14 * 一名物理学家的教育历程教学设计范文

一个物理学家的教育历程

教学目标

1.引导学生从生活出发，认识科学、了解科学。

2.探究教育历程的思想内涵。

3.体会科学精神。

教学过程

一、作者及背景

1.作者介绍

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》。

2．背景资料

1957年，物理学家埃佛里特提出多重空间理论：有多重的、平行存在的空间，事物同时以不同的方式生存、行动在其中。后来另有理论物理学家提出我们这个宇宙可能只是多维空间的一个层面(膜)。多膜理论以及超弦理论都认为宇宙在长、宽、高、时间四个维度之外存在着不可视的空间。知名的多维度物理学家丽莎·蓝道尔在实验时发现相撞的粒子有一些就这样消失了，因而怀疑这些粒子进入了另外空间，并提出了宇宙可能存在无限维度。欧洲原子核研究中心现正在瑞、法边境地下兴建迄今规模最大的粒子对撞机，以证实

隐秘的空间确实存在。本文有关“鲤鱼科学家”和建造“原子对撞机”的故事，就形象地解说了“多维宇宙”。

二、重点探究

1．作者关于鲤鱼“科学家”的幻想十分有趣，他从鲤鱼的角度来反观世界，那么鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是怎样的呢？作者想通过鲤鱼“科学家”对世界的认识来说明什么？

提示：(1)鲤鱼“科学家”对世界的认识主要有以下几点：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)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“超出了我们的理解力”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。启发人们应对自然界充满好奇心，对科学产生兴趣，需认真观察生活，观察自然，具有丰富的想象力。

2．作者说：“我决定要对这一秘密刨根究底，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？

提示：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。

3．加来道雄是一名理论物理学家，从他成长的历程中，体现出怎样的科学精神，我们从中得到了哪些启示？

提示：本文叙述了加来道雄这名理论物理学家教育成长的历程，从他成长的历程可以看出一些教育对优秀科学家的成长非常重要，具有深刻的科学精神内涵。它们是：

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。作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。

4．本文是一篇科普文章。但其生动的文学性不可抹杀，文章对鲤鱼世界的遐想一段文字除了带给你宇宙物理学方面的启示外，还极具哲理性，试谈谈你的理解。

提示：苏轼有诗云：“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”庐山的全景、庐山的“真面目”，它的总体形象，只有在远眺和鸟瞰时才能显现。宇宙中的各种自然现象，只有立足于高维空间，才能得到最简单、最漂亮的解释。当在太空眺望三维的地球时，在平直的世界上不可能明白的真相，就突然变得清清楚楚了。

三、课堂练习

调整句子的顺序

调整句子的顺序一般采用先确定首句和尾句，然后再确定中间的方法。

(1)抓中心

一个句群，虽由若干句子组成，却表述一个中心。句序的安排必须围绕一个中心问题。因此，抓住了句群的中心，就抓住了要害，对句序的认识就会由暗而明。

分析句子的性质和作用(如总领句、总结句、过渡句、解说句、观点句、材料句等)，是抓准中心的重要手段。

一个句群的中心，大多用一个关键句表达。这一关键句往往放在句首，也有放在句尾的。

(2)抓思路

从总体上看，句群小层次一般呈现出相关(并列、对照)、相承(顺接、层进)、相属(总分关系)的关系。从局部看，句与句之间往往呈现出并列、承接、解说、对比、递进、转折、因果、总分等逻辑关系。理顺句序，要尽可能多地确定出相连接的句子，找到“句链”(一个复杂的意思，往往由若干“句链”组成，构成“句链”的句子之间必须有一定的联系，并按一定规律组合)。

(3)抓标志

语言标志常常表现为：

①关联词语的呼应。或并列、或转折、或条件、或假设、或递进、或因果……

②暗示性词语的使用。“换句话说”，表示等同关系，位在后；“同时”表示并列关系，位在后；“与此同时”“与此相反……”“反过来说”，表示相反、相对关系，中间不可插入别的语句；“首先”“其次”“再次”，表示主次轻重的顺序，不可倒置；“先前”与“后来”，“过去”“现在”与“将来”，表示时间先后；“总之……”“综上所述”“由此看来”，表示要提出结论；“诸如此类”，表示综合；“所谓”表示有所解释；“例如”表示举③关键词语的重复出现，相同句式的重复出现。

④句子之间的对应关系(内容上、形式上)，也往往体现语言顺序的一致性，肯定、否定的一致性。

⑤陈述现象前后一致，议论角度一致。例……

按顺序排列下面几个句子，组成语意连贯的一段话，排序正确的一项是(

) ①哈萨克白色的毡房错落在草地上，草地上白色羊群、棕色马群与湛蓝色天空上的白云相映成趣。

②汽车颠来荡去，让人很不舒服，放眼窗外，却赏心悦目。

③地势渐渐升高，白杨林阴道不见了，道路变得崎岖不平。④远方天山雪峰银光闪闪，近山却郁郁葱葱，山顶针叶林，山腰阔叶林，接近山麓则是绿草如茵。

⑤汽车驶出伊犁哈萨克族自治州首府伊宁市，沿白杨夹道的公路向东飞驰，丰饶的原野一如内地。

A．④①③②⑤ B．⑤②①③④

C．⑤③②④① D．⑤④①②③

[讲析] 很显然，④和①是乘车放眼窗外所看到的赏心悦目的景色。故④①在②后面，④句由远及近，由山顶及山麓，山麓是“绿草如茵”，①句恰好写的是草原美景，与④句后面衔接。所以①句和④句的顺序就是先④后①。据此，可以推断出正确选项是C项。②句前面“颠来荡去”与③句“道路变得崎岖不平”衔接，组成因果关系。⑤句交代汽车行驶地方，③②④①都是行驶途中发生的事情，故⑤放在最前面。 [答案] C 依次填入下面一段文字横线处的语句，衔接最恰当的一项是(

)

第十届全国中学生运动会会徽造型________，____ ____。________；________，________；________，象征着青少年朋友在中运会上充满激情、满怀希望、实现梦想。

①会徽还将“十”和“中”巧妙地融入其中

②色彩上采用红、绿、蓝三种颜色

③指出本届运动会的特征

④体现了本届运动会“阳光运动”的主题

⑤犹如一个在奔跑或舞动的阳光少年

⑥仔细看又有一个变形的汉字“长”，点明运动会的地点

A．④②⑥①⑤③

B．④③⑥②①⑤

C．⑤④⑥①③② D．⑤③②①④⑥

[讲析] 根据句中分号，句子内容和⑥可以判断出分句的基本结构，然后可以看出⑤和④，①和③必定在一起。 [答案] C 四、布置作业

导学案课内阅读题。