13 * 宇宙的未来优质课一等奖教案

13

宇宙的未来

学习目标

1.提炼本文要点,培养分析概括能力。

2.学习本文生动、幽默的演讲风格。

3.感受科学精神,提高科学素养。

自主认知

一、知识链接

1.轮椅上的传奇科学家。

史蒂芬·霍金,英国理论物理学家,1942年1月8日出生于英国的牛津。

霍金在牛津大学毕业后即到剑桥大学读研究生,这时被诊断患了“肌萎缩性侧索硬化症”,不久,就完全瘫痪了。1985年,霍金又因肺炎进行了穿气管手术,此后,他完全不能说话,依靠安装在轮椅上的一个小对话机和语言合成器与人进行交谈;看书必须依赖一种翻书页的机器,读文献时需要请人将每一页都摊在大桌子上,然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。

霍金正是在这种一般人难以置信的艰难中,成为世界公认的引力物理科学巨人。霍金在剑桥大学任卢卡逊数学讲座教授,他的黑洞蒸发理论和量子宇宙论不仅震动了自然科学界,并且对哲学和宗教也有深远的影响。霍金的朋友曾这样感慨:可以相信,当他所热爱的东西都失去时,他不仅坚强地活着,而且伟大地活着,那么他所带给我们的不仅仅是科学的智慧,还有人类最可贵的精神。

2.霍金轶事。

霍金虽然身体的残疾越来越重,但却力图像普通人一样生活,完成自己所能做的任何事情。他甚至是活泼好动的——这听起来有些好笑,在他已经完全无法移动之后,他仍然坚持用唯一可以活动的手指驱动着轮椅在前往办公室的路上“横冲直撞”;当他与查尔斯王子会晤时,旋转自己的轮椅来炫耀,结果轧到查尔斯王子的脚趾。

3.霍金的预言。

霍金2012年1月8日迎来70岁生日,霍金6日接受英国广播公司(BBC)节目听众提问,则预言核战及全球暖化等灾难将于千年内摧毁地球,而人类将在约一百年后殖民外层空间。

英国广播电台四台为庆祝霍金生日,推出“问问霍金”电台节目,听众透过社交网站及电子邮件向霍金提问。有听众问:“你认为人类能否逃过所有灾难,并最终在其他星球殖民?”霍金说:“人类可能会绝种。我几乎肯定核战和全球暖化之类的大灾难,将于一千年内降临地球。”但霍金指出人类灭绝并非不可避免,因为科技进步将带领人类走出太阳系,到达宇宙的远方:“我确信人类终将殖民太空,在火星及太阳系的其他星球上建立自给自足的殖民地,不过大概要一百年以后。”

在太阳系中,火星是除地球之外可供人类居住的最佳选择。尽管各国宇航局已经做好了对火星的载人探测任务准备,但是这类活动也要几十年之后才能实施,而且探测一次往返大约需要450天。

4.霍金语录。

当你面临着夭折的可能性,你就会意识到,生命是宝贵的,你有大量的事情要做。

活着就有希望。

一个人如果身体有了残疾,绝不能让心灵也有残疾。

生活是不公平的,不管你的境遇如何,你只能全力以赴。

虽然我行动不便,说话需要机器的帮助,但是我的思想是自由的!

二、整体感知

1.用一句话简要概括本文的主要内容。

2.霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点?

三、自练自测

1.给下列加点的字注音。

坍缩(

)

耶稣(

．．关隘(

)

沮丧(

)

．．迄今(

)

尴尬(

)

．．．谙熟(

)

．殆尽(

)

．2.辨析组词

蒙昧(

)

．确凿(

)

．)

逾越(

)

恍惚(

)

．．．混沌(

)

膨胀(

)

．．．模棱两可(

)

臭名昭著(

)

．．哺乳(

)

解剖(

)

．．脑髓(

)

辐射(

)

．．

①

毁远见

识倾

崎

②

③

④

落真知

见发

赶3.词语释义

臭名昭著:

模棱:

感恩戴德:

微不足道:

无声无息:

万无一失:

4.文学常识

霍金,英国

学家。其作品《

》在全世界行销千万册。课文是霍金在1991年1月在

的一次演讲录。 四、质疑问难

通过预习本文,你有什么问题?请写在下面。

合作探究

1.为什么科学不能预言人类社会的未来,却可以预言宇宙遥远的未来?

