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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,选修12：2.,5,电磁振荡与电磁波,教材分析和教学建议,选修12：2.5电磁振荡与电磁波教材分析和教学建议,一、课程结构以及课程标准的变化对比,二、课程标准解读,2017,版课标要求,三、本章课时安排建议,四、每节的教学建议,一、课程结构以及课程标准的变化对比,考纲要求,考纲要求,电磁振荡与电磁波,1,内容标准,（,1,）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。,（,2,）了解电磁波的产生。通过电磁波体会电磁场的物质性。,（,3,）了解电磁波的发射、传播和接收。,（,4,）通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。,（,5,）了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。,2,活动建议,（,1,）通过自学、查找资料和访问，了解移动通信的原理。调查当地移动通信的发展情况。,（,2,）进行市场调查，列举家用电器和生活用品中与红外线、紫外线有关的应用实例。,一、课程结构以及课程标准的变化对比,电磁振荡与电磁波一、课程结构以及课程标准的变化对比,2.5,电磁振荡与电磁波,内容标准,（1）了解电磁振荡和电磁波。知道电磁波的发射、传播和接收。认识电磁场的物,质性。,（2）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。知道光也,是一种电磁波。,（3）初步了解麦克斯韦电磁理论的基本思想以及在物理学发展中的意义。,2.5 电磁振荡与电磁波,3.3,电磁场与电磁波初步内容要求,3.3.4,通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性。,3.3.5,通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响。,3.3.6,知道光是一种电磁波。,3.3 电磁场与电磁波初步内容要求,2.3,电磁振荡,与电磁波,内容要求,2.3.1,初步了解麦克斯韦电磁场论的基本思想，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。,2.3.2,通过实验，了解电磁振荡。,2.3.3,知道,电磁波的发射、传播和接收,。,中的作用，以及实验证据对新理论的支撑作用。,2.3.4,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,。,2.3 电磁振荡与电磁波,电磁振荡与电磁波,1,内容标准,（,1,）,初步了解,麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。,（,2,）,了解电磁波的产生。,通过电磁波体会电磁场的物质性。,（,3,）,了解电磁波的发射、传播和接收。,（,4,）通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。,（,5,）了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。,3.3,电磁场与电磁波初步,内容要求,3.3.4,通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性。,3.3.5,通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响。,3.3.6,知道光是一种电磁波。,2.5,电磁振荡与电磁波,内容标准,（1）,了解电磁振荡和电磁波。,知道电磁波的发射、传播和接收。,认识电磁场的物质性。,（2）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。知道光也是一种电磁波。,（3）,初步了解,麦克斯韦电磁理论的基本思想以及在物理学发展中的意义。,2.3,电磁振荡,与电磁波,内容要求,2.3.1,初步了解,麦克斯韦电磁场论的基本思想，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。