《一名物理學(xué)家的教育歷程》教案

一、內(nèi)容與解析

《一名物理學(xué)家的教育歷程》是日裔理論物理學(xué)家加來道雄的作品，文章沒有像前面的科普作家一樣向我們介紹大量的科學(xué)知識(shí)，而是通過對(duì)童年的兩件對(duì)自己?jiǎn)l(fā)很大的事情的追溯，告訴了我們走上科學(xué)道路的一些必備因素（敢于懷疑、對(duì)事物充滿興趣，做事有毅力等），全文的思路很清晰，主要是圍繞兩件事展開，學(xué)生更容易從文章結(jié)構(gòu)上去把握文章內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)此類課文，我們期盼學(xué)生從中能夠?qū)W到的是科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和思維習(xí)慣。同時(shí)，由于學(xué)生作文中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)題記，在這里我們就可以結(jié)合課文來系統(tǒng)地學(xué)習(xí)一下有關(guān)題記的知識(shí)。

二、教學(xué)目標(biāo)及解析

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.了解文中所談的一些物理學(xué)理論問題，如宇宙平行理論、多維空間理論。

2.引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)。

3.分析文章的結(jié)構(gòu)，探討“教育歷程”表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。

4.學(xué)習(xí)作者對(duì)科學(xué)深入探索的精神。

（二）解析

學(xué)習(xí)本文須從文章結(jié)構(gòu)上去把握文章，讓學(xué)生從中能夠?qū)W到的是科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和思維習(xí)慣。

三、問題診斷分析

這篇課文涉及一些宏觀宇宙學(xué)的理論，為了更好地理解課文，需要讓學(xué)生了解一些相關(guān)的理論物理學(xué)知識(shí)，如統(tǒng)一場(chǎng)論、高維空間等的概念。

四、教學(xué)支持條件分析

運(yùn)用多媒體，展示圖片。

五、教學(xué)過程

1課時(shí)

一、導(dǎo)語(yǔ)設(shè)計(jì)

成為一位科學(xué)家是無(wú)數(shù)有志青年的夢(mèng)想，對(duì)物理的探究更是許多年輕的學(xué)子孜孜以求的，我們來看一下加來道雄的成長(zhǎng)道路，或許能得到一些啟發(fā)。

（板書）一名物理學(xué)家的教育歷程

二、文本解讀

知識(shí)積累

相關(guān)知識(shí)

為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學(xué)知識(shí)：

1.統(tǒng)一場(chǎng)論

根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí)，將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種：引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。物理學(xué)家運(yùn)用量子力學(xué)，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來（美籍華裔物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)生米爾斯提出楊—米爾斯場(chǎng)理論，解決了這一問題，被稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛?jì)算繁復(fù)無(wú)比而讓人頭疼），但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一，建立一個(gè)大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實(shí)現(xiàn)。

2.高維空間

現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)為，統(tǒng)一四種力的前景，在于高維空間（如十維或更高）理論的確立。比如對(duì)于古人來講，風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的，風(fēng)暴會(huì)襲擊什么地方，什么時(shí)候襲來，什么時(shí)候結(jié)束，他們是一無(wú)所知的，因?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣?，只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察，即使有簡(jiǎn)單的預(yù)報(bào)，也都是靠經(jīng)驗(yàn)來推測(cè)的?，F(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星，從太空這樣三維角度觀察地球，在地面上看來神秘莫測(cè)的風(fēng)暴被看得一清二楚，可以精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)風(fēng)暴的動(dòng)向。同樣，理論物理學(xué)家認(rèn)為，傳統(tǒng)的四維（空間三維加上時(shí)間）理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)他們超越四維而在更高維（如十維或更高）中尋求統(tǒng)一這四種力時(shí)，就能得到一種簡(jiǎn)單、漂亮的解決模型（科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡(jiǎn)單、和諧的）。

高維空間理論認(rèn)為，宇宙大爆炸后10—43秒，十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙，四維宇宙暴脹，經(jīng)過近一百五十億年，演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10—35秒，大統(tǒng)一力分開。但是高維空間理論很難在實(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí)，因?yàn)橐M當(dāng)時(shí)的環(huán)境，需要的能量太大，根本無(wú)法做到，所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。

三、信息篩選

整體把握

（一）請(qǐng)同學(xué)們快速閱讀全文。

歸納概括每個(gè)自然段的意思并分段。

明確：正文前有一句愛因斯坦的話，這是加來道雄的座右銘，也是他走上科學(xué)道路的指路明燈，表明他的追求。

全文共分三部分。

第一部分（第1段），是全文的綱，只有一句話，非常簡(jiǎn)潔，點(diǎn)明后面寫作的內(nèi)容。

第二部分（第2—11段），童年時(shí)的第一件趣事：對(duì)鯉魚世界的遐想。

第三部分（第12—18段），童年時(shí)的第二件趣事：對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。

（二）提問：本文的結(jié)構(gòu)安排有何特點(diǎn)？

明確：文章的題目是“一名物理學(xué)家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是歷時(shí)性的。但是，作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對(duì)世界的理解力，并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程。”而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內(nèi)容，又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點(diǎn)突出。

