粤教版选修3-4《电磁波的应用》教学设计

【教学目标】

1、 知识与技能

（1） 初步了解电视信号的发射和接收过程。

（2） 初步了解移动通信的工作模式和信号流程。

（3） 了解电磁波在科技、经济、社会发展中的作用。

2、 过程与方法

（1）通过解读教材图3-5-1，归纳出电视信号的发射和接收过程，训练学生通过图文获取信息的能力。

（2）通过解读教材图3-5-2和图3-5-3，归纳出移动通信的工作模式和信号流程。

（3）通过"讨论与交流"，展示自己的独到见解，欣赏、评判别人的奇思妙想。

3、 情感、态度与价值观

（1）通过学生熟悉的电磁波在电视和移动通信中的应用，拉近教材与学生、物理与生活的距离，激发学生进一步学习物理的兴趣和热情。

（2）通过学习电磁波与科技、经济、社会发展的关系，让学生感悟：科学技术是第一生产力，激励学生热爱科学、崇尚科学、献身科学。

（3）通过"讨论与交流"，增强学生辩证地看待事物的能力。

【教学重点】

电磁波在信息社会的作用。

【教学难点】

电磁波在信息社会的作用。

【教学策略设计】

　　本节教材的标题是"电磁波的应用"，电磁波的应用已经渗透到了各个领域。教材限于篇幅，只列举了"电视"和"移动通信"两个应用实例。教师应指导学生利用互联网，在课前、课后查找、收集、展示"电磁波应用"的相关资料。这不仅可以培养学生查阅、收集资料的能力，还可以让学生深切地感受到电磁波无所不在，它跟科技、经济、社会发展息息相关。

　　本节课可根据学生的实际情况，灵活采用教师讲授、学生阅读、小组讨论交流等教学模式，最后进行归纳总结，尽可能让学生多参与，教师的作用主要是调动学生主动参与的积极性并进行疑难点拨。

　　教师在讲解"电视"和"移动通信"时，应注意培养学生的读图能力。

【教学用具】

　　多媒体课件

【教学过程设计】

教学环节和教学内容 教师活动 设计意图 [以提问的方式引入课题]

图片展示:

在介绍完电磁波的应用背景以后，教师播出一段历史比较久远的电视画面。

[开始新课教学]

[无线电广播与电视]

电视系统及接收流程图

[移动通信]

　　以甲市移动用户A与乙市移动用户B进行移动通信为例，其信号流程图如图：

[简述其他电磁波的应用]

在我们现实生活中应用最为广泛的有下列几种：

短波通信（1921年）

无线电传真（1923年）

电视（1929年）

微波通信（1933年）

卫星通信

卫星测控、遥感、微波成像

雷达（1935年）

此外，还有微波加热、射电天文、射电望远镜、微波武器、遥控、遥感......它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。

介绍雷达的产生背景及基本原理

[电磁波与科技、经济、社会发展的关系] 引导学生回顾：上几节课给大家讲了电磁场与电磁波、电磁波的发射、传播和接收以及电磁波谱，那么电磁波有哪些应用呢？

介绍电磁波的应用背景：电磁波在我们的实际生活中应用非常广泛，从赫兹用实验证实电磁波的存在以后，电磁波很快就应用在远距离无线电通信上。1906年，美国做了一次试验性的广播，从此以后，无线电广播就开始进入千家万户。1932年，英国广播公司播出了世界上第一个规范的电视节目，从此，人类进入了电视时代。美国最早的电视机，荧光屏是圆形的，只有5-9英寸大，差不多要坐在电视机跟前才能看清。但是，电视很快以惊人的速度冲进了美国人的家庭（第二次世界大战中，电视的发展一度陷入停顿。1947年美国家庭中约有1．4万台电视机，1949年达到近100万台。1955年，将近3000万台，1960年，达6000万台，于1951年问世的彩色电视机以及大屏幕电视机也进入美国人家庭。目前美国约有l．2l亿台电视机，平均不到两个人就有一台电视机）。

中国最早的电视诞生在1958年3月17日。这天晚上，我国电视广播中心在北京第一次试播电视节目，国营天津无线电厂（后改为天津通信广播公司）研制的中国第一台电视接收机实地接收试验成功。

