步步為贏14《叫三聲夸克》導學案

【步步為贏】14《叫三聲夸克》導學案一、學習目標、重點、難點（一）學習目標：1.了解物質結構的基本構成，了解人們對物質結構的認識過程，知道所謂夸克是什么樣的物質結構。2.學習發(fā)現問題、不斷探索、敢于創(chuàng)新、大膽想像的科學精神。3.學習分類說明、比喻、舉例等多種說明方法的運用。（二）學習難點、重點：學習分類說明、比喻、舉例等多種說明方法的運用。二、知識概覽圖三、新課導引我國古代哲學家莊子提出“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”這個命題，他認為世界上任何事物都具有無限分割的可能性。那么事實果真如此嗎?現代科學家對事物的結構做了深入的探討和研究，那他們發(fā)現了什么呢?四、教材精華有一種禮品盒，看上去只是一個盒子，不知道里面是空的，還是裝了什么東西。打開來看看，里面又是一個盒子。好奇心驅使，再打開這個盒子，里面仍然是一個盒子……總之，盒子里裝盒子，不知道最里面的盒子里面到底是什么?！径挝觥恳远Y品盒為例，引起讀者思考——最里面的盒子里面到底是什么?【品味】以禮品盒為喻，引出說明的話題。物理學家在研究物質結構的時候，也遇到了一個類似的問題：最里面是什么?(①這句中“類似的問題”指什么?“最里面是什么”一句有什么作用?)【段析】由禮品盒引出說明的話題——最里面是什么？第一部分：以禮品盒為例引出說明的話題【品味】“最里面是什么？”總領全文。世界上的物質千千萬，石頭、鐵、空氣、水……形態(tài)不同，性質各異，但有一點是相同的，最小單位都是原子。鐵的最小單位是鐵原子，氫的最小單位是氫原子；水的最小單位是水分子，不過，水分子是由兩個氫原子和一個氧原子組成的?！径挝觥颗e例說明世界上的物質組成單位。世界上的物質千千萬，分到最小的單位，分到原子這一步就算到頭了。自古以來都認為原子是不可再分的了?！径挝觥孔怨乓詠硪话阏J為原子是最小的單位?！酒肺丁窟@一句說明原子是不可分割的認識要深蒂固。到了19世紀末，X射線的發(fā)現促使人們思考，是不是盒子里還有一個盒子?(②這一問句有何作用?)果然，進入20世紀以后，人們發(fā)現原子不是最小單位，在原子內部，外圍是電子，中心是原子核。原子的質量幾乎全部集中在原子核。(③這一句中的“幾乎”一詞可以去掉嗎?為什么?)原子核本身卻十分微小，大約10萬個原子核排成一條直線才相當于一個原子的直徑?！径挝觥侩S著科學技術的發(fā)展。人們發(fā)現原子核較原子更微小。好奇心驅使科學家進一步研究原子核的結構，發(fā)現原子核是由質子和中子組成的。人們產生了一個新的看法：原子是由電子、質子和中子等基本粒子構成的。把這些粒子叫做“基本粒子”，好像是說原子這個盒子里，也就是這些東西了?！径挝觥客ㄟ^進一步研究原子核的結構，明確“基本粒子”組成原子?！酒肺丁俊昂孟瘛辈皇潜扔髟~，是表示想像、推測。反映了人們對物質結構的復雜性有了比較深入的認識?！坝钪婢€”即宇宙射線。宇宙線是指宇宙空間輻射到地球上的射線，能量極大，穿透力比X射線強?？墒牵髞砜茖W家在宇宙線中發(fā)現了一些新的粒子，在實驗室里，在加速器中發(fā)現了更多的粒子，基本粒子的數量猛增到300多種，據最新報道說，已經達到了700多種。【段析】科學家在宇宙線中發(fā)現了新的“基本粒子”，“基本粒子”的種類增多了。