.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(cè)》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(guò)實(shí)驗(yàn)，了解電磁波，知道電磁場(chǎng)的物質(zhì)性。通過(guò)實(shí)例，了解電磁波的應(yīng)用及其帶來(lái)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(huì)中應(yīng)用的實(shí)例。教材由電磁場(chǎng)、電磁波、電磁波譜、電磁波的能量、電磁波通信五部分組成，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道電磁波的產(chǎn)生、傳播和接收，通過(guò)調(diào)查、查閱資料等活動(dòng)，了解電磁波在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)在生活和科技中的應(yīng)用。二、學(xué)情分析知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)恒定電流的產(chǎn)生原因，也對(duì)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(guò)對(duì)前面對(duì)法拉第的了解也形成了基本的對(duì)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(qiáng)引導(dǎo)。三、教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)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(duì)電磁波發(fā)現(xiàn)做出的巨大貢獻(xiàn)。2.通過(guò)捕捉電磁波的實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：電磁波的發(fā)現(xiàn)、電磁波的特性和應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論。五、任務(wù)分解任務(wù)1：了解電磁波的發(fā)現(xiàn)過(guò)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(shí)電磁波譜、了解電磁波通信和能量六、評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)1.通過(guò)閱讀教材，了解電磁波的發(fā)現(xiàn)史，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答任務(wù)1的問(wèn)題。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)1）2.通過(guò)理論結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)，理解電磁波的產(chǎn)生與傳播原理，回答任務(wù)2的問(wèn)題。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)2）3.結(jié)合波的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)電磁波譜。了解不同頻段電磁波的特點(diǎn)與應(yīng)用，回答任務(wù)3的問(wèn)題。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)3）。結(jié)合生活實(shí)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(wèn)題。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)4）七、教學(xué)活動(dòng)任務(wù)1：了解電磁波的發(fā)現(xiàn)過(guò)程創(chuàng)設(shè)情境、引入新課：展示圖1圖3。問(wèn)題設(shè)計(jì)見表1。圖1圖2圖3表1問(wèn)題設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過(guò)程達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo)1.太空授課畫面是通過(guò)什么傳輸?shù)降孛妫窟h(yuǎn)距離無(wú)線通信通過(guò)什么途徑實(shí)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(wèn)題1，完成例1。1.了解電磁波發(fā)現(xiàn)史，體會(huì)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(jiǎn)單內(nèi)容，要充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性，培養(yǎng)閱讀習(xí)慣，結(jié)合原有知識(shí)，讓學(xué)生總結(jié)分析。注重團(tuán)隊(duì)合作，小組交流討論，回答問(wèn)題。2.課堂評(píng)價(jià)建議：（1）是否能夠簡(jiǎn)單說(shuō)出電磁波的發(fā)現(xiàn)史；（2）是否知道電磁波對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)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(wèn)題情境：通過(guò)電磁波發(fā)現(xiàn)史，自制電磁波產(chǎn)生與接收實(shí)驗(yàn)教具（圖4），了解電磁場(chǎng)理論（圖5），結(jié)合視頻演示實(shí)驗(yàn)了解電磁波的產(chǎn)生與傳播（圖6、7）。問(wèn)題設(shè)計(jì)見表2。圖4圖5圖6圖7表2問(wèn)題設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過(guò)程達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo)1.演示實(shí)驗(yàn)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(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)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(dòng)形成的。電荷定向運(yùn)動(dòng)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(dòng)。電荷為什么會(huì)定向移動(dòng)？空間有沒(méi)有電場(chǎng)？5.如果電磁和磁場(chǎng)都是周期性變化的，會(huì)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(shí)，小組討論，回答問(wèn)題1、2、3、4。2.觀看赫茲的電火花實(shí)驗(yàn)，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(duì)稱性原理理解電磁場(chǎng)理論。4.閱讀教材，結(jié)合教師講解，回答問(wèn)題5.6。完成例2。1.了解電磁場(chǎng)理論。（物理觀念）2.能通過(guò)對(duì)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(guò)對(duì)赫茲實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，感受這一偉大經(jīng)典實(shí)驗(yàn)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(shí)進(jìn)行思維遷移。在實(shí)驗(yàn)演示的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)電磁波的產(chǎn)生與接收過(guò)程，結(jié)合電磁場(chǎng)理論進(jìn)行詳細(xì)解讀。2.課堂評(píng)價(jià)建議：（1）學(xué)生是否可以根據(jù)對(duì)稱性原理自行完善電磁場(chǎng)理論；（2）學(xué)生能否通過(guò)赫茲實(shí)驗(yàn)結(jié)合認(rèn)識(shí)電磁波的存在；（3）學(xué)生能否準(zhǔn)確說(shuō)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(shí)電磁波譜、電磁波的能量與電磁波通信創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：電磁波的傳播靠的是電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(wèn)題設(shè)計(jì)見表3。圖7圖8圖9表3問(wèn)題設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過(guò)程達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo)1.機(jī)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(zhǎng)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(shí)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(duì)食物加熱的？7.太空授課畫面是通過(guò)電磁波傳輸?shù)降孛?，電磁波是怎么完成通信的呢?.結(jié)合教師介紹的波的基本特點(diǎn)，小組討論，回答問(wèn)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(wèn)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(wèn)題5.4.學(xué)生觀看視頻，在了解共振原理后，討論回答問(wèn)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(guò)程，回答問(wèn)題7，完成例3。1.通過(guò)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(gè)頻段的名稱、主要特征、應(yīng)用實(shí)例并能解決實(shí)際問(wèn)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(duì)于電磁波譜的學(xué)習(xí)和應(yīng)用方面，可以通過(guò)多種途徑擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶?？梢酝ㄟ^(guò)指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查找資料或引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行市場(chǎng)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(píng)價(jià)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(guò)波速公式理解波長(zhǎng)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(shuō)法中正確的是(

)A.變化的電場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(lái)傳播2、下列各組電磁波中，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)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(shuō)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(guò)強(qiáng)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(lè)曲從電臺(tái)“出發(fā)”到從