,2.3.2,通过实验，了解电磁振荡。,2.3.3,知道,电磁波的发射、传播和接收,。,2.3.4,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,。,电磁振荡与电磁波3.3 电磁场与电磁波初步2.5 电磁振荡与,二、课程标准解读,2017,版课标要求,3.3.4通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性。,本条目要求学生通过麦克斯韦电磁场理论了解电磁波，知道电磁场的物质性。,3.3.5通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响。,本条目要求学生通过调查、査阅资料等活动，了解电磁波在生产生活中的广泛应用，及其对现代社会的影响，体验科学知识在生活和科技中的应用，理解科学技术社会环境关系。,3.3.6知道光是一种电磁波。知道光的能量是不连续的。初步了解微观世界的量子化特征。,本条目要求学生知道光也是一种电磁波，知道光具有波动性。让学生了解光的能量是不连续的，知道光子。通过对原子结构模型的科普性介绍，让学生体验物理模型在探索世界中的重要作用。,必修,3,二、课程标准解读2017版课标要求3.3.4通过实验，了,2.3.1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。,麦克斯韦电磁理论是19世纪物理学的重要发现，它使人类第一次把电、磁、光等现象统一起来的“统一性理论”。要求让学生了解麦克斯韦电磁理论的主要思想。,(1)变化的磁场可以激发电场。,这个观念比较容易理解。教师在教学中要充分利用电磁感应原理来解释，同时这种解释也可使学生对电磁感应的本质有更深的理解。,(2)变化的电场也能激发磁场。,这一个假设学生没有办法对其做可靠的解释，我们可以从对称性原理来理解。麦克斯韦当时就是根据对称性作了大胆的假设。,麦克斯韦理论是一种统一场理论，它统一了电、磁和光等各种现象，电磁场模型把所有发现的电磁现象都统一在一个理论中。这正如牛顿的万有引力定律把天体之间的力、天地之间的力都统一起来一样。统一理论一直是物理学的追求，可以让学生查阅资料了解人类对统一性的追求。,选择性必修,2,2.3.1初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的,2.3.2通过实验，了解电磁振荡。,这部分内容是让学生,大致了解,电磁波产生于电磁振荡。电磁波的产生主要是让学生了解,L,C振荡电路的基本特征，了解,L,C振荡电路中回路电流、电容器的极板上的电量、极板电压等基本量的变化,规,律。可以让学生了解,L,C振荡电路的周期性变化规律，但不要求知道或理解振荡周期公式。,2.3.2通过实验，了解电磁振荡。,2.3.3知道电磁波的发射、传播和接收。,电磁波的发射、传播和接收总体要求是,大致了解,，了解电磁波的产生条件、发射条件和传播规律，了解振荡电路中电场能与磁场能的相互转化过程。其实电磁波的产生、发射和接收都源自于最基本的原理，电磁振荡和电磁共振。按一定规律变化的振荡电流能够在空间激发变化的磁场，而按一定规律变化的磁场又能激发产生变化的电场。,不要求学生知道调谐、检波等内容。,建议教师用演示实验说明电磁波的产生、传播和接收。赫兹实验是一个判决性实验，它向我们宣告了麦克斯韦电磁理论的正确性。,2.3.3知道电磁波的发射、传播和接收。,2.3.4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。,本条目要求学生认识实际使用的电磁波，例如无线电波、可见光、红外线、紫外线、X射线等。,要介绍这些电磁波的性质、特征、实际应用，并把它们按频率或波长大小排列出来。可见光是一种电磁波，可以在电磁波谱中理解。,电磁波谱的应用很广，它已经应用于生产生活的各个方面。可以让学生,列举生产与生活中的应用案例,，例如微波炉、电磁炉、消毒柜、电烤箱等设备。应该说，现代技术的应用非常多，发展也越来越快，学生应该,学会用查阅资料、运用基本原理进行解释等方法来研究各种感兴趣的器械或设备。,例如，学生可以查阅有关微波炉的工作原理与技术资料，并从资料分析与学习中写出一个有关微波炉使用规范的说明文。再如，蓝牙、Wi-F(无线网)等应用已经非常普遍，我们可以让学生查阅资料，学习、理解它们的原理，并把学习结果介绍给同学。