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2019 人教版高中物理选修第二册《第四章 电磁振荡
与电磁波》大单元整体教学设计[2020 课标]
一、内容分析与整合
二、《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、单元学历案
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十三、学科实践与跨学科学习设计
十四、大单元作业设计
十五、“教-学-评”一致性课时设计
十六、大单元教学反思
一、内容分析与整合
(一)教学内容分析
《第四章 电磁振荡与电磁波》是 2019 人教版高中物理选修第二册中的重
要章节,该章节详细探讨了电磁振荡的产生机制、电磁场与电磁波的基本特性、
无线电波的发射与接收过程,以及电磁波谱的构成与应用。本章内容不仅深化
了学生对电磁现象的理解,还为学生后续学习电磁波的应用、通信技术以及电
磁兼容等领域打下了坚实的基础。
本章包含以下四个主要部分:
电磁振荡:介绍电磁振荡的产生原理,包括振荡电路的基本构成(如 LC
振荡电路)、振荡电流的特性、电磁振荡过程中电场能和磁场能的相互转化,
以及电磁振荡的周期和频率公式。这部分内容旨在让学生理解电磁振荡是如何
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在电路中自发产生的,以及如何通过电路参数(如电感和电容)来调控振荡的
频率。
电磁场与电磁波:阐述变化的电场和磁场如何相互激发,形成不可分割的
电磁场,并进一步说明电磁波的产生与传播特性。通过介绍麦克斯韦电磁场理
论,学生将理解电磁波的传播不需要介质,以及电磁波在真空中的传播速度等
于光速这一重要概念。学生还将学习到电磁波的基本性质,包括电场强度 E 和
磁感应强度 B 的垂直关系,以及它们随时间和空间做周期性变化的特点。
无线电波的发射和接收:详细讲解无线电波发射和接收的基本原理和技术。
包括开放电路的作用、电磁波的调制与解调技术(如调幅和调频)、电磁波的
接收与解调过程,以及无线电广播和电视广播的基本原理。这部分内容旨在让
学生理解无线电波是如何通过调制技术将信息加载到电磁波上,并通过接收设
备还原成原始信息的。
电磁波谱:介绍电磁波谱的构成,包括无线电波、红外线、可见光、紫外
线、 X 射线和 γ 射线等各个波段电磁波的特性、产生方式、应用领域以及它们
之间的区别与联系。通过电磁波谱的学习,学生将认识到电磁波在日常生活、
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科技发展和科学研究中的广泛应用,以及不同波段电磁波在不同领域中的独特
价值。
(二)单元内容分析
电磁振荡
核心概念:振荡电路、振荡电流、电磁振荡、电场能、磁场能、振荡周期、
振荡频率。
知识要点:
振荡电路的基本构成和工作原理。
振荡电流的特性及其描述方式(如正弦式振荡电流)。
电磁振荡过程中电场能和磁场能的相互转化。
电磁振荡的周期和频率公式及其影响因素。
技能培养:
通过实验观察和分析振荡电路的工作特性。
运用振荡周期和频率公式进行计算和分析。
理解并应用电磁振荡过程中能量转化的原理。
电磁场与电磁波
核心概念:电磁场、电磁波、麦克斯韦电磁场理论、电场强度 E 、磁感应
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强度 B 、光速 c 。
知识要点:
变化的电场和磁场如何相互激发形成电磁场。
电磁波的产生与传播特性,包括电磁波在真空中的传播速度。
电磁波的基本性质,如电场强度 E 和磁感应强度 B 的垂直关系。
麦克斯韦电磁场理论的基本思想及其对电磁波理论的贡献。
技能培养:
运用麦克斯韦电磁场理论解释电磁现象。
分析电磁波在传播过程中的基本特性。
理解并应用电磁波在真空中的传播速度公式。
无线电波的发射和接收
核心概念:无线电波、开放电路、调制、解调、调幅、调频、无线电广播、
电视广播。
知识要点:
无线电波发射的基本原理和技术,包括开放电路的作用。
电磁波的调制与解调技术,如调幅和调频。
无线电波的接收与解调过程,以及无线电广播和电视广播的基本原理。
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技能培养:
理解并应用无线电波发射和接收的基本原理和技术。
分析并解释电磁波的调制与解调过程。
了解无线电广播和电视广播的工作流程和技术特点。
电磁波谱
核心概念:电磁波谱、无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线、 γ
射线。
知识要点:
电磁波谱的构成及其各个波段电磁波的特性。
不同波段电磁波的产生方式、应用领域以及它们之间的区别与联系。
电磁波谱在日常生活、科技发展和科学研究中的广泛应用。
技能培养:
分析并比较不同波段电磁波的特性和应用领域。
理解并应用电磁波谱在日常生活和科技发展中的重要价值。
培养学生对电磁波谱的广泛兴趣和探索精神。
