14 * 一名物理学家的教育历程PPT及专用教学设计内容

一名物理学家的教育历程

加来道雄

【教学目标】

1.了解作者成为物理学家的教育历程，学习本文的结构方式和说明方法。

2.结合作者的“教育历程”，探讨其中表现的思想内涵；理解好奇心、遐想在教育成长过程中的作用。

3.学习作者的科学探究精神，培养热爱科学、勇于探索的兴趣。

【重点难点】

分析文章结构，探讨“教育历程”表现的思维内涵，感悟科学家的成长历程，体会科学精神。

【教学过程】

第一学时 一．导入

成为一位科学家是无数有志青年的梦想，对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜以求的，我们来看一下加来道雄的成长道路，或许能得到一些启发。

二．阅读课文，整体感知

1．第1自然段，本段在全文中的作用是什么？

提示：借此表明自己的科学追求，引出自己“感兴趣”的两件事，进而引出全文。“引文”体现着献身科学的真正物理学家的追求，是点睛之笔。

2.第5自然段，能否把“我曾想”“可能”“我想”这样的词语删掉？为什么？ 提示：不能。“我曾想”“我想”表明是作者的揣测与推断。“可能”说明作者并未武断地下结论，体现了语言的准确、严密。

3．第9自然段，作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？

提示：(1)此“故事”正是人类面对种种无法理解的自然现象时的生动表现。(2)鲤鱼“科学家”的心理活动，正展示了人类的固定甚至僵化的思维，作者也正是对此有着清醒的认识，因此他能从实际出发反思人类在思维上的缺陷，从而进入科学的更高层次。(3)这也同时培养了他敢于向传统挑战的性格和勇气。

4．作者说，丰富自己对这个世界的理解力并引导自己走上理论物理研究而且最终成为理论物理学家的，是“童年的两件趣事”。请用简练的语言概括这两件“趣事”，并回答：

（1）你觉得这两件“趣事”有趣吗？（2）作者认为这两件事情有趣的根本原因是什么？（3）你从加来道雄走上理论物理研究之路的经历中受到什么启发？

提示：两件趣事，一是对鲤鱼世界的遐想，一是对爱因斯坦未竟事业的向往。一件事是否有趣，不取决于事情本身，而取决于一个人对事情的情感与态度。作者自小喜欢思考问题，尤其喜欢透过现象去深入思考事物的本质，所以，对于鲤鱼在水中游这种现象，对于老师讲的一个探索宇宙本质的科学家的故事，他便表现出了特别的兴趣。也许，在一般人看来，这两件事都极其平常。这说明，兴趣是最好的老师，要想在某个领域有所成就，首先必须对这个领域的事物有着特别浓厚的兴趣。

5．第16自然段，“年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前”，这个“优点”对你有何启示？

提示：

他能超越一般世人所无法超越的世俗的约束，大胆进行科学实验，这种敢于挑战、勇于实践的精神，使他的科学研究走上了正确的道路。

6.作者读完能够找到的所有有关爱因斯坦及其理论的书籍之后，说：“我决定要对这一秘密刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”这句话中的“这一秘密”指什么？“纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”这句话的深刻内涵是什么？

提示：“这一秘密”指爱因斯坦的故事留给作者的悬念：他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？如果用一句话，可以概括为：“爱因斯坦一生研究的究竟是什么问题？”“纵然”一句，表面上看起来是一种幽默：为了弄清自己所想弄清楚的“上帝是怎样创造了这个世界的”和这个“世界的内在规律”，作者“不得已”要做一名理论物理学家；实际上，作者所要强调的是：要探索宇宙的本质，必须付出艰辛的劳动，而自己为了追求真理，再艰辛也要奋斗下去。所以，这句话表现了一位追求真理的科学家的执著精神和坚强意志。

