2024-2025學年新教材高中物理 第4章 電磁振蕩與電磁波 3 無線電波的發(fā)射和接收教案 新人教版選擇性必修第二冊

2024-2025學年新教材高中物理第4章電磁振蕩與電磁波3無線電波的發(fā)射和接收教案新人教版選擇性必修第二冊學校授課教師課時授課班級授課地點教具教材分析本節(jié)課為人教版選擇性必修第二冊高中物理第4章“電磁振蕩與電磁波”的第3節(jié)“無線電波的發(fā)射和接收”。本節(jié)內(nèi)容主要包括無線電波的產(chǎn)生、發(fā)射及接收原理。通過本節(jié)課的學習，學生應(yīng)掌握電磁波的產(chǎn)生條件、無線電波的發(fā)射過程以及接收裝置的構(gòu)成原理。教學過程中，應(yīng)注重理論與實際應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學生的實踐操作能力和科學思維。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，具體包括：

1.科學思維：通過學習無線電波的發(fā)射和接收原理，培養(yǎng)學生運用科學方法分析問題、解決問題的能力。

2.實踐操作：引導學生參與課堂實驗，動手操作發(fā)射和接收裝置，提高學生的實踐操作能力。

3.科學探究：鼓勵學生主動探究電磁波發(fā)射和接收的內(nèi)在規(guī)律，培養(yǎng)學生的探究精神。

4.科學態(tài)度與價值觀：通過了解無線電波在現(xiàn)代通信技術(shù)中的應(yīng)用，使學生認識到科學知識對社會發(fā)展的重要作用，樹立正確的科學態(tài)度和價值觀。教學難點與重點1.教學重點：

（1）電磁波的產(chǎn)生條件：理解電磁振蕩的原理，掌握電磁波產(chǎn)生的條件。

舉例：講解LC振蕩電路中，電容器和電感器的作用，以及電磁波產(chǎn)生的過程。

（2）無線電波的發(fā)射過程：了解無線電波發(fā)射的基本原理，包括調(diào)制、放大和發(fā)射等環(huán)節(jié)。

舉例：通過實驗演示調(diào)制過程，讓學生直觀地了解調(diào)制的原理。

（3）無線電波的接收原理：掌握無線電波接收的基本原理，包括調(diào)諧、檢波和放大等環(huán)節(jié)。

舉例：通過實驗演示接收過程，讓學生直觀地了解接收原理。

2.教學難點：

（1）電磁波產(chǎn)生的機理：理解電磁場在振蕩電路中的變化規(guī)律，掌握電磁波產(chǎn)生的內(nèi)在機制。

舉例：通過動畫演示電磁場在LC振蕩電路中的變化，幫助學生理解電磁波產(chǎn)生的機理。

（2）無線電波發(fā)射過程中的調(diào)制技術(shù)：理解調(diào)制的作用，掌握調(diào)幅和調(diào)頻兩種調(diào)制方式的原理。

舉例：通過實驗對比調(diào)幅信號和調(diào)頻信號的特點，幫助學生理解調(diào)制技術(shù)。

（3）無線電波接收過程中的檢波技術(shù)：理解檢波的作用，掌握檢波電路的構(gòu)成及工作原理。

舉例：通過實驗演示檢波過程，讓學生直觀地了解檢波技術(shù)。

（4）電磁波傳播特性：理解電磁波的傳播特性，包括直線傳播、反射、折射和衍射等現(xiàn)象。

舉例：通過動畫演示電磁波在空氣中的傳播過程，幫助學生理解電磁波的傳播特性。

（5）無線電波的應(yīng)用：了解無線電波在現(xiàn)代通信技術(shù)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學生學習物理的興趣和責任感。

舉例：介紹無線電波在移動通信、廣播和衛(wèi)星通信等方面的應(yīng)用，讓學生了解無線電波在日常生活中的重要作用。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《2024-2025學年新教材高中物理第4章電磁振蕩與電磁波3無線電波的發(fā)射和接收》所需的學習資料。

2.輔助材料：收集整理與教學內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如LC振蕩電路示意圖、無線電波傳播示意圖、調(diào)制與解調(diào)原理圖等。

3.實驗器材：準備LC振蕩電路實驗裝置、無線電波發(fā)射與接收實驗裝置、調(diào)制解調(diào)器等實驗器材，確保其完整性和安全性。

4.教室布置：根據(jù)教學需要，提前布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)、實驗操作臺等，以便于學生進行實驗操作和小組討論。

