14 * 一名物理学家的教育历程教学设计与反思

《一名物理学家的教育历程

》教学设计

课 题

教

学

目

标

一名物理学家的教育历程 知识与能力

过程与方法

情感态度

与价值观

课时计划

1课时

授课者

焦蜊钠

班级

高一4班

1.理清文章结构，

把握文意。 2.以“教育历程”

为重点，

探讨其中表现的思想内涵。

1. 通过阅读、

思考、

讨论理解作者成为一名理论物学家的教育历程。

2.思考、

探讨文中体现的科学精神。

引导学生感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，培养学生对科学的兴趣，

激发学生探求未知世界的兴趣。

教学重点

引导学生从生活出发，了解科学，认识科学；

培养学生对科学的兴趣和探究精神。

教学难点

理解童年两件事所体现的“教育历程”。

学 法

教 法

教 具

自主阅读法

探究法

质疑讨论法

设疑激趣法

讲授法

合作探究法

多媒体投影仪

课前准备

1．通读文本，整体感知文章内容，梳理文章结构，弄清文章取材组材及详略安排的特点。

2．查阅资料，了解爱因斯坦与加来道雄在物理学上的贡献。

教 学 过 程

一、导入新课，激发兴趣

（多媒体投影：爱因斯坦与加来道雄的照片）

同学们，大家认识这两个人吗？了解这两个人吗？知道他们有怎样的关系吗？

【明确】德裔美国物理学家爱因斯坦和日裔美国物理学家加来道雄。

爱因斯坦，现代物理学的开创者和奠基人。他提出的相对论是物理学领域的一次重大革命。他曾试图构造统一场论，毕终生之力想寻求引力、电磁力、强核力、弱核力的统一，以解释我们宇宙的所有自然规律——从细小的原子到浩瀚的星系，但最终未果。

加来道雄，国际知名的理论物理学家。他秉持爱因斯坦的精神，继续爱因斯坦未竟的事业，探寻“所有事物的原理”，他提出的“超弦理论”使爱因斯坦冥思苦想却不得其解的万物至理——“统一场论”成为可能，整个物理学就此发生翻天覆地的变化。

爱因斯坦于1955年去世，这一年加来道雄8岁，也就在这一年加来道雄从一位中学教师满怀崇敬的讲述中知道了这位伟大的科学家，并被其未竟的事业深深吸引，从而走上了成为一名物理学家的道路。（板书课题）

二、学习文本，理解文意

（一）借助经验，大胆猜想

题目“一名物理学家的教育历程”其核心词是什么？请就该核心词推断文章的写作顺序是怎样的？猜想文章应该写哪些内容？

【明确】核心词是“历程”。“历程”即经历的过程，应该是按时间顺序行文的。

同学们刚才谈了自己对文章内容的猜想，现在让我们看看文章到底写了什么内容。请同学们阅读课文，边读边概括主要事件。

（二）兴趣引领，学习研究

1.阅读课文，概括主要事件。

思考：文中叙述了作者童年时的哪些历程？每一件趣事是如何引领作者走上成为物理学家的历程的? 【明确】文章讲述了“童年有两件事情大大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我成为一个理论物理学家的历程”。

这两件事分别是：（1）童年观看鲤鱼世界而换位想到鲤鱼是如何思考理解未知世界的；(2)童年听过有关爱因斯坦的故事以及之后为此所做的事。

1

自主交流

学生思考

自由发言

自主学习

阅读课文

质疑问难

答疑解惑

文章开头“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”，显然起着提纲挈领的作用，是全文的纲。而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容呈现的是共时性的叙述，即作者采取了分叙的谋篇布局方式，而在叙述每一件趣事是如何引领作者走上成为物理学家的历程时，又分别采取了顺序的方式。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出。

2.局部研读，合作探究

（此环节设计为学生分组探究的形式，每组学生就童年的一件趣事进行深入探究，然后集中交流。如果学生选择集中在一件事上，教师做适当调整。要求：必须紧抓文本进行探究分析。）

加来道雄博士用这样一篇知识容量并不丰厚、行文极其明晰、极容易被人接受的文章意在告诉给我们什么呢？其蕴含在娓娓道来的文字背后的更深层的思想内涵是什么呢？还需要我们更深入地研读！

