奇妙的超低溫世界 教案（通用3篇）

奇妙的超低溫世界 教案 篇1

　　【教學目的】

　　1、了解超低溫世界的奇妙之處。

　　2、學習多種說明方法的運用。

　　3、培養熱愛科學的精神。

　　【教學重點難點】

　　1、學習運用各種方法來說明抽象事理的寫作技巧。

　　2、培養嚴謹求實的科學態度和探索創新的科學精神。

　　【教學設想】

　　課文通俗易懂，生動有趣，相信大部分學生能夠讀懂課文，理解其主要內容。教學中應以學生自學為主，讓學生在抓住主要內容的基礎上進一步作些拓展探究，如通過各種途徑收集超低溫研究的最新資料，了解其在作者本文寫作之后這段時間里的新進展，以此進一步闡發課文中的一些內容。比如，關于液態氦的“超流現象”有無進一步的研究成果？超低溫技術的應用有何新發展？也可以引導學生根據課文及自己掌握的其他資料展開想象，編寫科幻故事。

　　【教學方法】自讀  討論   探討

　　【課時安排】2課時

　　【教學過程】

　　第一課時

　　一、導入語

　　我們經常贊嘆：世界真奇妙！是啊，世界本身千奇百怪，無奇不有，我們一次又一次為之驚嘆。而世界的奇妙往往深藏不露，要掀開它的面紗，要靠科學研究。科學研究成果又往往離我們較遠，要靠科普作品的宣傳。

　　我們自降生到人世間之日起，我們已經對寒暖有了真切感受。隆冬時節，凍得發抖，我們會說：真冷！但我們不知道這“冷”會冷到什么程度，冷下去會產生什么樣的奇妙現象。

　　讓我們走近這奇妙的超低溫世界！

　　二、誦讀文本•整體感知

　　1、補充詞語解釋

　　【廣寒宮】傳說唐玄宗于八月十五日游于月中，看到一座宮府，題名為“廣寒清虛之府”。后人因稱月宮為“廣寒宮”。

　　【面目全非】形容相貌改變得很厲害，完全不是原來的樣子。

　　【悶葫蘆】課文中指密封而搖起來聲響不清脆的葫蘆。可用來比喻難以猜測，令人納悶的話或事情。

　　【小巧玲瓏】小巧：小而靈巧；玲瓏：精巧細致。形容東西小而精致。

　　【悠然自得】悠然：閑散舒適的樣子。自得：內心得意歡暢。生活閑散舒暢，自覺得意。

　　2、感知文本內容

　　課文分節寫作，用小標題標示各節內容重點。

　　第一節“冰雪不足以言冷”旨在引出話題，從人們常用“冰冷”兩字來形容冷談起，談到南極、北極，談到“廣寒宮”，談到遠離太陽的海王星，談到人們對冷的種種猜測，最后介紹“絕對零度”概念。

　　第二節“奇妙的現象”介紹超低溫世界中的奇特現象：“液態空氣”及鮮花、雞蛋、石蠟等在液態空氣中的變異；水銀、鉛、錫、銅等金屬物質在超低溫世界中的性狀變化；在超低溫世界中的液態氦所呈現的“超流現象”，等等。

　　第三節“沒有電阻的導線”介紹超低溫世界中的超導現象：由科學家最初從水銀發現“超導現象”談起，談到用鉛做超導實驗，談到人們發現更多具有超導現象的金屬與合金，還談到超導現象在當代的一些應用。

　　第四節“廣泛的應用”介紹超低溫技術在目前的一些具體應用：在鋼鐵工業上用超低溫處理鋼鐵制品，在農業上用超低溫來鍛煉種子，在液態空氣工業上把空氣中不同氣體分開，在醫學上用超低溫技術保存藥品和制成冷刀，在宇宙航行中用超低溫技術檢驗設備，在科學研究中為人們提供幫助，等等。

　　第五節“誘人的幻想”提出了利用超低溫技術在星際旅行中延續人的壽命的設想：從生物學家拿金魚做“生命冷藏”實驗談起，談到人們對延長動物和人壽命的辦法的種種探索，進而設想未來人類在星際旅行中延續壽命的前景。

　　【思路探微】

　　課文由介紹“絕對零度”的概念入手，引出“超低溫”的話題，然后，就這個話題談了超低溫世界中的種種奇妙現象和人們對這些奇妙現象的探究，介紹了超低溫技術在目前的一些具體應用，并進一步提出用“生命冷藏”技術實現宇宙旅行的誘人幻想，引導讀者較全面瀏覽了超低溫研究這一科學技術領域。

　　3、畫出結構簡圖

　　冰雪不足以言冷

　　探究最低溫度    南極還不算最冷    引出話題

　　廣寒宮名副其實

　　海王星亦非最冷

　　液態空氣的奇妙

　　羅列奇妙現象    各種金屬的奇妙     進入話題

　　超流現象的奇妙

　　超導現象的應用

　　列舉種種應用    各行各業的應用      延伸話題

　　生命冷藏的前景

　　4、篩選關鍵信息

　　課文的標題是“奇妙的超低溫世界”，課文介紹了種種超低溫現象，這“超低溫現象”的“超”體現在哪兒？

　　超低溫現象的奇妙之處，主要體現在，許多物質在超低溫狀態下會出現它在常溫下完全不同的性質。如：“液態空氣”及鮮花、雞蛋、石蠟等在液態空氣中的變異；水銀、鉛、錫、銅等金屬物質在超低溫世界中的性狀變化；在超低溫世界中的液態氦所呈現的“超流現象”；許多金屬和合金在超低溫中的“超導現象”，等等。