7．第17自然段，本段采用了什么说明方法？有什么作用？

提示：列数字。作为科普作品其功能之一就是激发大家对科学的兴趣，这种叙事加准确的数字说明方法能很好地实现这一目的。

8．本文题目为“一名物理学家的教育历程”，既为历程，一般当以时间为序，从小学到初中到高中再到大学来写。那为什么本文只选取童年两件趣事和高中建立实验室的事件来写

呢？ 提示：作者写作此文的主要宗旨在于告诉读者如何才能成为一名物理学家。在作者看来，他

的经历中三个方面的成长是最最关键的：（1）童年时期的两件趣事（由观察小池中的鲤鱼而想象水池中鲤鱼“科学家”的一系列思维活动，培养了想象力和对事物研究的兴趣；由对爱因斯坦的崇拜到决心完成爱因斯坦未竟的事业）；（2）高中阶段看了许多书后建立实验室制造“自己的原子对撞机”的情况和体验。

作者这样安排行文，既让读者看到了作者从小开始的成长历程，让读者明白了一个物理科学家成长过程中最有说服力的“成长因素”。如果一味按童年到小学到初中到高中的顺序叙事，最有价值的内容必将被冲淡，标题中的“教育”意义也难以得到突出。

9．本文体现了怎样的科学精神？

提示：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，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)想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，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。由感性的想象上升到理性的创造，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，对真正的科学工作者来说，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。

三．高考对接、提升考能

在阅读科普类文章时，常常会遇到一些悬而未决的问题，需要人们发表自己的见解；常常会被文章中的人或事感动，得到一些启发，这时便需要我们根据自己的理解谈出自己的看法。例如：阅读本文，谈谈作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义。这种问题没有确定的答案，但要根据文本内容作出总结。可以抓住题干中的关键词理解问题（为什么建实验室？现实生活意义）可谈的内容有：

(1)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。

(2)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，实验是考验实验者的综合能力。

(3)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。

(4)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。

四．写法借鉴，妙笔生花

科普文一般都比较枯燥、无趣味，为什么这篇文章让我们很感兴趣呢？我们来学习一下作者如何妙笔生花、布局谋篇的。 1．本文布局谋篇重点突出，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阅读相关的资料。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。 2．奇特的想象

本文对鲤鱼世界的描述，尤其是对鲤鱼“科学家们”的心理行为等的描述栩栩如生。作者借助了想象，采用了拟人化的笔法，让鲤鱼“科学家们”会看，会想，会说话，会提问题，这样就使深奥的科学道理变得浅显易懂。

3．恰如其分的题记

表明了他研究理论物理的目标和意义，旨在表示对爱因斯坦科学探索精神的崇敬和对爱因斯坦探索宇宙的意义的理解，也表明他一生求索的目标以及他对自己探索宇宙本质的意义的认识。 既醒目，又恰如其分。

五．占有素材，言之有物

学习一篇文章不能仅仅局限于分析文章的内容、结构、思想等。我们还要学以致用，活学活用，平时在写作文时，同学们非常苦恼素材的使用，其实，我们每一篇课内文章都是你创作文章的好素材，占有素材，写作方可言之有物。

课内素材

加来道雄毕竟是加来道雄。他是物理学奇才，他能从鲤鱼的水池想象到人类生活的地球环境，由“鲤鱼‘科学家’”对水池的环境一无所知想到人类对宇宙太空未知领域的探索。他8岁时就对伟大科学家爱因斯坦死后其未完成的论文仍摆放在自己的办公桌上的故事入迷，高中时与他同龄的孩子大多在棒球场或篮球场尽情玩耍时，他却在汽车间建造巨大的电子仪器，连他的母亲都为此感到困惑。然而仪器成功产生了比地磁场强2万多倍的磁场。加来道雄的成才之路不可复制，但从他的成功经历中我们可以总结出成为创新人才所应具备的条件：兴趣、想象力、好奇心、刨根问底的探索、科学实证的精神等等。

应用角度：“兴趣”“

想象力”“好奇心”“探索”

“实验精神”“执着”等。 [应用片段] 《一名物理学家的教育历程》一文的作者童年时就对爱因斯坦的事业产生了浓厚的兴趣，他并没有只让自己的兴趣停留在浅层的兴趣上，他让兴趣做主，把自己的终生志向和兴趣紧紧地联系在了一起，此后一直为自己热爱的事业不懈奋斗，并创造了辉煌的成就。

