2019人教版高中物理选修第三册《第四章 电磁振荡与电磁波》大单元整体教学设计[2020课标]

2025年1月2010:06:54发布者:gggyyy 23 views 举报
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2019 人教版高中物理选修第三册《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

十三、学科实践与跨学科学习设计

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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 原子结构和波粒二象性》是高中物理选修第三册中的重要章节,

该章节深入探讨了原子结构的本质以及光与物质的相互作用规律,是现代物理

学的基础内容之一。本章内容不仅涉及经典物理学的延伸,更重要的是引入了

量子力学的基本概念和理论,为学生打开了一扇通向微观世界奥秘的大门。

普朗克黑体辐射理论:该部分介绍了黑体辐射的现象和普朗克的黑体辐射

定律。学生将了解黑体辐射的规律,以及普朗克如何通过引入能量子的概念,

成功解释了黑体辐射的实验结果。这是量子论诞生的标志,为量子力学的发展

奠定了基础。

光电效应:光电效应是光与物质相互作用的一个重要现象,爱因斯坦的光

电效应方程揭示了光子的能量与频率之间的关系,进一步证实了光的粒子性。

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学生将通过实验观察光电效应现象,理解光电效应方程,并探讨光电效应的应

用。

原子的核式结构模型:通过 α 粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结

构模型,即原子的大部分质量和正电荷都集中在一个很小的原子核内,电子在

核外绕核运动。这部分内容将帮助学生建立原子的微观图像,理解原子核与电

子之间的相互作用。

氢原子光谱和玻尔的原子模型:氢原子光谱的规律揭示了原子能级的存在,

玻尔将量子化的概念引入原子模型,成功解释了氢原子光谱的实验结果。学生

将学习氢原子的能级结构,理解量子化的概念,并探讨玻尔模型的局限性。

粒子的波动性和量子力学的建立:德布罗意提出实物粒子也具有波动性的

假说,并通过电子衍射实验得到了证实。这部分内容将引导学生认识物质的波

粒二象性,了解量子力学的建立过程,以及量子力学对现代物理学的影响。

(二)单元内容分析

本章内容涵盖了原子结构和波粒二象性的基本理论和实验现象,是深入理

解微观世界物理规律的重要基础。各节内容之间存在紧密的逻辑联系,从黑体

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辐射现象引出量子论的概念,再通过光电效应、原子的核式结构模型、氢原子

光谱和玻尔的原子模型,逐步揭示原子结构的奥秘。通过粒子的波动性和量子

力学的建立,将学生的视野引向更广阔的微观世界。

普朗克黑体辐射理论:作为量子论的起点,普朗克的黑体辐射定律为学生

理解量子化的概念提供了实验基础。通过这部分内容的学习,学生将初步认识

到微观粒子能量取值的非连续性,为后续学习打下基础。

光电效应:爱因斯坦的光电效应方程不仅解释了光电效应的实验现象,还

进一步证实了光的粒子性。这部分内容的学习将帮助学生理解光子与电子之间

的相互作用,以及光子能量与频率之间的关系。

原子的核式结构模型:卢瑟福的 α 粒子散射实验揭示了原子的内部结构,

提出了原子的核式结构模型。这部分内容的学习将帮助学生建立原子的微观图

像,理解原子核与电子之间的相互作用和运动规律。

氢原子光谱和玻尔的原子模型:氢原子光谱的规律揭示了原子能级的存在,

玻尔将量子化的概念引入原子模型,成功解释了氢原子光谱的实验结果。这部

分内容的学习将帮助学生理解量子化的概念在原子结构中的应用,以及量子化

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对原子光谱的解释。

粒子的波动性和量子力学的建立:德布罗意的物质波假说和电子衍射实验

证实了实物粒子的波动性,为量子力学的建立提供了重要依据。这部分内容的

学习将引导学生认识物质的波粒二象性,了解量子力学的基本原理和方法论。

(三)单元内容整合

本章内容以原子结构和波粒二象性为核心,通过五个部分的学习,逐步揭

示微观世界的奥秘。在教学过程中,应注重各部分内容之间的逻辑联系和相互

衔接,帮助学生构建完整的知识体系。

理论与实践相结合:在介绍理论知识的应注重实验现象的观察和分析。例

如,在介绍光电效应时,可以通过实验让学生观察光电效应现象,理解光电效

应方程的物理意义。

历史与现状相结合:在介绍物理学史的应注重现代物理学的发展和应用。

例如,在介绍普朗克黑体辐射理论时,可以介绍量子论在现代科技中的应用,

如量子计 算机 、量子通 信等

观与微观相结合:在介绍微观世界的应注重与 观世界的联系和 比较

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例如,在介绍原子的核式结构模型时,可以与 太阳 系模型进 行比较 ,帮助学生