　　【領悟內涵】

　　課文介紹了超低溫科學研究領域的研究成果，說明了什么是超低溫，在超低溫狀態下產生了哪些奇妙現象，著重介紹超低溫技術的應用及其前景。

　　第二課時

　　5、開闊視野 深入探究

　　①　本文的說明對象是什么？

　　a、超低溫世界存在著許多奇妙現象及其應用

　　b、超低溫世界是怎樣形成的

　　c、超低溫技術在現實生活中的廣泛應用及其前景

　　d、超低溫世界

　　②　本文的說明順序是什么？

　　a、從概念到形象的邏輯順序

　　b、從形成到發展的時間順序

　　c、化抽象為具體的邏輯順序

　　d、從簡單到復雜的邏輯順序

　　③　本文主要運用的說明方法有那些？

　　6、精讀課文•品析鑒賞

　　①精湛的寫作技巧

　　超低溫是一般人無法接觸的世界，存在著許多超出人們常識的奇妙現象。作者正好抓住這點做文章，從人們常識出發引出超乎人們常識的奇妙現象，抓住了讀者的好奇心，使得文章妙趣橫生，具有很強的吸引力。

　　比如文章開頭一節，從“冰冷”二字入手，先點出“冰雪不足以言冷”，然后一步一步說出南極北極、月亮背面、海王星這些一處比一處冷的地方，吸引讀者思考“冷”的課題，先讓讀者朝溫度可以無止無盡地低下去的方面猜測，這樣層層鋪墊之后，才指出冷有極限，推出“絕對零度”這一陌生概念，讓讀者耳目一新，獲得吸取新知識的滿足感。

　　又如最后一節，作者首先介紹了一個挑戰人們常識的有趣實驗：把金魚放到超低溫的液態空氣中即已變得硬邦邦的了，經過10-15秒之后放回溫水之中，它卻居然復活了。由此入手，作者把“生命冷藏”這一不容易說清楚的話題表達得淺顯易懂，讓讀者理解了利用超低溫技術冷藏生命來解決星際旅行難題的可能性。

　　②清晰的篇章條理

　　這篇文章條理很清晰，分節寫作， 每小節一個小標題，標示內容重點，也顯示內容的遞進關系。

　　全文內容安排屬層進式，表現為：從探究最低溫度入手，引出超低溫世界的話題；繼而多方面展示超低溫世界的奇妙景象，進入話題，然后從多角度展現超低溫技術應用的情景，拓展話題。層層遞進，步驟井然。

　　各章節的內容安排，有層進式，也有并列式。第一節探究最低溫度，用了層進式；第二節介紹超低溫世界的種種奇妙現象，用并列式；第三節介紹超導現象及其應用，則用層進式；第四節又用并列式介紹超低溫技術的應用；第五節則用層進式展示星際旅行的誘人前景。各種結構形式的交錯使用，做到了各盡其妙，而又富于變化。 

　　【點擊寫作知識】

　　寫科學小品，在內容方面要抓住事物的本質，在語言方面要做到通俗、生動。。

　　我們在生活中常常會看到某種現象，你要把這一現象告訴別人，必須弄清產生這一現象的原因。一個現象的出現，往往是由于幾個事物互相影響、互相作用而產生的。寫事理說明文，先要把事物的現象說出來，要說得簡明、扼要，緊扣事物的特點；然后再寫出產生這一現象的原因，寫時要做到清楚、明白，力求通俗，要抓住關鍵，揭示事物的內在聯系。

　　③恰當的說明手法

　　1.舉例子

　　如在“沒有電阻的導線”一節，舉了荷蘭物理學家發現“超導現象”的例子和鉛金屬環在超低溫下經過兩年半時間電流強度居然沒有明顯變弱的例子，說明超導現象。這兩個例子具體生動地說明了超導現象中導電材料電阻消失的特性。

　　2.作比較

　　如在“沒有電阻的導線”一節，拿利用超導現象制成的“冷子管”跟電子管和半導體晶體管比較，生動地說明前者體積小、用電省、性能靈敏等優點。

　　又如在“誘人的幻想”一節，敘述科學家拿金魚做實驗時的兩種情況作比較：讓金魚的溫度慢慢降低，降到100多攝氏度，它就再也無法復活，而快速讓它降低溫度，卻能夠復活。這就清楚地說明了“生命冷藏”的條件要求。

　　3.下定義

　　如在“冰雪不足以言冷”一節，指出“冷有一個極限——最低的溫度是－273.16°c，叫做‘絕對零度’”；在“奇妙的現象”一節，指出“在零下一二百攝氏度，就叫超低溫”；在同一節還指出“在零下190多攝氏度，空氣竟變成了藍色的液體，叫做‘液態空氣’”：這三個地方運用下定義說明手法，準確說明概念，讓讀者獲得一種清晰的認識。

