步步為贏14《叫三聲夸克》導(dǎo)學(xué)案

【步步為贏】14《叫三聲夸克》導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成，了解人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，知道所謂夸克是什么樣的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。2.學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、不斷探索、敢于創(chuàng)新、大膽想像的科學(xué)精神。3.學(xué)習(xí)分類說(shuō)明、比喻、舉例等多種說(shuō)明方法的運(yùn)用。（二）學(xué)習(xí)難點(diǎn)、重點(diǎn)：學(xué)習(xí)分類說(shuō)明、比喻、舉例等多種說(shuō)明方法的運(yùn)用。二、知識(shí)概覽圖三、新課導(dǎo)引我國(guó)古代哲學(xué)家莊子提出“一尺之棰，日取其半，萬(wàn)世不竭”這個(gè)命題，他認(rèn)為世界上任何事物都具有無(wú)限分割的可能性。那么事實(shí)果真如此嗎?現(xiàn)代科學(xué)家對(duì)事物的結(jié)構(gòu)做了深入的探討和研究，那他們發(fā)現(xiàn)了什么呢?四、教材精華有一種禮品盒，看上去只是一個(gè)盒子，不知道里面是空的，還是裝了什么東西。打開(kāi)來(lái)看看，里面又是一個(gè)盒子。好奇心驅(qū)使，再打開(kāi)這個(gè)盒子，里面仍然是一個(gè)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。【段析】以禮品盒為例，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(shuō)明的話題。物理學(xué)家在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，也遇到了一個(gè)類似的問(wèn)題：最里面是什么?(①這句中“類似的問(wèn)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(shuō)明的話題——最里面是什么？第一部分：以禮品盒為例引出說(shuō)明的話題【品味】“最里面是什么？”總領(lǐng)全文。世界上的物質(zhì)千千萬(wàn)，石頭、鐵、空氣、水……形態(tài)不同，性質(zhì)各異，但有一點(diǎn)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(guò)，水分子是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子組成的?！径挝觥颗e例說(shuō)明世界上的物質(zhì)組成單位。世界上的物質(zhì)千千萬(wàn)，分到最小的單位，分到原子這一步就算到頭了。自古以來(lái)都認(rèn)為原子是不可再分的了?！径挝觥孔怨乓詠?lái)一般認(rèn)為原子是最小的單位?！酒肺丁窟@一句說(shuō)明原子是不可分割的認(rèn)識(shí)要深蒂固。到了19世紀(jì)末，X射線的發(fā)現(xiàn)促使人們思考，是不是盒子里還有一個(gè)盒子?(②這一問(wèn)句有何作用?)果然，進(jìn)入20世紀(jì)以后，人們發(fā)現(xiàn)原子不是最小單位，在原子內(nèi)部，外圍是電子，中心是原子核。原子的質(zhì)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(wàn)個(gè)原子核排成一條直線才相當(dāng)于一個(gè)原子的直徑?！径挝觥侩S著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn)原子核較原子更微小。好奇心驅(qū)使科學(xué)家進(jìn)一步研究原子核的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子組成的。人們產(chǎn)生了一個(gè)新的看法：原子是由電子、質(zhì)子和中子等基本粒子構(gòu)成的。把這些粒子叫做“基本粒子”，好像是說(shuō)原子這個(gè)盒子里，也就是這些東西了?！径挝觥客ㄟ^(guò)進(jìn)一步研究原子核的結(jié)構(gòu)，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(cè)。反映了人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性有了比較深入的認(rèn)識(shí)?！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(qiáng)?？墒?，后來(lái)科學(xué)家在宇宙線中發(fā)現(xiàn)了一些新的粒子，在實(shí)驗(yàn)室里，在加速器中發(fā)現(xiàn)了更多的粒子，基本粒子的數(shù)量猛增到300多種，據(jù)最新報(bào)道說(shuō)，已經(jīng)達(dá)到了700多種?！径挝觥靠茖W(xué)家在宇宙線中發(fā)現(xiàn)了新的“基本粒子”，“基本粒子”的種類增多了。物理學(xué)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(cè)定了它們的質(zhì)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(zhǎng)，就像調(diào)查戶口似的，記入了檔案，再加以分析。