物理學家分別為這些微小的粒子取了名字：光子、介子、中微子、用字母命名的K子以及什么什么子……還測定了它們的質量是多少，帶有什么樣的電荷，如何自旋(左旋還是右旋)，壽命多長，就像調查戶口似的，記入了檔案，再加以分析?！径挝觥课锢韺W家測定了各種新發(fā)現的粒子。經過分析，發(fā)現大多數基本粒子是不穩(wěn)定的，壽命很短，很容易轉化為其他基本粒子。這些基本粒子的質量大小差別很大，可以根據質量的大小來分類。還有另一種分類方法，它把基本粒子分為兩類，一類是輕子，另一類是強子?！径挝觥拷榻B了區(qū)別“基本粒子”的方法。電子和中微子屬于輕子，輕子的數量比較少；絕大多數的基本粒子都屬于強子，其中包括質子和中子。面對數量如此之多的強子，科學家們又在思考了：還有比質子和中子更小的結構嗎?【段析】強子的結構引發(fā)科學家們的新思考——還有比質子和中子更小的結構嗎?【品味】這個設問句引出了文章要重點說明的對象。這又是一個“盒子里還有盒子嗎”一類的問題，科學家從實驗里已經感覺到，強子內部有結構。(④怎樣理解這個句子的含義?這句話在文中有什么作用?)這好比拿起盒子搖一搖，聽到響動，可以初步判定盒子里有東西?！径挝觥靠茖W家感覺到強子內部有結構?！酒肺丁亢魬昂凶永镞€有一個盒子”，同時說明這僅是一種科學的想像，有待證明。這時候，科學家充分發(fā)揮了想像力。美國科學家蓋耳曼提出了一個“夸克模型”，說是所有的強子都是由3種夸克構成的?！径挝觥棵绹茖W家提出“夸克模型”。夸克是譯音，意思是海鳥的叫聲。因為在長詩《芬尼根之覺醒》中有一句話：“向麥克老人三呼夸克。”蓋耳曼把夸克借用過來，無非是一語雙關，說明每一個強子都有3種夸克。(⑤“一語雙關”中的“一語“指什么？“雙關”指什么？）【段析】具體解釋“夸克”名字的由來及原因想像固然浪漫，蓋耳曼提出夸克模型卻是經過理論分析的，而且分析得很有道理。慢慢地，蓋耳曼的理論被大多數人接受了。這等于承認了盒子里有東西?！径挝觥俊翱淇四Ｐ汀辈粌H是想像而且有理論，因此這一理論正在為大多數人接受。知道了有夸克這種物質，那就得把它找出來。要把想像中的夸克變成真實的夸克并不容易，找了20年，也沒發(fā)現夸克的蹤跡。人們有點泄氣了。沒想到1976年，旅美華人科學家丁肇中發(fā)現了J粒子。J粒子的J與中文的丁字非常相似，這也是給這種新粒子命名的妙處。新粒子的發(fā)現，引起種種猜測，J粒子是不是第四種夸克?這一發(fā)現，又喚起了尋找夸克的熱情?！径挝觥縅粒子的發(fā)現引發(fā)尋找夸克的熱情?！酒肺丁俊半p喚起……熱情”一句照應“有點泄氣”一句，表現了科學家不倦的探索精神。1976年以后，對夸克又有了新的認識，說夸克不止3種，還有第四、第五、第六種，理論更深入更復雜?！径挝觥咳藗儗淇擞辛诵碌恼J識。這時又有了一種說法：為什么夸克不能脫離其他粒子而獨立存在呢?這真是怪事，仿佛士兵犯了錯誤被禁閉而失去了自由，難道就沒有一個自由夸克嗎?還有人說，物質的最小結構也許就到此為止了。盒子里裝盒子，發(fā)現的盒子已不少了，按順序是原子——原子核——強子——夸克。【段析】有人提出物質的最小結構的順序。在研究夸克的時候，發(fā)現夸克與3這個數字特別有緣，3呼夸克，3種夸克；夸克的種類多了以后，夸克又可以分成3個組，人們把這種組叫做“代”，也就是夸克有3代?！径挝觥靠淇朔N類增多，可以分為三代。【品味】發(fā)現夸克的過程，表現了科學工作者層層深入地探索物質超微粒子的過程?？