　　4.作詮釋

　　如在“冰雪不足以以言冷”一節，指出“冷有一個極限——最低的溫度是－273.16°c，叫做‘絕對零度’”，給“絕對零度”下了定義之后，又加以詮釋：“世界上不可能再有比絕對零度更低的溫度。”這句話對前面所下的定義作了補充，讓讀者獲得更加具體、詳細的認識。

　　5.列數據

　　文中各小節都用到這種說明手法。

　　如在“冰雪不足以言冷”一節，列舉冰雪、南極北極、月亮背面和海王星的氣溫，用準確的數據引讀者步步探究話題。

　　④準確而風趣的語言

　　如在“冰雪不足以言冷”一節，說：“在月亮背著太陽的一面，最冷要冷到－160°c，真是一個名副其實的‘廣寒宮’。”這兒用雙關手法，借“廣寒”一詞的意義，既準確而又有風趣地指出，這兒已經寒得很有程度了，但還不算最冷，更冷的還在后頭。

　　又如在“奇妙的現象”一節，這樣描述氦在超低溫下的奇妙現現象：“奇怪的是，氦本是一種無色無味的氣體，在超低溫下會變成無色液體，而這種液體竟是會‘爬’的液體！比如，你把一個小杯放在大杯中，小杯里盛著液態氦，當溫度降低到－270.96°c以下時，小杯里的液態氦會自動沿著杯壁‘爬’出去，流到杯中，直到大、小杯里的液面相平為止！”這兒用擬　　人手法描述液態氦的異常現象，給讀者送去的是既準確而又奇妙的信息。

　　再如在“誘人的幻想”一節，描述科學家用金魚做“生命冷藏”實驗時，是這樣描寫金魚的復活景象：“金魚竟然復活，擺動著它那輕紗般的尾巴，悠然自得地游來游去。”讀者讀了之后，必定會心一笑。

　　7、知識反饋

　　①、閱讀課文，下列說法與原文相符的一項是：

　　a、“絕對零度”已經是冷的極限，也是人們目前得到的最低溫度，即零下273.16 ℃。

　　b、鮮花、雞蛋、石蠟等在液態空氣里會發生奇妙的現象，鮮花變脆，雞蛋石蠟會射出熒光。

　　c、所有的金屬在超低溫世界中，都會變得面目全非，形狀、質地、韌性等都會發生改變。

　　d、液態氦的“超流現象”目前還沒有任何一種理論能夠正確地解釋。

　　②、液態氦的“超流現象”目前還沒有一種理論能夠正確地解釋，下列推斷有誤的的一項是：

　　a、目前的理論絕大多數都是從常溫現實世界的現象中得到的，因而很難解釋超低溫下出現的現象。

　　b、因為“超流現象” 只是個別現象，根據從現象到理論的一般形成規律，目前還無法確定一種正確的科學判斷。

　　c、“超流現象” 是客觀存在的事實，盡管目前無法給予其正確的理論解釋，但隨著研究的深入，最終會得到合理有據的科學理論的解釋。

　　d、因為科學理論的建立往往滯后于科學的觀察與發現，現有的科學理論還無法解釋這種新發現的“超流現象”。

　　③、文章在談到金屬在超低溫狀態下有超導性能，并說“其中最為突出的是鈮”，理由是：

　　a、鈮在超低溫狀態下的超導性能比其它金屬都要高。

　　b、鈮在-263.94 ℃ 的時候就顯示出超導性能，而其它金屬則需要在更低溫度下才能顯示超導性能  。

　　c、金屬在超低溫狀態下大多都有超導性能，但鈮超導時本身消耗的溫度比其它金屬消耗的溫度高。

　　d、在超低溫狀態下，以鈮作為輸電線路所損耗的電能要比以其它金屬作為輸電線路所損耗的電能少得多。

　　④、下列說法不符合原文的一項是

　　a、科學家們用金魚成功地實驗了“生命冷藏”，人們有理由相信人的壽命的延長將不再是神話。b、 “生命冷藏” 的原理已經被生物學家所破解，也就解決了通過“生命冷藏”來延長人類壽命的最關鍵的技術問題。

　　c、 利用“生命冷藏”促使人類能夠進行宇宙探測只是超低溫技術在未來應用的一個方面，更誘人的前景還很多。

　　d、 人們不斷地探尋著超低溫世界的奧秘，是為了更好地利用這些奧妙造福于人類。

　　8、課后作業：

　　（背景：一位被冷凍萬年的宇航員考察完銀河系外的星球后回到地球。）

　　請以“考察歸來”為題寫一篇作文。

　　【教學反思】

　　新課程改革，教師們面臨著新的機遇和挑戰。在新理念的指導下，怎樣做到備課和教學設計緊貼培養目標，貼近學生的實際，促進學生課堂教學的發展？這就要從學生的實際與教案的實用性出發，抓好備課和教學設計，使其服務于教學，服務于學生，更好地發揮教學設計對課堂教學的推動作用。實用性和追求課堂最佳效果是教案設計的原則，這就要求要摒棄繁瑣的過程和過多、過細的課堂活動形式。本節課以自主、合作、探究式學習方式，使學生以課堂自主、合作、探究的價值所在，真正發揮其功能。以教師的“引”為動力，把讀思議、演練創的權交給學生，使學生在自主、寬松的氛圍中獲取知識，得到身心發展。   本節課通過師生、學生之間的自主、合作與交流，實現對學習內容深層次的探究，思想情感的升華，在合作中培養創新意識。通過本節課的教學實踐，收到了預期的效果。當然，在教學過程中，我對學生的理解與探究還做的不夠好，在以后的教學中，我會在這方面努力，充分的發揮學生的遷移探究能力。