【段析】物理學(xué)家測(cè)定了各種新發(fā)現(xiàn)的粒子。經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)基本粒子是不穩(wěn)定的，壽命很短，很容易轉(zhuǎn)化為其他基本粒子。這些基本粒子的質(zhì)量大小差別很大，可以根據(jù)質(zhì)量的大小來(lái)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(qiáng)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(shù)量比較少；絕大多數(shù)的基本粒子都屬于強(qiáng)子，其中包括質(zhì)子和中子。面對(duì)數(shù)量如此之多的強(qiáng)子，科學(xué)家們又在思考了：還有比質(zhì)子和中子更小的結(jié)構(gòu)嗎?【段析】強(qiáng)子的結(jié)構(gòu)引發(fā)科學(xué)家們的新思考——還有比質(zhì)子和中子更小的結(jié)構(gòu)嗎?【品味】這個(gè)設(shè)問(wèn)句引出了文章要重點(diǎn)說(shuō)明的對(duì)象。這又是一個(gè)“盒子里還有盒子嗎”一類的問(wèn)題，科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)里已經(jīng)感覺(jué)到，強(qiáng)子內(nèi)部有結(jié)構(gòu)。(④怎樣理解這個(gè)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(tīng)到響動(dòng)，可以初步判定盒子里有東西?！径挝觥靠茖W(xué)家感覺(jué)到強(qiáng)子內(nèi)部有結(jié)構(gòu)。【品味】呼應(yīng)“盒子里還有一個(gè)盒子”，同時(shí)說(shuō)明這僅是一種科學(xué)的想像，有待證明。這時(shí)候，科學(xué)家充分發(fā)揮了想像力。美國(guó)科學(xué)家蓋耳曼提出了一個(gè)“夸克模型”，說(shuō)是所有的強(qiáng)子都是由3種夸克構(gòu)成的?！径挝觥棵绹?guó)科學(xué)家提出“夸克模型”?？淇耸亲g音，意思是海鳥(niǎo)的叫聲。因?yàn)樵陂L(zhǎng)詩(shī)《芬尼根之覺(jué)醒》中有一句話：“向麥克老人三呼夸克。”蓋耳曼把夸克借用過(guò)來(lái)，無(wú)非是一語(yǔ)雙關(guān)，說(shuō)明每一個(gè)強(qiáng)子都有3種夸克。(⑤“一語(yǔ)雙關(guān)”中的“一語(yǔ)“指什么？“雙關(guān)”指什么？）【段析】具體解釋“夸克”名字的由來(lái)及原因想像固然浪漫，蓋耳曼提出夸克模型卻是經(jīng)過(guò)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(shù)人接受了。這等于承認(rèn)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(shù)人接受。知道了有夸克這種物質(zhì)，那就得把它找出來(lái)。要把想像中的夸克變成真實(shí)的夸克并不容易，找了20年，也沒(méi)發(fā)現(xiàn)夸克的蹤跡。人們有點(diǎn)泄氣了。沒(méi)想到1976年，旅美華人科學(xué)家丁肇中發(fā)現(xiàn)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(xiàn)，引起種種猜測(cè)，J粒子是不是第四種夸克?這一發(fā)現(xiàn)，又喚起了尋找夸克的熱情?！径挝觥縅粒子的發(fā)現(xiàn)引發(fā)尋找夸克的熱情?！酒肺丁俊半p喚起……熱情”一句照應(yīng)“有點(diǎn)泄氣”一句，表現(xiàn)了科學(xué)家不倦的探索精神。1976年以后，對(duì)夸克又有了新的認(rèn)識(shí)，說(shuō)夸克不止3種，還有第四、第五、第六種，理論更深入更復(fù)雜。【段析】人們對(duì)夸克有了新的認(rèn)識(shí)。這時(shí)又有了一種說(shuō)法：為什么夸克不能脫離其他粒子而獨(dú)立存在呢?這真是怪事，仿佛士兵犯了錯(cuò)誤被禁閉而失去了自由，難道就沒(méi)有一個(gè)自由夸克嗎?還有人說(shuō)，物質(zhì)的最小結(jié)構(gòu)也許就到此為止了。盒子里裝盒子，發(fā)現(xiàn)的盒子已不少了，按順序是原子——原子核——強(qiáng)子——夸克?！径挝觥坑腥颂岢鑫镔|(zhì)的最小結(jié)構(gòu)的順序。在研究夸克的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)夸克與3這個(gè)數(shù)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(gè)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?！酒肺丁堪l(fā)現(xiàn)夸克的過(guò)程，表現(xiàn)了科學(xué)工作者層層深入地探索物質(zhì)超微粒子的過(guò)程?？墒?，夸克的第三代里還缺一個(gè)夸克，科學(xué)家假設(shè)它叫頂夸克。1994年4月6日，在費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室，終于發(fā)現(xiàn)了頂夸克的存在?！径挝觥堪l(fā)現(xiàn)頂夸克的存在。在費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室，有一個(gè)加速器，地下的環(huán)形隧道長(zhǎng)達(dá)6．