理解原子核与电子之间的相互作用和运动规律。

思维 与方法相结合:在 培养 学生物理观念的应注重科学 思维 和方法论的

。例如,在介绍量子力学的建立过程时,可以引导学生学习科学 的科学

和方法论, 培养 学生的 创新思维 和探 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

物质观念:学生能 理解物质是 原子、分子 基本粒子构成的,这

本粒子具有 定的物理性质和相互作用规律。例如,在介绍原子的核式结构模

型时,学生应能 理解原子核与电子之间的相互作用和运动规律。

运动与相互作用观念:学生能 理解物质的运动状 和相互作用规律,以

及这 规律在微观世界中的 式。例如,在介绍光电效应时,学生应能

理解光子与电子之间的相互作用和运动规律。

能量观念:学生能 理解能量的存在 式和 化规律,以及这 规律在微

观世界中的 式。例如,在介绍普朗克黑体辐射理论时,学生应能 理解

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能量子的概念和能量 化的规律。

量子观念:学生能 理解量子化的概念和量子 的存在 式,以及这

念在微观世界中的应用。例如,在介绍氢原子光谱和玻尔的原子模型时,学生

应能 理解量子化的概念在原子结构中的应用。

(二)科学 思维

模型建构:学生能 够根 据物理现象和实验 据,建构物理模型并解释物理

现象。例如,在介绍原子的核式结构模型时,学生应能 够根 α 粒子散射实验

据建构原子的核式结构模型。

科学 理:学生能 运用物理原理和 学方法,进 逻辑 理和 演绎推 理,

物理 问题 。例如,在介绍光电效应方程时,学生应能 运用光子能量与频

率之间的关系进 逻辑 理和 演绎推 理。

科学论证:学生能 运用实验 据和物理原理,对物理现象和理论进

证和 评价 。例如,在介绍粒子的波动性和量子力学的建立时,学生应能 运用

电子衍射实验 据和量子力学原理对粒子的波动性进 论证和 评价

疑创新 :学生能 够勇于 疑传统 观念和理论,提出 的观点和假 ,并

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实验验证和理论 导。例如,在介绍普朗克黑体辐射理论时,学生应能

勇于 经典物理学的能量连续观念,提出能量子的假 并进 实验验证和理

导。

(三)科学探

问题 提出:学生能 够根 据物理现象和实验 据,提出有探 究价 值的物理

。例如,在介绍光电效应时,学生应能 够根 据光电效应现象提出光子与电子

之间相互作用和运动规律的 问题

实验 计:学生能 够根 据物理 问题 和实验 条件 计合理的实验方 并进

实验 作。例如,在介绍粒子的波动性和量子力学的建立时,学生应能 够根

据电子衍射实验 条件设 计合理的实验方 并进 实验 作。

集与 理:学生能 运用科学方法和技 术手段收 集实验 据并进

理和分析。例如,在介绍光电效应方程时,学生应能 运用光电效应实验

置收 集实验 据并进 行处 理和分析。

结论得出与 交流 :学生能 够根 据实验 据和物理原理得出科学结论并进

交流 和分 。例如,在介绍氢原子光谱和玻尔的原子模型时,学生应能 够根

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氢原子光谱实验 据和玻尔原子模型得出科学结论并进 行交流 和分

(四)科学 态度 责任

科学本质认识:学生能 理解科学的本质 特征 和科学方法的重要性,认识

到科学是不 和进步的过程。例如,在介绍量子力学的建立过程时,学生

应能 理解量子力学的建立是科学 家们 和进步的结果。

科学 态度培养 :学生能 够保持 对科学的 兴趣 好奇 心, 勇于 索未 领域

挑战传统 观念。例如,在介绍普朗克黑体辐射理论时,学生应能 够保持 对量

子论的 兴趣 好奇 心, 勇于挑战 经典物理学的能量连续观念。

社会责任感培养 :学生能 认识到科学技 社会 发展的重要作用和影响,

积极承担社会责任 社会 进步。例如,在介绍量子论在现代科技中的应用

时,学生应能 认识到量子论在量子计 算机 、量子通 信等领域 的重要作用和影

响,并 积极承担推 社会 进步的 责任

续发展意识 培养 :学生能 认识到 环境保护 和可 续发展的重要性,

积极参 环保活 动和 动可 续发展进程。例如,在介绍能 与可 续发展时,

学生应能 认识到 环境保护 和可 续发展的重要性,并 积极参 环保活 动和

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动可 续发展进程。

通过以 对《普通高中物理 程标 2017 年版 2020 )》的分

解和对应教学内容的整合分析, 我们 可以 清晰地看 到本章教学内容在 培养 学生

物理观念、科学 思维 、科学探 和科学 态度 责任 的重要作用和 值。在

教学过程中, 我们 应注重将 程标 的要 与教学内容相结合,通过 丰富多样

的教学方法和 手段 进学生的 全面 发展。

三、学情分析

(一) 知内容分析

在进入高中物理选修第三册《第四章 原子结构和波粒二象性》的学习之

学生 经具 实的物理基础知识, 特别 是关 学、力学以及波动

与光学 的内容。这 内容为学生理解原子结构和波粒二象性提供了

的基础。

学基础:学生在 程中 经学习了电 磁场 、电 磁感 应以及电

基本概念和规律。这 内容为理解电 磁振荡 和电 波的 传播 提供了理论

基础。 特别 是电 波的 传播特 性,如波 、频率、波 之间的关系,以及电

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