探究题1.童年对鲤鱼世界的遐想对作者起了怎样的教育作用？培养了作者什么样的科学素质与精神？【板书：细心观察、喜好猜想、存疑质疑、实事求是、勇于探索】

【明确】第2段“我蹲在那里的一个小池边，为慢慢畅游在水底睡莲之中五彩斑斓的鲤鱼所陶醉。这是我最快乐的童年记忆之一”——热爱观察，乐于观察。

第3段“在那静静的时刻，我充满了无限的遐想”——喜欢遐想；“我常常给自己提出一些只有小孩儿才问的傻乎乎的问题”——经常质疑；

第5段“我曾想：在水底的鱼群中可能有一些鲤鱼‘科学家’。我想，这些‘鲤鱼’科学家会对那些提出在睡莲之外还存在有另外一个平行世界的鱼冷嘲热讽”——喜爱猜想；

第6段“我注意到成千上万的小雨滴轰击在池水的表面。……我想弄清楚周围发生的一切将会以怎样的形式呈现在鲤鱼们的眼中”——细心观察，充满好奇；

第7段“我想，鲤鱼‘科学家们’将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为‘力’，来掩盖自己的无知”、第8段“我曾想，如果从池水中抓出一个鲤鱼‘科学家’，事情将会怎样呢”、第10段“我常想，我们就像自鸣得意地在池中游动的鲤鱼”——永不停息地思考。“就像鲤鱼一样，我们认为宇宙之中只包含有熟悉可见的东西。我们自以为是地拒绝承认就在我们的宇宙跟前存在有别的平行宇宙或多维空间”——坚持实事求是的精神。

我们清晰地看到童年观鱼的经历带给作者无限的遐想，使作者培养了乐于善于观察、喜好猜想与思考、常常充满好奇心、恒久发挥并保持丰富想象力的科学素质和善于存疑质疑、实事求是、勇于探索的精神。作者由鱼的观察角度，反思人类对宇宙的认知。看似作者少年时的思维超常，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，而正是这份奇特的想象力使“我一直对存在高维世界的可能极感兴趣”，由此“贪婪地阅读这样一类历险故事”甚而长大后对“在百慕大三角神秘消失的船只”的原因有了探究的渴望，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。

探究题2.对爱因斯坦未竟的事业的向往又对作者成为一名理论物理学家起到了什么作用？培养了作者什么样的科学素质与精神？【板书：兴趣引领，主动学习，动手实验】

【明确】第12段“我八岁时曾听过一个故事，此后它一直留在我的脑海里”、第13段“我被这个故事迷住了。对于一个孩子，这是很神秘的。他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？由于好奇，我就决定学习我能学到的关于爱因斯坦的一切以及他的未完成的理论”——强烈的好奇心与求知欲；“我记得，我花费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。我读完当地图书馆的书之后，就开始在全市搜寻图书馆和

2

自主阅读

合作交流

个别展示

质疑解惑

书店，急切地查找有关线索”——好奇心促使下的自主阅读与探究；“不久我就知道这个故事比任何的神秘谋杀故事更加激动人心，也比我曾想象的任何事情都重要”——因深入了解爱因斯坦研究的价值与意义而痴迷，就此毅然选择了自己未来的人生道路；“我决定要对这一秘密刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”——作者知道理论物理学家的工作是很抽象、很枯燥的，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，从事这样的研究必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“纵然……也在所不辞”——作者不畏艰辛的勇气与探究到底的决心。而这种勇气与决心便在第14和15段作者看似轻松的叙述中得以体现——永不停息地读书学习与思考。第14段“不久，我就知道爱因斯坦桌上未完成的论文就是他企图构造的所谓的统一场论。……对于用更高的维数可能是解决统一场论的关键这一点我不理解。”

第15段“后来，在高中阶段，我看完了许多地方图书馆中这方面的书，并且常常造访斯坦福大学的物理学图书馆。在那里我发现爱因斯坦的工作使一种称之为反物质的新型物质成为可能”——在下决心对爱因斯坦未竟事业进行探究之后的艰苦而卓绝的学习与思考。第16段“年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前”——敢于冲破世俗；“没有考虑所要涉及的困难，我就开始着手建立我自己的原子对撞机”——不畏一切困难；“我一直研究科学文献，最后我确信能够建造一台所谓的电子感应加速器”——坚实的学习与积累基础上的强大自信心。第17段“我购买了……我找遍周边地区大量的电子仓库……我说服我的父母亲让他们帮助我在我读高中的那个学校的足球场中缠绕 22英里（1英里=1.61千米）长的铜线”——为验证理论而亲自进行实践，付出艰辛的劳动，并千方百计争取可能得到的支持。“我们把整整一个圣诞假日花费在这条50码（1码=0.91米）长的线路上，缠绕和安装笨重的线圈”——不惜牺牲本该用来欢愉的假日时间执著而坚定地进行探索。第18段“当最后建成时，这个300磅重、6千瓦的电子感应加速器耗掉了我屋子中所产生的每一点儿能量。当我接通它后，通常总是烧断每一根保险丝，屋子变得漆黑一团。在屋子周期性陷入黑暗的同时，妈妈常常在摇头。（我想，妈妈对于她不能有一个在棒球场或篮球场玩耍、反而有一个在汽车间建造一架巨大的电子仪器的儿子而困惑不解。）”——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。而实验的屡屡失败又给生活带来不少的麻烦，得不到亲人的理解。作者进行这样艰苦枯燥的工作，体现了他对科学的热爱，以及踏实的性格和勇于实践的精神，显露出一个科学工作者的潜能。