,2.3.4认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典,三、本章课时安排建议,5,课时,第,1,节 电磁波的发现,第,2,节 电磁振荡,第,3,节 电磁波的发射和接收,第,4,节 电磁波和信息化社会,1,课时,1,课时,1,课时,1,课时,15,第,5,节 电磁波谱,1,课时,三、本章课时安排建议5课时第1节 电磁波的发现第2节 电,四、每节的教学建议,第,1,节 电磁波的发现,1.教学目标,(,1,)了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。,(2)了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性，培养学生的物质观念。,(3)体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。,(4)领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。,四、每节的教学建议第1节 电磁波的发现 1,2.教材分析与教学建议,从理论上说，电磁学的核心内容就是电磁场的概念和麦克斯韦的电磁场方程，但这些内容非常抽象，在中学阶段还没有很好的办法让学生接受，只能要求学生对电磁场的理论有一个初步的定性的了解。教科书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。,电磁场理论建立的历史过程是对我们有极大启发作用，适当介绍这一历史过程对学生核心素养的培养有很重要的作用。,首先让学生体会麦克斯韦电磁场理论的基本思想在物理学发展中的理论意义；其次是体会科学家研究物理问题的思想方法，例如联想、推理、类比、对称等；还要了解赫兹实验在物理学发展中的贡献以及用实验来验证理论的方法。本节的知识对学生而言是比较抽象的，学习起来有一定难度。对麦克斯韦电磁场理论不要求大量的展开，要突出电磁波形成的条件和背景。,2.教材分析与教学建议,(1)伟大的预言,变化的磁场产生电场，,教科书从电磁感应现象中随时间变化的磁场在线圈中产生感应电流谈起。可提出问题:,线圈中产生感应电动势说明了什么?指出麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中引起了感应电流。,接着提问:如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圆中还会有电流、电场吗?,再问想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗?,这种逐步抽象的方法可以帮助学生理解麦克斯韦的想法。,要说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时变化的磁场同样在周围空间产生电场。要强调指出，麦克斯韦揭露了电磁感应现象的本质,-,变化的磁场产生电场,。,(1)伟大的预言,对于电磁场理论的另一个核心,-,变化的电场产生磁场,，在中学我们还没有一个简单的实验能清楚地说明。在教学中应该突出基本要点的提出依据，即电和磁的对称性。进行物理学中存在对称性的教育和类比推理的思想方法教育，这里是一个很好的切入点,教师可以启发学生回忆学过的知识，有哪些问题是从对称角度提出的。例如奥斯特发现电生磁后，法拉第从对称的角度出发提出磁生电的问题，最终经过10年的努力发现电磁感应现象。因为有前面的例子作铺垫，再引出当前的例子，就更加自然且具有说服力。麦克斯韦继承法拉第关于场是客观存在、电场与磁场统一的思想，根据电现象与磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的概念，相信电场和磁场具有对称之美，经过反复思考提出一个假设:变化的电场产生磁场。有了这一步，麦克斯韦就建立了完整的电磁场理论。,教科书中提出:“麦克斯韦推断:如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场空间可能存在电磁波。”对于其中的,“周期性变化”,的理解，教学中不应作为统一的要求。,对于电磁场理论的另一个核心-变化的电场,（,2,）,电磁波,通过,“周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁巧”,来讲电磁波的形成，在讲电磁波的基本特点时要注意与机械波进行对比，使学生明确两种波的异同点。