(教学设计)第4章 第1节 电磁振荡 第2节 麦克斯韦电磁场理论2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(粤教版2019)

(教学设计)第4章第1节电磁振荡第2节麦克斯韦电磁场理论2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(粤教版2019)科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）(教学设计)第4章第1节电磁振荡第2节麦克斯韦电磁场理论2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(粤教版2019)教学内容第4章第1节电磁振荡：本节内容涵盖LC振荡电路的原理、振荡过程的特点、品质因数的概念及其对振荡电路的影响；探讨电磁场的能量转换及电磁波的产生。

第2节麦克斯韦电磁场理论：介绍麦克斯韦方程组，阐述电磁场的变化规律；探讨电磁波传播的特点及其与电磁场的关系；分析电磁波在真空和介质中的传播速度及反射、折射现象。通过以上内容，使学生深入理解电磁振荡与麦克斯韦电磁场理论的基本原理及其在实际应用中的重要性。核心素养目标分析1.科学探究能力：使学生能够运用物理知识分析LC振荡电路的工作原理，掌握电磁波产生的条件，提高解决问题的能力。

2.科学思维：培养学生运用麦克斯韦方程组分析电磁场变化规律，理解电磁波传播特性，形成逻辑思维和批判性思维。

3.科学态度与责任感：激发学生对电磁振荡与电磁场理论的兴趣，认识其在现代科技发展中的重要性，增强学生的社会责任感和使命感。

4.创新意识：鼓励学生探索电磁波在实际应用中的新方法，培养学生的创新意识和实践能力。重点难点及解决办法重点：LC振荡电路的原理，麦克斯韦方程组的理解，电磁波的传播特性。

难点：LC振荡电路中能量转换过程的理解，麦克斯韦方程组的应用，电磁波传播现象的分析。

解决办法及突破策略：

1.通过动画演示和实验操作，直观展示LC振荡电路中能量转换过程，帮助学生理解振荡原理。

2.采用案例分析法，结合实际应用场景，引导学生运用麦克斯韦方程组分析电磁场问题，提高学生解决实际问题的能力。

3.设计小组讨论和探究活动，让学生合作分析电磁波的传播特性，鼓励学生发表见解，相互交流，共同克服难点。

4.利用可视化教具和互动软件，辅助学生形象理解电磁波的传播过程，提高学生的空间想象能力。教学资源准备1.教材：确保每位学生都提前准备好《高中物理选择性必修第二册(粤教版2019)》第4章相关内容。

2.辅助材料：收集与电磁振荡、麦克斯韦电磁场理论相关的图片、图表、视频等资源，制作多媒体课件，以便于课堂展示和讲解。

3.实验器材：准备LC振荡电路实验套件、电磁波传播演示装置等，确保实验器材安全可靠，方便学生动手操作。

4.教室布置：提前将教室分为学习讨论区、实验操作区等，为学生提供舒适的学习环境和实验空间。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过学校在线学习平台，提供第4章相关的预习资料，明确要求学生了解LC振荡电路的基本原理和麦克斯韦电磁场理论的基本概念。

-设计预习问题：围绕电磁振荡和电磁场理论，设计问题，如“LC振荡电路中能量是如何转换的？”和“麦克斯韦方程组在现实生活中的应用有哪些？”

-监控预习进度：通过学习平台跟踪学生的预习情况，及时给予反馈。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读教材，初步理解LC振荡电路和麦克斯韦方程组。

-思考预习问题：学生尝试回答预习问题，记录疑惑。

-提交预习成果：学生将预习笔记或问题通过平台提交。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生独立探索新知识。

-信息技术手段：利用学习平台和微信群分享预习资源。

作用与目的：

-帮助学生建立基础知识框架，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和问题意识。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过一个简短的视频，展示电磁波在现代通讯中的应用，引出本节课主题。

-讲解知识点：详细讲解LC振荡电路的工作原理和麦克斯韦方程组，结合实际案例。

-组织课堂活动：开展LC振荡电路实验，让学生分组观察并分析电磁波产生过程。

-解答疑问：针对学生提出的问题，进行个别或集体解答。

学生活动：

-听讲并思考：学生专心听讲，对讲解内容进行深入思考。

-参与课堂活动：学生动手进行实验，观察电磁波产生和传播现象。

-提问与讨论：学生针对实验观察和理论知识提出问题，参与课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：系统传授理论知识。

-实践活动法：通过实验加深对知识的理解。

-合作学习法：小组合作，共同分析实验结果。

作用与目的：

-加深学生对重点难点的理解，如LC电路的能量转换和麦克斯韦方程组的应用。

-通过实验和合作，提高学生的实践能力和团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置相关的习题和思考题，要求学生巩固课堂所学。

