13 * 宇宙的未来教案公开课一等奖

宇宙的未来

【教学目标】

一、知识教育目标

1．了解有关宇宙学的一些知识；

2．了解演讲稿的一些特点。

二、能力培养目标

1．学习举办科普讲座，以提高讲座的科学性、规范性；

2．通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。

三、德育渗透目标

通过本文的学习，激发学生对宇宙奥秘的探索热情。

四、美育渗透目标

引导学生体会这篇讲演幽默的语言风格，提高自己的思维和语言表达能力。

【教学重点】

1．了解有关宇宙学的一些知识；

2．了解演讲稿的一些特点。

3.提炼本文的要点，增强概括能力。

【教学难点】

1．通过和本单元前面的课文进行比较，提高比较阅读的能力。

2．探究本文的内涵，增强分析能力。

【课时安排】

1课时

【教学目标】

1.读懂本演讲录的内容。

2.学习本文生动、幽默的演讲风格。

3.感受科学精神，增进科学素养。

【教学过程】

一、导入

1．导入新课

在当今世界的自然科学领域，能够和爱因斯坦比肩的人物恐怕应当首推史蒂芬·霍金了，他不但做出了辉煌的科学成就，其坚强的意志品质也深深地感染着我们，我们今天就来学习他的一篇演说辞《宇宙的未来》（板书课题）。

仰望灿烂的星空，我们会肃然起敬，产生无穷无尽的联想和想象。从古到今，人们对于宇宙的猜测和探索从来也没有停止过。如屈原在《天问》里就发出了一系列的探问：“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？……九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？出自汤谷，次于蒙汜，自明及晦，所行几里？”中国古代的宇宙学有浑天说、盖天说、宣夜说等，西方有日心说、地心说等。然而直到20世纪诞生现代宇宙学，人们对宇宙的认识才有了根本性的突破。本文作者是当代著名的理论物理学家，他以“宇宙的未来”这样玄而又玄的话题在剑桥大学作讲演，对我们认识宇宙有哪些启示呢？

2．作者简介

史蒂芬·霍金是继阿尔伯特·爱因斯坦之后最杰出的物理学家。霍金1942年出生于英国牛津，先后就读于牛津大学和剑桥大学，学习数学、物理学和宇宙学。1963年，霍金经诊断得了肌萎缩性侧索硬化症。这种病会引起肌肉萎缩，导致瘫痪；说话会越来越困难，直至完全丧失语言能力；患者通常因并发肺炎或窒息而死亡。不过，患者的思维能力包括记忆能力不受影响。医生告诉霍金他最多只能活两年。在经历了一段短暂的失望和沮丧后，霍金又开始了他的宇宙学研究。霍金后来在相对论、“大爆炸”和黑洞等领域取得了突出的研究成果。霍金1988年出版的宇宙学著作《时间简史：从大爆炸到黑洞》，是一部里程碑式的畅销书。霍金被确诊患病已三十多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理论研究，仍在为大统一理论而耕耘不已。霍金现任剑桥大学卢卡斯数学教授，这也是牛顿爵士曾担任过的职位。

三、正音识字辨义

1．识读字音

恍huǎng惚 尴尬gāngà 混饨hùndùn 坍tān缩 迄qì今 沮jǔ丧

告罄qìng 不可逾yú越 臭名昭zhāo著 模棱léng两可

模棱两可：指不表示明确的态度或没有明确的主张。模棱，含糊，不明确；两可，可以这样，也可以那样。

感恩戴德：感激别人的恩惠和好处。戴，尊奉，推崇。

五、整体感知

请同学们为《宇宙的未来》的自然段标上序号。共是多少段？（26段）

问题1：《宇宙的未来》这篇文章很长而且其中牵涉到许多陌生的内容。然而，它回答的却是一个古老而又引人的问题，即“宇宙从哪里来，又将到哪里去”。那么，作者的思路是怎样的？（宇宙的未来是可以预言的-怎样预言宇宙的未来-宇宙的未来结果如何）

