14 * 一名物理学家的教育历程教学设计

一名物理学家的教育历程

加来道雄

一、教学目标

1.知识目标：．引导学生认识物理学家的教育历程。

2.能力目标：在课堂中能够让学生学到科学的学习方法和思维习惯，培养筛选整合文章关键信息的能力，学会用结构分析法来快速阅读文章和梳理文章的主旨。

3.思想教育目标：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。

二、教学重难点

（一）重点：引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵，引导学生体会科学精神。

（二）难点：培养筛选整合文章关键信息的能力，用结构分析法来快速阅读文章和梳理文章的主旨。

三：教学过程

(一)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)作者介绍

加来道雄，日裔美籍理论物理学家，纽约市立大学城市学院理论物理学教授。他毕业于哈佛大学，获得加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位。他是《超越爱因斯坦》、《量子场论》和《超弦导论》诸书的作者。

（三）初读课文，把握大意

1、词义辨析

刨根究底（páo） 撒手人寰(huán)

湮没(yān) 惊诧(chà) 棚栏(zhà) 畏葸不前(xĭ ) 五彩斑斓(lán) 目眩(xuàn) 鄙视(bǐ) 冷嘲热讽(fěng) 杜撰(zhuàn) —

没有根据地编造虚构 怪诞（dàn）—

荒诞离奇古怪

2．本文的基本结构

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：

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童年 青年 （成年）

鲤鱼世界的幻想（想像）

实验 （理论物理学家）

爱因斯坦故事（理论）

构图解结

一.（1 段）

全文总括：记叙了作者在童年的两件趣事，以及作者是如何由这两件趣事来激发自己的科学兴趣的。

二. （2~11 段）由对鲤鱼世界的遐想，推知人类认识的局限性。

1.幻想鲤鱼“科学家”研究的局限性。

2.推知人类对多维空间研究的局限性。

三.（12~18 段）对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究。

1. 探究爱因斯坦未完成的理论。

2. 建立自己的原子对撞机。

（四）鉴赏课文，品读探究

信息筛选

快速阅读全文并思考：作者在文中指出在童年有两件事情大大地丰富了他对世界的理解力，并且引导他成为一个理论物理的历程，请找出是哪两件事？

明确：童年观看鱼世界而换位想到鲤鱼是如何思考理解未知世界的。

童年听过有关爱因斯坦的故事。

合作探究 1.【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？

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”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.【提问】作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？

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.提问：作者说“我决定要对这一秘密刨根问究底,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？

理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，受实验条件限制，自己的学说很难得到实验的验证，甚至可能到死也得不到成功。这样的人必须耐住寂寞，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。 4.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？ 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，要有理论的指导，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，轻能力的现象很普通。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们实现生活的启迪。

幻灯片13 5. 【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？ 课文的重点是童年趣事和建立实验室，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。 总结全文：

作者在文中指出在童年有两件事大大丰富他对世界理解力，并且引导他成为一个理论物理学家的历程，这两件事给他的启示是：大胆地想象、怀疑和饱和猜测，不要故步自封，兴趣在人的成长过程中是不可缺少的，但要到达成功的彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力，这或许就是作者要告诉我们后辈的。 有关题记的研讨学习

在正文开始之前，作者引用了爱因斯坦的一段话，原文的意思大家都能理解，我们也知道叫做题记，现在同学们也喜欢用题记来点缀自己的作文，在这里我们结合课文来谈谈题记的写法和作用。

课文中引用题记的作用？ 作者一开始引用爱因斯坦的科学观，旨在提示下文是在介绍有关科学的观点。 在写作过程中能够巧妙贴切地书写题记，不仅开宗明义，给阅卷人耳目一新的感觉，而且能先声夺人，具有韵味深远、包蕴题旨等特点，从而达到“浓缩言语动人心，未成曲调式先有情”的最佳效果，成为应试作文中得分的亮点。 作文中的题记有哪些种类、有何作用呢？ 写题记可以采用阐发话题式、诠释题目旨式、设喻寓理式等几种形式。