墒牵淇说牡谌镞€缺一個夸克，科學家假設它叫頂夸克。1994年4月6日，在費米實驗室，終于發(fā)現了頂夸克的存在?！径挝觥堪l(fā)現頂夸克的存在。在費米實驗室，有一個加速器，地下的環(huán)形隧道長達6．4千米。在長達8年的時間里，先后有900名科學家在這里工作，終于找到了頂夸克。這一發(fā)現，證實了夸克是存在的，證實了頂夸克是第二代。(⑥本段中一連串數據有什么作用?)【段析】科學工作者歷盡艱辛證實了頂夸克的存在。第二部分：說明物理學家在不同階段對物質結構的研究和認識。新的發(fā)現，帶來了新的希望，也帶來了新的問題：【段析】三個“新”總結上文，開啟下文?！酒肺丁孔⒁馊齻€“新”的含義?！?”字有什么意義?【段析】提出疑問：“3”為什么只證實了頂夸克的存在?【段析】提出疑問：為什么只證實了頂夸克的存在?而最基本的問題仍然是：物質的最小結構就是夸克嗎?【段析】提出疑問：物質的最小結構就是夸克嗎？【品味】用四個疑問句，提出物質結構研究的新問題。盒子里還有盒子嗎?(⑦說說“盒子”這個比喻在說明內容和組織結構兩方面的作用。⑧課文是以什么順序安排組織材料的?⑨課文中最主要的說明方法是什么?除此之外還運用了哪些說明方法?)【段析】提出疑問：盒子里還育盒子嗎?第三部分：用四個疑問句，提出物質結構研究的新問題。答案速查：①“類似的問題”是指“構成物質的最小結構究竟是什么”這樣的問題。“最里面是什么”一句總結了全文，是全文展開的線索。②這是一個設問句，發(fā)人深省，能吸引讀者的注意，說明原子不是最小的單位，它是由電子和原子核組成的。③不能去掉。句子中用“幾乎”，表意更準確嚴謹，意思是說原子核的質量接近于原子質量的全部，但并非全部；雖然電子只占十分微小的質量，但并非沒有。④這是一個形象的說法，意思是科學家從實驗里已經感覺到，強子內部有結構。但這僅僅是“感覺”，是科學家根據實驗產生的一種想像。這句話呼應了“盒子里還有一個盒子”，同時說明這還只是一種科學的想像和推測，有待證明。⑤“一語”指“三呼夸克”；“雙關”既指海鳥向麥克老人三呼夸克，又指每一個強子都有3種夸克。⑥說明科學研究是基礎研究，十分艱難。如：要證實頂夸克的存在，900名科學家耗時8年進行了艱苦的研究；加速器的地下環(huán)形隧道有6．4千米長，可見其巨大，說明需要巨大投資以及許多重型裝備。⑦文章開頭從一個禮品盒的比喻入題，使讀者對文章內容的理解更為輕松容易。文章的結構也以這一比喻為依托來安排。開頭由此入題，結尾仍然緊扣它收筆，中間每一部分內容的引出都以這個比喻作為過渡，使文章層次分明，結構嚴謹。⑧作者按照時間順序和邏輯順序由淺入深地說明物理學家在不同階段對物質結構的研究和認識。依次為：原子——原子核——強子——夸克。文章重點介紹夸克這種超微粒子發(fā)現的過程。這部分的內容，是按由假想到證明的邏輯順序來寫的。⑨本文最主要的說明方法是分類說明，只有恰當運用分類說明才能把有關內容說清楚。此外，本文還綜合運用了打比方、舉例子等說明方法。五、課堂檢測動車組大揭秘①中國鐵路從正式實施第6次大面積提速以來，一個本來鮮為人知的名詞——“動車組”就逐漸成為一個家喻戶曉的新名詞。每當我們出門坐火車時，都會遇見帶“D”字頭的列車飛速駛過。這種高速行駛的列車就是動車組。②俗話說，“火車跑得快，全靠車頭帶”。列車行駛全靠前面的車頭來拉動，不管是已經退出歷史舞臺的蒸汽機車，還是現在的內燃機車、電氣機車，無一例外。