3.4 电磁波的发现及其应用 课时教案（表格式）2025--2026年教科版高中物理必修第三册

3.4《电磁波的发现及其应用》课时教案 学科 物理 年级册别 高二上册 共1课时 教材 教科版高中物理必修第三册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于教科版高中物理必修第三册第三章第四节，是电磁学知识体系的重要延伸。教材通过梳理电磁波从理论预言到实验验证的历史脉络，系统介绍了麦克斯韦电磁场理论的核心思想、赫兹实验的关键突破以及电磁波的基本特性与广泛应用。内容兼具科学史、理论推导与现实应用三重维度，体现了物理学“从现象到本质、从理论到实践”的发展逻辑。本节不仅深化了学生对电磁感应和电磁场的理解，也为后续学习现代通信技术打下基础，具有承上启下的重要作用。 学情分析 高二学生已掌握电场、磁场及电磁感应的基本规律，具备一定的抽象思维能力，但对“变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场”这一非直观概念仍存在理解障碍。学生对手机、Wi-Fi等电磁波应用习以为常，却缺乏对其物理本质的认知。同时，科学史类内容易被误认为“讲故事”，忽视其中蕴含的科学方法。学生在探究实验设计与现象分析方面尚显薄弱。因此，教学中需借助情境创设、类比推理与可视化手段，引导学生跨越认知鸿沟，体会理论建构与实验验证的辩证关系，激发其探索现代科技的兴趣。 课时教学目标 物理观念 1. 理解麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场；掌握电磁波产生的机理及其横波特性。 2. 认识电磁波谱的组成，了解不同波段电磁波的主要应用领域，建立电磁波作为能量和信息载体的物理图景。 科学思维 1. 通过分析麦克斯韦如何从法拉第电磁感应定律出发进行理论推广，体会类比、归纳与演绎在物理建模中的作用。 2. 能基于赫兹实验装置示意图，推理电磁波发射与接收的物理过程，提升模型建构与逻辑推理能力。 科学探究 1. 模拟赫兹实验的设计思路，提出验证电磁波存在的可行方案，并能解释关键实验现象（如电火花引发远处小环放电）。 2. 通过小组合作讨论，设计简易实验或调查报告，探究生活中某一类电磁波的应用原理与影响。 科学态度与责任 1. 感受麦克斯韦大胆预言、赫兹严谨验证的科学精神，认识理论与实验相互促进的关系，培养实事求是的科学态度。 2. 辩证看待电磁波技术带来的便利与潜在问题（如辐射、信息安全），增强社会责任意识与科技伦理观念。 教学重点、难点 重点 1. 麦克斯韦电磁场理论的核心观点及其对电磁波存在的理论预言。 2. 赫兹实验的基本原理与意义，电磁波的产生、传播与接收机制。 难点 1. “变化的电场产生磁场”这一抽象概念的理解，尤其是位移电流假说的物理内涵。 2. 从振荡电路到空间电磁波辐射的能量转化与传播过程的空间想象。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、讲授法、合作探究法 教具准备 多媒体课件、赫兹实验动画视频、电磁波谱挂图、LC振荡电路演示仪 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：闪电之后的寂静 【5分钟】 一、重现自然奇观，激发认知冲突。 （一）、播放雷暴天气视频片段： 画面呈现一道刺眼的闪电划破夜空，紧接着是震耳欲聋的雷声。随后，教师暂停视频，教室陷入短暂黑暗与寂静。 1. 提问引导：“刚才我们先看到了什么？后听到了什么？这说明了光和声音在空气中传播速度有何差异？”学生回答后，教师顺势追问：“那么，除了光和声，闪电发生时还向周围释放了什么看不见的信息？” 2. 展示历史资料：“1864年，英国科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在研究电磁现象时，提出了一个惊世骇俗的猜想———宇宙中存在着一种看不见的‘光’，它以光速传播，不需要介质。这种‘光’就是我们现在所说的电磁波。” （二）、设置核心驱动问题： “如果麦克斯韦的预言是真的，那我们该如何‘看见’这种看不见的波？又如 ... ...