1.阐发话题式：就是用简练的语言对所给话题材料加以概括浓缩，并找到一个最佳切入点以深层阐述。

吉林一考生的满分作文《漫谈“感情”“认知”

》的题记是：“同是对‘修墙’‘防盗’的戏预见，却产生

‘聪明’或‘被怀疑’的结果。‘感情’竟能如此地左右着‘认知’，心的小舟啊，在文化的河流中求索。”

这个题记通过材料的简单解，将“感情”与“认知”二者的关系诠释得非常明白，也点明了作者的态度和议论的中心。

2.诠释题目式：所拟题目一般都具有深刻性特点，运用题记形式对题目进行巧妙而又全面的诠释。

云南一考生的满分作文《与你同行》的题记是：“他们一路同行，一个汲着水，一负着火，形影相随。在他们携手共进时，就产生了智慧。”

这个题记形象而深刻地对“与你同行”这个题目进行了解释，言简意赅，表明了考生对感情和理智关系的认识。

3.点明题旨式：在题记里用最简约的文字，告知阅卷人写作本文的用意，展示出立意和主旨。

河南一考生的满分作文《认识美丽》的题记是：“请别以为哪个最漂亮，哪个就是您的孩子。”作者以童话的形式写作高考作文，以拟人的手法，讲述了“乌鸦送饭”“迟来的午饭”“政治课”三个小故事，而“请别以为哪个最漂亮，哪个就是您的孩子”。

这个题记就十分直白地表达了对“感情亲疏与对事物的认知”二者关系的看法，十分切合题目意。

4.总领全文式：

所写题记从大处着眼，从总体上对全文加以总领和驾驭，使阅人对所写文章有一个完整而又清晰的认识。 山西一考生的满分作文《眼睛》的题记是：“距离没了，心更近了，认识深了。”

这句话对全文来说具有提纲挈邻的任用，正文就是围绕题记展开。

5.设喻寓理式：

比喻具有化抽象为具体、变单调为生动的特点，而在具体和生动的设喻中蕴涵着深刻而又独到的见解。

浙江一考生的满分作文《我心依旧》的题记是，“鱼说：你看不见我流泪，因为我在水里水说：我能感觉你流泪，因为你在我心里。”

这两句话采用比喻的形式，富有哲理，寓意深刻，让人过目不忘。 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，构图能带来创造力。

（2）趣味性：科学不应该是枯燥的，而应该是充满乐趣的。 （3）实验精神：

“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。”（《应有格物致致知精神》 【提问】本文在材料处理上有什么特点？ 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，突出他成长为一名“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，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。 （五）艺术鉴赏

1 形象的描述

作者借助于想象，采用了拟人化的笔法，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。

2 语言准确.严密

作者讲究选词，讲究用恰如其分的词句来表达周密严谨的意思。

作业设计

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，他写了一篇“科普文”：人类行为之谜。你替这位“动物科学家”做一回代笔人怎样？

（六）赏经典句

我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。 ——牛顿

A=X+Y+Z A代表成功，X代表艰苦的劳动，Y代表正确的方法，Z代表少说空话。 - -爱因斯坦

常常有同学问我做物理工作成功的要素是什么？ 我想要素可以归纳为三个P：Perception,Persistence,and Power。 Perception--眼光，看准了什么东西，就要抓住不放； Persistence--坚持，看对了就要坚持； Power--力量，有了力量能够闯过关，遇到困难你要闯下去。 --杨振宁

多维空间

0维：没有长宽高，单纯的一个点，如奇点。

一维

：只有长度 二维

：平面世界

只有长宽 三维

：长宽高

立体世界

我们肉眼亲身感觉到看到的世界

三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间，具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念，是在三维空间基础上所作的科学抽象。

四维

：一个时空的概念

日常生活所提及的“四维空间”，大多数都是指阿尔伯特·爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系，是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是

一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。

一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间（因为有了时间）。 认识自己也好,不认识自己也好,只要我们心中有希望,脚下有路,那就走下去吧.为认识自己毕竟需要一个过程,也要付出代价,不劳而获的事毕竟更多的是出于幻想.