步步为赢14《叫三声夸克》导学案

【步步为赢】14《叫三声夸克》导学案一、学习目标、重点、难点（一）学习目标：1.了解物质结构的基本构成，了解人们对物质结构的认识过程，知道所谓夸克是什么样的物质结构。2.学习发现问题、不断探索、敢于创新、大胆想像的科学精神。3.学习分类说明、比喻、举例等多种说明方法的运用。（二）学习难点、重点：学习分类说明、比喻、举例等多种说明方法的运用。二、知识概览图三、新课导引我国古代哲学家庄子提出“一尺之棰，日取其半，万世不竭”这个命题，他认为世界上任何事物都具有无限分割的可能性。那么事实果真如此吗?现代科学家对事物的结构做了深入的探讨和研究，那他们发现了什么呢?四、教材精华有一种礼品盒，看上去只是一个盒子，不知道里面是空的，还是装了什么东西。打开来看看，里面又是一个盒子。好奇心驱使，再打开这个盒子，里面仍然是一个盒子……总之，盒子里装盒子，不知道最里面的盒子里面到底是什么。【段析】以礼品盒为例，引起读者思考——最里面的盒子里面到底是什么?【品味】以礼品盒为喻，引出说明的话题。物理学家在研究物质结构的时候，也遇到了一个类似的问题：最里面是什么?(①这句中“类似的问题”指什么?“最里面是什么”一句有什么作用?)【段析】由礼品盒引出说明的话题——最里面是什么？第一部分：以礼品盒为例引出说明的话题【品味】“最里面是什么？”总领全文。世界上的物质千千万，石头、铁、空气、水……形态不同，性质各异，但有一点是相同的，最小单位都是原子。铁的最小单位是铁原子，氢的最小单位是氢原子；水的最小单位是水分子，不过，水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的。【段析】举例说明世界上的物质组成单位。世界上的物质千千万，分到最小的单位，分到原子这一步就算到头了。自古以来都认为原子是不可再分的了。【段析】自古以来一般认为原子是最小的单位。【品味】这一句说明原子是不可分割的认识要深蒂固。到了19世纪末，X射线的发现促使人们思考，是不是盒子里还有一个盒子?(②这一问句有何作用?)果然，进入20世纪以后，人们发现原子不是最小单位，在原子内部，外围是电子，中心是原子核。原子的质量几乎全部集中在原子核。(③这一句中的“几乎”一词可以去掉吗?为什么?)原子核本身却十分微小，大约10万个原子核排成一条直线才相当于一个原子的直径。【段析】随着科学技术的发展。人们发现原子核较原子更微小。好奇心驱使科学家进一步研究原子核的结构，发现原子核是由质子和中子组成的。人们产生了一个新的看法：原子是由电子、质子和中子等基本粒子构成的。把这些粒子叫做“基本粒子”，好像是说原子这个盒子里，也就是这些东西了。【段析】通过进一步研究原子核的结构，明确“基本粒子”组成原子。【品味】“好像”不是比喻词，是表示想像、推测。反映了人们对物质结构的复杂性有了比较深入的认识。“宇宙线”即宇宙射线。宇宙线是指宇宙空间辐射到地球上的射线，能量极大，穿透力比X射线强。可是，后来科学家在宇宙线中发现了一些新的粒子，在实验室里，在加速器中发现了更多的粒子，基本粒子的数量猛增到300多种，据最新报道说，已经达到了700多种。【段析】科学家在宇宙线中发现了新的“基本粒子”，“基本粒子”的种类增多了。物理学家分别为这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……还测定了它们的质量是多少，带有什么样的电荷，如何自旋(左旋还是右旋)，寿命多长，就像调查户口似的，记入了档案，再加以分析。【段析】物理学家测定了各种新发现的粒子。经过分析，发现大多数基本粒子是不稳定的，寿命很短，很容易转化为其他基本粒子。这些基本粒子的质量大小差别很大，可以根据质量的大小来分类。还有另一种分类方法，它把基本粒子分为两类，一类是轻子，另一类是强子。【段析】介绍了区别“基本粒子”的方法。电子和中微子属于轻子，轻子的数量比较少；绝大多数的基本粒子都属于强子，其中包括质子和中子。面对数量如此之多的强子，科学家们又在思考了：还有比质子和中子更小的结构吗?【段析】强子的结构引发科学家们的新思考——还有比质子和中子更小的结构吗?【品味】这个设问句引出了文章要重点说明的对象。这又是一个“盒子里还有盒子吗”一类的问题，科学家从实验里已经感觉到，强子内部有结构。(④怎样理解这个句子的含义?这句话在文中有什么作用?)这好比拿起盒子摇一摇，听到响动，可以初步判定盒子里有东西。