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1、一名物理学家的教育历程一名物理学家的教育历程教学建议 一、教学这篇课文，要以“教育历程”为重点， ；探讨其中表现的思想内涵，引导学生体会 科学精神。 二、高维空间对普通人来说，是很难想像的。所以，教学重点是文章内容，而不是相关的 科学知识。相关知识教师有所了解，能帮助教学课文即可，不必教授给学生。 三、 “研讨与”的二、三两题都是开放题，要引导学生从生活出发，了解科学、认识 科学。 教学过程一、整体把握1文章特点(1)结构文章的题目是“一名物理学家的教育历程” ，田此，叙述的顺序主要是历时牲的。但是， 作者开 头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一 个理论物理
2、学家的历程。 ”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时性的叙 述。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出。结构如图： 童年 青年 (成年)鲤鱼世界的幻想(想像) 实验 (理论物理学家)爱因斯坦故事(理论) (2)内容 人人都对自然感到好奇，都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底” ，但是大多数人 一般直接探寻自然本身，而作者却由人的观察角度，反思人类对宇宙的认知。看似作者少 年时的思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想像力，并且保持了这样奇特的想 像力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟 事业” ，激发了他的探究兴趣。他之所以感到“激动人心
3、” ，是因为他把爱因斯坦的理论当 成一个“侦探故事”来阅读、探究，这非常符合少年的心理。另外， “我决定要对这一秘密 刨根问底” ，也表现了他有毅力有恒心的性格，这是成为科学家的基本素质。高中时代， 本应“在棒球场或篮球场玩耍” ，享受青春年华，但作者却“找遍周边地区大量的电子仓库， 装配必需的硬件设备” ，在“学校的足球场中缠绕 22 英里长的铜线” ，自己动手建设实验室， 验证爱因斯坦理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，体现了他对科学的热 爱，以及踏实的性格，显露出一个科学工作者的潜能。由到，我们可以清楚地看到 作者的“教育历程”和“教育内容” 。 (3)详略 本文布局谋篇重点突
4、出，详略得当。在整体上，作者并没有从童年到小学到初中到高 中，按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长 为一名“物理学家”的“教育历程” ，并不旁及其他成长的经验；在局部上，如高中阶段， 作者看了许多统一场理论方面的书，并常常去斯坦福大学的物理图书馆，相关的理论书籍 是怎样启发、引导他研究的，这里肯定有许多精彩的故事，但是作者只是一笔带过，重点 放在制造“自己的原子对撞机”上，其中具体的数据叙述得很详尽，让人体会到作者严谨、 踏实的性格，以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。3科学精神 本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵
5、，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。 (1)想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想 像中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上 升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。(2)乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科 学千作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏” ，也是人生的“境界” 。 “游戏”使 他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强 权，只求真理。(3)实验精神：丁肇中说过：， “现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在
6、所谓 的实验。 ” “科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检 讨或哲理的清谈就可求到的。 ”(应有格物致知精神)有了想像力，有了乐趣，那只是成 为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能 得到基本数据，假说就不能确 立。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论， 虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。 即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也 不是空想出来的。二、问题探究1 “鲤鱼科学家”对“世 界”的认识是怎样的?主要有以下几点：(1)“水池
7、之外看不见的世界没有科学意义。 ”(2)“它们为睡莲自己 能够运动而困惑不解”它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。 (3)“鲤鱼科学家” 的“消失”和“重现”它们认为是“奇迹” ，是“可怖的事情” ，而不肯去探究原因。 (4) “鲤鱼科学”的“传奇故事” ，真实地证明另 r 个世界的存在，而它们却认为“胡说 八道 u，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律” 。 2作者想通过(鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么? 说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。(1)人类“一生就在我们自己 的池子里度过” ，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认” 。(2) “科学家发明像力这样一些概念
8、” ，是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物” ，不肯改变思考问题的方式。 (3)“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视” ，表现出思想上的保守和 固执。3课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的 叙述有什么作用?课文的重点是童年趣事和建立实验室，这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出 来。而夹杂在其中的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空 间的想像，激发兴趣；而阅读统一场理论书籍，既表现高中阶段作者求知的热情，也衔接 起由理论到实验的探究过程。4作者说“我决定要对这一问题刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也
9、 在所不辞。 ”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人?理论物理学家的工作是抽象，枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到实验 的证明，甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。 “在所 不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。 5作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义? 科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单 的操作，要有理论指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础实验，表 现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。
10、对教育而言，重知识，轻能力的现 象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。关于 一、你是否对自然界有过好奇之心?是否也因此产生了对科学的兴趣?阅读课文，看看对鲤 鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，是怎样启迪作者走上科学探索道路的? 设题意图：让学生了解文章主要内容。 参考答案： 对鲤鱼世界的避想，使作者感悟到人类观察角度的局限，激发探究未知世界的热情；对爱 因斯坦未竟事业的向往，使作者产生对统一场理论的兴趣，好像“侦探”一样急于找到 “故事”的线索和结局。 由此，作者开始阅读相关书籍，建立自己的实验室，走上了科学探索的道路。 二、苏轼说过：“不识庐山真面目，只缘身在
11、此山中” 。物理学家的理论也许过于艰深，但 是其中的 道理，和日常生活的体验是相通的。文章所讲述的鲤鱼的故事，给了你怎样的启发?你是否 也有过类似的奇思妙想呢? 设题意图：引导学生把科学和生活联系起来，激发他们探究科学的热情。 参考答案： 站在地球上观察，我们觉得地球是平面的，但是在高空，我们就可以看到地球的曲面。这 与鲤鱼们观察它们的宇宙，看到的是幽暗的水体是类似的。 三、作者关于鲤鱼“科学家”的幻想十分有趣，如果我们以动物的眼光来观察人类，是不 是也很有意思呢?假如有一位动物(狗、猫、鸡、燕子等)“科学家” ，专门研究人类的某些 行为，它写了一篇“科普文”人类行为之谜。你替这位动物“科学家”做一回代笔人怎么 样? 设题意图：，引导学生换向思维。狗 、猫；鸡、燕子等动物都是生活在人类身边的动物， 它们可以说对人类很熟悉” ；可联系动物游戏之谜 ，扩展学习内容。 参考答案：略。