奇妙的超低溫世界 教案 篇2

　　【教學目標】

　　1、了解超低溫世界的奇妙之處。

　　2、學習多種說明方法的運用。

　　3、培養熱愛科學的精神。

　　【教學設想】

　　課文通俗易懂，生動有趣，相信大部分學生能夠讀懂課文，理解其主要內容。教學中應以學生自學為主，讓學生在抓住主要內容的基礎上進一步作些拓展探究，如通過各種途徑收集超低溫研究的最新資料，了解其在作者本文寫作之后這段時間里的新進展，以此進一步闡發課文中的一些內容。比如，關于液態氦的“超流現象”有無進一步的研究成果？超低溫技術的應用有何新發展？也可以引導學生根據課文及自己掌握的其他資料展開想象，編寫科幻故事。

　　【教學時數】2課時。

　　一、導入語

　　我們經常都會有“冷”或者“熱”的感受，你認為最冷莫過于什么？其實，“冰”并不是最冷的，世界上有這樣一個最冷的“超低溫世界”。

　　二、作者簡介

　　葉永烈，1940年出生于浙江溫州。1963年畢業于北京大學化學系。現為上海作家協會專業作家。中國科普作家協會常務理事，世界科幻小說協會理事，香港海外文聯名譽主席。1951年開始發表作品，1979年加入中國作家協會。早期主要從事科普創作，系《十萬個為什么》的主要作者之一，科普代表作是三部《小靈通漫游未來》。后轉向傳記寫作，出版了《紅色的起點》、《歷史選擇了毛澤東》、《毛澤東與蔣介石》等多部傳記作品。

　　三、研習課文

　　1、（思考練習一）結合課文、說說超低溫現象“超”體現在哪里，有什么奇妙之處？

　　明確：超低溫現象“超”體現在“冰雪不足以言冷”，北極和南極不算最冷，海王星也不算最冷，絕對零度是冷的極限——零下-273.16℃。零下一二百度，就叫超低溫。

　　“超低溫現象”的奇妙之處主要體現為許多物質在零下一二百攝氏度的“超低溫”狀態下會出現與它在常溫下完全不同的性質。如某些金屬在超低溫狀態下出現了電阻消失的超導現象。

　　2、《奇妙的超低溫世界》了解“超低溫”的相關知識及所搜集到的相關資料基礎上，發揮想象，思考這一現象有何發展前景及實用性？

　　明確：課文中介紹了超低溫現象在鋼鐵工業、農業育種、液態空氣工業、醫學、宇航、科研等方面的具體運用，還作出了利用超低溫技術延續人的壽命已進行漫長的星際旅行的大膽設想。

　　超低溫技術在許多領域的應用在今天已經有了較大進展（參考“相關資料”），主要應用于能源(超導輸電、超導儲能、超導電機等)，交通(磁懸浮列車、船舶磁推進器)，醫療衛生(核磁共振成像、生物磁儀器等)，電子技術(超導微波技術應用、各類超導傳感技術、半導體—超導體集成電路、超導計算元件等)，重大科學工程(加速器、受控熱核裝置等)和國防技術(超導反潛、掃雷、飛船再入、電磁推進、通訊及制導等)等領域。

　　下列應用低溫工程的實例及將來性：

　　(1)火箭推動系統（rocketpropulsionsystem）

　　──一般用液化氫為燃料而以液化氧為助燃劑。

　　(2)低溫物理與化學──如利用氫氣泡室（hydrogenbubblechamber）在高能量物理（highenergyphysics）的研究。在化學實驗中也利用低溫紅外線（ir）及spectrometry方面的研究。

　　(3)電子學（electronics）及核子工程（nuclearergineering）方面的應用──如射(maser)必須在液化氮或液化氦低溫下施行以收實效。中子撞擊（neutronbombardment）亦在超低溫下施行，以備發展應用在反應爐中。

　　(4)超導性及磁性（superconductivityandmagnet）──如已發展的超導性磁具可以在1.5吋的空間中產生30,000高斯的磁場圈。普通要產生同樣磁場圈若不用超導性物質則要7呎直徑，5呎長及45噸的重量的電磁鐵，費電150瓩。標準的超導性磁具的直徑僅3至4吋，長4至5吋，而重量只不過幾磅而已。

　　(5)生物及醫工方面的應用──有一門利用低溫的生物學（cryobiology）目前正被注意。一種用液化氮冷凍的器具，可以用來保藏血液，皮膚及骨髓等。將來剛死的人的內臟也可以用超低溫下保存，以待醫師們移植到需要此臟器的病人身上。

　　(6)食品保存與運輸──利用液化氮氣與新鮮食品如魚、蝦、肉等面接觸，使其表面在瞬間被凍結，而把美味及香氣包藏在食物里面，如此運輸到消費市場再解凍，則食品仍恢復新鮮一般。用液化氮的好處是在于瞬間冰凍。

