134電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用教學(xué)設(shè)計-高二上學(xué)期物理人教版

.4電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用一、教材分析“電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用”是《普通高中教科書物理必修第三冊》第十三章“電磁感應(yīng)與電磁波初步”單元第4節(jié)的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：通過實驗，了解電磁波，知道電磁場的物質(zhì)性。通過實例，了解電磁波的應(yīng)用及其帶來的影響。知道和衛(wèi)星通信等都是電磁波的應(yīng)用。了解電磁波在現(xiàn)代社會中應(yīng)用的實例。教材由電磁場、電磁波、電磁波譜、電磁波的能量、電磁波通信五部分組成，強調(diào)學(xué)生通過實驗知道電磁波的產(chǎn)生、傳播和接收，通過調(diào)查、查閱資料等活動，了解電磁波在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，體驗科學(xué)知識在生活和科技中的應(yīng)用。二、學(xué)情分析知識基礎(chǔ)：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過恒定電流的產(chǎn)生原因，也對電磁感應(yīng)現(xiàn)象有了初步了解。能力基礎(chǔ)：高二學(xué)生已經(jīng)初步具備了類比、推理等科學(xué)思維，通過對前面對法拉第的了解也形成了基本的對稱思想。思維障礙：關(guān)于電磁波的物質(zhì)性較為抽象，學(xué)生理解可能出現(xiàn)困難，需要加強引導(dǎo)。三、教學(xué)目標(biāo)1.通過對物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，了解麥克斯韋、赫茲等物理學(xué)家對電磁波發(fā)現(xiàn)做出的巨大貢獻(xiàn)。2.通過捕捉電磁波的實驗，了解電磁波的產(chǎn)生與接收。3.了解電磁波譜中各波段的主要特性及其主要應(yīng)用。知道可見光只是電磁波中的一小部分。4.了解電磁波本身是一種特殊物質(zhì)，電磁波能傳遞能量和信息。四、教學(xué)重難點教學(xué)重點：電磁波的發(fā)現(xiàn)、電磁波的特性和應(yīng)用。教學(xué)難點：麥克斯韋電磁場理論。五、任務(wù)分解任務(wù)1：了解電磁波的發(fā)現(xiàn)過程任務(wù)2：了解電磁波的產(chǎn)生與傳播原理任務(wù)3、認(rèn)識電磁波譜、了解電磁波通信和能量六、評價任務(wù)設(shè)計1.通過閱讀教材，了解電磁波的發(fā)現(xiàn)史，結(jié)合所學(xué)知識，回答任務(wù)1的問題。（對應(yīng)目標(biāo)1）2.通過理論結(jié)合演示實驗，理解電磁波的產(chǎn)生與傳播原理，回答任務(wù)2的問題。（對應(yīng)目標(biāo)2）3.結(jié)合波的特點，認(rèn)識電磁波譜。了解不同頻段電磁波的特點與應(yīng)用，回答任務(wù)3的問題。（對應(yīng)目標(biāo)3）。結(jié)合生活實際，了解電磁波的通信原理與電磁波的能量，回答任務(wù)3的問題。（對應(yīng)目標(biāo)4）七、教學(xué)活動任務(wù)1：了解電磁波的發(fā)現(xiàn)過程創(chuàng)設(shè)情境、引入新課：展示圖1圖3。問題設(shè)計見表1。圖1圖2圖3表1問題設(shè)計學(xué)習(xí)過程達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo)1.太空授課畫面是通過什么傳輸?shù)降孛?？遠(yuǎn)距離無線通信通過什么途徑實現(xiàn)?1.觀看生產(chǎn)生活中的相關(guān)圖片，感受電磁波的作用。2.觀看視頻、閱讀教材，了解物理學(xué)史，回答問題1，完成例1。1.了解電磁波發(fā)現(xiàn)史，體會科學(xué)探索曲折艱辛。了解“電磁波”就是現(xiàn)代文明的神經(jīng)中樞（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）1.教學(xué)建議：任務(wù)1屬于簡單內(nèi)容，要充分發(fā)揮學(xué)生主動性，培養(yǎng)閱讀習(xí)慣，結(jié)合原有知識，讓學(xué)生總結(jié)分析。注重團隊合作，小組交流討論，回答問題。2.課堂評價建議：（1）是否能夠簡單說出電磁波的發(fā)現(xiàn)史；（2）是否知道電磁波對于現(xiàn)代社會的重要作用。任務(wù)2：了解電磁波的產(chǎn)生與傳播原理創(chuàng)設(shè)問題情境：通過電磁波發(fā)現(xiàn)史，自制電磁波產(chǎn)生與接收實驗教具（圖4），了解電磁場理論（圖5），結(jié)合視頻演示實驗了解電磁波的產(chǎn)生與傳播（圖6、7）。問題設(shè)計見表2。圖4圖5圖6圖7表2問題設(shè)計學(xué)習(xí)過程達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo)1.演示實驗中二極管發(fā)光的原因是什么？2.閉合導(dǎo)體環(huán)處在水平面內(nèi)，所在空間存在方向豎直向上的磁場。磁感應(yīng)強度發(fā)生相應(yīng)變化。導(dǎo)體環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流嗎？為什么？3.電流是自由電荷定向移動形成的。