【段析】科学家感觉到强子内部有结构。【品味】呼应“盒子里还有一个盒子”，同时说明这仅是一种科学的想像，有待证明。这时候，科学家充分发挥了想像力。美国科学家盖耳曼提出了一个“夸克模型”，说是所有的强子都是由3种夸克构成的。【段析】美国科学家提出“夸克模型”。夸克是译音，意思是海鸟的叫声。因为在长诗《芬尼根之觉醒》中有一句话：“向麦克老人三呼夸克。”盖耳曼把夸克借用过来，无非是一语双关，说明每一个强子都有3种夸克。(⑤“一语双关”中的“一语“指什么？“双关”指什么？）【段析】具体解释“夸克”名字的由来及原因想像固然浪漫，盖耳曼提出夸克模型却是经过理论分析的，而且分析得很有道理。慢慢地，盖耳曼的理论被大多数人接受了。这等于承认了盒子里有东西。【段析】“夸克模型”不仅是想像而且有理论，因此这一理论正在为大多数人接受。知道了有夸克这种物质，那就得把它找出来。要把想像中的夸克变成真实的夸克并不容易，找了20年，也没发现夸克的踪迹。人们有点泄气了。没想到1976年，旅美华人科学家丁肇中发现了J粒子。J粒子的J与中文的丁字非常相似，这也是给这种新粒子命名的妙处。新粒子的发现，引起种种猜测，J粒子是不是第四种夸克?这一发现，又唤起了寻找夸克的热情。【段析】J粒子的发现引发寻找夸克的热情。【品味】“双唤起……热情”一句照应“有点泄气”一句，表现了科学家不倦的探索精神。1976年以后，对夸克又有了新的认识，说夸克不止3种，还有第四、第五、第六种，理论更深入更复杂。【段析】人们对夸克有了新的认识。这时又有了一种说法：为什么夸克不能脱离其他粒子而独立存在呢?这真是怪事，仿佛士兵犯了错误被禁闭而失去了自由，难道就没有一个自由夸克吗?还有人说，物质的最小结构也许就到此为止了。盒子里装盒子，发现的盒子已不少了，按顺序是原子——原子核——强子——夸克。【段析】有人提出物质的最小结构的顺序。在研究夸克的时候，发现夸克与3这个数字特别有缘，3呼夸克，3种夸克；夸克的种类多了以后，夸克又可以分成3个组，人们把这种组叫做“代”，也就是夸克有3代。【段析】夸克种类增多，可以分为三代。【品味】发现夸克的过程，表现了科学工作者层层深入地探索物质超微粒子的过程。可是，夸克的第三代里还缺一个夸克，科学家假设它叫顶夸克。1994年4月6日，在费米实验室，终于发现了顶夸克的存在。【段析】发现顶夸克的存在。在费米实验室，有一个加速器，地下的环形隧道长达6．4千米。在长达8年的时间里，先后有900名科学家在这里工作，终于找到了顶夸克。这一发现，证实了夸克是存在的，证实了顶夸克是第二代。(⑥本段中一连串数据有什么作用?)【段析】科学工作者历尽艰辛证实了顶夸克的存在。第二部分：说明物理学家在不同阶段对物质结构的研究和认识。新的发现，带来了新的希望，也带来了新的问题：【段析】三个“新”总结上文，开启下文。【品味】注意三个“新”的含义。“3”字有什么意义?【段析】提出疑问：“3”为什么只证实了顶夸克的存在?【段析】提出疑问：为什么只证实了顶夸克的存在?而最基本的问题仍然是：物质的最小结构就是夸克吗?【段析】提出疑问：物质的最小结构就是夸克吗？【品味】用四个疑问句，提出物质结构研究的新问题。盒子里还有盒子吗?(⑦说说“盒子”这个比喻在说明内容和组织结构两方面的作用。⑧课文是以什么顺序安排组织材料的?⑨课文中最主要的说明方法是什么?除此之外还运用了哪些说明方法?)【段析】提出疑问：盒子里还育盒子吗?第三部分：用四个疑问句，提出物质结构研究的新问题。答案速查：①“类似的问题”是指“构成物质的最小结构究竟是什么”这样的问题。“最里面是什么”一句总结了全文，是全文展开的线索。②这是一个设问句，发人深省，能吸引读者的注意，说明原子不是最小的单位，它是由电子和原子核组成的。③不能去掉。句子中用“几乎”，表意更准确严谨，意思是说原子核的质量接近于原子质量的全部，但并非全部；虽然电子只占十分微小的质量，但并非没有。④这是一个形象的说法，意思是科学家从实验里已经感觉到，强子内部有结构。但这仅仅是“感觉”，是科学家根据实验产生的一种想像。这句话呼应了“盒子里还有一个盒子”，同时说明这还只是一种科学的想像和推测，有待证明。⑤“一语”指“三呼夸克”；“双关”既指海鸟向麦克老人三呼夸克，又指每一个强子都有3种夸克。⑥说明科学研究是基础研究，十分艰难。如：要证实顶夸克的存在，900名科学家耗时8年进行了艰苦的研究；加速器的地下环形隧道有6．