火眼金睛探秘宇宙教學(xué)設(shè)計(jì)

微課教學(xué)設(shè)計(jì)NO.2課程名稱：中國(guó)科技中的“文化因子”設(shè)計(jì)者：天津大學(xué)乘風(fēng)破浪隊(duì)單位：天津大學(xué)章節(jié)名稱火眼金睛，探秘宇宙—“悟空號(hào)”暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星學(xué)時(shí)1教學(xué)目標(biāo)知識(shí)和能力：讓學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)本課中涉及到的有關(guān)“悟空號(hào)”暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星的專業(yè)術(shù)語(yǔ)；過(guò)程和方法：讓學(xué)生對(duì)暗物質(zhì)的含義及其探索方式，“悟空號(hào)”名字的由來(lái)及其運(yùn)行狀況有一個(gè)基本的了解；情感態(tài)度和價(jià)值觀：希望通過(guò)本次學(xué)習(xí)能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)中國(guó)科技和傳統(tǒng)文化的興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。教學(xué)對(duì)象進(jìn)入本科階段學(xué)習(xí)的理工類高級(jí)漢語(yǔ)水平的成人學(xué)習(xí)者教學(xué)內(nèi)容暗物質(zhì)的含義以及它的探測(cè)方式、“悟空號(hào)”的命名緣由以及它的運(yùn)行狀況。教學(xué)重點(diǎn)讓學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)本課中涉及到有關(guān)暗物質(zhì)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)；暗物質(zhì)及“悟空號(hào)”暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星的相關(guān)狀況。教學(xué)難點(diǎn)讓學(xué)生提高對(duì)大學(xué)物理的興趣以及對(duì)中國(guó)國(guó)情和傳統(tǒng)文化的了解。教學(xué)方法多媒體教學(xué)法、講解教學(xué)法、圖示法、歸納法等。教學(xué)環(huán)節(jié)導(dǎo)入教學(xué)語(yǔ)言：同學(xué)們，大家好，本節(jié)課的主題是火眼金睛，探秘宇宙，主要包括這幾個(gè)方面的內(nèi)容。首先問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題，大家知道這是誰(shuí)嗎，這是在中國(guó)家喻戶曉的一個(gè)人物形象，幾乎所有小朋友都很喜歡他。他呢，叫孫悟空，是中國(guó)著名的神話人物之一，出自中國(guó)四大名著之《西游記》，保護(hù)唐僧西天取經(jīng)，一路降妖除魔，勇于挑戰(zhàn)，不畏艱難困苦，最后取得真經(jīng)。那么我們現(xiàn)在不僅有古代的孫悟空，也有現(xiàn)代的孫悟空了，那就是我們的“悟空號(hào)”暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星。新授教學(xué)語(yǔ)言：首先，這個(gè)衛(wèi)星為什么要以悟空來(lái)命名呢，一方面，“悟”有領(lǐng)悟的意思，悟空有領(lǐng)悟、探索太空的含義。另一方面，悟空的火眼金睛，就像我們的暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星的探測(cè)器，可以在茫茫太空中，識(shí)別暗物質(zhì)的蹤影。知道了它為什么叫悟空，那么我們剛剛說(shuō)它是用來(lái)探測(cè)暗物質(zhì)的，同學(xué)們知道什么是暗物質(zhì)嗎？在我們的宇宙中啊，能觀測(cè)的物質(zhì)只占已知宇宙的不到5%，而剩下的百分之九十五都是暗物質(zhì)和暗能量，它們都是不能被直接觀測(cè)到的。可見(jiàn)物質(zhì)之所以可見(jiàn)，就在于微觀尺度下，電子與光子發(fā)生相互作用，從而被我們?nèi)庋劭吹剑蛘弑桓鞣N觀測(cè)儀器捕捉到。而暗物質(zhì)恰恰相反，它根本不跟光波發(fā)生作用，對(duì)各種光作用都無(wú)動(dòng)于衷，所以才導(dǎo)致人類既看不見(jiàn)，又測(cè)不到。既然暗物質(zhì)看不見(jiàn)摸不著，那么我們?nèi)绾芜M(jìn)行探測(cè)呢？