对爱因斯坦未竟事业的追寻激发了作者强烈的好奇心和求知欲，使作者明确了人生的理想；而接下来的以阅读为主要方式的探索行动则培养了作者自主阅读与学习的习惯，培养了作者极强的探究精神；为了亲自验证反物质的存在而建造自己的电子感应加速器的经历则锻炼了作者的动手能力，培养了作者不畏艰辛去探索科学真知的恒心与毅力——这正是科学工作者所应具备的素质与精神。

（说明：以上两题对文本语言的分析不一定要求学生面面俱到，尤其是彰显的内涵有所雷同处，但要鼓励尽可能多的学生发言，这里做几乎穷尽式的分析只是为大家提供参考。）

（三）归纳总结，提升认识

从这两件事中，我们认识到了作者的教育历程和我们认识中的教育历程是不同的，作者的教育历程是主动的自我教育，这样的教育让作者成为一名著名的理论物理学家，这样的教育能让我们走的更高更远。

三、拓展延伸，提升能力。

1.一名理论物理学家的成长历程，给了你哪些启示，请同学们谈谈。

（补充：①兴趣来自身边的生活，我们要做的是细心观察，进而探求隐藏在背后

3

学以致用

的规律，这正是爱因斯坦的观点。齐读课文题记。②小时候自己感兴趣的事物就是一粒成功的种子，当这粒种子遇到合适的土壤、气候时，就会茁壮成长成一颗成功的参天大树。）

2.阅读下文，回答下列问题：

1789年，意大利科学家伽伐尼尔在一次做蛙腿实验时，首次发现细胞内存在生物电现象，随着对细胞生物电研究的深入，利用生物电来检测疾病，已成了现代医学诊断上一项必不可少的手段。

其实，在人体内，各种微生物细胞、红细胞、淋巴细胞、癌细胞等每一种细胞都会产生电流，只不过这种电流极其微弱，且每种细胞产生的电流大小是各不相同的，但都是各自固定的数值。不久前，日本东京农工大学松永是教授以精确的实验证实了细胞中的酶在一种称为“辅酶A”的作用下会放出电子，而电子的运动就会形成电流。不过，这种生物电流很小，仅仅只有十亿分之一安培左右。松永是教授还证实了癌细胞发生的生物电流要比正常细胞和其它一些别的细胞都大一些，这恰恰就是捕捉人体内肿瘤信息的基本理论依据。

电流通常是在称为第一类导体的金属或其它导体中传输的，在人体内，也存在有称为第二类导体的细胞液、神经和经络等。它照常可以传导电流。这就是说，人体组织内存在有一种似乎很微妙的传导网络，在中医学上，这种网络称之为经络，经络起着沟通表里、运行气血、传导信息的作用。

(1)捕捉人体内肿瘤信息的基本理论依据是（

）

A.细胞内存在生物电的现象

B.可以利用生物电来检测疾病

C.人体内每种细胞都会产生电流，且都有各自固定的数值

D.细胞中的酶在一种称作“辅酶A”的作用下会放出电子。

(2)根据原文所提供的信息看，下面推断正确的一项是（

）

A.利用生物电进行现代医学诊断，始于意大利科学家伽伐尼尔。

B.为捕捉人体内肿瘤信息提供系统的理论依据的第一位科学家，是日本东京农工大学的松永是教授。

C.癌细胞发生的生物电流大于同种正常细胞和其它正常细胞所产生的生物电流。

D.人体组织内生物电流的传导可以用我国传统的中医学理论加以科学解释。

【参考答案】1. C（解答此题关键要抓住第二段最后一句，搞清句中“这”字指代内容。根据“癌细胞发生的……都大一些”可知“这”与细胞所带电流的数值有关，因此可确定答案为C项。）

2.、C（伽伐尼尔只是发现了生物电，而未用于医学诊断，故A项错。松永是证实了而非提供了系统的理论依据，故B项错。另外D项中“加以科学解释”在原文中无根据。）

四、布置作业

完成《质量测评》p

的“重点突破”