5.網(wǎng)絡(luò)資源：提前準備好相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源，如在線實驗?zāi)M軟件、電磁波傳播動畫演示等，以便于課堂上為學生提供更多學習途徑。

6.教學軟件：安裝并熟悉課堂上可能使用的教學軟件，如PPT、視頻播放器等，確保教學過程順利進行。

7.安全提示：針對實驗環(huán)節(jié)，為學生提供安全操作指南，確保學生在實驗過程中的人身安全和設(shè)備安全。

8.教學反饋：準備課堂反饋問卷或問題，以便于了解學生對課堂內(nèi)容的掌握情況，及時調(diào)整教學方法和策略。

四、教學資源準備教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習任務(wù)：提供預(yù)習PPT、視頻等資源，明確學習電磁振蕩與電磁波的基本概念和知識點。

-設(shè)計預(yù)習問題：提出問題如“電磁振蕩是如何產(chǎn)生的？”、“無線電波的發(fā)射和接收過程是怎樣的？”引導學生思考。

-監(jiān)控預(yù)習進度：通過在線平臺了解學生的預(yù)習情況，確保每個學生都進行了預(yù)習。

學生活動：

-自主閱讀預(yù)習資料：學生獨立閱讀教材和提供的資料，理解基本概念。

-思考預(yù)習問題：學生針對問題進行思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習成果：學生將通過思維導圖、實驗設(shè)計等方式呈現(xiàn)的預(yù)習成果提交給教師。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：培養(yǎng)學生的獨立學習能力，提前熟悉新課內(nèi)容。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺分享資源，監(jiān)控學生的預(yù)習進度。

作用與目的：

-幫助學生提前掌握基本概念，為課堂學習打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和問題解決能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過講解電磁波在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用，激發(fā)學生對電磁振蕩與電磁波的興趣。

-講解知識點：詳細講解電磁振蕩的產(chǎn)生條件、無線電波的發(fā)射和接收原理。

-組織課堂活動：進行小組討論，讓學生設(shè)計一個簡單的無線電波發(fā)射和接收實驗。

-解答疑問：針對學生的疑問，進行解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：學生專注聽講，對講解的內(nèi)容進行積極思考。

-參與課堂活動：學生在小組中討論，設(shè)計實驗，分享自己的理解。

-提問與討論：學生提出疑問，參與課堂討論，共同解決問題。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過講解使學生理解理論知識。

-實踐活動法：通過實驗設(shè)計，讓學生動手操作，增強理解。

-合作學習法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的團隊合作精神。

作用與目的：

-幫助學生深入理解電磁振蕩與電磁波的理論知識。

-培養(yǎng)學生的實踐操作能力和團隊合作精神。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：布置相關(guān)的練習題，如設(shè)計一個簡單的無線電波發(fā)射電路。

-提供拓展資源：推薦一些有關(guān)無線電波應(yīng)用的書籍和在線資源。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予反饋。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生獨立完成作業(yè)，鞏固課堂所學。

-拓展學習：學生利用推薦的資源，進行進一步的學習。

-反思總結(jié)：學生對自己的學習過程進行反思，總結(jié)所學知識。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：學生獨立完成作業(yè)，自主學習拓展資源。

-反思總結(jié)法：學生通過反思總結(jié)，提高自我認知。

作用與目的：

-鞏固學生在課堂上學到的知識和技能。

-通過拓展學習，提升學生的知識應(yīng)用能力。

-通過反思總結(jié)，幫助學生發(fā)現(xiàn)自身不足，促進自我提升。拓展與延伸1.提供了與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料，如關(guān)于無線電波在通信技術(shù)中的應(yīng)用、電磁波在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用等。這些材料可以幫助學生更深入地了解電磁振蕩與電磁波的知識，并將其應(yīng)用到實際生活中。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究，例如：

-學生可以研究其他電磁波的產(chǎn)生和應(yīng)用，如紅外線、紫外線等。

-學生可以探索電磁波在不同介質(zhì)中的傳播特性，如在空氣、水、玻璃等介質(zhì)中的傳播速度。

-學生可以進行實驗，如設(shè)計一個簡易的無線電波發(fā)射和接收裝置，觀察其工作原理。

-學生可以閱讀相關(guān)的科普文章或書籍，了解電磁波的歷史發(fā)展及其在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。板書設(shè)計①電磁振蕩的產(chǎn)生條件：LC振蕩電路

