趣的学生，可以引导他们阅读有关书籍、查阅相关资料、组织课外讲座或小组实验，从而发展他们的兴趣与特长。本节要使学生理解不同频率范围的电磁波服从电磁波的共同规律，但因为频率的不同又各自具有某些特性。教材对电磁波谱的各个组成部分及其应用都进行了具体的介绍，特别是通过生产生活中的实例体现了物理学与实际生活的紧密联系。在本节的教学中要注意激发学生的学习热情，培养学生根据问题需要，收集和选择有用信息的能力。为学生参与、展示和交流创造机会，发展学生的表达能力，体验和享受合作的成果。让学生深入体会物理学与生产生活的紧密联系以及对社会发展的促进作用。单元教学重难点第四部分1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想；2.通过实验，了解电磁振荡；3.知道电磁波的发射、传播和接收；4.了解电磁波谱。1.通过实验，了解电磁振荡；2.知道电磁波的发射、传播和接收；教学策略第五部分1.通过对电磁场和电磁波的进一步介绍深化对场的认识场作为物理学中的一个重要并且深刻的概念，学生理解起来有相当的难度。因此，教材从必修第三册的电场、磁场、电磁感应、电磁波的介绍开始就进行了逐步的深入。在本章将电磁场的概念进行了综合与深化，特别突出了场的统一性。教材在本章对电磁场理论的介绍中，首先通过章首语杨振宁先生的话指出：“这一发现把物理学中关于电、磁、光之间的关系整个地改观了。”然后在回顾变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场这两个基本假设之后，通过电磁场和电磁波的概念，将电场与磁场统一起来。对电磁场物质性的介绍还渗透了理性思维的培养。电磁场的物质性是通过电磁场与能量的密切关系展现的。教材较为详细地介绍了振荡电路的能量转化过程和电磁波的能量，从而明确实物和场是物1.通过对电磁场和电磁波的进一步介绍深化对场的认识质存在的两种形式。最后，还通过赫兹实验所揭示的电磁波的传播速度，说明了电磁现象通过场以有限的速度传播。此外，还需要注意的是，教材在介绍电磁振荡和电磁波的过程中，特意增加了与机械振动和机械波的类比。这种类比有助于学生通过已经学习过的力学知识理解相应的电磁学知识。2.通过对麦克斯韦电磁场理论建立过程的介绍，展示物理学的探索过程现有的物理学知识都是人类在与物理世界的长期对话中，经过无数的曲折与反复，进行抽象概括而获得的。对现有知识的历史考查，可以把发现过程放在更真实的背景下，让学生了解科学问题是如何提出并得到解决的，相应的概念和定律是如何萌生、提炼和发展的，从而达到对知识本质的深入理解。本章麦克斯韦电磁场理论的提出过程，就是一个典型的科学家的探究过程。因此，除了在教材正文中介绍了麦克斯韦提出假设、通过理论推导得到电磁波及其传播速度和赫兹实验验证的过程，还特别安排了“科学漫步麦克斯韦电磁场理论的建立”栏目。首先，介绍麦克斯韦从小热爱科学，喜欢思2.通过对麦克斯韦电磁场理论建立过程的介绍，展示物理学的探索过程对电磁学问题感兴趣。然后，介绍麦克斯韦和法拉第的关系，特别突出法拉第和麦克斯韦的精彩对白。法拉第说：“你不应停留在用数学解释我的观点，而应该突破它!”麦克斯书有天赋是事物发展的内因，受到激励是事物发展的外因。麦克斯韦做出重大贡献的原因，既来源于前人工作的成果，又有他自己的创造性工作。3.电磁波的相关应用贴近社会生活，能激发学生的学习兴趣本章内容涉及很多与电磁波相关技术的实现，既有电磁振荡的产生、无线电波的发射和接收等实验与技术内容，又包括各个波段电磁波的应用这样贴近学生生活的内容。编写内容时注意在介绍清楚技术原理的基础上，与实际情况相结合，激发学生的学习兴趣。例如，教材通过“做一做”栏目，让学生了解手机中经常使用的Wi-Fi和蓝牙功能，并通过调查它们各自所使用的电磁波的频率，体会物理知识对生活中实际问题的影响。再例如，教材在“电磁波谱”一节，还涉及雷达、射电望远镜、红外摄影、彩虹等大量生产生活中的技术与现象，节首的“问题”栏目则是从紫外波段拍摄到的太阳引入，也可以激发学生的学习兴趣。4.结合电磁波技术的应用，展现科学的世界观与人文情怀科学技术的发展并不是孤立的，而是与社会其他系统(比如政治、经济、文化、教育等)有一定的相互作用。人类在这个世界上，主要是通过对自然的认识和利用，求得自身的生存和发展。在科学技术高度发展的今天，科学技术影响到社会生活的方方面面。我们的教育要使学生了解如何掌握科学技术的应用方向，以有益而非有害的方式使用这种力量。因此，教材先介绍麦克斯韦在理论上预言了电磁波，再介绍赫兹在实验上证实了电磁波的存在，然后介绍电磁波在现代社会生活中的应用，把学生的视野扩展到科学技术给社会生活带来的巨大变化上。这样，以具体的历史发展为线索，展示科学带来的技术发展，促进社会生活的变化。4.结合电磁波技术的应用，展现科学的世界观与人文情怀除此以外，教材通过章首的“旅行者1号”拍摄地球照片的故事，不仅介绍了电磁波在空间旅行中的巨大作用，而且展现了宇宙的宏大和地球的渺小，帮助学生建立完整的世界观，培养对宇宙的敬畏，同时珍惜地球这个人类的家园。与此对应，在章末的“STSE寻找地外文明”中做出呼应：“目前已知的文明星球只有一个——地球。生活在地球上的人们应该更加爱护自己的地球母亲。”1.电磁振荡 1课时2.电磁场与电磁波 1课时3.电磁波的发射、传播和接收 1课时4.电磁波谱 1课时课程结束