【附1】教学设计说明

加来道雄的这篇《一名物理学家的教育历程》被放在科普文单元，但它明显不同于大多数以说明为主要表达方式、以介绍某种事物或事理为主要内容的科普文章，而是以通俗的记叙为主要表达方式、以一种平和的娓娓道来的语气讲述自己成为一名理论物理学家的历程，显然，此文所承载的教育意义并非在传播科学知识或道理，而在传播科学精神，因此教学此文要引领学生以“教育历程”为重点，避开艰深的物理知识，从文本的角度把握作者成文的思路与特点，实实在在抓住文本语言，从而探究作者在文中所表现的深刻思想内涵，潜移默化地使学生受到科学精神的熏染。如此，语文教学的工具性与人文性便可相得益彰。

此文属于课内自读篇目，应主要由学生们或自主或合作探究完成，但教师要引导学生们在自主、合作探究中，有意识地训练所学过的阅读技巧——根据本课特点宜引导学生通过品读分析作者如话家常似的平

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和朴实的语言，抓住关键词句来探寻文本的思想内涵，兼作整体阅读模式的训练，即整体阅读感知——局部研读探究——整体理解领悟。

由于自读课要在一课时内完成，对文本思想内涵的挖掘又不能因此浅尝辄止，所以课前设计了预习环节，主要是自主完成“整体阅读感知”环节，即对文章主要内容和结构的把握，以节省课堂时间，把更多的课堂时间留给较为深入的交流与探究，让课堂真正成为生本间、生生间、师生间交流的场。课堂上的“整体阅读感知”环节主要起到检查预习、使学生进一步熟悉文本内容、把握文本结构的作用。

“局部研读探究”环节的设计主要训练学生通过研读文本语言感知思想内涵的能力，避免学生养成不细读文本或读个大概齐就发表见解的不良习惯，这样分析探究总结出来的结论才是具体的、贴切的，学生的感知才会是真切的、深刻的。

由于文本行文结构相当清晰，内容较易理解，学生对文本思想内涵的挖掘很容易浅尝辄止，分析出“局部研读探究”环节所总结的“科学工作者所应具备的素质与精神”就以为读懂了文章，所以如何引领他们进行更深入的探究是本节课的关键。在由学生总结出童年的两件趣事使作者的哪些基本科学素养和科学能力得到了充分地挖掘，培养和锻炼之后，引导学生以题目中“教育”二字为突破口，以文章详略安排的特点为依据，结合题记更深入地探究隐藏在作者看似波澜不惊的语言背后的深刻意蕴。此环节第3个探究题的设计则更着眼于作品思想内涵与作家人格境界关系的深层意蕴的挖掘，是理解的一种升华！

【附2】这篇课文最让我感动的，不是加来道雄如何成为一名物理学家，而是他的父母。一对日本夫妇，在美国那样一个发达的国家，仍然没有忘记给孩子进行民族文化的教育，经常带着孩子去旧金山的日本茶园游览。现在中国的许多父母把孩子移民到发达国家，领着孩子去迪斯尼，去好莱坞，不出国的也会去吃肯德基，麦当劳，披萨……有多少中国父母带着孩子去看看有民族特色的地方呢？

加来道雄的父母虽然无法理解孩子想做什么，但是仍然能够牺牲圣诞节假日，帮助孩子在加来道雄所就读高中的足球场上缠绕22英里长的铜线。加来道雄的实验会周期性的烧断家里的每一根保险丝，屋子变成一片漆黑的时候，他的母亲不能理解他为什么和正常的孩子兴趣不一样，但只是摇头而已。难以想象，如果这种兴趣发生在中国孩子身上，中国的父母会有多大的耐心，又有多少孩子的玩耍和学习是由父母双亲同时陪伴。

父母常常要求孩子好好学习，但是他们自己是否勤学好问？他们是否在孩子需要的时候出现在他们身边？他们是否在孩子对某一方面产生兴趣的时候给予了最大的支持？发达国家总是教育孩子在玩耍中通过实践去学习，而中国的父母总是让孩子牺牲玩耍的时间去学习枯燥的理论。所以发达国家的孩子往往在人生价值上更为明确，进入大学后，他们认为小时候一直玩了，长大了就该好好学习、工作，去钻研自己的技术。而中国孩子进入大学往往因为终于完成了“任务”，父母管不着了，终于可以干自己想干的事情了，尽情的去玩。中国科技的落后不是因为人才流失到海外，而是人们成年后，能真正去钻研的人太少了。

发达国家支持母亲做全职主妇，在家相夫教子，不无道理。中国有多少孩子是脖子上挂着钥匙，自己回家，找点面包充饥，独自写作业，看动画片！对于孩子下降的成绩，多少父母只会怪孩子不用功？如果孩子打开门看到的是一桌子热腾腾的饭菜，母亲温柔可亲的笑脸，他的心情会怎样？父母陪孩子学习玩耍，解决为人处世的一些问题，孩子心情会怎样？

父母是孩子的第一任老师，也是孩子终身的老师，国家的希望不仅寄托在孩子身上，也在父母身上！

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