,教师在讲述电磁波和机械波的对比时，突出电磁波可以在真空中传播。电磁波传播的波速是光速。让学生了解光是以波动形式传播的一种电磁振动，即光是电磁波。,对于电磁波的教学，应通过对教科书明确以下三个特点，从而使学生获得正确的电磁波图景:电磁波在空间传播时，在任一位置上(或任意时刻)电场强度方向、磁感应强度方向和传播方向三者互相垂直;在电场强度为最大值的空间某一位置上，相应地磁感应强度也为最大值(这一点的理由不必作解释，只告诉学生是被理论和实验所证实的);电磁波波速与光速相同，这是麦克斯韦从电磁场理论中所预言的。,通过这一点，教师应指出科学理论的重大意义在于可以预见人类尚未认识的事实。电磁波的存在是麦克斯韦理论导出的必然结论。,（2）电磁波,(3)赫兹的电火花,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来说，同样会起到重要作用。在进行这部分教学时，最好在分析讨论之后再做实验。,在讲述这个实验时，应该使学生认识到赫兹对于物理现象的敏锐洞察力来自对基本理论的深入理解。赫兹在实验室里检查仪器时偶然观察到感应线圈放电时发生的电火花，立即想到电火花的跳跃实质是电荷在做间断快速振动引起的。根据麦克斯韦的理论，快速振动的电荷必定在周围空间激起电磁波。在这个思想引导下，赫兹设计了实验，正如赫兹设想的那样，实验获得了成功。,电磁波从感应线圈通过空间传到导线环，总需要一定的时间，因此第二个火花比第一个火花必定有一点延迟，即检测器的火花和感应圈的火花不可能同时出现。在第一次观察到感应火花两年之后，1888年赫兹终于测出了火花的传播速度，而且恰如麦克斯韦所预言的那样，,它就是光速。这是科学史中一箭双雕的事件，既,证实了电磁波的存在，又证实了光是电磁波。,(3)赫兹的电火花,1.教学目标,(1)通过对电磁振荡的实验观察，体会LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及电磁波的产生过程。,(2)了解LC振荡电流及其相关物理量的变化情况。,(3)了解固有周期和固有频率的公式，了解实际生产生活中调节振荡电路的频率的基本方法。,第,2,节 电磁振荡,1.教学目标第2节 电磁振荡,2.教材分析与教学建议,本节内容是全章的重点和难点。,由于学生对本部分内容不熟悉，所以教科书从演示着手，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。教科书对电磁振荡产生过程的分析是从能量转换入手，应用电磁感应和电容器的相关知识，,定性分析了在各个阶段，电场能、电荷量、电压、电流、磁感应强度和磁场能的变化规律。,在此基础上从能量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以及等幅振荡(未明确提出概念)。在本节最后讲了LC振荡电路的固有周期和频率的公式，着重强调了周期、频率及其与自感系数L、电容C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。,2.教材分析与教学建议,(1)电磁振荡的产生,教科书对电磁振荡产生过程的分析是从能量转换着手，重点放在电路中电场能和磁场能的相互转化上。教学时可引导学生逐步分析教科书图14.2-2甲中所示的电磁振荡过程。使学生明确何时电场能转化为磁场能，何时磁场能转化为电场能;何时电场能最大，何时磁场能最大。电场能与磁场能间的转化条件是电感线圈的自感作用和电容器的充放电作用。从电磁感应的角度清楚:为什么充好电的电容器开始放电时电路里的电流不能立刻达到最大值?电场能为什么不能立刻全部转化成磁场能?为什么电容器放电完毕时电路里的电流还要继续流动?,电磁振荡是指这些电荷、电场、,电流、磁场都随时间做周期性的正,弦变化的现象。要指出振荡电流是,一种频率很高的交变电流，很难用,交流发电机产生，一般用LC回路产生。,(1)电磁振荡的产生,(2)电磁振满的周期和频率,LC回路的周期、频率由电路本身的特性(L、C值)决定，所以把电路的周期、频率叫做固有周期、固有频率。教科书没有做进一步的分析和证明，让学生做定性的思考后直接给出了周期公式和频率公式。这两个公式的证明在中学不易讲清楚，我们的目的是让学生通过实验现象的观察了解公式内容，能应用公式对有关问题进行简单的分析、计算。教科书强调了公式中各个物理量的单位，这是有的学生容易出错,的地方，课堂上可让学生做一些简单,的基本练习。