14 * 一名物理学家的教育历程优秀公开课教案

《一名物理学家的教育历程》教学设计

【教学目标】 一、知识教育目标

引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。

二、能力培养目标

引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。

三、德育渗透目标

引导学生体会科学精神。

【重点、难点及解决办法】

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，不必教给学生。

【课时安排】

1课时

【教学内容与步骤】

一、导入新课

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、作者简介

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、整体感知

1.字词积累

刨根究底（

）

撒手人寰（

）

湮没

（

）

惊诧（

）

栅栏（

）

畏葸不前（

）

五彩斑斓（

）

目眩（

）

杜撰（

）

【提示】

páo huán yān chà

zhà

xǐ

lán xuàn zhuàn

二、辨形组词

①

遐（

）

②

淙（

）

瑕（

）

综（

）

③

馔（

）

④

诞（

）

撰（

）

涎（

）

【提示】

①遐想

瑕疵

②流水淙淙

综合

③酒馔

杜撰

④荒诞

垂涎

四、整体感知，梳理思路。

1.本文在结构安排上有何特点？

【提示】文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述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（想象）

实验 （理论物理学家）

爱因斯坦故事（理论） 2.通读全文，概括作者的“教育历程”和“教育内容”。

【提示】①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象力，并且保持了这样奇特的想象力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。

②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”，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究底”，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。

③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，显露出成为一个科学工作者的潜能。由①②到③，我们可以清楚地看到作者的“教育历程”和“教育内容”。

3.本文在材料处理上有什么特点？

【提示】本文布局谋篇重点突出，详略得当。

（1）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。

（2）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。

4.本文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? 【提示】（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，体现了作者的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》）有了想象力，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。

五、疑难探究

1.“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”——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）“鲤鱼科学家”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为“胡说八道”，

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？

【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“拒绝承认”。

（2）“科学家发明像力这样一些概念……”，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.文中对鲤鱼“科学家们”的描述采用了什么样的手法？

【提示】作者借助于想象，采用了拟人化笔法，让鲤鱼“科学家们”会看会想，会提出问题会说话，这样就使深奥的科学道理变得浅显易懂。如第9段中：“它说：‘突然之间，不知怎的我就被拉出了咱们的宇宙(池水)……随后，我发现自己突然又被扔回了咱们的世界。’

4．【提问】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？

【明确】课文的重点是童年时对鲤鱼世界的遐想、对爱因斯坦未竟的向往和高中时建立实验室，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。

5．【提问】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？

【明确】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．【提问】作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？

【明确】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。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。

课堂小结：

1．形象生动，活泼有趣

形象的描述，可以增强感性认识。本文对鲤鱼世界，尤其是那场暴雨之后，对鲤鱼“科学家们”的心理行为的遐想，描述得栩栩如生。作者借助想象，让鲤鱼“科学家们”会看会想，会提出问题，会说话，通过生动形象的描述引出深奥的科学道理。

在写到最后建成电子感应加速器时，他写道“耗掉了我屋子中所产生的每一点儿能量”“烧断每一根保险丝”“屋子变得漆黑一团”“屋子周期性陷入黑暗”“妈妈常常在摇头”，这些生动的描述，形象再现了作者进行科学实验时的情景，让我们看到他浓厚的兴趣、无限的热情。

2．恰当准确，周密严谨

物理学作为一门科学，本身就以逻辑严谨著称。作为一名理论物理学家的作者，行文讲究遣词造句，讲究用恰当准确的词句来表达周密严谨的意思。

如文中“然而，作为一个孩子，我却不能理解，畅游在茶园池水中的鲤鱼和爱因斯坦桌上未完成的论文可能存在着某种联系”一句，“可能”说明作者并未武断地下断论，因为作者当时是一个孩子，并没有掌握充足的资料，没有实践经验，是自己的一种推测。“某种”

也是一种假设的情况，是对两者之间联系的程度加以限制，而不是对其全面的可能进行肯定。词语选用严谨，分寸感把握得很准确。

3．简洁凝练，词约意丰

作者善于运用简洁凝练的语言表达丰富的思想内容。在谈到决心学习爱因斯坦的理论时，他说：“我记得，我花了好多时间静静阅读我能够找到的关于这个伟人和他的理论的每一本书。这种记忆到现在仍然温暖如春。”短短两句话，内涵深广。“花了好多时间”，表明我投入学习研究的时间之多；“静静阅读”，表明我专心致志的科学态度；“能够找到的关于这个伟人和他的理论的每一本书”，说明我阅读面之宽，涉猎范围之广；“这种记忆到现在仍然温暖如春”，回忆如此甜美温暖，表现了作者探究的兴趣是多么浓厚，对科学事业是何等的热爱。

【布置作业】

一、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？

二、利用课后时间搜索收集爱因斯坦的相关资料。