2.对宇宙未来的预言,关键是要弄清宇宙的什么问题?

3.作者认为宇宙的未来会是怎样的?

课堂练习

(一)基础知识积累

1.下列加点字注音全都正确的一项是(

)

A.尴尬(gà)

眼睑(jiǎn)

奇(jī)数

模棱(líng)

．．．．

B.混(hún)沌

恍(huǎng)惚

隘(ài)道

估(g )量

．．．．C.坍(tān)缩

焙(b i)干

星宿(xiù)

琵琶(pɑ)

．．．．D.诘(jié)问

暴涨(zhǎng)

逃逸(y )

憎(z ng)恨

．．．．2.下列词语中没有错别字的一组是(

)

A.别出心裁

B.明察秋毫

C.瞻养父母

D.推陈出新

映入眼帘

幅圆广阔

归根到底

疏疏朗朗

赞叹不已

轻而易举

晶莹透明

因地治宜

如烟似雾

瞬息万变

模棱两可

臭名昭著

3.下列各句中,加点的成语使用恰当的一项是(

)

A.他性格比较内向,平时沉默寡言,但是一到课堂上就变得振振有词,滔滔不绝,所以他的．．．．课很受学生欢迎。

B.泰山几千年来都是文人墨客们向往的圣地,在浩如烟海的中华典籍中,留下了众多颂扬．．．．泰山的诗词文章。

C.张经理语重心长的一席话,如电光石火,让小余心头郁积的阴霾顿时消散,再次燃起争创．．．．销售佳绩的激情。

D.迅速崛起的快递行业,经过几年的激烈竞争,大部分企业都已经转行或倒闭了,市场上只剩他们几家平分秋色。

．．．．4.下列各句中,没有语病的一句是(

)

A.很多企业都认识到,为了应对消费需求和竞争格局的变化,必须把改进服务提到与研发新产品同等重要的位置上。

B.一般人常常忽略的生活小事,作者却能够慧眼独具,将之信手拈来,寻找其叙述的价值,成为小说的有机组成部分。

C.在90后的青少年中,科幻迷越来越多,这显示了科幻文化正在崛起,是对长久以来孩子们缺失的想象力的呼唤。

D.数字化时代,文字记录方式发生了重大变化,致使很多人提笔忘字,长此以往,将影响到汉字文化能否很好地传承。

(二)阅读下面的文字,完成5~6题。

即便我们知道了制约宇宙的有关定律,我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来。这是因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。这表明方程可能是不稳定的:在某一时刻对系统作非常微小的改变,系统的未来行为很快会变得完全不同。例如,如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式,就会改变出来的数字,你在实际上不可能预言出来的数字,否则的话,物

理学家就会在赌场发财。

在不稳定或混沌的系统中,一般地存在一个时间尺度,初始状态下的小改变在这个时间尺度将增长到两倍。在地球大气的情形下,这个时间尺度是五天的数量级,大约为空气绕地球吹一圈的时间。人们可以在五天之内作相当准确的天气预报,但是要做更长远得多的天气预报,就既需要大气现状的准确知识,又需要一种不可逾越的复杂计算。我们除了给出季度平均值以外,没有办法对六个月以后做具体的天气预报。

我们还知道制约化学和生物的基本定律,这样在原则上,我们应能确定大脑如何工作。但是制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为,初始态的非常小的改变会导致非常不同的结果。这样,尽管我们知道制约人类行为的方程,但在实际上我们不能预言它。科学不能预言人类社会的未来或者甚至它有没有未来。其危险在于,我们毁坏或消灭环境的能力的增长比利用这种能力的智慧的增长快得太多了。

宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。绕着太阳公转的行星的运动似乎最终会变成混沌,尽管其时间尺度很长。这表明随着时间流逝,任何预言的误差将越来越大。在一段时间之后,就不可能预言运动的细节。我们能相当地肯定,地球在相当长的时间内不会和金星相撞。但是我们不能肯定,在轨道上的微小扰动会不会积累起来,引起在十几亿年后发生这种碰撞。太阳和其他恒星绕着银河系的运动,以及银河系绕着其局部星系团的运动也是混沌的。我们观测到,其他星系正离开我们运动而去,而且它们离开我们越远,就离开得越快。这意味着我们周围的宇宙正在膨胀:不同星系间的距离随时间而增加。

5.作者在第1段中说“即便我们知道了制约宇宙的有关定律,我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来”,原因错误的一项(

)

A.物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。

B.方程可能是不稳定的。

C.制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为,初始态的非常小的改变会导致非常不同的结

果。

D.我们只是对宇宙的有关定律有所了解,而对宇宙缺乏深入的研究。

6.对于作者对宇宙未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言说法错误的一项(

)

A.作者是有科学根据的,是运用天体物理学理论进行的科学推测,科学预言。

B.巫师、宗教预言家是没有科学根据可言的。

C.因为方程是混沌的,所以巫师、宗教预言家对人类社会的预言注定就是荒唐的。

D.作者对宇宙未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言,就本质来说,没有区别,因为人类社会的未来根本就是无法预言的。

(三)阅读下面的文字,完成7~10题。

没有天堂

赵鑫珊

在东西方宗教中都有一个假设:在地球之外某个地方有一个天堂,那里尽是金碧辉煌,尽是山珍海味,没有尘世的种种苦难或悲惨。这假设中的天堂,纯属子虚乌有,纯属幻想。要知道,除了地球,我们没有其他任何星球可去!

月球、火星、金星……是万万去不得的。人类只能生存在地球上;在别的星球上,人类无法生存,更无幸福可言——这就是“我们只有一个地球”这句口号的涵义。

如果人类能够快乐地生活在月球、火星或金星上,并且还可以把60亿人统统移民过去,那么“我们只有一个地球”的口号就是多余的。

摆在人类面前的出路只有两条:坚决控制地球上的人口,下决心保护地球生态环境;或将人类统统移民到别的星球上去居住。

但这后一条出路几乎是不可能的。比如,在月球表面上如何建造密封式的居住空间就是个大问题。月球上没有大气,它是一个完全没有生命的世界——夜间极冷(-166 ℃),白天奇热(99 ℃)。

在世界工业化之前,地球只能供给10亿人的温饱。假设我们现在决定不搞工业化,那么50亿人就必须离开地球。而在决定哪50亿人离开地球这场混战中,我们所有的人都会死去。

把我们的工厂搬离地球生物圈,进入太空,让它们高悬在我们头顶上几千公里之外,那也是不现实的。

火星同样不适合人类生存。那里的昼夜温差达100 ℃,气候极寒冷而且干燥,大气非常稀薄,主要是二氧化碳;火星大部分的水贮存在冻土圈的地壳层中,地表到处是干旱的荒漠。

金星的英文名称是维纳斯,听起来很美、很温柔,但名不副实。其大气和表面对人类的生存亦抱有敌意。金星稠密云层的下面,是个巨大的、炎热的、以二氧化碳为主的气体的海洋,或者说是一层厚厚的碳酸气浓雾——除非是一些特殊植物,动物是无法呼吸、生存的。

更有甚者,金星的表面温度高达465 ℃,大气压力比地球高出90倍。这样的生存环境,简直像个酷热的地狱。今天的金星地层还在不断发生地震,熔岩四溢,且伴有雷鸣闪电。

过去,金星上也有氧气,两极也有冰雪,只因大气中的二氧化碳日渐积聚,形成温室效应,入射的太阳光不能向外散发,表面温度日渐增高,氧气的生成越来越少,两极的冰雪全部融化、蒸发,从此河川消失,地面日渐沙漠化,生物亦被一扫而空,成了今日干旱的不毛之地。如果21世纪地球的污染得不到有效控制,那么金星的今天便是地球的明天。为此,我们大家有理由不寒而栗。

