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1、一名物理学家的教育历程【教材简析】:这是一篇自传性质的科普文,课文是以“教育历程为重点来谈的。因 此,表达的顺序主要是历时性的。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 表达。这样的结构安排,使文章既脉络清楚,又重点突出,充分表达了一 名理论物理学者的风格。课文布局谋篇重点突出,详略得当。语文课学习 科普文章的主要目的并非在于学习科学知识。课文中的有些知识如高维空 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
2、课文即可,不必教授 给学生。学习文章中表达的科学精神,学习探究、创新、批判的思维方式 才是最重要的,学习本文要学生结合实际体会文章的科学精神和人文内 涵。由于是自读课文所以采用教师引导的方式,让学生自学。本文结构清 晰,就让学生抓住其中的两件事展开讨论,让学生体会作者的成功之路。【教学目标】:1、引导学生从生活出发,了解科学、认识科学,体会科学的精神。2、引导学生以“教育历程为重点,探讨其中表现的思想内涵。3、引导学生感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力,激发学生探求 未知世界的兴趣,培养学生养成良好的性格品质。【重点、难点】引导学生以“教育历程为重点,探讨其中表现的思想内涵,引导学生 体会
3、科学精神。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。【课时安排】1课时【教学步骤】:一、故事导入有一次,爱因斯坦要把墙上的一幅旧画取下来,就搬来了一架梯子,一 步一步爬上去。突然他又想起了一个问题,沉思起来,忘记了自己正在做 什么,猛地从梯子上摔了下来。摔到地上之后他顾不上疼痛,马上想到: 人为什么会笔直的掉下来?看来物体总是沿着阻力最小的线路运动的。他 想到这里,马上站立起来,一瘸一拐地走到桌子前,提笔把自己的这个 想法记了下来。遇事爱思考探究,常常从小事中受到启发,这就是当代伟大的物理学
4、家 爱因斯坦的探索品质。那他对物理学家加来道雄的影响又是怎样的 呢?二、了解作者加来道雄,美籍日裔物理学家,毕业于美国哈佛大学,获加利福尼亚大 学伯克利分校哲学博士学位,后任纽约市立大学城市学院理论物理学教 授。主要著作有?超越爱因斯坦?(与特雷纳合著)?量子场论?超弦导论?。三、研究探讨课文内容,完成重难点的学习:1. 审读本文标题,你能否推断一下文章会写什么内容,会怎么写?你的推 断和作者的构思是否有出入?出入在哪儿?提示:这里的教育不是受教育或者教育别人,而是自主教育,自主开展。2. 速读全文答复下面问题,感受结构内容作者开头就说“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
5、走上成为一个理论物理学家的历程。而“童年的两件趣事是什 么?除了这两个趣事,作者还写了成长中的哪个个事例?明确:鲤鱼世界的梦想(想象)建立实验室(实践)爱因斯坦故事(兴趣)(设计意图:引导学生抓住课文标志性语句,梳理课文结构,引导学生从 结构上去把握文章内容。)3. 【提问】“鲤鱼科学家对“世界的认识是怎样的?提示:主要有以下几点:(1)“水池之外看不见的世界没有科学意义。(2)“它们为睡莲自己能够 运动而困惑不解一一它们以神秘的“力来掩盖自己的无知。(3)“鲤 鱼科学家的“消失和“重现一一它们认为是“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 地证明另一个世
6、界的存在,而它们却认为“胡说八道,荒唐绝伦,违 背它们的“自然规律。4. 【提问】作者想通过“鲤鱼科学家对世界的认识说明什么?提示: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“拒绝成认。(2)“科学家创造像力这样一些 概念,是因为他们只愿意成认“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。5、【提问】你是否对自然界有过好奇心呢?是否也产生了对科学的兴趣? 对爱因斯坦未竟事业的向往,是怎样