（三）提問：本文在材料處理上有什么特點(diǎn)？

明確：本文布局謀篇重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初中到高中，按時(shí)間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長(zhǎng)為一名“物理學(xué)家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)；在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場(chǎng)理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點(diǎn)放在制造自己的原子對(duì)撞機(jī)上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會(huì)到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。

四、合作探究

對(duì)兩件事的深入探討

（一）蘇軾說過“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”，物理學(xué)家的理論也許過于艱深，但其中的道理和日常生活中的體驗(yàn)是相通的。

問題1：“鯉魚科學(xué)家”對(duì)“世界”的認(rèn)識(shí)是怎樣的？

明確：主要有以下幾點(diǎn)：（1）“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義?！保?）“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解”——它們以“神秘的力”來掩飾自己的無(wú)知。（3）“鯉魚科學(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認(rèn)為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。（4）“鯉魚科學(xué)家”的“傳奇故事”，真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在，而它們卻認(rèn)為是胡說八道，荒謬絕倫，違背了它們的“自然規(guī)律”。

問題2：作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對(duì)世界的認(rèn)識(shí)說明什么？

明確：說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)家”有相似之處。（1）人類一生就在自己的池子里度過，只要超出人類的理解力的自然存在，人類就拒絕承認(rèn)。（2）“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念……”，是因?yàn)槿祟愔辉敢獬姓J(rèn)那些看得見摸得著的事物，不肯改變思考問題的方式。（3）“不能在實(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論，人類就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。

（二）你是否對(duì)自然界有過好奇心呢？是否也產(chǎn)生了對(duì)科學(xué)的興趣？對(duì)愛因斯坦未竟的事業(yè)的向往，是怎樣啟迪作者走上了科學(xué)探索道路的呢？試思考以下問題。

問題3：作者說“我決定要對(duì)這一秘密刨根究底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭”。在作者心中“理論物理學(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人？

明確：理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實(shí)驗(yàn)條件限制，自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，甚至可能到死也得不到成功。這樣的人必須耐得住寂寞，必須有奉獻(xiàn)精神。“在所不辭”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。

問題4：作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對(duì)我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣的意義？

明確：科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡(jiǎn)單的操作，要有理論的指導(dǎo)，要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)者的綜合能力。而我們當(dāng)前存在的問題是重視理論，輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)為動(dòng)手能力和實(shí)踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對(duì)教育而言，重知識(shí)，輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學(xué)家重視實(shí)驗(yàn)給我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。

（三）總結(jié)提問：課文中閱讀多維空間歷險(xiǎn)故事和統(tǒng)一場(chǎng)理論書籍兩小段內(nèi)容，對(duì)“教育歷程”的敘述有什么作用？

明確：課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室，這幾個(gè)事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來了。而夾雜其中的兩個(gè)小事例，主要起補(bǔ)充和銜接作用。歷險(xiǎn)故事加深作者對(duì)高維空間的想象，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場(chǎng)理論書籍，既表現(xiàn)高中階段作者的求知熱情，也銜接起由理論到實(shí)驗(yàn)的探究過程。

總結(jié)：作者在文中指出在童年有兩件事大大豐富了他對(duì)世界的理解力，并且引導(dǎo)他成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程，這兩件事給他的啟示是：大膽的想象、懷疑和猜測(cè)，不要故步自封，興趣在人的成長(zhǎng)過程中是不可缺少的，但要到達(dá)成功的彼岸離不了堅(jiān)定的信念、堅(jiān)持不懈的努力，這或許就是作者要告訴我們后輩的。

五、方法點(diǎn)撥

有關(guān)題記的研討學(xué)習(xí)

在正文開始之前，作者引用了愛因斯坦的一段話，原文的意思大家都能理解，我們也知道這叫做題記，現(xiàn)在同學(xué)們也喜歡用題記來點(diǎn)綴自己的作文，在這里我們結(jié)合課文來談?wù)勵(lì)}記的寫法和作用。

1.借鑒課文

先請(qǐng)學(xué)生談?wù)務(wù)n文中引用這個(gè)題記的作用。

明確：作者一開始引用愛因斯坦的科學(xué)觀，旨在提示下文是在介紹有關(guān)科學(xué)的觀點(diǎn)。

2.在寫作過程中能夠巧妙貼切地書寫題記，不僅可以開宗明義，給閱卷人耳目一新的感覺，而且能先聲奪人，具有韻味深遠(yuǎn)、包蘊(yùn)題旨等特點(diǎn)，從而達(dá)到“濃縮言語(yǔ)動(dòng)人心，未成曲調(diào)先有情”的最佳效果，成為應(yīng)試作文中得分的亮點(diǎn)。從近幾年高考滿分作文看，采用題記形式的占一定比例。那么作文中的題記有哪些種類、有何作用呢？

明確：寫題記可以采用闡發(fā)話題式、詮釋題目式、點(diǎn)明題旨式、總領(lǐng)全文式、設(shè)喻寓理式等幾種形式。