第五节 电磁波的发射和接收教学设计中职基础课-电工电子类-高教版（2021）-(物理)-55

第五节电磁波的发射和接收教学设计中职基础课-电工电子类-高教版（2021）-(物理)-55授课专业和授课专业和年级授课章节XxXx题目Xx授课时间2025年10月课程基本信息1.课程名称：电磁波的发射和接收（高教版《物理》第五章第五节）

2.教学年级和班级：2023级电工电子专业1班

3.授课时间：2024年4月15日星期一第二节课（8:00-8:45）

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标重点难点及解决办法重点：电磁波的发射原理（如调制技术）和接收原理（如调谐电路），来源课本第五章第五节核心内容。难点：调制与解调过程的抽象理解，来源学生缺乏实际操作经验。解决方法：通过实物模型演示和多媒体动画辅助教学，直观展示信号转换过程。突破策略：设计小组实验，组装简易收音机电路，通过动手操作加深理解。教学方法与手段教学方法：1.采用实验法组装简易收音机电路；2.运用任务驱动法设计广播发射方案；3.组织小组讨论分析信号传输故障原因。

教学手段：1.播放电磁波调制动画演示；2.使用Multisim软件仿真调谐电路；3.展示实物收音机拆解模型。教学过程设计**（总时长：45分钟）**

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###**1.导入环节（5分钟）**

-**情境创设**：播放广播电台发射塔实拍视频，提问：“声音信号如何通过电磁波传到收音机？”

-**实物演示**：展示手持式对讲机，现场按下PTT键，提示学生观察信号指示灯闪烁。

-**问题驱动**：板书核心问题——“电磁波为何能承载信息？发射与接收的关键技术是什么？”

-**师生互动**：随机点名2名学生简述对无线电通信的初步认知，教师归纳引出课题。

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###**2.讲授新课（20分钟）**

####**（1）电磁波发射原理（8分钟）**

-**动画演示**：播放高教版配套课件中“调制过程”动态模拟（载波+音频信号→已调波）。

-**板图解析**：在黑板上绘制课本P125图5-5-2，标注调幅（AM）与调频（FM）波形差异。

-**关键互动**：

-提问1：“为何直接发射音频信号不可行？”（引导学生理解天线尺寸限制）

-提问2：“调制的作用是什么？”（学生分组讨论30秒，每组派代表发言）

-**教师精讲**：结合课本定义，强调“调制是将低频信号加载到高频载波上的技术”。

####**（2）电磁波接收原理（7分钟）**

-**实物拆解**：展示废旧收音机内部电路板，指向调谐电容和检波二极管。

-**实验演示**：用信号发生器产生AM调制波，示波器显示接收端解调前后的波形对比。

-**互动探究**：

-提问3：“调谐电路如何选择特定频率的电磁波？”（结合课本P126公式\(f=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\)解释）

-提问4：“检波环节为什么需要二极管？”（学生画图模拟二极管单向导电性）

####**（3）调制与解调对比（5分钟）**

-**表格速记**：在黑板快速绘制发射/接收流程对比表（教师口述填空，学生同步笔记）。

-**难点突破**：用红笔标注课本P127“解调是调制的逆过程”，强调信号还原的核心逻辑。

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###**3.巩固练习（15分钟）**

####**（1）基础题（5分钟）**

-**限时抢答**：投影课本P128习题1-3题（调制方式识别、波形分析），学生举手抢答，教师即时点评。

####**（2）小组任务（7分钟）**

-**实验操作**：每组分发Multisim仿真软件，搭建简易调幅发射电路（课本P125图5-5-3）。

-**问题挑战**：

-任务1：调整载波频率，观察已调波包络变化。

-任务2：故意断开检波二极管，分析接收端信号异常原因。

-**成果展示**：随机抽取1组屏幕投屏，学生解说实验现象与结论。

####**（3）故障诊断（3分钟）**

-**案例讨论**：展示“收音机杂音大”故障场景，引导学生结合课本知识分析可能原因（如本振频率偏移）。

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###**4.课堂总结（5分钟）**

-**思维导图**：师生共同绘制知识框架图（发射→调制→传播→接收→解调）。

-**核心素养升华**：

-提问5：“从能量守恒角度，调制过程是否改变信号总功率？”（关联物理观念）

-提问6：“若设计5G通信系统，如何优化调制技术？”（拓展科学思维）

-**作业布置**：完成课本P129“实践与拓展”——设计校园广播发射方案草图。

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**（注：各环节严格计时，确保总时长≤45分钟）**教学资源拓展1.拓展资源：

