《叫三声夸克》教学案(苏教版九年级必修)

课题：《叫三声夸克》    主备：徐以利   审核：八年级语文备课组

创意说明：这是—篇介绍物理知识的说明文，知识性较强。对于初次接触物理知识的初一学生来说，如同乘快船摆篙，一不小心就方向不明。因此，教师应从教法入手，激发学生的好奇心和求知欲，开启学生的心智，吸引其静心阅读、专心阅读，使学生从文章中领悟科学家们敢于怀疑、敢于创新、大胆想象的可贵的科学精神，并引导学生运用这种精神去探索科学的奥妙。
教学步骤：
一、导语设计
    请观看大屏幕(或电视显示) 播放关于物质结构组成原理的纪录片。这一环节可增强直观效果。科普读物是学生感兴趣的，为进一步激发学科学、爱科学的热情，从课题入手，了解学生预习情况，设计如下问题：(1)“夸克”是什么呀?长诗《芬尼根之觉醒》中的夸克是什么意思?作者为什么要起这样的名字?(2)为什么只叫“三声”夸克，叫“七八声”不行吗?
    学生讨论发言明确：
    (1)“夸克”是译音，意思是海鸟的叫声。长诗《芬尼根之觉醒》中有一句话：“向麦克老人三呼夸克。”科学家盖耳曼借其中的“夸克”为自己的假象命名。实际上“夸克”是组成物质的基本粒子。


    (2)因科学家研究的“夸克”与“三”特别有缘，再加上诗句中有“三呼”两字，作者便借用了，应该说一语双关，用“七八声”则毫无意义。
二、整体感知
    读课文，应掌握以下知识点：①物理学家对物质的认识是不断深入的，在不同的阶段对物质的结构会有不同的认识。②本文介绍的是人们对物质世界认识的最新成果。采用以下方法突破：
    1．这篇课文到底讲了什么?读完课文，你了解了哪些知识?
    2．课文中提到了许多的“盒子”，请你列举出它们的名字。
    3．请你给这些“盒子”排个队，简要说明排队的理由。
    4．目前，人类对物质结构认识的最新成果是什么?
    学生讨沦后明确：
    (1)人们对物质结构探索研究的过程，说明了人们在不同阶段对物质结构的不同认识，介绍了物质结构研究的新成果——夸克，激发人们对物质结构进行不断的探索与研究。
    (2)“盒子”有：原子、电子、原子核、质子、中子、光子、介子、强子、夸克等。它们的大小可用下图表示：原子——原子核——强子——夸克  理由：见课文中的第五自然段的内容阐述。
    (3)人类对物质结构认识的最新成果是夸克。    
三、心智启发    
    这篇课文在说明科学知识的过程中寄寓着科学精神，这种精神正是当代青少年需认真学习的，有了这种精神才会去探索科学秘密。同学们读完课文一定会有许多的感想，让他们畅所欲言，相互启发。可设计以下问题激发兴趣：
    1．请同学们算一算，夸克的研究与发现经历了多少年?你从中获得了哪些启发与认识?
    2．你认为科学家发现夸克的过程有何特点?
    3．你认为“叫三声夸克”是谁在叫?在人生探索的道路上你应该做怎样的人?
    4．探究课文结尾，鼓励想象，发表见解。提出新的疑问：课文最后写到“物质的最小结构就是夸克吗?盒子里还有盒子吗?”对你有什么启发与认识，为什么?
    (进行联想式的片断写作训练，200字以内，把自己的大胆想法写出来。)
    学生讨论，明确以下要点：
    1．科学研究要有强烈的好奇心，并且坚持不懈，能够吃苦。(发现夸克花了近一百年。)
    2．敢于怀疑；敢于创新、敢于想象也是必不可少的科学精神。(提出假想——研究——证实。)
    3．科学家们。(或善于探索之人)
    四、探讨艺术特色    
    一篇好文章尤如一杯香茶，细细品味，才觉回味无穷。教师引导学生领悟此文语言所表达的精妙之处。
    设计如下问题：
    你读这篇文章感觉有没有兴趣?如果有兴趣，请说出理由。
    小组讨论发言之后明确：
    理由：①课文所介绍的知识给人一种新鲜感和神奇感。，
    ②课文本身写得通俗易懂，深入浅出，具有趣味性与可读性，具体表现在：
    A．运用比喻说明和分类说明。
B．运用设问，发人深思，把读者引向深入。
    (要求学生小组合作找出比喻句和设问句，进行具体说明，学生作点评)    