　　(7)公害控制及處理──如醫院中利用氧氣來補助垂危病人的呼吸。最近，有人計畫用液化氧來處理被污染的湖水。另外，利用液化氮來處理廢鐵及廢塑料，也會變成非常實用的課題。

　　3、課文是以什么說明順序把這個奇妙的世界說明清楚的？說明的核心問題是什么？

　　冰雪不足以言冷

　　奇妙的現象

　　明確：奇妙的超低溫世界：沒有電阻的導線認識事物的過程

　　廣泛的應用

　　誘人的幻想

　　說明的順序：人們對超低溫的認識、探索、應用。

　　說明的核心問題：超低溫世界的探索。

　　全文以小標題分節，清晰地標示出了作者的寫作思路：“冰雪不足以言冷”引出話題，介紹“絕對零度”概念；“奇妙的現象”介紹超低溫世界中有趣的奇特現象；“沒有電阻的導線”重點介紹超低溫中的超導現象；“廣泛的應用”介紹超低溫技術目前的一些具體應用；“誘人的幻想”則提出了利用超低溫技術在星際旅行中延續人的壽命的設想。作者由一個基本概念入手引入“超低溫”這話題，然后分別介紹現象及其應用，讓讀者較全面地認識了超低溫研究這一科學研究領域。

　　4、（思考、練習二）課文運用了多種說明方法，化抽象為具體，把深奧的科學道理通俗易懂地表述出來。看看課文運用了哪些說明方法，并在文中找出具體例子分析其作用。

　　明確：課文中使用了舉例子、做比較、下定義、作詮釋、列數據等多種說明方法。如在“沒有電阻的導線”一節中為了說明超導現象，作者首先舉了荷蘭物理學家發現“超導現象”的例子，接著又介紹了一個鉛金屬環在超低溫下經過兩年半時間電流強度居然沒有明顯減弱的實驗，用兩個例子具體生動地說明了超導現象中導電材料電阻消失的特性。

　　下定義：如“冷有一個極限——最低的溫度是零下273.16℃，叫做‘絕對零度’”。

　　作詮釋：如“世界上不可能再有比絕對零度更低的溫度”。

　　舉例子：如“比如，你把一個小杯放在大杯中……”。

　　作比較：如“錫跟鉛恰恰相反，一把好端端的錫壺，在超低溫下會碎成煤灰似的一團粉末”。

　　列數字：如“據統計，現在世界上的電能，大約有1/4損耗在輸電線路上”。

　　打比方：如“鮮花在液態空氣中浸一下，就變得象玻璃一樣脆，一擺動，便叮當叮當直響”。

　　分類別：如“廣泛的運用”一節從鋼鐵工業、農業、醫學、宇宙航行、科學研究幾個方面分類說明“超低溫”的作用。

　　5、請舉例說明本文說明語言的準確、嚴密。

　　明確

　　⑴“據統計，現在世界上的電能，大約有1/4損耗在輸電線路上”。

　　⑵……而且鈮、鋅、鋁、鉭、鋰、錫等23種純金屬與60多種合金，在朝低溫時也具有超導性。

　　“23種”是確定數目；“60多種”是不確定數目。說明文要求對所說明的內容作準確的介紹。此外，作者在用詞上十分注意掌握分寸。

　　⑶如今，他們正在努力尋找一種金屬或合金，使它在室溫或稍低于室溫的溫度下，就能顯示出超導現象。

　　“努力”表明科學家工作難度很大，同時也表明科學家不畏艱難，執著于科學事業的敬業精神。“稍低于”用詞精確、嚴密。

　　6、根據課文內容，為一本簡明科學詞典撰寫“超低溫現象”條目，不要超過兩百字。

　　明確：據理論推算，自然界中的最低溫度為-273.16℃，這一冷的極限溫度被稱為絕對零度。研究發現，在接近絕對零度的一個低溫區域（一般指-150℃以下）中，許多物質顯示出與常溫下截然不同的特性，如鉛會變得富于彈性，錫會變得易于粉碎，某些導電材料會出現超導性（即電阻消失或接近于零）。這個低溫區域被稱為超低溫，物質在其中出現的奇特現象即是超低溫現象。

　　四、總結

　　超低溫是一個普通人無法接觸到的世界，其中存在著許多超出人們常識的奇妙現象。本文作者抓住了這點來作文章，善于從普通人的常識出發來引出超乎人們常識的奇特現象，從而牢牢地抓住了讀者的好奇心和求知欲，使文章趣味橫生，把抽象的事理說明得生動可感。

奇妙的超低溫世界 教案 篇3

　　5.奇妙的超低溫世界 教案

　　1 .文本全解。

　　(1) 作者簡介，

　　葉永烈， 1940 年出生于浙江溫州。 1963 年畢業于北京大學化學系。現為上海作家協會專業作家，中國科普作家協會常務理事，世界科幻小說協會理事，香港海外文聯名譽主席。 1951 年開始發表作品， 1979 年加入中國作家協會。早期主要從事科普創作，系《十萬個為什么》的主要作者之一，科普代表作是三部《小靈通漫游未來》。后轉向傳記寫作，出版了《紅色的起點》、《歷史選擇了毛澤東》、《毛澤東與蔣介石》等多部傳記作品。