目前人類捕捉暗物質(zhì)的方法主要有三種，一是對(duì)撞探測(cè)，主要是利用大型高能對(duì)撞機(jī)去對(duì)撞產(chǎn)生暗物質(zhì)粒子，再進(jìn)行探測(cè)。二是在地下直接探測(cè)，是指在極深的地下實(shí)驗(yàn)室中用探測(cè)器尋找暗物質(zhì)粒子。早在2010年，中國(guó)四川地下實(shí)驗(yàn)室就已建成，也取得了重要成果。三是在太空間接探測(cè)。這是因?yàn)榘滴镔|(zhì)粒子衰變時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量獨(dú)特的高能宇宙射線，通過(guò)空間望遠(yuǎn)鏡捕捉到這種射線，證明暗物質(zhì)的存在，悟空號(hào)暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星就屬于第三種。知道了它的作用，下面讓我們?cè)敿?xì)的認(rèn)識(shí)一下悟空號(hào)吧。悟空號(hào)是中國(guó)于2015年12月17日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)定運(yùn)載火箭發(fā)射升空的。整個(gè)衛(wèi)星重1850千克，衛(wèi)星的軌道為太陽(yáng)同步軌道，軌道高度為500千米，每天清晨和傍晚，“悟空”都會(huì)路過(guò)中國(guó)上空，位于密云、喀什、三亞的三個(gè)數(shù)據(jù)接收站，都要接收它傳回的16G數(shù)據(jù)。它的主要目的，我們剛才已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，就是去太空尋找暗物質(zhì)存在證據(jù)，尋找暗物質(zhì)粒子，但同時(shí)呢，它還并且兼有探尋宇宙射線起源并觀測(cè)高能伽馬射線的使命。暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星是中國(guó)第一顆空間天文衛(wèi)星，在暗物質(zhì)間接探測(cè)方面具有較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，將中國(guó)的暗物質(zhì)探測(cè)提升至新的水平。和世界上其它的暗物質(zhì)探測(cè)器相比，悟空號(hào)有三大殺手锏。能探測(cè)的粒子能量范圍最寬，高能電子、光子都逃不出它的視線；能量分辨率最優(yōu)，很細(xì)微的能量差別也難逃它的法眼；粒子鑒別本領(lǐng)強(qiáng)，能準(zhǔn)確區(qū)分電子、質(zhì)子等不同粒子。三批成果：截至2021年5月19日，暗物質(zhì)衛(wèi)星“悟空”已經(jīng)發(fā)布三批科學(xué)成果，在電子、質(zhì)子測(cè)量方面取得國(guó)際領(lǐng)先的成果，這標(biāo)志著中國(guó)的空間高能粒子探測(cè)研究已躋身世界最前列。兩次延壽：“悟空號(hào)”原計(jì)劃在天運(yùn)行3年，因衛(wèi)星運(yùn)行情況良好，進(jìn)行了兩次延壽運(yùn)行，目前仍在服役。看了這么多，大家一定想知道，暗物質(zhì)能干什么呢，科學(xué)家為什么想找到它，它能幫助我們長(zhǎng)高嗎，能治療脫發(fā)嗎，到底和我們的生活有什么關(guān)系呢？其實(shí)，從目前來(lái)看，它確實(shí)和我們的生活關(guān)系并不大。但是如果我們找到了暗物質(zhì)，弄清楚暗物質(zhì)和暗能量的性質(zhì)，肯定會(huì)導(dǎo)致物理學(xué)產(chǎn)生突破，物理學(xué)產(chǎn)生突破馬上就是應(yīng)用科學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué)。就像我們今天方便的生活，手機(jī)、電腦、電視機(jī)都是一百年前發(fā)現(xiàn)的量子力學(xué)的產(chǎn)物，就是基于所謂的隧道效應(yīng)。所以，現(xiàn)在科學(xué)家在做的事情，也許并不是在為我們的明天或者后天在做準(zhǔn)備，也許是為更遙遠(yuǎn)的未來(lái)，但是這一切，從今天就必須要開(kāi)始了。課堂小結(jié)這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了什么是暗物質(zhì)以及它的探測(cè)方式，悟空號(hào)的命名緣由以及它的運(yùn)行狀況。課后作業(yè)課后請(qǐng)大家了解一下《西游記》，說(shuō)說(shuō)它講了一個(gè)什么故事，和我們的“悟空號(hào)”有什么聯(lián)系呢，另外思考一下“悟空號(hào)”采用的是哪種探測(cè)暗物質(zhì)的方式？詞匯一覽最后是我們本節(jié)課涉及到的重點(diǎn)詞匯。教學(xué)反