霍金在《宇宙的琴弦》的序言中提供了一种对付这种文章的阅读方法--某些内容读不懂不要理它，放过它继续往前读，你会发现你是可以大致将全篇文章读懂的--而对大多数的人来说，大致读懂就足够了。现在，就让我们运用一次五柳先生的阅读方法--“好读书，不求甚解”来解决《宇宙的未来》。

A．1至6自然段说了什么？请用一句话概括。（预言宇宙的未来非常困难，然而，在非常大的尺度下，宇宙的未来又是可以预言的）

B．1至6自然段有什么样的内容和语气？（霍金先说明预言未来在古代是先知或者女巫的事情。这些人的预言基本上是胡说，利用模棱两可的语言糊弄他人。然后，他语气一转说，宇宙的未来是一定的条件是可以预言的。他的语气给人幽默和轻松的感觉）

C．第七自然段的内容是什么？（在过去的三百年中，我们基本上发现了制约在所有正常条件下物体的科学定律）

D．那么，第八自然段呢？（虽然如此，我们还是不能预言遥远的未来，因为宇宙中存在一种混沌：在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来很快就会变得完全不同）

E．第九自然段呢？（在不稳定和混沌状态中，一般在存在一个时间尺度。天气预报的时间尺度是五天）这一自然段的关键词是什么？（时间尺度）为什么？（因为这个时间尺度在后来预言宇宙未来中是一个重要的指标）

F．第十自然段讲了什么？（讲对大脑的预言、对社会生活的预言是难的，因其是混沌的

G．第十一自然段呢？（回到宇宙的预言上来，讲了一种宇宙现象--所有星球都在离我们远去）这一段的关键词是什么？（关键词没有直接出现，就是天文物理上所谓之“红移”）有哪位同学知道什么叫“红移”？（“红移”是美国天文学家哈勃发现的一种宇宙的规律。当一个物体在远离我们而去时，它的光谱会向红端移动。哈勃发现，所有星球的光谱都有红移的现象，这就证明宇宙是处于一种膨胀的状态中，这是宇宙爆炸说的主要观测证据）

H．十二自然段的关键词是什么？（宇宙微波背景辐射）

问题1：宇宙微波背景辐射的意义是什么？（宇宙微波背景辐射是宇宙爆炸说的另一重要

观测证据。是热的早期宇宙的残余）它的特点呢？（从任何方向上来的辐射量几乎都是相等的，差别不到十万分之一）

问题2：霍金为什么要在这里讲红移和宇宙微波背景辐射以及它们的这些特点？这些特点有什么共同的指向？霍金从中得出了什么结论？这些结论和预言宇宙的未来又有什么关系？

明确：红移和宇宙背景微波辐射说明，宇宙在极大尺度下是简单的而不是混沌的。所以是可以预言的。这就是霍金在第一层所讲的预言宇宙未来的一定的条件。

问题3：到现在为止，霍金预言了宇宙的未来吗？（没有）那么，他讲了什么呢？

明确：他讲了两层意思。一是预言宇宙的未来要有一定的条件。二是这个条件就是在非常大的尺度下；因为在非常大的尺度下，宇宙是简单的而不是混沌的。

问题4：那么霍金给我们预言了什么呢？

A．阅读十四自然段，并且找出其中的关键词。（宇宙平均密度的临界值）

B．临界值就是事物或者事件将要发生变化而还没有发生的变化的数值。霍金讲的这个宇宙平均密度的临界值是什么事情的临界值？（宇宙继续膨胀还是停止膨胀并转向收缩的临界值）

C．十五自然段中，霍金讲，宇宙平均密度决定宇宙的膨胀和收缩，其理论依据是什么？（是牛顿的万有引力：物质越大，引力越强。宇宙的平均密度越高，引力也就越强，宇宙就会收缩；反之，平均密度小于临界值，宇宙的引力较小，不足以改变膨胀，宇宙就将膨胀下去）

D．为什么霍金在演讲中不提牛顿的万有引力？（这次演讲是在牛津大学进行的，这些内容对于听众都是常识，根本不用讲）

E．那么这个事关宇宙未来命运的平均密度到底是多少，霍金说了没有？（没有）霍金为什么不说？（这个数字对听众而言没有太大的价值）不过关于宇宙的平均密度，霍金还是讲了一些内容。看看是什么内容？（讲了科学家如何估算宇宙的平均密度）