　　(2) 基本解讀。

　　超低溫是一個普通人無法接觸到的世界，其中存在著許多超出人們常識的奇妙現象。本文作者抓住這點來做文章，善于從普通人的常識出發來引出超乎人們常識的奇特現象，從而牢牢地抓住了讀者的好奇心和求知欲，使文章趣味橫生，把抽象的事理說明得生動感人。

　　比如文章開頭一節。作者從“冰冷”二字人手，指出“冰雪不足以言冷”，然后說出一連串更冷的地方：地球的北極和南極可達到 -90 ℃，月球背著太陽的一面可達到— 160 ℃，海王星可達到 -229 ℃……這使人們以為冷可以一直低下去，可以低至零下幾千、幾萬甚至幾千萬攝氏度 ( 正如熱那樣 ) 。這時，作者卻指出：冷有極限，存在一個無法逾越的絕對零度 -273.16 ℃。短短一段，一波三折，層層鋪墊，最后才抖出作者真正想說的內容，讓讀者為之一振，也很容易就理解了“絕對零度”這個陌生的概念。

　　又如最后一節“誘人的幻想”。為了使讀者易于理解利用“生命冷藏”來解決星際旅行這一難題的可能性，作者先介紹了一個有趣的實驗：把金魚在超低溫的液態空氣中變得硬邦邦的，但經過 10-15 秒之后放回溫水中，它居然復活了 ! 這一挑戰人們常識的有趣實驗使作者后面介紹的設想變得容易理解了。

　　全文以小標題分節，清晰地標示出了作者的寫作思路： “冰雪不足以言冷”引出話題，介紹“絕對零度”概念； “奇妙的現象”介紹超低溫世界中有趣的奇特現象； “沒有電阻的導線”重點介紹超低溫中的超導現象； “廣泛的應用”介紹超低溫技術在目前的一些具體應用； “誘人的幻想”則提出了利用超低溫技術在星際旅行中延續人的壽命的設想。作者由一個基本概念人手引入“超低溫”的話題，然后分別介紹現象及其應用，讓讀者較全面地認識了超低溫研究這一科學研究領域。

　　(3) 問題探究。

　　課文通俗易懂，生動有趣，相信大部分學生能夠讀懂課文，理解其主要內容。教學中應以學生自學為主，讓學生在抓住主要內容的基礎上進一步作些拓展探究，如通過各種途徑收集超低溫研究的最新資料，了解其在作者本文寫作之后這段時間里的新進展，以此進一步闡發課文中的一些內容。比如，關于液態氦的“超流現象”有無進一步的研究成果，超低溫技術的應用有何新發展，也可以引導學生根據課文及自己掌握的其他資料展開想像，編寫科幻故事。

　　2 .習題解說。 .

　　(1) ‘第一題命題意圖和參考答案。

　　命題意圖：引導學生整體感知全文，篩選文中的關鍵信息，了解課文的主要內容。

　　參考答案： “超低溫現象”的奇妙之處主要體現為許多物質在零下一二百攝氏度的“超低溫”狀態下會出現與它在常溫下完全不同的性質。如某些金屬在超低溫狀態下出現了電阻消失的超導現象。

　　(2) 第二題命題意圖和參考答案。

　　命題意圖：理解課文化抽象為具體的說明技巧。

　　參考答案：課文中使用了舉例子、作比較、下定義、作詮釋、列數據等多種說明方法。如在“沒有電阻的導線”一節中為了說明超導現象，作者首先舉了荷蘭物理學家發現“超導現象”的例子，接著又介紹了一個鉛金屬環在超低溫下經過兩年半時間電流強度居然沒有明顯減弱的實驗，用兩個例子具體生動地說明了超導現象中導電材料電阻消失的特性。

　　具體分析可參考“點擊鏈接”短文《說不盡道得明》。

　　(3) 第三題命題意圖和參考答案。

　　.命題意圖：引導學生學習根據需要收集資料，并根據資料進一步作大膽而合理的推斷。本題強調的不是知識的拓展，而是收集資料的能力和大膽想像、合理推斷的能力，以及勇于探究的欲望。

　　參考答案：課文中介紹了超低溫現象在鋼鐵工業、農業育種、液態空氣工業、醫學、宇航、科研等方面的具體運用，還作出了利用超低溫肢術延續人的壽命已進行漫長的星際旅行的大膽設想。

　　超低溫技術在許多領域的應用到今天已經有了較大進展 ( 參考“相關資料” ) ，主要應用于能源 ( 超導輸電、超導儲能、超導電機等 ) ，交通 ( 磁懸浮列車、船舶磁推進器 ) ，醫療衛生 ( 核磁共振成像、生物磁儀器等 ) ，電子技術 ( 超導微波技術應用、各類超導傳感技術、半導體—超導體集成電路、超導計算元件等 ) ，重大科學工程 ( 加速器、受控熱核裝置等 ) 和國防技術 ( 超導反潛、掃雷、飛船載人、電磁推進、通訊及制導等 ) 等領域。