電荷定向運動的原因是什么？4.閉合電路產(chǎn)生了感應(yīng)電流，電荷定向移動。電荷為什么會定向移動？空間有沒有電場？5.如果電磁和磁場都是周期性變化的，會發(fā)生什么現(xiàn)象？6.電磁波的傳播需要介質(zhì)么？其傳播速度是多大？1.回顧原有知識，小組討論，回答問題1、2、3、4。2.觀看赫茲的電火花實驗，了解電磁波的產(chǎn)生與接收，信服電磁波的客觀存在和電磁波具有能量的基本特征。3.利用對稱性原理理解電磁場理論。4.閱讀教材，結(jié)合教師講解，回答問題5.6。完成例2。1.了解電磁場理論。（物理觀念）2.能通過對稱性思維以及其具有前瞻性和創(chuàng)新性的科學(xué)假設(shè)理解麥克斯韋的預(yù)言。（科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）3.通過對赫茲實驗的學(xué)習(xí)，感受這一偉大經(jīng)典實驗的歷史地位。（科學(xué)探究）1.教學(xué)建議：教學(xué)中教師要充分關(guān)注前概念的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用原有知識進行思維遷移。在實驗演示的過程中引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)電磁波的產(chǎn)生與接收過程，結(jié)合電磁場理論進行詳細(xì)解讀。2.課堂評價建議：（1）學(xué)生是否可以根據(jù)對稱性原理自行完善電磁場理論；（2）學(xué)生能否通過赫茲實驗結(jié)合認(rèn)識電磁波的存在；（3）學(xué)生能否準(zhǔn)確說出電磁波的產(chǎn)生原理；（4）學(xué)生能否理解電磁波傳播是否需要介質(zhì)以及其傳播速度。任務(wù)3：認(rèn)識電磁波譜、電磁波的能量與電磁波通信創(chuàng)設(shè)問題情境：電磁波的傳播靠的是電場和磁場的相互“激發(fā)”，所以不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播。那么電磁波的傳播具有哪些規(guī)律？問題設(shè)計見表3。圖7圖8圖9表3問題設(shè)計學(xué)習(xí)過程達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo)1.機械波的傳播需要介質(zhì)，電磁波的傳播需要介質(zhì)么？2.電磁波波長越大，電磁波頻率如何變化？3.不同頻段的電磁波的本質(zhì)是否相同？4.不同頻段的電磁波應(yīng)用實例有哪些？5.可見光的頻率和顏色有什么關(guān)系？6.微波爐是一種家庭常用電器。微波爐是如何對食物加熱的？7.太空授課畫面是通過電磁波傳輸?shù)降孛妫姶挪ㄊ窃趺赐瓿赏ㄐ诺哪兀?.結(jié)合教師介紹的波的基本特點，小組討論，回答問題1.2。2.學(xué)生閱讀教材，上網(wǎng)查找資料，小組分享，回答問題3.4。3.結(jié)合電磁波譜可見光區(qū)部分，小組討論，回答問題5.4.學(xué)生觀看視頻，在了解共振原理后，討論回答問題6.5.學(xué)生閱讀教材，結(jié)合相關(guān)視頻總結(jié)電磁波通信的過程，回答問題7，完成例3。1.通過電磁波產(chǎn)生原理理解電磁波傳播不需要介質(zhì)。（物理觀念）2.了解電磁波譜中各個頻段的名稱、主要特征、應(yīng)用實例并能解決實際問題。（物理觀念）3.知道物理規(guī)律隨著物理學(xué)的發(fā)展有新的表述或內(nèi)涵（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）。1.教學(xué)建議：對于電磁波譜的學(xué)習(xí)和應(yīng)用方面，可以通過多種途徑擴大學(xué)生的知識面，增強學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶。可以通過指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查找資料或引導(dǎo)學(xué)生進行市場調(diào)研等方式，了解通信、電磁波能量、紅外線、紫外線、等電磁波的應(yīng)用情況。2.課堂評價建議：（1）學(xué)生是否可以自主得出電磁波傳播不需要介質(zhì)的結(jié)論；（2）學(xué)生能否通過波速公式理解波長與頻率的關(guān)系；（3）學(xué)生能否定性得到可見光頻率與顏色的關(guān)系；（4）學(xué)生能否理解電磁波能量與通信。八、課后作業(yè)（一）基礎(chǔ)類1、關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是(

)A.變化的電場一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實驗證實了電磁波的存在C.電磁波的傳播速度等于光速CD.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度來傳播2、下列各組電磁波中，按波長由長到短排列正確的是()A.紅外線、可見光、紫外線、γ射線B.γ射線、紫外線、紅外線、可見光C.γ射線、紫外線、可見光、紅外線D.紅外線、紫外線、可見光、γ射線3、下列有關(guān)電磁波的特性和應(yīng)用，說法正確的是()A.紅外線和X射線都有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體B.過強的紫外線照射有利于人的皮膚健康C.電磁波中頻率最大的為γ射線，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D.紫外線和X射線都可以使感光底片感光（二）拓展類1、一首樂曲從電臺“出發(fā)”到從