（1）实验器材：信号发生器、示波器、调幅/调频收音机套件、可变电容器、二极管检波模块、示教板（含调谐电路与检波电路实物连接）。

（2）技术原理：调幅（AM）与调频（FM）的波形特征对比图（参考课本P125图5-5-2）；调制深度对信号质量的影响分析（关联课本P126调制公式）；调谐电路选频原理（延伸课本P126\(f=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\)公式应用）。

（3）行业应用：对讲机工作流程图解（对应课本P128习题2）；广播电台发射系统简化模型（强化课本P125发射环节）；手机通信中的调制技术演变（衔接课本P127解调概念）。

2.拓展建议：

（1）知识深化：绘制电磁波发射与接收全流程对比图（标注课本P125-127核心环节）；对比AM/FM抗干扰能力差异（结合课本P126调频优势说明）；分析检波二极管在解调中的关键作用（关联课本P127检波原理）。

（2）技能提升：使用Multisim软件仿真课本P125图5-5-3调幅发射电路，调整载波频率观察波形变化；用示波器实测收音机检波前后的信号（验证课本P127解调过程）；组装简易调谐电路测试不同电台接收效果（实践课本P126调谐原理）。

（3）职业衔接：拆解废旧收音机识别调谐电容、检波二极管等元件（对应课本P127实物图）；设计校园广播发射方案草图（应用课本P128实践与拓展任务）；分析通信设备中调制技术选型依据（深化课本P125调制目的理解）。板书设计①发射原理核心要点

-调制：将低频音频信号加载到高频载波上

-载波：高频电磁波（课本P125定义）

-调幅（AM）：载波振幅随音频信号变化（课本P125图5-5-2）

-调频（FM）：载波频率随音频信号变化（课本P126说明）

-关键技术：调制器、发射天线（课本P125流程图）

②接收原理核心要点

-调谐：通过LC电路选择特定频率电磁波（课本P126公式\(f=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\)）

-检波：从已调波中还原音频信号（课本P127定义）

-核心元件：调谐电容、检波二极管（课本P127实物图）

-接收流程：选频→检波→放大→发声（课本P128流程图）

③调制与解调对比

-调制：发射端，信号加载（课本P125）

-解调：接收端，信号还原（课本P127）

-逆过程：调制与解调互为逆操作（课本P127强调）

-目的：实现信号有效传输与还原（课本P125-127总结）教学评价1.课堂评价：通过课堂提问（如调制原理、调谐公式应用）观察学生理解深度，记录实验操作中Multisim仿真的参数设置准确性及故障排查能力。巡视小组讨论时关注学生对检波二极管作用、调频抗干扰优势等核心概念的表述，即时纠正偏差。随堂测试采用课本P128习题1-3题，重点评估调制方式识别与波形分析能力，对错误率高的知识点（如调制深度计算）进行二次讲解。

2.作业评价：批改课本P129“实践与拓展”校园广播发射方案草图，重点审核调制技术选型依据（AM/FM选择理由）、发射功率计算（关联课本P125载波功率概念）及天线设计参数。对方案可行性不足的学生，建议参考课本P126调谐电路案例优化设计；对优秀作业标注“能结合课本P127解调原理优化信号还原路径”，鼓励其进一步探究5G调制技术（延伸课本P127解调概念）。典型例题讲解1.**例题1**：简述调幅（AM）与调频（FM）信号的区别，并说明课本P125图5-5-2中波形差异的原因。

**答案**：AM信号振幅随音频信号变化，FM信号频率随音频信号变化。图中AM波形包络与音频信号一致，FM波形疏密程度随音频信号变化。

2.**例题2**：某收音机调谐电路中，可变电容C=200pF，电感L=0.2mH，求接收的电台频率（用课本P126公式计算）。

**答案**：\(f=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}=\frac{1}{2\pi\sqrt{0.2\times10^{-3}\times200\times10^{-12}}}\approx796\text{kHz}\)。

3.**例题3**：根据课本P127检波原理，分析若收音机检波二极管正负极接反，会出现什么现象？

**答案**：二极管单向导