4千米长，可见其巨大，说明需要巨大投资以及许多重型装备。⑦文章开头从一个礼品盒的比喻入题，使读者对文章内容的理解更为轻松容易。文章的结构也以这一比喻为依托来安排。开头由此入题，结尾仍然紧扣它收笔，中间每一部分内容的引出都以这个比喻作为过渡，使文章层次分明，结构严谨。⑧作者按照时间顺序和逻辑顺序由浅入深地说明物理学家在不同阶段对物质结构的研究和认识。依次为：原子——原子核——强子——夸克。文章重点介绍夸克这种超微粒子发现的过程。这部分的内容，是按由假想到证明的逻辑顺序来写的。⑨本文最主要的说明方法是分类说明，只有恰当运用分类说明才能把有关内容说清楚。此外，本文还综合运用了打比方、举例子等说明方法。五、课堂检测动车组大揭秘①中国铁路从正式实施第6次大面积提速以来，一个本来鲜为人知的名词——“动车组”就逐渐成为一个家喻户晓的新名词。每当我们出门坐火车时，都会遇见带“D”字头的列车飞速驶过。这种高速行驶的列车就是动车组。②俗话说，“火车跑得快，全靠车头带”。列车行驶全靠前面的车头来拉动，不管是已经退出历史舞台的蒸汽机车，还是现在的内燃机车、电气机车，无一例外。传统列车是由带动力的车头和没有动力的(客)货车组成的，一个车头可以拉动十几节，甚至几十节车厢。③但是，随着铁路运输的现代化，列车的速度已越来越快，从每小时100千米，提高到200千米，甚至300千米以上。传统列车的这种牵行方式已经不能适应它的高速化，于是一种新颖的动车组的编成方式便应运而生。④动车组与众不同，它不光是车头带有动力，车尾也有动力，甚至中间的车厢也有动力。这些带动力的车厢不仅“自己会跑”，还能牵行其他没有动力的车厢，使列车行驶的速度大大提高。在这里，带动力的车厢叫“动车”，不带动力的车厢叫“拖车”。由几节带动力的车厢和几节不带动力的车厢编组而成的列车，就叫动车组。在动车组中，不仅拖车可以载客，而且动车也可以载客，不像传统列车那样，只有拖车才能载客。⑤现在，动车组已成为高速铁路运输旅客的主力军，备受世界各国的青睐。⑥中国动车组家族成员庞大，时速200千米以上的“和谐号”动车组是这次铁路大提速的亮点。“和谐号”动车组共有4个型号，分别为CRHl、CRH2、CRH3和CRH5。CRH是ChinaRailwayHighSpeed的缩写，意思是中国高速铁路。⑦行驶在广深线上的CRHl动车组，车头呈梯形，车厢非常宽敞。普通列车的宽度是3．14米，而它的宽度是3．3l米。它由8节车厢组成，1号和8号车厢为一等车厢，每节车厢可乘坐72人，座位按“2+2”分布，即左右各有两个座位。5号车厢为餐车，设有吧台，因此又称“酒吧车厢”，车厢内有冰箱、烤箱、微波炉、电磁炉、电开水炉等设备。其余5节车厢为二等车厢，每节车厢可乘坐102人，座位按“3+2”分布。座位上方装有阅读灯，旅客可以用来看书读报但不会影响旁边旅客的休息。车上确13个厕所，一等车厢设坐厕，在坐便器上方有一块小平板，可供母亲给婴儿换尿布。二等车厢设蹲厕。在5号车厢内还专门设供残疾人使用的厕所，它比一般厕所宽敞，可放置轮椅等器具；厕所内有紧急呼叫按钮。全车的厕所采用集便器，不再像以往将粪便直接排在车外，对环境造成污染。车上的每节车厢还设置大件行李存放处，以方便旅客放置大件行李。⑧其他型号的动车组分别是行驶在北京以南的CRH2，首尾两节车头呈“子弹头”形状，与CRHl的外形稍有不同。行驶在京津线上的CRH3，是我国高速列车中速度最快的动车组，设计时速在300千米以上。它是目前最先进的动车组之一，车行平稳，乘客感觉舒适。CRH5动车组车头呈大流线型，车体为圆滑鼓型，主要在秦沈线上行驶。⑨除了上述这些动车组外，我国还自行设计制造了多种动车组，如“先锋号”“中华之星”“中原之星”“神州号”“蓝箭号”等等。⑩总之，动车是21世纪交通运输的“新宠儿”，是城市和市郊铁路实现小编组、大密度的高效运输工具。它具有安全性能好、运量大、往返不需要掉车头、污染小、节能、自带动力等优点，是一种灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适的交通工具。鉴赏要点：选文和课文都是科普说明文。课文借用一个诗句简要说明了物理学家对物质结构研究不断深入的过程，选文则向人们介绍了鲜为人知的动车组、我国动车组家族成员及动车组的优点。选文语言平实，说明方法多样，介绍到位，令人耳目一新。问题探究1.通读全文，请用简洁的语言概括本文的主要内容