-電容器和電感器的作用

-電磁波產(chǎn)生的過程

②無線電波的發(fā)射過程：

-調(diào)制：調(diào)幅、調(diào)頻

-放大：發(fā)射功率增強

-發(fā)射：天線發(fā)射出去

③無線電波的接收原理：

-調(diào)諧：選擇特定頻率的電磁波

-檢波：從調(diào)制信號中提取信息

-放大：接收信號增強

-解調(diào)：恢復(fù)原始信息

藝術(shù)性和趣味性：

-使用圖示、符號、顏色等元素，使板書更具視覺吸引力。

-通過生活實例、小故事等方式，將板書內(nèi)容與實際應(yīng)用相結(jié)合，增加趣味性。

-設(shè)計互動環(huán)節(jié)，如讓學生參與繪制板書圖示，增加學生的參與度和學習興趣。典型例題講解例題1：

題目：一個LC振蕩電路，L=2H，C=10μF，求電路的固有振蕩頻率f0。

解答：

根據(jù)LC振蕩電路的固有振蕩頻率公式：

f0=1/(2π√LC)

將給定的L和C值代入公式中：

f0=1/(2π√(2H)(10μF))

f0=1/(2π√(20H))

f0=1/(2π√20)

f0=1/(2π√5)

f0=1/(2π*√5)

f0≈50.3kHz

例題2：

題目：一個無線電波發(fā)射裝置，其發(fā)射功率為100W，頻率為100MHz，求其發(fā)射天線的有效高度。

解答：

根據(jù)無線電波的發(fā)射功率和頻率，可以使用以下公式計算天線的有效高度h：

h=√(P/(2πf))

將給定的發(fā)射功率和頻率值代入公式中：

h=√(100W/(2π*100MHz))

h=√(100W/(2π*100*10^6))

h=√(100/(2π*100*10^6))

h=√(100*10^6/(2π*100*10^6))

h=√(100/(2π))

h≈28.3m

例題3：

題目：一個無線電波接收裝置，其接收靈敏度為10μV/m，頻率為100MHz，求其接收天線的有效高度。

解答：

根據(jù)無線電波的接收靈敏度和頻率，可以使用以下公式計算天線的有效高度h：

h=(10^6/f)*(V/10μV/m)

將給定的接收靈敏度和頻率值代入公式中：

h=(10^6/100MHz)*(10μV/m/10μV/m)

h=(10^6/100*10^6)*1

h=(10^6/10^6)*1

h=10^(6-6)

h=1

例題4：

題目：一個LC振蕩電路，L=2H，C=10μF，求電路的等效電阻Re。

解答：

根據(jù)LC振蕩電路的等效電阻公式：

Re=2πfL

將給定的L值代入公式中：

Re=2πf(2H)

Re=2πf*2H

Re=4πfH

Re=4πfL

例題5：

題目：一個無線電波發(fā)射裝置，其發(fā)射頻率為100MHz，求其發(fā)射天線的有效高度。

解答：

根據(jù)無線電波的發(fā)射頻率，可以使用以下公式計算天線的有效高度h：

h=(λ/2)*(1/f)

將給定的發(fā)射頻率值代入公式中：

h=(λ/2)*(1/100MHz)

h=(λ/2)*(1/100*10^6)

h=(λ/2)*(10^6/100*10^6)

h=(λ/2)*(1/10)

h=λ/20課堂1.課堂提問：教師在課堂上通過提問來了解學生的學習情況。例如，教師可以提問：“無線電波的發(fā)射和接收過程是怎樣的？”、“電磁振蕩的產(chǎn)生條件有哪些？”等。通過學生的回答，教師可以了解他們對知識點的掌握程度，并及時進行指導和解答。

2.觀察學生：教師在課堂上要注意觀察學生的表現(xiàn)，如學生的參與度、注意力集中程度、小組合作情況等。通過觀察，教師可以了解學生的學習態(tài)度和課堂氛圍，并及時調(diào)整教學方法和策略。

3.測試：教師可以設(shè)計一些測試題，如選擇題、填空題、計算題等，來檢驗學生對知識點的掌握程度。通過測試，教師可以了解學生的學習效果，并及時進行指導和解答。