-提供拓展资源：推荐相关的学术文章和在线课程，供学生深入探究。

-反馈作业情况：及时批改作业，给出具体反馈。

学生活动：

-完成作业：学生独立完成作业，巩固知识点。

-拓展学习：学生利用拓展资源，进行更深入的学术探究。

-反思总结：学生反思学习过程，总结学习收获和不足。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生进行自我评价和反思。

作用与目的：

-巩固学生对电磁振荡和麦克斯韦电磁场理论的理解。

-通过拓展学习，提高学生的学术研究能力和批判性思维能力。

-通过反思，帮助学生形成持续学习的习惯，不断提升自我。教学资源拓展1.拓展资源：

-学术文章：推荐阅读与电磁振荡和麦克斯韦电磁场理论相关的学术文章，如《电磁场理论在无线通信中的应用》等，帮助学生深入理解电磁波在现代通信领域的重要性。

-科普书籍：推荐《电磁学趣谈》等科普读物，以生动有趣的方式介绍电磁学基础知识，激发学生的学习兴趣。

-视频资源：收集与电磁振荡、麦克斯韦方程组相关的高质量教学视频，如“LC振荡电路的原理与演示”等，便于学生直观地理解抽象概念。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读学术文章，了解电磁场理论在科技发展中的重要作用，提高自己的学术素养。

-在阅读科普书籍的过程中，注意将所学知识与现实生活联系起来，增强学习的趣味性和实用性。

-观看视频资源，对照教材内容，加深对电磁振荡和麦克斯韦方程组原理的理解。

-尝试参与线上电磁学课程，系统地学习电磁学知识，提高自己的理论水平。

-结合本节课所学内容，开展小组合作研究，探讨电磁波在日常生活和科技领域的应用，形成研究报告。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课，我们学习了第4章第1节电磁振荡和第2节麦克斯韦电磁场理论。首先，我们探讨了LC振荡电路的原理、振荡过程的特点、品质因数的影响，以及电磁场的能量转换和电磁波的产生。接着，我们学习了麦克斯韦方程组，了解了电磁场的变化规律，以及电磁波传播的特点和在实际应用中的重要性。

1.LC振荡电路：能量在电场和磁场之间转换，振荡频率与电路元件的参数有关。

2.麦克斯韦方程组：描述电磁场的变化规律，是电磁学的基础。

3.电磁波传播：电磁波在真空中以光速传播，具有反射、折射等现象。

当堂检测：

为了检验学生对本节课内容的掌握情况，设计了以下检测题目：

一、选择题：

1.下列哪个选项描述的是LC振荡电路的特点？

A.能量在电场和磁场之间不断转换

B.振荡频率与电路元件的电阻有关

C.品质因数越大，电路的损耗越小

D.电磁波的产生与LC振荡电路无关

2.麦克斯韦方程组描述的是以下哪个方面的内容？

A.电流的磁场效应

B.电磁波的传播特性

C.电阻的发热原理

D.电容器的充电和放电过程

二、简答题：

1.请简要说明LC振荡电路中能量是如何在电场和磁场之间转换的。

2.请列举麦克斯韦方程组的四个方程，并简述其意义。

三、应用题：

1.假设一个LC振荡电路的振荡频率为1MHz，求该电路中的电磁波的波长。

2.分析电磁波在介质中的传播速度与哪些因素有关。典型例题讲解例题1：一个LC振荡电路的参数为L=20μH，C=10nF，求该电路的振荡频率。

解题过程：根据公式f=1/(2π√LC)，代入L=20μH，C=10nF，得到f=1/(2π√20×10^-6×10×10^-9)=1/(2π×10^-4)=15.92MHz。

答案：该LC振荡电路的振荡频率为15.92MHz。

例题2：一个LC振荡电路中，当电容C放电时，电场能转换成磁场能，求该过程中电场能和磁场能的变化情况。

解题过程：当电容C放电时，电场能减小，磁场能增加，且两者的变化量相等，满足能量守恒定律。

答案：电场能减小，磁场能增加，两者变化量相等。

例题3：麦克斯韦方程组中的高斯定律描述了什么？

解题过程：高斯定律描述了电场的产生，即电场是由电荷产生的。

答案：高斯定律描述了电场的产生。

例题4：一个电磁波在真空中的传播速度为3×10^8m/s，求该电磁波的频率。

解题过程：根据公式v=λf，且在真空中电磁波的传播速度为光速c=3×10^8m/s，代入得到