,(2)电磁振满的周期和频率,第,3,节 电磁波的发射和接收,1.教学目标,(1)了解有效地发射电磁波的两个条件。,(2)了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电诺振在电磁波发射、接收过程中的作用。,(3)通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简单分析，领会无线电波在实际生活、生产中的应用流程。,第3节 电磁波的发射和接收1.教学目标,2.教材分析与教学建议,本节以有效发射电磁波的两个条件为线索，讲了开放电路以及调制、调频、调幅的概念，然后从在空间中选择我们需要的电磁波的角度讲了接收原理及方法，在此之上介绍了解调。这一节主要是联系实际的知识，教学中只要求简单介绍原理，使学生有一个大致的了解即可，不宜分析太细。对无线电技术感兴趣的同学，可以引导他们阅读有关书籍、组织课外讲座与实验小组发展他们的兴趣与特长。,2.教材分析与教学建议,(1)无线电波的发射,无线电波的发射是要解决如何运用无线电波传递人们需要的信息。在发射时需要解决的问题有两个:如何向外有效地发射无线电波(传得足够远)?这需要利用开放电路与高频电磁波。如何有效地传递人们所需要的信息?这需要通过调制来解决。,对于五个专业技术名词“载波”“信号”“调制”“调幅”“调频”，教师需要进行比较细致的讲解。根据教科书中的叙述，要引导学生注意这几个术语的区别。最好使用示波器演示调幅波，使学生亲身感受调幅波的形态。教师应该引导学生看调频波的示意图。通过实验和观察，区别“调幅”和“调频”的概念，讲清楚它们各自的优势和局限，加深对“调制”概念的理解。对这部分知识内容，最好依照教科书进行简洁的处理，不要再过多地增加新东西。,(1)无线电波的发射,(2)无线电波的接收,教师在这部分知识的教学中，应注意讲清两个基本概念和接收无线电广播后处理的大体过程。两个基本概念是“调谐”和“解调”。,在介绍“调谐”时，可以引导学生复习共振现象及条件，在此基础之上讲解电谐振现象以及调谐的概念，可结合收音机选台以及波段转换，让学生明确选台时要改变电容C，波段转换时要改变电感L。对于怎样进行“解调”，教科书中没有涉及相应的电路，因此在这部分内容中最好不要过多地展开。对无线电波接收后处理的大体过程应该是调谐、解调、放大、播放。把重点放在“调谐”和“解调”的过程上。,(2)无线电波的接收,1.教学目标,(1)了解电磁波在推动信息化社会发展中的巨大作用。,(2)了解电视、雷达、移动电话等电磁设备的基本原理。,第,4,节 电磁波与信息化社会,1.教学目标第4节 电磁波与信息化社会,2.教材分析与教学建议,本节以现代信息技术的传递为主线，对实际中广泛应用的器材设备，如电视、雷达、移动电话、因特网等作了简要的介绍。对一些专业词汇，比如“数字信号”等，进行了一定的拓展。,本节从多角度展示了信息化社会给人类带来的文明与进步。电视、雷达是电磁波在科学技术上的应用，它们越来越普及，学生很感兴趣，应该向学生介绍。在中学介绍电视、雷达时不可能讲清各种复杂的技术问题，但初步介绍它们的基本工作原理，使学生具备一些普通常识还是可能的，再配合一些视频资料进行介绍，学生不难接受。为了使学生更加深入地体验信息化社会对人全方位的影响，在“说一说”中，提出了“你的信息化生活”等问题供学生讨论。在“科学漫步”中，介绍了模拟信号和数字信号的知识。,2.教材分析与教学建议,1.教学目标,(1)通过实例认识电磁波谱。,(2)了解电磁波谱中各波段的主要特性和在科技、经济、社会发展中的主要应用。,(3)了解电磁波具有能量，是一种物质,(4)了解太阳辐射能量的分布情况。,第,5,节 电磁波谱,1.教学目标第5节 电磁波谱,2.教材分析与教学建议,本节阐述了电磁波谱的组成，分波段解释了无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线的特点与应用，并指出电磁波具有能量。,课程标准对这些内容的要求都属于“了解”的层次，没有繁难的推理和计算。因此，教学方式以引导学生阅读和讨论为主。对学生感到疑惑的地方，教师可参考“教学资源库”做些讲解或者说明。对学生以前没有接触的一些仪器设备，比如红外线测温仪或微波炉等，在这里只是简单地介绍相关知识，不要求掌握其工作原理。,2.教材分析与教学建议,谢,谢,观,看,谢谢观看,
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