　　(4) 第四題命題意圖和參考答案。

　　命題意圖：引導學生學會提煉材料要點，并重新組織材料進行嚴密的表達。

　　參考答案：據理論推算，自然界中的最低溫度為— 273 . 16 ℃，這一冷的極限溫度被稱為絕對零度。研究發現，在接近絕對零度的一個低溫區域 ( 一般指— 150t 以下 ) 中，許多物質顯示出與常溫下截然不同的特性，如鉛會變得富于彈性，錫會變得易于粉碎，某些導電材料會出現超導性 ( 即電阻消失或接近于零 ) 。這個低溫區域被稱為超低溫，物質在其中出現的奇特現象即是超低溫現象。

　　3 、相關資料。

　　超低溫工程及其應用

　　李昭仁

　　1 .什么，叫 cryogenics ？

　　在希臘文中所謂 kryo 這一冠首即是“冰冷”的意思， 而 cryogenics 就是指制造冰冷溫度，其實現代所通用的 cryogenics temperature 要比冰冷溫度更低。所以 cryogenics 可以說是“超低溫”的同義詞。

　　“超低溫工程”是一門研究發展低溫工程技術、低溫制造程序、低溫材料及低溫裝置的工程學。一個物理或化學新現象的發現到其工業上的實際應用，其間往往要經過一段很長的時間。超低溫工程和所謂的低溫物理 (low temperature physics) 在研究態度上有一些差別： 即前者注重已被發現自然現 象的應用及其工業化，而后者則注意自然現象的新發現及在理論上的探討。

　　ⅱ.溫度多低才算超低溫 ?

　　一般同意凡是低于 -150 ℃才稱為超低溫。說起來，這個界限也很合理， 因為一般所謂的永久氣體 (permanent gases) ，諸如空氣、氮氣、氧氣、氫氣、氦氣等在 -150 ℃以下才能液化，而且一般所使用的冷凍劑如 freon 、氨、硫化氫等也在 -150~c 左右呈沸騰現象。

　　ⅲ.超低溫技術發展的歷史概況

　　1877 年法國的 caillet 有史以來第一次液化空氣。 同年瑞士日內瓦的畢克替 (pictet) 制成液化氧氣。

　　1880 年波蘭創辦世界第一個低溫研究所。

　　1890 年杜而 (dewar) 首次制成真空隔熱低溫容器 (vacuum insulated vessel) 為裝備低溫液體之用。

　　1898 年杜而第一次制成液化氫氣。

　　1908 年歐尼斯首次液化氨氣，為超低溫工程創下新紀元。

　　1911 年歐尼斯發現超導電性 (superconductivity) 。

　　1942 年德國首次放射 v-2 武器系統，創下火箭紀元 ( 用 25 ％液態氧及 75 ％酒精混合物為燃料 ) 。

　　1952 年美國國家標準局在柯羅拉多州的保德爾開設一個超低溫實驗所 cryogenie engineering laboratory 從事收集及研究發展低溫物性、化性的數據與資料。

　　1959 年美國太空總署 (nasa) 的大型液化氫氣制造廠在加州完工。

　　1968 年美國的醫學博士庫波利用低溫外科手術首次進行腦癌開刀手術，并獲得成功。

　　美國阿波羅登月球研究計劃完成 (post appolo) 以后，政府補助的研究預算大量削減，很多靠政府生意起家的低溫工業公司都紛紛往工業用液化氣方面發展。諸如化學工業、電子工業、制鋼工業都要消耗大量的液化氧、氮、氫、氦等。另一重要工業與低溫工程相關的是液化天然氣，因天然氣產地與工業消耗地往往距離很遠，若以氣態運輸則在技術與經濟上都不切實際，所以必須先經液化以減小其體積，運輸起來效率才高。如此，則低溫液化工程成為很重要的一環。其他液化氫氣也被考慮為將來最具實用價值而無公害的燃料，將來低溫工程的發展，一定有不可或缺的重要地位。 1972 年，全美國低溫工業的營業額已超過十億美元。

　　ⅳ.應用在低溫工程上的主要學科

　　v .超低溫工程應用的范圍

　　下列應用低溫工程的實例及將來性：

　　1 .火箭推動系統 (rocket propulsion system)

　　——一般用液化氫為燃料而以液化氧為助燃劑。

　　2 .低溫物理與化學——如利用氫氣泡室 (hydrogenbubble chamber) 在高能量物理 physics) 的研究。在化學實驗中也利用低溫紅外線 (1r) 及 spectrometry 方面的研究。 (hishenergy

　　3 .電子學 (electronics) 及核子工程 (nucleaterpneering) 方面的應用——如微波激射 (maser) 必須在液化氮或液化氮低溫下施行以收實效。中子撞擊 (neutron bombardment) 亦在超低溫下施行， 以備發展應用在反應爐中。

　　4 .超導性及磁性 (superconductivity and magnet) ——如已發展的超導性磁具可以在 1 . 5 時的空間中產生 30000 高斯的磁場圈。普通要產生同樣磁場圈若不用超導性物質則要 7 英尺直徑， 5 英尺長及 45 噸的重量的電磁鐵，費電 150 千瓦。標準的超導性磁具的直徑僅 3-4 英寸，長 4-5 英寸，而重量只不過幾磅而已。

　　5 .生物及醫工方面的應用——有一門利用低溫的生物學 (cryobiology) 目前正被注意。一種用液化氮冷凍的器具，可以用來保藏血液、皮膚及骨髓等。將來剛死的人的內臟也可以用超低溫下保存，以待醫師們移植到需要此臟器的病人身上。