7、启迪作者走上科学探索的道路的呢? 思考: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 理论物理学家也在所不辞。在作者心中“理论物理学家应该是怎样的 人?提示:对爱因斯坦未竟事业的向往,使作者产生对同一场理论的兴趣,好似侦 探一样给予找到故事的线索和结局;在作者心中,“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。6、本文三个主要局部,并不是简单地表达成长的故事,而是具有深刻的 科学精神内涵,可以从中看到哪些方面的“教育对成为优秀科学
8、家最 为重要?提示:(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。(2) 乐趣:科学不应该是枯燥的,而是应该充满乐趣的。(3) 实验精神:有了想像力,有了乐趣,那只是成为科学家的最根底的因 素,不去踏踏实实地做实验,就不能得到根本数据,假说就不能确立。一 味地空想,不去做根底工作,不可能到达真理的此岸。(设计意图:感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力,激发学生探求 未知世界的兴趣,培养学生养成良好的性格品质。)四、研究探讨:(开放型题目)作者的成长历程给你什么启示?成为一名科学家需要那些素质
9、?请你举出 几个和作者成长历程相似的科学家?提示:作者进行艰苦枯燥的工作,表达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:人要想有所成就仅仅空想是不行的,要有严 谨、踏实、务实的工作作风,从根底做起,重在实践。应具备以下品质:奇特的想象力;探究的精神;实验的精神;自主创新精神; 奉献精神;要耐得住寂寞;不要固步自封;坚决的信念,坚持不懈的努力。 例如华罗庚、爱因斯坦、钱学森、牛顿、瓦特、居里夫人等。五、小结、作业一名理论物理学家的成长历程,给了我们很多的启示:大胆的想象、疑心 和猜测,不要固步自封;兴趣在人的成长过程中是不可或缺的,但要到达 成功的此岸离不了坚决的信念、坚持不
10、懈的努力,这或许是作者要告诉我 们后代的,希望大家能踏着他的脚步,一步一步取得进步。作者关于“鲤鱼科学家的梦想十分有趣,如果我们以动物的眼光来观 察人类,是不是也很有意思呢?假设有一位动物(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。那么请你试着替这位“动物科学家做一回代笔人怎样?板书设计:童年 青年 成年鲤鱼世界的梦想(想像)建立实验室(实践)理论物理学家爱因斯坦故事(兴趣)科学精神:想像力一一乐趣一一实验精神【相关知识】为了更好地理解课文,我们需要了解一些相关的理论物理学知识:(1)、统一场论根据现代物理学知识,将我们的宇宙结合起来的力有四种:
11、引力、电磁力、 强核力和弱核力。物理学家运用量子力学,已经把后三种力统一起来(美 籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨一米尔斯场理论,解决 了这一问题,被称为“标准模型。但是这一理论因为计算繁复无比而让 人头疼),但是引力仍然游离在外。爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的 统一,建立一个大一统的理论,最终也没有实现。(2)、高维空间现代理论物理学认为,统一四种力的前景,在于高维空间(如十维或更高) 理论确实立。比方对于古人来讲,风暴是怎样产生的,风暴会袭击什么地 方,什么时候袭来,什么时候结束,他们是一无所知的,因为他们生活 在平坦的大地上,只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察,即使有 简
12、单的预报,也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星,从太空这样三 维角度观察地球,在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚,可以 精准地预报风暴的动向。同样,理论物理学家认为,传统的四维(空间三 维加上时间)理论太“小,不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维 而在更高维(如十维或更高)中寻求统一这四种力时,就能得到一种简单、 漂亮的解决模型(科学家认为宇宙应该是简单、合谐的)。高维空间理论认为,宇宙大爆炸后10-43秒,十维宇宙分解成四维宇宙 和六维宇宙,四维宇宙暴胀,经过近一百五十亿年,演变成今天我们生 活的宇宙。大爆炸后10-35秒,大统一力分开。但是高维空间理论很难在 实验室中得到证实,因为要模拟当时的环境,需要的能量太大,根本无 法做到,所以现在高维空间理论只能是“理论。