(三)单元内容整合
本章内容在逻辑上紧 密 相 连 , 层层递 进。通过介绍电磁振荡的产生机制和
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特性,为电磁波的产生和传播 奠定 了理论基础。通过阐述电磁场与电磁波的基
本特性,学生将理解电磁波是如何在空间中传播的,以及电磁波在传播过程中
的基本 规律 。 然 后,通过讲解无线电波的发射和接收技术,学生将了解电磁波
在实 际 应用中的重要作用和价值。通过介绍电磁波谱的构成和应用领域,学生
将 全面 认识电磁波在日常生活、科技发展和科学研究中的广泛应用和独特价值。
在整合单元内容时,应 注 重以下 几 个方 面 :
理论联系实 际 :将理论知识与实 际 应用紧 密结 合,通过实 例 分析、实验 操
作等方式加深学生对理论知识的理解和 掌握 。
循序渐 进: 按照 知识的逻辑 顺序 和学生的认知 规律 进行教学设计, 逐 步 引
导 学生深 入 理解电磁振荡与电磁波的基本概念和原理。
培养能 力 : 注 重培养学生的实验 操 作能 力 、分析能 力 和解 决问题 的能 力 ,
通过实验 操 作、 问题 讨论等方式 提 高学生的科学素养和实 践 能 力 。
激发兴趣:通过介绍电磁波在日常生活和科技发展中的广泛应用实 例 ,激
发学生的学习兴趣和探索精神,培养学生的 创新意 识和实 践 能 力 。
二、《普通高中物理课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
(一)物理观念
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物质观念
内容要 求 :理解电磁场和电磁波是 客 观 存 在的物质形式,它们 具有 能量和
动 量等物理 属 性。
教学 提示 :通过实验观察和理论分析, 引导 学生认识电磁场和电磁波的 存
在及其基本 属 性。 例 如,通过观察电磁波在真空中的传播实验,让学生理解电
磁波不需要介质 即 可传播的特性 ; 通过分析电磁波的能量和 动 量公式,让学生
理解电磁波 具有 能量和 动 量等物理 属 性。
学 业 要 求 :学生能 够 用电磁场和电磁波的概念解释相关自 然 现象和实 际问
题 ,如解释无线电波的传播过程、电磁波在真空中的传播速度等。
运 动 与相互作用观念
内容要 求 :理解电磁场和电磁波之间的相互作用关系,以及电磁波在传播
过程中的能量转化过程。
教学 提示 :通过 演示 实验和理论分析, 引导 学生认识电磁场和电磁波之间
的相互作用关系。 例 如,通过 演示 电磁波在 导体 中的 反 射、 折 射和 干涉 等现象,
让学生理解电磁波与物质之间的相互作用关系 ; 通过分析电磁波在传播过程中
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的能量转化过程(如电场能转化为磁场能),让学生理解电磁波传播过程中的
能量转化机制。
学 业 要 求 :学生能 够 用运 动 与相互作用的观念分析电磁波的传播过程及其
与物质之间的相互作用关系,如分析电磁波在 导体 中的传播特性、电磁波与物
质的相互作用过程等。
能量观念
内容要 求 :理解电磁波在传播过程中的能量转化和 守恒 关系,以及电磁波
在实 际 应用中的能量 利 用方式。
教学 提示 :通过实验观察和理论分析, 引导 学生认识电磁波在传播过程中
的能量转化和 守恒 关系。 例 如,通过 演示 电磁波在传播过程中的能量 损耗 实验,
让学生理解电磁波在传播过程中 存 在能量 损耗 的现象 ; 通过分析电磁波在实 际
应用中的能量 利 用方式(如无线电波的能量接收和 利 用),让学生理解电磁波
在实 际 应用中的能量价值。
学 业 要 求 :学生能 够 用能量观念分析电磁波在传播过程中的能量转化和 守
恒 关系,以及电磁波在实 际 应用中的能量 利 用方式,如计算电磁波在传播过程
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中的能量 损耗 、分析无线电波的能量接收和 利 用过程等。
(二)科学思 维
模型建 构
内容要 求 :能 够建 构电磁场和电磁波的物理 模型 ,并用这 些模型 解释相关
自 然 现象和实 际问题 。
教学 提示 :通过 演示 实验和理论分析, 引导 学生 建 构电磁场和电磁波的物
理 模型 。 例 如,通过 演示 电磁波的产生和传播过程, 引导 学生 建 构电磁波的物
理 模型; 通过分析电磁波的基本性质(如电场强度 E 和磁感应强度 B 的垂直关
系), 引导 学生深 入 理解电磁波的物理特性。 鼓励 学生运用这 些模型 解释相关
自 然 现象和实 际问题 ,如解释无线电波的传播过程、电磁波在真空中的传播速
度等。
学 业 要 求 :学生能 够 独 立建 构电磁场和电磁波的物理 模型 ,并用这 些模型
准确 解释相关自 然 现象和实 际问题 。
科学 推 理
内容要 求 :能 够 运用科学 推 理方 法 分析电磁波的传播特性及其与物质之间
的相互作用关系。