　　6 .食品保存與運輸——利用液化氮氣與新鮮食品如魚、蝦、 肉等面接觸，使其表面在瞬間被凍結，而把美味及香氣包藏在食物里面，如此運輸到消費市場再解凍，則食品仍恢復新鮮一般。用液化氮的好處是在于瞬間冰凍。

　　7 .公害控制及處理——如醫院中利用氧氣來補助垂危病人的呼吸。最近，有人計劃用液化氧來處理被污染的湖水。另外，利用液化氮來處理廢鐵及廢塑料，也會變成非常實用的課題。

　　總而言之，超低溫工程的應用不勝枚舉，若有計劃地來發展，將造福人類社會不少。尤其是面臨能源危機的今天，發展液化天然氣及液化氫的工程技術，將不只幫助解決能源的問題，同時也在無形中解決了公害問題的困擾。

　　( 選自《科學月刊》 ( 中國臺灣 )1974~4fl 第 52 期，有刪節 )

　　未來 15 年的超導技術

　　1987 年，在世界性的高溫超導研究熱潮中•，我們曾預計二十年后高溫超導材料將會廣泛應用， 當時覺得太長大遠。 10 年過去了，依據高溫超導材料的研究與開發的進展，預計到 年左右，一個相當規模的超導工業將會出現。

　　超導材料分為低溫超導材料 ( 在液氦溫區運行 ) 和高溫超導材料 ( 在液氮溫區運行 ) 兩大類。超導成為一門實用技術開始于 20 世紀 60 年代， 80 年代后期液氮溫區超導電性的發現加速了這門實用技術的發展。很多國家的科技專家認為超導技術將是 21 世紀二十多種關鍵技術之一，并將形成一門新的高技術產業。據國際超導工業高峰會議連續三年預測，按不變價格計算，世界范圍的超導產品 1995 年為 10 億 ~20 億美元， 年將達到 600 億 -900 億美元，而到 2020 年將到 1500 億 - 億美元。 目前，超導產品主要還是利用液氦溫區的超導技術，如醫用核磁共振成像的超導磁體，但是液氮溫區的超導材料的實際應用也正在逐步進入市場。預測到 2020 年全部超導產品中，高溫超導約占 60 ％ -70 ％，低溫超導仍占 30 ％ -40 ％。超導技術將主要應用于能源 ( 超導輸電、超導儲能、超導電機等 ) ，交通 ( 磁懸浮列車、船舶磁推進器 ) ， 醫療衛生 ( 核磁共振成像、生物磁儀器等 ) ， 電子技術 ( 超導微波技術應用、各類超導傳感技術、半導體——超導體集成電路、超導計算元件等 ) ，重大科學工程 ( 加速器、受控熱核裝置等 ) 和國防技術 ( 超導反潛、掃雷、飛船載入、電磁推進、通訊及制導等 ) 。根據高溫超導體可以在液氮溫區工作的特點，科學家們開發了一些新的應用方向，如用高溫超導體的塊材 ( 指熔融結構及準單晶 ) 制成高溫超導永久磁體、超導磁懸浮，與半導體集成器件結合的高溫超導微波器件、核磁共振的探測線圈等。作為一種物質存在的形態，超導電現象的應用現在還是剛剛開始，還會有許多現在來被預見到的應用的可能，在社會及經濟發展中將會產生重大的作用。

　　在 21 世紀初，我國的能源、醫療衛生、電子技術和科學儀器等方面將會迫切需要超導技術。美國、日本等國家關于超導產品的市場估計，均把我國作為重要市場之一。能否抓住超導技術發展提供的歷史性的機會、爭取在這一新興高技術產業中占有一席之地，是我國超導技術發展面臨的一個重要問題。

　　我國從 20 世紀 60 年代初開始了超導電性的科學研究和應用開發。 80 年代中期，我國科學界在液氮溫區超導材料的發現上作出了國際公認的貢獻。近十年來，在液氮溫區超導電性的研究開發，包括新材料的探索、材料的物理與化學性質的研究、實用成材技術的研究、薄膜技術、器件物理和技術等方面，我國都進行了比較深入系統的工作，在某些方面仍處在國際先進水平。但在向產業化發展方面，存在很多問題。

　　由于低溫制冷技術的發展，以及低溫超導體具有的特性，高溫超導材料不可能完全取代低溫超導材料，但高溫超導材料將逐漸占據主要地位。根據我國的情況和國際低溫超導技術成熟及產品相對飽和的現狀，我們應以高溫超導技術發展為主，以形成在國際上有競爭力的有較大規模的產業。

　　未來 15 年，我國的主要需求在通信、交通、能源以及醫學和電子技術等領域。國外把市場盯在中國，而我們在未來可能的巨大市場中能夠占多少份額，又如何去占領呢 ? 未來 5 年的決策和行動將是關鍵。超導技術不可能作為單一的技術發展及形成產業，必須與其他的技術及應用結合起來，全盤考慮和規劃是必需的。根據我國未來 10-15 年可能達到的工業水平、國民經濟發展及國防現代化的•需求，也根據我國的優勢及特長，經過努力，一個有規模、有競爭力的以超導技術為基礎的產業是完全可以形成的。