奇妙的超低温世界
教
第 教学 内容 教 学 目 标 知识与能 力 过程与方 法 情感、态 度与价值 观 8 周 星期 三
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设
2007 年
计
4 月 18 日 课型 基本阅读篇目
奇妙的超低温世界 了解超低温世界的奇妙之处。 学习多种说明方法的运用。 培养热爱科学的精神。
教 重点 梳理文章结构，掌握文章基本信息 材 分 难点 超低温奇妙在何处？ 析 学 情 部分学生觉得枯燥乏味，另一部分却觉得情趣盎然，真是很奇怪。讲授中 分 一定要注意兴趣的引导以及学生自主探讨能力的培养。 析 学习 多媒体教学平台 用具 一、导语 我们经常都会有“冷”或者“热”的感受，你认为最冷莫过于什么？其 实，“冰”并不是最冷的，世界上有这样一个最冷的“超低温世界”。 作者简介： 二、作者简介： 教 叶永烈，1940 年出生于浙江温州。1963 年毕业于北京大学化学系。 现为上海作家协会专业作家。中国科普作家协会常务理事，世界科幻小说 协会理事，香港海外文联名誉主席。1951 年开始发表作品，1979 年加入 中国作家协会。早期主要从事科普创作，系《十万个为什么》的主要作者 学 之一，科普代表作是三部《小灵通漫游未来》 。后转向传记写作，出版了 《红色的起点》《历史选择了毛泽东》《毛泽东与蒋介石》等多部传记作 、 、 品。 三、研习课文 过 1、 （思考练习一）结合课文、说说超低温现象“超”体现在哪里，有什么奇 妙之处？ 明确：超低温现象“超”体现在“冰雪不足以言冷”，北极和南极不算最 冷，海王星也不算最冷，绝对零度是冷的极限——零下-273.16℃。零下一 程 二百度，就叫超低温。 “超低温现象”的奇妙之处主要体现为许多物质在零下一二百摄氏度的“超 低温”状态下会出现与它在常温下完全不同的性质。如某些金属在超低温 状态下出现了电阻消失的超导现象。 教 2、 《奇妙的超低温世界》了解“超低温”的相关知识及所搜集到的相关资料
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基础上，发挥想象，思考这一现象有何发展前景及实用性？ 明确：课文中介绍了超低温现象在钢铁工业、农业育种、液态空气工 业、医学、宇航、科研等方面的具体运用，还作出了利用超低温技术延续 人的寿命已进行漫长的星际旅行的大胆设想。 超低温技术在许多领域的应用在今天已经有了较大进展（参考“相关 资料”） ，主要应用于能源(超导输电、超导储能、超导电机等)，交通(磁悬 浮列车、船舶磁推进器)，医疗卫生(核磁共振成像、生物磁仪器等)，电子 技术(超导微波技术应用、各类超导传感技术、半导体—超导体集成电路、 重大科学工程(加速器、 受控热核装置等)和国防技术(超 超
导计算元件等)， 导反潜、扫雷、飞船再入、电磁推进、通讯及制导等)等领域。 下列应用低温工程的实例及将来性： 1.火箭推动系统（rocket propulsion system） 一般用液化氢为燃料而以液化氧为助燃剂。 2.低温物理与化学──如利用氢气泡室（hydrogenbubble chamber）在 高能量物理（highenergy physics）的研究。在化学实验中也利用低温红外 线（IR）及 spectrometry 方面的研究。 3.电子学（electronics）及核子工程（nuclearergineering）方面的应用──如 射 (MASER) 必 须 在 液 化 氮 或 液 化 氦 低 温 下 施 行 以 收 实 效 。 中 子 撞 击 （neutron bombardment）亦在超低温下施行，以备发展应用在反应炉中。 4.超导性及磁性 （superconductivity and magnet） ──如已发展的超导性 磁具可以在 1.5 吋的空间中产生 30,000 高斯的磁场圈。普通要产生同样磁 场圈若不用超导性物质则要 7 呎直径， 呎长及 45 吨的重量的电磁铁， 5 费 电 150 瓩。标准的超导性磁具的直径仅 3 至 4 吋，长 4 至 5 吋，而重量只 不过几磅而已。 5.生物及医工方面的应用──有一门利用低温的生物学（cryobiology）目前 正被注意。 一种用液化氮冷冻的器具， 可以用来保藏血液， 皮肤及骨髓等。 将来刚死的人的内脏也可以用超低温下保存，以待医师们移植到需要此脏 器的病人身上。 