                                            
【预习作业】
一、你能给下列加点的汉字注音或根据拼音写出汉字吗？
丁____(zhào) 中                 ___( jìn )闭
    泄（       ）气                 隧（   ）道
二、物质的最小单位究竟是什么？是原子吗？是原子核吗？是强子吗？是夸克吗？
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三、夸克这一概念十分难懂，如果你来介绍你会怎么介绍？本文作者又是用什么办法把这一概念讲清楚讲明白的？
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3、我们应该学习科学家在认识物质结构基本组成的过程中的哪些科学精神？
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四、背景材料阅读。
目前人们一般认为：光子是电磁作用的媒介子，电子和原子核之间存在电磁作用，这种电磁作用通过光子来传递。介子是由两个正反夸克组成的粒子，它在质子和中子之间传递强相互作用。质子是由两个上夸克和一个下夸克组成的粒子，介子、质子的共同点是它们都是由夸克组成的。胶子是夸克与夸克之间作用的媒介，由于胶子的作用，多个夸克才能组成质子、中子、介子之类的更大粒子。 
    介子是自旋为整数、重子数为零的强子，参与强相互作用。介子属于强子类。根据夸克模型，介子是由一个夸克和一个反夸克组成的束缚态，这一对夸克和反夸克可以是不同味的。
【课堂作业】
阅读下面的课内语段，回答问题。
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，一类是强子。
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。面对数量如此多的强子，科学家又在思考了：还有比质子和中子更小的结构吗？
这又是一个“盒子里还有盒子吗”这一类的问题，科学家从实验室里已经感觉到，强子内部有结构。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。
这时候，科学家也只有发挥想象力了。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。
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。
想象固然浪漫，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。
知道了有夸克这种物质，那就得把它找出来。要把想象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。
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。
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，发现的盒子已经不少了，按顺序是原子—原子核—强子—夸克。
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。
可是，夸克的第三代里还缺一个夸克，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。
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，证实了顶夸克是第三代。
新的发现，带来了新的希望，也带来了新的问题：
为什么只证实了顶夸克的存在？
“3”字有什么意义？
而最基本的问题仍然是：物质的最小结构就是夸克吗？
盒子里还有盒子吗？
4、 课文的题目是什么意思？从文中找出相关文字来说明。
答：                                                                          
5、 下列判断与课文不相符的一项是（     ）
A、大多数基本粒子是不稳定的，寿命短，容易转化。基本粒子可分为两类，一类是轻子，一类是强子。质子和中子属于强子。
B、所有的强子都是由3种夸克构成的。这是美国科学家盖尔曼在“夸克模型”中提出来的。
C、J粒子是由旅美华人科学家丁肇中在1976年发现的。因为“J”与“丁”相似，故命名为“J”粒子。
D、物质的最小结构可能不是夸克。
6、 课文以盒子里面有盒子为比喻，来说明物质结构的特点。请根据课文填写物质的盒式结构图。




 
根据课文内容你能将上图中的“？”换成一个疑问句吗？
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4．假如对下列句子中加横线的部分作如下改动，表述的内容和效果有什么不同？
科学家从实验里已经感觉到，强子内部有结构。这好比拿起盒子摇一摇，听到响动，可以初步判断盒子里有东西。
改为：强子的内部结构为科学家的分析提供了初步的依据。
                                                                              
                                                              ___             
７． 发现夸克的过程，共用了五个“又”字，有何作用？
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８． 寻找夸克的过程是艰难曲折的，我们从科学家身上感受到了可贵的科学精神。联系课文谈谈，你认为要想成为一名出色的科学家，应该具备哪些科学精神？
                                                                           