4千米。在長(zhǎng)達(dá)8年的時(shí)間里，先后有900名科學(xué)家在這里工作，終于找到了頂夸克。這一發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了夸克是存在的，證實(shí)了頂夸克是第二代。(⑥本段中一連串?dāng)?shù)據(jù)有什么作用?)【段析】科學(xué)工作者歷盡艱辛證實(shí)了頂夸克的存在。第二部分：說(shuō)明物理學(xué)家在不同階段對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究和認(rèn)識(shí)。新的發(fā)現(xiàn)，帶來(lái)了新的希望，也帶來(lái)了新的問(wèn)題：【段析】三個(gè)“新”總結(jié)上文，開(kāi)啟下文?！酒肺丁孔⒁馊齻€(gè)“新”的含義。“3”字有什么意義?【段析】提出疑問(wèn)：“3”為什么只證實(shí)了頂夸克的存在?【段析】提出疑問(wèn)：為什么只證實(shí)了頂夸克的存在?而最基本的問(wèn)題仍然是：物質(zhì)的最小結(jié)構(gòu)就是夸克嗎?【段析】提出疑問(wèn)：物質(zhì)的最小結(jié)構(gòu)就是夸克嗎？【品味】用四個(gè)疑問(wèn)句，提出物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的新問(wèn)題。盒子里還有盒子嗎?(⑦說(shuō)說(shuō)“盒子”這個(gè)比喻在說(shuō)明內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)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(shuō)明方法是什么?除此之外還運(yùn)用了哪些說(shuō)明方法?)【段析】提出疑問(wèn)：盒子里還育盒子嗎?第三部分：用四個(gè)疑問(wèn)句，提出物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的新問(wèn)題。答案速查：①“類似的問(wèn)題”是指“構(gòu)成物質(zhì)的最小結(jié)構(gòu)究竟是什么”這樣的問(wèn)題。“最里面是什么”一句總結(jié)了全文，是全文展開(kāi)的線索。②這是一個(gè)設(shè)問(wèn)句，發(fā)人深省，能吸引讀者的注意，說(shuō)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(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)，意思是說(shuō)原子核的質(zhì)量接近于原子質(zhì)量的全部，但并非全部；雖然電子只占十分微小的質(zhì)量，但并非沒(méi)有。④這是一個(gè)形象的說(shuō)法，意思是科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)里已經(jīng)感覺(jué)到，強(qiáng)子內(nèi)部有結(jié)構(gòu)。但這僅僅是“感覺(jué)”，是科學(xué)家根據(jù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的一種想像。這句話呼應(yīng)了“盒子里還有一個(gè)盒子”，同時(shí)說(shuō)明這還只是一種科學(xué)的想像和推測(cè)，有待證明。⑤“一語(yǔ)”指“三呼夸克”；“雙關(guān)”既指海鳥(niǎo)向麥克老人三呼夸克，又指每一個(gè)強(qiáng)子都有3種夸克。⑥說(shuō)明科學(xué)研究是基礎(chǔ)研究，十分艱難。如：要證實(shí)頂夸克的存在，900名科學(xué)家耗時(shí)8年進(jìn)行了艱苦的研究；加速器的地下環(huán)形隧道有6．4千米長(zhǎng)，可見(jiàn)其巨大，說(shuō)明需要巨大投資以及許多重型裝備。⑦文章開(kāi)頭從一個(gè)禮品盒的比喻入題，使讀者對(duì)文章內(nèi)容的理解更為輕松容易。文章的結(jié)構(gòu)也以這一比喻為依托來(lái)安排。開(kāi)頭由此入題，結(jié)尾仍然緊扣它收筆，中間每一部分內(nèi)容的引出都以這個(gè)比喻作為過(guò)渡，使文章層次分明，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。⑧作者按照時(shí)間順序和邏輯順序由淺入深地說(shuō)明物理學(xué)家在不同階段對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究和認(rèn)識(shí)。依次為：原子——原子核——強(qiáng)子——夸克。文章重點(diǎn)介紹夸克這種超微粒子發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。這部分的內(nèi)容，是按由假想到證明的邏輯順序來(lái)寫(xiě)的。⑨本文最主要的說(shuō)明方法是分類說(shuō)明，只有恰當(dāng)運(yùn)用分類說(shuō)明才能把有關(guān)內(nèi)容說(shuō)清楚。此外，本文還綜合運(yùn)用了打比方、舉例子等說(shuō)明方法。五、課堂檢測(cè)動(dòng)車組大揭秘①中國(guó)鐵路從正式實(shí)施第6次大面積提速以來(lái)，一個(gè)本來(lái)鮮為人知的名詞——“動(dòng)車組”就逐漸成為一個(gè)家喻戶曉的新名詞。