6.食品保存与运输──利用液化氮气与新鲜食品如鱼、 肉等面接触， 虾、 使其表面在瞬间被冻结，而把美味及香气包藏在食物里面，如此运输到消 费市场再解冻， 则食品仍恢复新鲜一般。 用液化氮的好处是在于瞬间冰冻。 7.公害控制及处理──如医院中利用氧气来补助垂危病人的呼吸。最 近，有人计画用液化氧来处理被污染的湖水。另外，利用液化氮来处理废 铁及废塑料，也会变成非常实用的课题。 3、课文是以什么说明顺序把这个奇妙的世界说明清楚的？说明的核心问 题是什么？ 冰雪不足以言冷 奇妙的现象 明确：奇妙的超低温世界： 没有电阻的导线 认识事物的过程 广泛的应用 诱人的幻想 说明的顺序：人们对超低温的认识、探索、应用。 说明的核心问题：超低温世界的探索。 全文以小标题分节，清晰地标示出了作者的写作思路：“冰雪不足以言冷”
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引出话题，介绍“绝对零度”概念；“奇妙的现象”介绍超低温世界中有趣的 奇特现象；“没有电阻的导线”重点介绍超低温中的超导现象；“广泛的应 用”介绍超 低温技术目前的一些具体应用；“诱人的幻想”则提出了利用超低温技 术在星际旅行中延续人的寿命的设想。作者由一个基本概念入手引入“超 低温”这话题，然后分别介绍现象及其应用
，让读者较全面地认识了超低 温研究这一科学研究领域。 4、 （思考.练习二）课文运用了多种说明方法，化抽象为具体，把深奥的科 学道理通俗易懂地表述出来。看看课文运用了哪些说明方法，并在文中找 出具体例子分析其作用。 明确：课文中使用了举例子、做比较、下定义、作诠释、列数据等多种说 明方法。如在“没有电阻的导线”一节中为了说明超导现象，作者首先举了 荷兰物理学家发现“超导现象”的例子，接着又介绍了一个铅金属环在超低 温下经过两年半时间电流强度居然没有明显减弱的实验， 用两个例子具 体生动地说明了超导现象中导电材料电阻消失的特性。 下定义：如“冷有一个极限——最低的温度是零下 273.16℃，叫做‘绝对零 度’”。 作诠释：如“世界上不可能再有比绝对零度更低的温度”。 举例子：如“比如，你把一个小杯放在大杯中……”。 作比较：如“锡跟铅恰恰相反，一把好端端的锡壶，在超低温下会碎 成煤灰似的一团粉末”。 列数字：如“据统计，现在世界上的电能，大约有 1/4 损耗在输电线路 上”。 打比方：如“鲜花在液态空气中浸一下，就变得象玻璃一样脆，一摆 动，便叮当叮当直响”。 分类别：如“广泛的运用”一节从钢铁工业、农业、医学、宇宙航行、 科学研究几个方面分类说明“超低温”的作用。 5、请举例说明本文说明语言的准确、严密。 明确：⑴ “据统计，现在世界上的电能，大约有 1/4 损耗在输电线路 上”。 ⑵……而且铌、锌、铝、钽、锂、锡等 23 种纯金属与 60 多种合金， 在朝低温时也具有超导性。 23 种”是确定数目；“60 多种”是不确定数目。说明文要求对所说明的内容 作准确的介绍。此外，作者在用词上十分注意掌握分寸。 ⑶如今，他们正在努力寻找一种金属或合金，使它在室温或稍低于室 温的温度下，就能显示出超导现象。 “ 努力”表明科学家工作难度很大，同时也表明科学家不畏艰难，执 着于科学事业的敬业精神。“稍低于” 用词精确、严密。 6、根据课文内容，为一本简明科学词典撰写“超低温现象”条目，不要超 过两百字。 明确：据理论推算，自然界中的最低温度为-273.16℃，这一冷的极限温 度被称为绝对零度。研究发现，在接近绝对零度的一个低温区域（一般指
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-150℃以下）中，许多物质显示出与常温下截然不同的特性，如铅会变得 富于弹性，锡会变得易于粉碎，某些导电材料会出现超导性（即电阻消失 或接近于零） 。这个低温区域被称为超低温，物质在其中出现的奇特现象 即是超低温现象。
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相对比较成功，学生们在课堂上发言比
较积极。部分学生发表了许多 有创造性新颖的观点。不足之处在于，我对超低温现象所知不多，相关的 物理知识也知道不多，所以不能引导学生拓宽思路。
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