最近我读了一些鼓吹人类到地球以外的行星上去另谋生路的文章。其中最著名的是美国德克萨斯大学艺术和人类学教授透纳的《到火星上去生活》,文中乐观地声称,将火星改造成一颗可供人类居住的行星正在变得越来越可行。他的口号是:“把火星改造成花园吧!”——通篇都是诗人的幻想,而不是严谨的科学论证。

如果我们对火星或金星的严酷自然环境缺乏想象力,那就请把目光转向新疆的塔克拉玛干大沙漠吧。它是世界上最大的流动沙漠,“塔克拉玛干”的蒙古语意思是“进去出不来”。这是

一片32万平方公里的死亡沙海!我可不愿看到整个地球有朝一日变成塔克拉玛干。

在宇宙太空中,地球原是一条很安全、很舒适的小飞船。如今它因人类的错误触了点礁,漏了些水,人类理应积极行动起来,亡羊补牢,拨正航向,这才是惟一的出路,而不是弃船逃走。

听听在航天飞机上负责地球观测、摄影的飞行专家斯普林格说的话吧:

“实际上,在飞船上你能一瞬间瞥见整个大陆,至少是从东到西的大陆。你能看到,最有价值的财富是陆地;你还能看到,地球环境发生了什么事情。当你看到到处都有被砍伐了森林的地块时,心里真有一种说不出的滋味。这迫使人们认识到,我们必须开始保护我们的环境,要比现在做得更好些。”

因为,天堂是没有的。

(选自《天地徜徉录》,有删改)

8.作者在文章开头描述东西方宗教中“天堂”的目的是什么?请简要分析。

9.结合文意,简要分析两处画线部分的修辞手法和表达效果。

10.文中为什么重点介绍金星的情况?

11.请结合文章探究“没有天堂”这一标题的意蕴。

(四)语言运用

12.将下列语句依次填入文中的横线处,使上下文语意连贯。(只填序号)

几十年来,霍金的身体禁锢在轮椅中,

,

,

,

。他以极度残疾之身,取得极其辉煌的科学成就,成为自爱因斯坦以来引力物理学领域最大的权威。

①他执着地寻求着“我们从何处来,我们往何处去”的答案

②震动了整个理论物理学界

③发现了一个又一个宇宙运行的重大奥秘

④思维却遨游于广袤的太空

参考答案自主认知

二、整体感知

1.本文讲的是宇宙的未来问题,预测了宇宙未来两种结局:或膨胀,或坍缩。

2.(1)宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关,如果宇宙的平均密度小于某个临界值,它就会永远膨胀;如果宇宙的平均密度大于某个临界值,它就会坍缩,时间本身就会终结。

(2)在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质,它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住,不至于使这些星系或星系团飞散开去。

(3)如果宇宙继续膨胀下去,五十亿年后,太阳将耗尽它的核燃料,变成一颗白矮星。大约一百亿年后,具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星,具有更大质量的恒星会变成黑洞。

(4)黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞,只要有足够长的时间,巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。

(5)在星系或星系团之外,应该存在有足够的暗物质,这些暗物质能使密度达到临界值,从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间在一百五十亿年之后。