                                                                            
【课后作业】
阅读文章,回答问题。
①维生素K是维生素家庭中的止血“功臣”，人体缺少它，出血时血就不能凝固。
②维生素K的两兄弟K1、K2的性格、脾气有同有异。
③相同的是它们都是中性黄色的化合物，不溶于水，只溶于油脂等有机溶剂，性质十分稳定，不怕酸，也不怕热，即使在强酸下或在150℃的高温中也能泰然自若。但是，维生素K却非常害怕碱和紫外线，一旦和它们相遇，就会被撕得支离破碎。因而，含有丰富维生素K的食物如青菜、猪肝在烹调中切不可放碱，否则，会把维生素K破坏殆尽。
④不同的是，在常温下维生素K1是液体，维生素K2却是固体。维生素K1通常存在于植物体内，在各种绿色植物中含量尤为丰富；维生素K2通常存在于动物体内，尤其是动物的肝脏内。
⑤它们化学结构中都有一个名叫α-甲基酸的结构，因此都有止血的本领。但由于其结构有不同之处，因而止血的效力也不同。维生素K1的止血本领要比维生素K2大百分之六十。 
⑥维生素K止血的奥妙在哪里呢？
⑦原来人体血液中含有凝血酶元，它能起止血的作用。可是光有凝血酶元是不能使血液凝固的，一旦人体某处组织出血，血小板遭到破坏，就会释放出凝血活素和钙离子，这二者与凝血酶元结合在一起，变成了凝血酶。在凝血酶的催化下，血浆中的可溶性纤维蛋白元就很快变成不溶性纤维蛋白。这样，出血也就被止住了。而维生素K不仅是凝血酶元的主要组成成分，而且还能促进肝脏制造凝血酶元。所以缺乏维生素K就会缺少凝血酶元，凝血酶的组成便遭到破坏，血液就不能凝固。维生素K止血的奥妙也就在这里。
（节选自王一川《生命科学的奇葩》，有删改）
1．请写出维生素K的四个特点。
（1）_________________________________（2）__________________________________
（3）_________________________________（4）__________________________________
2．请用自己的话简要概括凝血酶元止血的原理。
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3．本文用了不少生动的词语，如“家族”、“功臣”等。请在文段中再找出4个这样的词语。
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4．说明文的语言要求准确、严密，试从本文第③、④自然段中举一个例句加以说明。
例句：________________________________________________________________________
分析：________________________________________________________________________
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5．根据本文内容，选出下列判断中错误的一项（    ）。
A．肝脏是人体中制造凝血酶元的主要器官，所以肝功能不全者伤口往往出血不止。
B．青菜最好生吃，这样可以保持青菜中富含的维生素K。
C．科学家在实验中用麻子油治好了小鸡的出血病。由此可推断麻子油中可能含有维生素K。
D．准备动大手术的病人要适量补充维生素K，以防手术中出血不止。
答案：
课堂作业   1.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。 2、B  3、原子－原子核－强子－夸克。  盒子里还有盒子吗？  4、原句是一个形象的说法，意思是科学家从实验里已经感觉到，强子内部有结构。这仅仅是“感觉”，是科学家根据实验产生的一种想象，还没有进行科学的证明，改为“强子的内部结构为科学家的分析提供了初步的依据。”似乎是已进行了科学的证明，显然不妥。 5、表现了科学工作者层层深入的探索物质超微粒子的过程。6、略   
课后作业   1．（1）中性黄色化合物。（2）不溶于水，只溶于油脂等有机溶剂。（3）性质十分稳定（不怕酸，不怕热）。（4）怕碱和紫外线。    2．凝血酶元与出血时血小板释放的凝血活素和钙离子结合变成凝血酶，凝血酶的催化使血浆中的可溶性纤维蛋白元迅速变成了不溶性纤维蛋白，从而止血。    3．（两）兄弟、性格、脾气、泰然自若、撕、怕。    4．例一：“它们……不溶于水，只溶于油脂等有机溶剂。”（“只”字起限制作用，准确说明了维生素K的性质）例二：“在常温下维生素K1是液体，维生素K2却是固体。（“在常温下”准确表明条件，极为严密）。    5．B