这台被誉为"华夏第一屏"的北京牌820型35cm电子管黑白电视机，如今摆在天津通信广播公司的产品陈列室里。我国在1958年以前还没有电视广播，国内不能生产电视机。1957年4月，第二机械工业部第十局把研制电视接收机的任务交给国营天津无线电厂，厂领导立即组织试制小组，黄仕机同志主持设计。当年，试制组多数成员只有20岁上下，他们对电视这门综合电、磁、声、光的新技术极其生疏，没有见过电视机，参考资料也很少，通过对资料、国外样机、样件的研究，他们根据当时国内元器件生产能力和工艺加工水平，制定了"电视接收和调频接收两用、通道和扫描分开供电、采用国产电子管器件"的电视机设计方案。

我国第一台电视机的试制成功，填补了我国电视机生产的空白，是我国电视机生产史的起点，今天我国已成为世界电视机生产大国。

引导学生思考：电视系统有着怎么的结构呢？他们是怎样接收信号的呢？

电视系统的原理与广播系统的原理基本相同，它们主要由发射系统和接收系统组成，电视系统有图像和声音部分，而广播系统则只有声音部分。

介绍移动通信背景：移动通信是指通信双方至少有一方可以自由移动进行信息交换的通信方式。移动通信以其特有的灵活、便捷的优点符合现代社会人们对通信技术的要求，成为20世纪80年代中期以来发展最为迅速的通信方式。

[拿出手机展示]

手机与我们的生活息息相关。

引导学生思考：你能想象出移动通信的工作模式吗？

移动通信系统是一个有线与无线相结合的综合通信系统。

引导学生思考：电磁波除了上述介绍的两种应用以外，在我们实际生活中，还有其他应用吗？

年轻学生对军事比较感兴趣，在这些应用中，雷达在军事上应用非常广泛，于是，教师可以进一步介绍一下雷达的产生背景及基本原理。

产生背景：雷达，英文单词radar中文译音，即radio Detection and ranging（无线电发现和测距）开头字母组成，早期的雷达就是用来发现目标和测量目标距离 利用电磁波探测目标是在二十世纪三十年代后期出现的。１９３４年，英国科学家R.W瓦特在对地球大气层进行无线电回波信号研究时，偶然发现荧光屏上有一串明亮的光点。经过反复试验，证实了这些光点正是实验室附近某幢大楼的反射回波信号。这个意外的发现，使他萌发了利用无线电回波探测移动目标的设想。1935年由瓦特和其他英国电气工程师研制的第一部用于探测飞机的雷达，虽然探测距离只有几十公里，但却开辟了利用电磁波探测和定位的道路。

第二次世界大战却给刚刚诞生的雷达事业提供了良好的发展机会。大战开始阶段，雷达作为一种新型防御系统用来预报敌机的入侵，当时在德国飞机狂轰滥炸的威胁下，英国根据瓦特的建议在沿海地带建起了许多雷达站，用来预报来犯敌机的数量，航向和距离，这是雷达首次投入使用。而随后太平洋战争爆发，著名的"珍珠港"事件给美国了沉重的一课，使他们从轻视雷达神奇作用的迷梦中惊醒过来。在随后爆发的中途岛海战中，美国打了一个漂亮的报复仗，而在其中，雷达起了至关重要的作用。

　　在战争中逐渐成长起来的雷达，不断接受战争的洗礼，因此越发变得成熟完美。战争后期，雷达与武器操纵系统结合在一起，也被炮兵、部队用于搜索自动跟踪和轰击目标，从而使火炮的命中率大为提高，逐渐广泛用于海、陆、空全面的防御和打击战中，发挥着举足轻重的作用。

　　雷达不仅在国防军事方面有着重要的作用。同样，雷达的广泛应用不断渗透到国民经济的各个领域。如：应用雷达探测大气奥秘，进行天气灾害预报；跟踪导航对卫星进行跟踪和定轨。对飞船进行跟踪和控制，所有这些都是雷达电波为人类社会做出的卓越贡献。作为一名高中学生，有必要对雷达的工作系统及原理有所了解。

　　介绍雷达的工作系统及原理：雷达的基本组成包括三个部分，发射机，接收机和无线外加显示器、定时器和控制系统等主要构件。

　　其工作原理是：雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减，雷达回波信号非常微弱，几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号，经过信号处理机处理，提取出包含在回波中的信息，送到显示器，显示出目标的距离、方向、速度等。

　　麦克斯韦的伟大预言和赫兹的电火花开创了人类文明的新纪元。电磁波的发展导致了近代科学技术的深远变革。但是，任何事情都有其两面性，科学技术是一把"双刃剑"，电磁波给我们带来方便的同时，也会给我们带来负面的作用，请同学们课后思考电磁波的负面作用，并收集实例。 从现实情况出发提出问题，让课堂更加贴近现实

介绍电磁波的应用背景及图片展示，提高学生的学习兴趣。

使课堂更加接近实际