教學(xué)設(shè)計(jì)完整版：粒子物理與宇宙的起源

粒子物理與宇宙的起源教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1.了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次及粒子物理學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史；2.了解夸克模型及夸克的種類，知道各種夸克的帶電情況；3．初步了解宇宙的暴脹和恒星的演化過程；4．初步理解宇觀世界與微觀世界的和諧統(tǒng)一。過程與方法1．通過了解人類(科學(xué)家)探究宇宙奧秘的過程和方法，了解粒子物理和宇宙起源方面的知識(shí)；2．通過學(xué)習(xí)能夠突破傳統(tǒng)思維重新認(rèn)識(shí)客觀物質(zhì)世界。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．讓學(xué)生真正感受到自然的和諧統(tǒng)一，了解科學(xué)研究的成果和前景方向；2．培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神，樹立辯證科學(xué)的世界觀?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1.了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次及粒子物理學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史；2.了解宇宙的暴脹和恒星的演化過程；3.了解物質(zhì)世界的統(tǒng)一性與和諧性。【教學(xué)方法】讀書自學(xué)法+指導(dǎo)性講授?！窘虒W(xué)過程】問題引入問題1：現(xiàn)在我們所知的構(gòu)成物體的最小微粒是什么？其實(shí)直到19世紀(jì)末，人們都認(rèn)為原子是組成物質(zhì)不可分的最小微粒。20世紀(jì)初人們發(fā)現(xiàn)了電子，并認(rèn)為原子并不是不可以再分，而且經(jīng)過許多科學(xué)家的探究提出了原子結(jié)構(gòu)模型。問題2：現(xiàn)在我們認(rèn)為原子是什么結(jié)構(gòu)模型，由什么組成？現(xiàn)在我們認(rèn)為原子是核式結(jié)構(gòu)，說明原子可再分。且知道原子核由質(zhì)子與中子構(gòu)成。指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材1.粒子世界基本粒子概念的提出：基本粒子是否基本？發(fā)現(xiàn)新粒子：右圖標(biāo)示了微觀粒子的空間尺度：2.夸克夸克是什么？質(zhì)子、中子等強(qiáng)子有著自己復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它們有更為基本的成分組成，科學(xué)家認(rèn)為這種成分叫夸克。有哪些種類？上夸克(u)：電量+eq\f(2,3)e下夸克(d)：電量-eq\f(1,3)e奇異夸克(s)：粲夸克(c)：底夸克(b)：頂夸克(t)：夸克模型的提出是物理學(xué)發(fā)展中的一個(gè)重大突破，它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷?？茖W(xué)家們還未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的狀態(tài)單個(gè)出現(xiàn)，這種性質(zhì)稱為夸克的“禁閉”。能否解放被禁閉的夸克，是物理學(xué)發(fā)展面臨的一個(gè)重大課題。例析：質(zhì)子、中子及其它一些粒子的組成：3.加速器和粒子物理粒子物理學(xué)研究的工具：高能加速器、粒子探測(cè)器。指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材。4.暴脹的宇宙：宇宙演化的大爆炸假設(shè)。5.恒星的演化星際物質(zhì)→星云→原恒星→恒星的“中年”→紅巨星→恒星的末期(白矮星、中子星、黑洞)6.小粒子與大宇宙空間尺度：時(shí)間尺度：聯(lián)系與交匯：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材。7.四種相互作用強(qiáng)相互作用電磁相互作用弱相互作用引力相互作用8.物理學(xué)家的進(jìn)一步追求：把四種各有特色的相互作用再綜合在一個(gè)統(tǒng)一的理論體系中。【課堂小結(jié)】1．物質(zhì)結(jié)構(gòu)的更深層次。2．暴脹的宇宙和恒星的演化。3．物質(zhì)世界的統(tǒng)一性。4．物理學(xué)家的追求?！菊n后作業(yè)布置】（1）閱讀教材P82：多學(xué)一點(diǎn)《反物質(zhì)》