傳統列車是由帶動力的車頭和沒有動力的(客)貨車組成的，一個車頭可以拉動十幾節(jié)，甚至幾十節(jié)車廂。③但是，隨著鐵路運輸的現代化，列車的速度已越來越快，從每小時100千米，提高到200千米，甚至300千米以上。傳統列車的這種牽行方式已經不能適應它的高速化，于是一種新穎的動車組的編成方式便應運而生。④動車組與眾不同，它不光是車頭帶有動力，車尾也有動力，甚至中間的車廂也有動力。這些帶動力的車廂不僅“自己會跑”，還能牽行其他沒有動力的車廂，使列車行駛的速度大大提高。在這里，帶動力的車廂叫“動車”，不帶動力的車廂叫“拖車”。由幾節(jié)帶動力的車廂和幾節(jié)不帶動力的車廂編組而成的列車，就叫動車組。在動車組中，不僅拖車可以載客，而且動車也可以載客，不像傳統列車那樣，只有拖車才能載客。⑤現在，動車組已成為高速鐵路運輸旅客的主力軍，備受世界各國的青睞。⑥中國動車組家族成員龐大，時速200千米以上的“和諧號”動車組是這次鐵路大提速的亮點?！昂椭C號”動車組共有4個型號，分別為CRHl、CRH2、CRH3和CRH5。CRH是ChinaRailwayHighSpeed的縮寫，意思是中國高速鐵路。⑦行駛在廣深線上的CRHl動車組，車頭呈梯形，車廂非常寬敞。普通列車的寬度是3．14米，而它的寬度是3．3l米。它由8節(jié)車廂組成，1號和8號車廂為一等車廂，每節(jié)車廂可乘坐72人，座位按“2+2”分布，即左右各有兩個座位。5號車廂為餐車，設有吧臺，因此又稱“酒吧車廂”，車廂內有冰箱、烤箱、微波爐、電磁爐、電開水爐等設備。其余5節(jié)車廂為二等車廂，每節(jié)車廂可乘坐102人，座位按“3+2”分布。座位上方裝有閱讀燈，旅客可以用來看書讀報但不會影響旁邊旅客的休息。車上確13個廁所，一等車廂設坐廁，在坐便器上方有一塊小平板，可供母親給嬰兒換尿布。二等車廂設蹲廁。在5號車廂內還專門設供殘疾人使用的廁所，它比一般廁所寬敞，可放置輪椅等器具；廁所內有緊急呼叫按鈕。全車的廁所采用集便器，不再像以往將糞便直接排在車外，對環(huán)境造成污染。車上的每節(jié)車廂還設置大件行李存放處，以方便旅客放置大件行李。⑧其他型號的動車組分別是行駛在北京以南的CRH2，首尾兩節(jié)車頭呈“子彈頭”形狀，與CRHl的外形稍有不同。行駛在京津線上的CRH3，是我國高速列車中速度最快的動車組，設計時速在300千米以上。它是目前最先進的動車組之一，車行平穩(wěn)，乘客感覺舒適。CRH5動車組車頭呈大流線型，車體為圓滑鼓型，主要在秦沈線上行駛。⑨除了上述這些動車組外，我國還自行設計制造了多種動車組，如“先鋒號”“中華之星”“中原之星”“神州號”“藍箭號”等等。⑩總之，動車是21世紀交通運輸的“新寵兒”，是城市和市郊鐵路實現小編組、大密度的高效運輸工具。它具有安全性能好、運量大、往返不需要掉車頭、污染小、節(jié)能、自帶動力等優(yōu)點，是一種靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適的交通工具。鑒賞要點：選文和課文都是科普說明文。課文借用一個詩句簡要說明了物理學家對物質結構研究不斷深入的過程，選文則向人們介紹了鮮為人知的動車組、我國動車組家族成員及動車組的優(yōu)點。選文語言平實，說明方法多樣，介紹到位，令人耳目一新。問題探究1.通讀全文，請用簡潔的語言概括本文的主要內容