13 * 宇宙的未来教学评价实录

宇宙的未来

教学目标: 1．熟读课文，理清文章的论述线索，抓住作者的主要观点；

2．了解有关数学文化的一些知识,引导学生像作者一样，站在人类文化的高度来审视数学文化，激发热爱科学的精神；

3.引导学生悉心体会作者对数学源头的溯访，感受其令人信服的推理能力和独特的语言魅力。

教学重点：

1．熟读课文，理清文章的论述线索，抓住作者的主要观点；

2．了解有关数学文化的一些知识,引导学生像作者一样，站在人类文化的高度来审视数学文化，激发热爱科学的精神；

教学难点： 引导学生悉心体会作者对数学源头的溯访，感受其令人信服的推理能力和独特的语言魅力。

课时安排：一课时

（课前准备，自主学习）

1.作家作品史蒂芬·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30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。

2．背景资料。

现代宇宙学最有影响的学说是大爆炸宇宙学。大爆炸宇宙学认为，宇宙早期温度极高(在100亿度以上)，物质密度极大。在那里，物质被压缩成一个点，时间和空间都毫无意义。大约200亿年前，发生“爆炸”，温度逐渐冷却，形成各种各样的恒星体系，也就是我们今天所能观测到的宇宙。

宇宙大爆炸学说是逐渐形成的。20世纪初，爱因斯坦的相对论改变了科学家研究宇宙的方法。1927年，比利时天文学家勒梅特第一个提出了动态宇宙模型理论，认为宇宙是从一种“原始原子”不断分裂、膨胀形成的。他推测：如果宇宙中物质的质量小于某个临界值，宇宙就会继续膨胀下去，成为“开放的宇宙”；反之，就会坍缩，成为“闭合的宇宙”。1948年，出生在俄国的美籍物理学家伽莫夫发展了这一理论，提出了“大爆炸”学说。

大爆炸学说得到了以下天文观测的支持：(1)河外星系有系统地谱线红移(课文中涉及)。1917年，美国天文学家斯里弗发现河外星系谱线有系统地向红端移动，表明这些遥远的天体正在离我们远去。1929年，美国天文学家哈勃发现，几乎所有的星系都有红移现象。星系距离越远，红移越大。这种红移与距离之间的线性关系，称为哈勃定律。(2)在各种不同的天体上，氦的丰度相近，大都是30%。根据大爆炸理论，早期宇宙温度很高，所以产生氦的效率也很高。(3)测定各种天体的年龄，均小于200亿年。(4)宇宙微波背景辐射的发现。

教学过程：

一、激趣导入

（屏幕展示一组关于宇宙的图片）

宇宙有开端吗？如果有的话，在此之前发生过什么？宇宙从何处来，又往何处去？

一位神人，一个神话；一位常人，一个真实。一个灵动的大脑，十根能动的手指；一个执着的追求，一颗感恩的心。洞彻了宇宙的奥妙，演绎了人间的奇迹。

他是谁？对，他就是天体物理学家，他就是全身瘫痪的霍金。

他今天将带给我们什么惊喜呢？，请走进《宇宙的未来》。

二、初读课文，整体感知。(自主学习）

用一句话简要地说出本文讲了什么。

明确：本文讲的是宇宙的未来问题，预测了两种结局：或膨胀，或收缩。

三、再读课文，理清思路。（小组合作）

（一）作者的写作思路？

（二）明确：

全文分为四层。

第一层（1-6）：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（7-13）：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（14-25）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（26）：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。

三、三读课文，合作探究。

1．作者讲演的题目是“宇宙的未来”，却先讲了许多历史故事，这起到了什么作用？你认为这是“跑题”了，还是与话题有关联？

明确：

如同中国古代说书人先讲一段别的故事以引起正题一样，这篇讲演先从古代的先知和女巫谈起，以引起听众的兴趣，起到了引出话题

的作用。作者敢于讽刺那些古代预言家，正是代表科学界表明了一种自信，因为科学的预言是建立在科学研究基础之上的，是可以用科学原理加以说明的。所以说，“讲史”是为了“衬今”，不是“跑题”，而是与话题相关的。另外，开头列举历史故事也是为了增加听众的兴趣，由简单通俗的故事入手更容易让人接受，使这篇讲演辞显得幽默风趣，通俗易懂。

2．霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？

明确：

（1）宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，如果平均密度小于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙就会坍缩，时间本身就会在大挤压处终结。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

（2）如果宇宙继续膨胀下去，再过五十亿年左右，太阳将耗尽它的核燃料，最后变成一颗白矮星。在大约一百亿年后，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。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。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，但这个时间不会比迄今已经膨胀过的一百五十亿年左右长太多。

3．本文在论述过程中，常常用一些生动的比喻来说明事理，是演讲的语言幽默风趣。下列三个比喻句各自说明了什么道理？

(1)“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。”

明确：

作者用赌场上的任意性来比喻物理方程的不稳定性。生动地说明了“即使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”。

(2)“这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声称有什么意义呢？人们可以同样地讲，它是完全不同的生命。”

明确：

这个比喻的本体是“大挤压”之前和之后存在的事件，喻体是某一死者和新生的婴儿，作者用这一比喻说明“大挤压”前后的宇宙是不同的。

（3）“如果暴涨理论是正确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。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。” 明确：

作者的语言也因此极具机智和幽默。实际上作者是根本不可能继承巫师的做法，这样说只是对于宇宙的未来——坍缩或者是膨胀——做一个幽默的注解。

四、拟写颁奖词

（一）方法指导：

颁奖词是对受表彰的公众人物颁发奖项时，由颁奖活动主持人宣读的致词。写颁奖词注意以下几点：

①高度概括，简洁精练。颁奖词要以极其精练的语言概括每一个受奖者的崇高精神和闪光点，予以浓墨重彩的展示，既要有高度，又

要有深度；

②词吻意合，富有特色。颁奖词根据获奖者的事迹的不同，或明快，或凝重，或平和，或庄严，于人于事于情于理都要和谐得体；

③语句清新，文笔优美。语句长短结合，风格刚柔并济，抒情、描写、议论各有所用；

④言志寓意，饱含深情。颁奖词赞扬的人和事虽然各不相同，但无论是褒扬还是怀念，都洋溢着崇敬之意，一字一句饱含深情。

（二）请为霍金写一段颁奖词。

史蒂芬·霍金被誉为继牛顿和爱因斯坦之后的最伟大的理论物理学家。在过完21岁生日之后，他不幸患上了肌萎缩性脊髓侧索硬化症，从此全身瘫痪，生活不能自理，而且语音失常，不能与人直接交流。但残疾没有击倒他，反而使他的才能发挥到了极致。

五、结束语

这就是霍金，他战胜了自己，他战胜了命运，他有着“泰山崩于前而不动”的坚强，他有着“日破云涛万里红”的自信。他的每一个细胞都是合金钢，他的每一点精神都是三昧火。对，霍金，他就是火，他的火点亮了我们前进的灯；对，霍金，他就是灯，他的灯照亮了我们前进的路。我们每一个人对他敬佩之外，真该学学他的精神。

六、课外作业

阅读霍金的名著《时间简史》、《果壳中的宇宙》，另选时间全班交流。