【作业】佳作欣赏，多读多悟

一位科学家的艰难成才之路

俄国化学家门捷列夫生于西伯利亚的托波尔斯克。1855年从彼得堡师范学院毕业后担任中学的化学教师；1856年获得博士学位；1857年任彼得堡大学副教授；1859年去德国深造，集中精力研究物理化学；1861年回国，任彼得堡大学教授。

小时候，门捷列夫家境贫寒。全家有17个孩子，门捷列夫排行十四。1841年秋天，门捷列夫不满7岁就同哥哥一起考上了托波尔斯克中学。1849年春天，门捷列夫中学毕业，妈妈变卖了财产带着孩子们到了莫斯科，她很想让这个小儿子进大学，因为教师们一致说他具有卓越的智慧和才能。妈妈在莫斯科的大学四处奔波，都无济于事，最后决定到彼得堡去碰碰运气。她丈夫的朋友当时身居要职，在他的帮助下，门捷列夫被破格录取进彼得堡师范学院，他父亲就是在这个师范学院读书的，因为那里的学生完全免费。

门捷列夫读的是物理系。对来自一个小地方的穷学生来说，彼得堡师范学院的门槛太高了。但是，只过了一年，他就成了优等生。除了紧张的学习之外，门捷列夫开始撰写科学成就简评，并得到少量的稿费，这对他来讲是唯一的收入。 因为，这时候他已失去了任何经济支持。 舅舅去世了；不久，小姐姐也害肺病死了；最后，连慈爱的母亲也离开了人间。1854年，门捷列夫大学毕业了，他以全班第一名的优异成绩荣获学院颁发的金质奖章。23岁时，他就成为副教授，31岁时又升为正教授。

门捷列夫能从一个西伯利亚小城市的穷孩子成长为彼得堡大学的正教授，这与他始终一贯的努力是分不开的。使门捷列夫获得最初的名声，是他撰写的《有机化学》。为了写这本书，他几乎整整两个月没离开过书桌。他常常接连几昼夜工作，中间休息不到几小时。年过七旬之后，由于积劳成疾，门捷列夫双目半盲。然而，他仍是每天从清晨开始工作，一口气写到下午5点半，然后吃“中饭”。饭后又继续写作。他去世时是坐在椅子上死去的，手里还握着笔。

门捷列夫是化学元素周期律的发现者之一。在1869年以前被发现的元素已有63种。为了探索元素之间的规律，许多化学家进行了元素分类的研究。门捷列夫在前人研究的基础上，根据元素的性质进行各种分类比较分析和综合归纳，终于发现了元素的性质与原子量之间的周期变化，于1869年正式发表了化学元素周期律，并根据这个规律预见了一些尚未发现的元素。元素周期律作为自然界的基本定律，揭示了物质世界的秘密，大大地促进了现代化学和物理学的发展，恩格斯誉之为“科学研究的一大功绩”。

凭着勤奋和努力，他还发现了临界温度，提出了水溶液理论，取得了一项项惊人的成就。

他真的工作到生命的最后一刻。1907年1月20日早晨，门捷列夫逝世了。这位伟大科学家逝世的消息震惊了整个俄国社会。葬礼是隆重的，通向沃尔科公墓的道路两旁绵延着不尽的人流。在送葬的行列中，高举着一条很大的横幅上面画着“周期表”。横幅在北风中迎风摆动，把这位伟大科学家的不朽名字传向四方。 [美文评点] 本文记述了俄国科学家门捷列夫富有传奇色彩的一生。出身贫寒的门捷列夫，有着强烈的好奇心和求知欲，凭着勤奋和努力，他发现了化学元素周期律、临界温度，提出了水溶液理论，取得了一项项惊人的成就。是他引领人们理清了眼花缭乱的物质世界，闯出了充满迷障的黑森林，看到了一个更深更远的未知世界。他被誉为百科全书式的科学家。拜读此文，我们探索未知的信念进一步增强，我们科研智慧的灵光更加明亮！

六．小结

今天我们学习了加来道雄如何成长为一名物理学家，这离不开想象力、兴趣、实验精神。老师也相信同学们在未来的人生路上能够保有一颗好奇心，敢于创新的斗志，执着的实践精神去开拓自己的人生舞台，成就自己的梦想。