每當(dāng)我們出門(mén)坐火車時(shí)，都會(huì)遇見(jiàn)帶“D”字頭的列車飛速駛過(guò)。這種高速行駛的列車就是動(dòng)車組。②俗話說(shuō)，“火車跑得快，全靠車頭帶”。列車行駛?cè)壳懊娴能囶^來(lái)拉動(dòng)，不管是已經(jīng)退出歷史舞臺(tái)的蒸汽機(jī)車，還是現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)車、電氣機(jī)車，無(wú)一例外。傳統(tǒng)列車是由帶動(dòng)力的車頭和沒(méi)有動(dòng)力的(客)貨車組成的，一個(gè)車頭可以拉動(dòng)十幾節(jié)，甚至幾十節(jié)車廂。③但是，隨著鐵路運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代化，列車的速度已越來(lái)越快，從每小時(shí)100千米，提高到200千米，甚至300千米以上。傳統(tǒng)列車的這種牽行方式已經(jīng)不能適應(yīng)它的高速化，于是一種新穎的動(dòng)車組的編成方式便應(yīng)運(yùn)而生。④動(dòng)車組與眾不同，它不光是車頭帶有動(dòng)力，車尾也有動(dòng)力，甚至中間的車廂也有動(dòng)力。這些帶動(dòng)力的車廂不僅“自己會(huì)跑”，還能牽行其他沒(méi)有動(dòng)力的車廂，使列車行駛的速度大大提高。在這里，帶動(dòng)力的車廂叫“動(dòng)車”，不帶動(dòng)力的車廂叫“拖車”。由幾節(jié)帶動(dòng)力的車廂和幾節(jié)不帶動(dòng)力的車廂編組而成的列車，就叫動(dòng)車組。在動(dòng)車組中，不僅拖車可以載客，而且動(dòng)車也可以載客，不像傳統(tǒng)列車那樣，只有拖車才能載客。⑤現(xiàn)在，動(dòng)車組已成為高速鐵路運(yùn)輸旅客的主力軍，備受世界各國(guó)的青睞。⑥中國(guó)動(dòng)車組家族成員龐大，時(shí)速200千米以上的“和諧號(hào)”動(dòng)車組是這次鐵路大提速的亮點(diǎn)?！昂椭C號(hào)”動(dòng)車組共有4個(gè)型號(hào)，分別為CRHl、CRH2、CRH3和CRH5。CRH是ChinaRailwayHighSpeed的縮寫(xiě)，意思是中國(guó)高速鐵路。⑦行駛在廣深線上的CRHl動(dòng)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(hào)和8號(hào)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(gè)座位。5號(hào)車廂為餐車，設(shè)有吧臺(tái)，因此又稱“酒吧車廂”，車廂內(nèi)有冰箱、烤箱、微波爐、電磁爐、電開(kāi)水爐等設(shè)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(lái)看書(shū)讀報(bào)但不會(huì)影響旁邊旅客的休息。車上確13個(gè)廁所，一等車廂設(shè)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(shè)蹲廁。在5號(hào)車廂內(nèi)還專門(mén)設(shè)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(nèi)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(duì)環(huán)境造成污染。車上的每節(jié)車廂還設(shè)置大件行李存放處，以方便旅客放置大件行李。⑧其他型號(hào)的動(dòng)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(guó)高速列車中速度最快的動(dòng)車組，設(shè)計(jì)時(shí)速在300千米以上。它是目前最先進(jìn)的動(dòng)車組之一，車行平穩(wěn)，乘客感覺(jué)舒適。CRH5動(dòng)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(dòng)車組外，我國(guó)還自行設(shè)計(jì)制造了多種動(dòng)車組，如“先鋒號(hào)”“中華之星”“中原之星”“神州號(hào)”“藍(lán)箭號(hào)”等等。⑩總之，動(dòng)車是21世紀(jì)交通運(yùn)輸?shù)摹靶聦檭骸?，是城市和市郊鐵路實(shí)現(xiàn)小編組、大密度的高效運(yùn)輸工具。它具有安全性能好、運(yùn)量大、往返不需要掉車頭、污染小、節(jié)能、自帶動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)，是一種靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適的交通工具。鑒賞要點(diǎn)：選文和課文都是科普說(shuō)明文。課文借用一個(gè)詩(shī)句簡(jiǎn)要說(shuō)明了物理學(xué)家對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究不斷深入的過(guò)程，選文則向人們介紹了鮮為人知的動(dòng)車組、我國(guó)動(dòng)車組家族成員及動(dòng)車組的優(yōu)點(diǎn)。選文語(yǔ)言平實(shí)，說(shuō)明方法多樣，介紹到位，令人耳目一新。問(wèn)題探究1.通讀全文，請(qǐng)用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言概括本文的主要內(nèi)容