2024-2025学年高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 2 电磁场和电磁波教学实录 教科版选修3-4

2024-2025学年高中物理第三章电磁振荡电磁波2电磁场和电磁波教学实录教科版选修3-4课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：电磁场和电磁波

2.教学年级和班级：高中一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月20日星期五第2节课

4.教学时数：1课时二、核心素养目标1.科学探究：培养学生运用物理实验和理论分析解决电磁场和电磁波相关问题的能力。

2.科学态度与责任：强化学生尊重物理规律、勇于质疑的科学精神。

3.科学、技术、社会、环境：引导学生认识到电磁波在现代社会中的应用及其对社会的影响。

4.信息技术应用：鼓励学生利用现代信息技术探究电磁波的传播特性。三、学习者分析1.学生已经掌握的知识：学生在本节课之前已经学习了电磁感应、电流的磁场等基础知识，对电场和磁场有一定的了解，能够进行简单的电磁现象分析。

2.学习兴趣、能力和学习风格：高中一年级学生对物理学科普遍保持较高兴趣，好奇心强，愿意通过实验和观察来学习。他们在学习过程中表现出较强的逻辑思维能力，但部分学生可能在抽象概念的理解上存在困难。学习风格方面，学生偏好通过实验和实际操作来学习物理知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生对电磁场和电磁波中的抽象概念理解可能存在困难，如麦克斯韦方程组的理解、电磁波传播特性的描述等。此外，学生在解决实际问题过程中可能遇到计算复杂、公式运用不准确等问题。因此，教师需要通过恰当的教学方法和实例引导学生克服这些困难。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《物理学》教科书（选修3-4）。

2.辅助材料：准备电磁场和电磁波相关的图片、动画和科普视频，以增强直观理解。

3.实验器材：准备电磁感应实验装置、电磁波发射与接收设备等，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，提供实验操作台和黑板，以便于学生进行实验和讨论。五、教学过程一、导入（约5分钟）