F．如何估算的？估算了哪些物质？

G．明确：首先是恒星的质量，这个不到宇宙平均密度的百分之一；然后是暗物质的质量，加上还是不到宇宙平均密度的百分之十。他认为在星系以外，还有我们没有观测到的物质。

H．什么是暗物质？（看不到的物质）那么科学家怎么知道它们的存在，又是凭什么估算他们的质量的呢？（万有引力。根据螺旋星系里物质的旋转速度及所需要的引力测算的）

I．第19自然段、20自然段和21自然段讲太阳的未来，讲黑洞的演变，这些和宇宙的未来有什么关系？（这些是宇宙未来演变的局部变化，而且可能对我们人类产生重大的影响）

J．22自然段霍金在讲什么？（讲一种猜测）23自然段呢？（在推理）24自然段呢？（提出了人择原理）

K．什么是人择原理？从原文中找出主要内容并复述。（宇宙之所以是这种样子，是因为否则的话，我们就不会在这里观测它）

L．霍金说“其思想是，可能存在许多具有不同密度的宇宙”，什么意思？

M．明确：意思是：可能存在有许多不同密度的宇宙，然而，只有在我们所在的这个临界密度被界定得很好的宇宙中，才产生了智慧生命来诘问“为什么宇宙恰恰是这么接近临界密度”。

N．这些内容属于对宇宙未来的预言吗？（不属于。而是在讲述科学家的迷茫）

O．那么，哪些段落是霍金为我们做的宇宙未来的预言？霍金的预言是在哪一自然段结束的？他为我们预言了什么样的未来？回头看看。

P．明确：从14自然段开始。结束于第22自然段。他预言宇宙可能继续膨胀也可能停止膨胀并开始收缩。不过决定宇宙继续膨胀还是开始收缩的宇宙平均密度的临界值他不知道。

关于宇宙平均密度的临界值以及它对宇宙未来的影响，霍金还是告诉了一个非常关键的信息，这个信息是什么？（是我们现在这个宇宙的平均密度非常接近于临界密度）

哪位同学能总结全文。作者什么思路？全文分为几层？预言了什么内容？

明确：全文分为五层。第一层说预言未来是非常困难的，然而在一定的条件下对宇宙的未来进行预言是可能的。第二层讲预言宇宙的未来需要在非常大的尺度下；因为在非常大的尺度下，宇宙是简单的。第三层讲宇宙现在正在膨胀并且可能继续膨胀也可能停止膨胀并开始收缩，关键是宇宙的平均密度。第四层讲我们现在对宇宙的平均密度还没有清楚的认识，只知道我们现在的宇宙的平均密度非常接近于膨胀和收缩和临界密度。第五层是总结，说宇宙的未来可能继续膨胀也可能停止膨胀并开始收缩。

问题5.这篇讲演在语言上具有怎样的特点？

【明确】讲演是面对面的交流，这种交流又是单向度的，如果不注意讲演的语言艺术，就达不到最佳的表达效果。这篇讲演，除了推理严谨外，语言幽默也是其突出的特点。幽默的语言创造出一种轻松愉快的气氛，更具有亲和力，使所阐发的事理更容易为听众接受。如，谈到轮赌盘的旋转具有混沌性质，作者说即使是物理学家也不能计算出它“出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财”，这就生动地说明了什么是混沌现象；如，文章最后一句话：“所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，两方下赌注，以保万无一失。”兼有讽刺与幽默，

对宇宙未来命运的判断采取了审慎态度。

小结：《宇宙的未来》是一篇非常前沿，同时也非常难懂的文章。所以，我的教学设计就是引导大家将这篇课文的思路贯通，内容读懂，我们将这篇长长的26段几万文字的文章化成几行来复述。在作文修改中老师用过这一方法。深刻就是简单，简单就是深刻。我们在这里实现了简单，也就表明了理解。