三、自练自测

1.tān

s

yú

huǎng

h

ài

jǔ

hùn

dùn

zhàng

q

gān

gà

léng

zhāo

ān

m i

bǔ

pōu

dài

záo

suǐ

fú

2.①坠

堕

②卓

灼

③泻

泄

④岖

驱

3.臭名昭著:坏名声人人都知道。

模棱:(态度、意见等)含糊,不明确。

感恩戴德:对别人所给的恩德表示感激。

微不足道:非常渺小,不值得一提。

无声无息:没有声音和气息,形容没有动静或没有什么影响、作为。

万无一失:绝对不会出差错。

4.理论物理

时间简史

剑桥大学

合作探究

1.因为前者是混沌的,不确定的;而“宇宙的行为在非常大尺度下是简单的,而不是混沌的。因此,我们可以预言宇宙遥远的未来”。

2.预言宇宙未来,关键问题在于:平均密度是多少。

3.会有两种可能:如果宇宙的平均密度比临界值小,宇宙就将永远膨胀;但是如果它比临界值大,宇宙就会坍缩。

课堂练习

1.C

解析:A项,“棱”读léng;B项,“混”读hùn;D项,“憎”读zēng。

2.A 3.B

解析:B项,“浩如烟海”形容文献、资料等非常丰富。A项,“振振有词”形容理由似乎很充分,说个不休。该词含有贬义,修饰对象不当。C项,“电光石火”原为佛家语,比喻事物瞬息即逝。现多形容事物像闪电和石火一样瞬间就消逝。此处望文生义。D项,“平分秋色”指双方各占一半。该词只能用来形容两个人或事物。此处没有弄清该词的适用范围。

4.A

解析:B项,成分残缺,应改为“使之成为小说的……”。C项,句式杂糅,“对长久以来孩子们缺失的想象力的呼唤”的主语应是“科幻文化正在崛起”。D项,不合逻辑,两面对一面,应去掉“能否”。

5.D

解析:“缺乏深入的研究”无根据。

6.D

解析:作者的预言是科学推测,科学预言;而巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言没有科学根据,有着本质的区别。

7.(1)描述“天堂”中的情境,与下文月球、金星、火星的情况作对比;(2)突出所谓“天堂”的虚幻性,引起下文。

解析:这是一篇科普文章,运用很多写作技巧。本题应该从多方面考虑,首先是点题,开篇点出天堂,并明确观点:没有天堂,只有地球。其次,将天堂写得富有幻想色彩是为了跟现实对比,现实是只有地球,不能沉溺幻想或者沉醉于假设。另外,能吸引读者兴趣,引出下文,增加文章可读性。

9.(1)运用了拟人(或“比拟”)手法,将金星比拟成对人类抱有敌意的生命体,从而形象生动地说明了金星不适于人类生存的情况。

(2)运用了比喻手法,以小飞船喻地球,用触礁、漏水喻地球灾变,强调了地球对人类的重要性,以及人类积极行动起来保护环境的必要性、紧迫性。

解析:第一句运用拟人(比拟)修辞,把物当作人来写,带有人的情感,生动地表达了火星大气及表层不适合人类居住的事实,更确定人类的生活空间只有地球。

第二句运用比喻手法,以小飞船喻地球,形象地说明地球面临的现状,以及人类应该如何面对现状,强调人类不能选择继续破坏或者逃避。道理阐释深刻,通俗易懂。

10.(1)描述金星大气与地表的状况,从而论证人类移民外星球的不可能性;(2)金星环境原来与地球相似,后来因二氧化碳的积聚导致温室效应而成为不毛之地,这样写更能警示人们要保护地球环境。

解析:详略安排是与中心有关的,此处重点写金星,有金星自身的因素,金星的名称优美,金星有大气,让人向往去金星居住,但没有这种可能性。金星还有过去,介绍金星的过去,能更加让地球人珍惜地球。金星现状人们还不知晓,这些都是为什么要重点介绍的原因。

11.(1)东西方宗教中的“天堂”是虚幻的;宇宙太空中没有其他星球适合人类移民和生存。

(2)地球是我们唯一的家园;人类应面对现实,放弃各种幻想。

(3)地球已经出现各种问题;人类应该立即行动起来解决这些问题,保护地球。

解析:结合全文内容,“天堂”应该理解为人生活的最佳环境。文章开头就诠释了“没有宗教意义的天堂”,揭示出天堂是虚幻的;谈到火星、金星,又诠释了“没有地球之外的天堂”,要放弃幻想,保护地球;更“没有诗人幻想的天堂”。因此,地球是我们唯一的家园,我们要保护地球,保护家园。

12.④①③②