1.激发兴趣：通过展示电磁波在日常生活中的应用，如无线电通信、Wi-Fi、蓝牙等，引导学生思考电磁波的本质和特性。

2.回顾旧知：简要回顾电场、磁场的基本概念，以及电磁感应的相关知识，为学习电磁场和电磁波奠定基础。

二、新课呈现（约30分钟）

1.讲解新知：

a.电磁场的基本概念：电场、磁场及其相互关系；

b.麦克斯韦方程组：介绍麦克斯韦方程组的基本形式，解释其物理意义；

c.电磁波的传播：讲解电磁波的产生、传播、反射、折射等特性。

2.举例说明：

a.通过具体实例，如无线电波、光波等，帮助学生理解电磁波的传播过程；

b.结合实际应用，如手机通信、雷达等，展示电磁波在科技领域的应用。

三、互动探究（约15分钟）

1.引导学生分组讨论，针对以下问题进行探讨：

a.电磁波与光波有何异同？

b.电磁波在传播过程中会受到哪些因素的影响？

c.电磁波在科技领域有哪些应用？

2.学生进行实验操作，观察电磁波的传播现象，如电磁波发射、接收等。

四、巩固练习（约20分钟）

1.学生活动：

a.完成教材中的练习题，巩固所学知识；

b.通过小组合作，解决实际问题，如设计一个简单的电磁波发射与接收系统。

2.教师指导：

a.对学生在练习过程中遇到的问题进行解答；

b.引导学生总结本节课的重点和难点。

五、课堂小结（约5分钟）

1.教师总结本节课的主要内容，强调电磁场和电磁波的基本概念、传播特性及应用；

2.学生分享学习心得，提出疑问，教师进行解答。

六、课后作业（约10分钟）

1.完成教材中的课后习题，巩固所学知识；

2.查阅相关资料，了解电磁波在科技领域的最新应用。六、知识点梳理1.电磁场的基本概念

-电场：电荷周围存在的一种特殊物质，能够对其他电荷产生力的作用。

-磁场：电流或磁性物质周围存在的一种特殊物质，能够对运动电荷产生力的作用。

-电磁场：电场和磁场的总称，是描述电磁现象的基础。

2.麦克斯韦方程组

-高斯定律：描述了电场通过任意闭合曲面的电通量与曲面内部电荷总量之间的关系。

-高斯磁定律：描述了磁场通过任意闭合曲面的磁通量与曲面内部电流总量之间的关系。

-法拉第电磁感应定律：描述了变化的磁场会在闭合回路中产生感应电动势。

-安培环路定律：描述了电流或变化电场产生的磁场与路径之间的关系。

3.电磁波的传播

-电磁波的产生：由变化的电场和磁场相互作用而产生。

-电磁波的传播速度：在真空中为光速，约为3×10^8m/s。

-电磁波的频率和波长：频率表示电磁波振动的快慢，波长表示相邻两个波峰或波谷之间的距离。

-电磁波的折射和反射：电磁波在不同介质界面发生折射和反射的现象。

4.电磁波的特性

-线偏振：电磁波振动方向在某一特定方向上。

-圆偏振：电磁波振动方向在圆周上。

-双折射：电磁波在晶体中传播时，由于不同方向的折射率不同，导致电磁波分解为两束不同方向的波。

5.电磁波的应用

-无线电通信：利用电磁波进行无线信号传输，实现远距离通信。

-光通信：利用光纤传输光信号，实现高速、大容量通信。

-雷达：利用电磁波探测目标的位置、速度等信息。

-医学成像：如X射线、CT、MRI等，利用电磁波成像技术诊断疾病。

6.电磁场与电磁波的关系

-电磁场是电磁波产生的条件，电磁波是电磁场传播的表现。

-电磁波在传播过程中，电场和磁场相互垂直，且与传播方向垂直。

7.电磁波在科技领域的应用

-通信技术：无线电通信、卫星通信、移动通信等。

-光学技术：光纤通信、激光技术、光学成像等。

-传感器技术：电磁场传感器、光传感器等。

-医学诊断：X射线、CT、MRI等成像技术。七、课堂1.课堂提问：

-设计与电磁场和电磁波相关的问题，如“电磁波在真空中传播的速度是多少？”“如何理解电磁波的偏振现象？”等。

-通过提问检查学生对基本概念的理解程度，以及他们能否将理论知识应用于实际问题。

-观察学生的回答是否准确、完整，是否能清晰地表达自己的思路。

2.观察学生参与度：

-在课堂讨论和实验活动中，观察学生是否积极参与，是否能够提出问题或与同学合作解决问题。

-注意学生的注意力集中情况，以及他们在实验操作中的熟练度。

3.实验操作评价：

-通过实验报告或实验操作视频，评估学生对实验原理的理解和实验技能的掌握。

-检查学生在实验过程中是否能够遵循安全规程，以及是否能够准确记录实验数据和结果。

4.课堂测试：

-设计简短的小测验，包括选择题、填空题和简答题，以评估学生对本节课知识点的掌握程度。

-根据测试结果，分析学生在哪些知识点上存在困难，以便在接下来的教学中进行针对性辅导。

5.互动反馈：

-鼓励学生在课堂上提出疑问，并及时给予解答。

-对于学生的提问和回答，给予积极的反馈，以增强他们的学习动力。

6.作业评价：

-对学生的作业进行详细的批改，包括计算题、应用题和理论分析题。

-在批改过程中，关注学生的解题思路、计算过程和理论应用，确保他们能够正确理解并应用所学知识。

-对作业中的错误进行点评，指出错误原因，并提供正确的解题方法。

7.课堂讨论评价：

-通过小组讨论或课堂辩论，评估学生的合作能力和批判性思维能力。

-观察学生在讨论中的表现，包括是否能够倾听他人意见、是否能够提出有建设性的观点等。

8.评价记录与反馈：

-将课堂评价的结果记录在学生的学习档案中，以便跟踪学生的学习进展。

-定期与学生和家长沟通，反馈学生的学习情况，共同制定改进措施。八、教学反思与改进教学是一项持续改进的过程，每一节课结束后，我都会进行一些反思，思考如何更好地提升教学效果。以下是我对“电磁场和电磁波”这一章节的教学反思和改进措施。

首先，我注意到在导入环节，我使用了多媒体展示电磁波在生活中的应用，这确实激发了学生的兴趣。但我也发现，有些学生对于电磁波的基本概念还是不太理解，比如电场线和磁感线的概念。因此，我计划在未来的教学中，增加一些直观的物理模型或动画演示，帮助学生更好地理解这些抽象的概念。

其次，在新课呈现环节，我详细讲解了麦克斯韦方程组，但感觉学生的反应并不热烈。这可能是因为方程组较为复杂，学生难以一下子理解。为了改进这一点，我打算在讲解方程组之前，先通过一些简单的实例来展示电磁场和电磁波的基本现象，让学生在实际情境中感受这些方程的应用，然后再逐步引入方程组。

在互动探究环节，我安排了小组讨论和实验操作，但发现部分学生参与度不高，可能是由于实验器材操作复杂或者学生对实验目的不够明确。为了提高学生的参与度，我计划简化实验步骤，确保每个学生都能轻松操作，并且提前让学生了解实验的目的和意义，这样他们就会更有动力去参与。

在巩固练习环节，我发现学生对于计算题的处理相对较好，但对于应用题的理解和解决能力还有待提高。为了改善这一状况，我打