13 * 宇宙的未来公开课教学设计模版

《宇宙的未来》教学设计

【教材分析】

本文是英国理论物理学家霍金1991年1月在剑桥大学的一次讲演录。霍金运用天体物理理论，对宇宙的未来作了科学的预测，得出宇宙或膨胀或坍缩取决于宇宙的平均密度的结论。文章涉及很多关于宇宙学的知识，但演讲者却从巫师和宗教预言谈起，通过严密的语言和生动的比喻等，将深奥的科学问题讲得深入浅出，这是教学中应重点关注的。

【学情分析】

高一时学生学过《宇宙的边疆》一文，对顺利学习本文已有了一定的知识积累和阅读经验，尤其是孩子们对未知世界有着强烈的好奇心和探索欲，这有利于教学的顺利开展。

【教学目标】

1.理清文章思路，概括内容要点，理解文中重要信息的内涵。

2.学习、欣赏本文严密的语言和生动的比喻，能够加以灵活运用。

3.了解关于宇宙学的基本知识，激发探索未知世界的兴趣，培养科学精神，提高思辨能力。

【重点难点】

1.重点：霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点。

2.难点：文中涉及的一些学术性较强的理论知识。

【教学方法】自主学习、合作探究为主，点拨引导为辅，配合适当练习。

【教学用具】多媒体教学课件。

【课时安排】1课时。

【教学过程】

一、导入新课

1.投影幻灯1：

尸佼《尸子》：上下四方曰宇，往古来今曰宙。

屈原《天问》：遂古之初，谁传道之？上下未行，何由考之？……九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？

帕斯卡尔：人是一根能思想的苇草。

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（学生简介霍金，老师适当补充、强调：人类自古而今对宇宙不断追问与求索。）

2.投影幻灯2: 史蒂芬.霍金 (Stephen Hawking) 1942年1月8日生于牛津，那一天刚好是伽利略逝世三百年。他小时候对模型特别着迷，不但喜欢做模型飞机和轮船，还和学友制作了很多不同种类的战争游戏，反映出他研究和操控事物的渴望。这种渴望驱使他攻读博士学位，并在黑洞和宇宙论的研究上获得重大成就。

霍金十三、四岁时已下定决心要从事物理学和天文学的研究。十七岁那年，他考到了自然科学的奖学金，顺利入读牛津大学。学士毕业后他转到剑桥大学攻读博士，研究宇宙学。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。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。

3.问题：如果选择注释①霍金简介中的两个词或短语来描述你所知道的霍金你会选择哪两个？

4.投影幻灯3：

当代的爱因斯坦

身残志坚

5.要点：霍金辉煌的科学成就与坚强的意志品质。

设计意图：激趣，培养准确整合信息的能力。

二、自主学习。学生速读课文，解决下列问题。

1.投影幻灯4：

根据课文有关内容将下列空缺处补充完整。

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本文是霍金1991年1月在剑桥大学的一次讲演录。这篇演讲从古代巫师的预言和近代宗教的预言说起，然后过渡到自己对宇宙未来的科学预言，结构严谨，重点突出。作者预测宇宙或将继续膨胀下去，或将收缩以至于坍缩成一个点，这取决于宇宙的平均密度，而现在 密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度，所以两种结果都可能发生。

2.投影幻灯5：

思考：

（1）作者认为“科学预言也许并不比那些巫师或预言家更可靠些”，又说“我们

认为可以做可靠的预言”，两者是否矛盾？为什么？

（2）作者最后说“两方下赌注，以确保万无一失”，这和巫师、宗教预言有何

不同？

（学生独立思考，然后与同学交流，不同理解可以讨论。老师点拨思路、方法，对“微波背景”“平均密度”“暗物质”“黑洞”“人择原理”等重要信息可以发动学生明确或给以提示，帮助理解，对于学生提出的疑难问题要妥善处理。）

3.投影幻灯6：

微波背景(相同）→平均密度（相同）

→（可以预言）

暗物质（引力）

→ （小）→膨胀（大）坍缩

设计意图：理清思路，突出重点，培养独立思考精神。

三、合作探究

1.投影幻灯7：

说说加点词语的作用，体会作者严密的语言，探究怎样使语言表达更加严密。

（1）它会是一部对未来预言的历史，几乎所有这些预言都是大错特错的。

（2）那些定律在理解宇宙如何起始方面很重要，但是它不影响宇宙的未来演化，除非直到宇宙坍缩成一种高密度的状态。

（学生先独立思考，然后小组内交流，探究怎样可以使语言表达更加严密。老师指导，明确方法：加个限制或加个条件等。）

2.投影幻灯8：

赏析下列语句，说说在表现手法上有何的相同点，探究其在表达上的作用。

（1）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

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可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。

（2）对我们而言，时空是显得四维的，而在M理论是十维或者十一维的，这是怎么回事呢？为什么我们不能观察到另外的六或七维呢？这个问题的传统的，也是迄今仍被普遍接受的答案是，额外维全部被卷曲到一个小尺度的空间中，余下四维几乎是平坦的。它就像人的一根头发，如果你从远处看它，它就显得像是一维的线。但是如果你在放大镜下看它，你就看到了它的粗细，头发的的确确是三维的。在时空的情形下，足够高倍数的放大镜应能揭示出弯卷的额外维数，如果它存在的话。

（霍金《膜的新奇世界》）

（学生思考讨论上述语句的含义，探究比喻的重要作用。老师点拨，明确，适当参与讨论，指导学生了解并体会霍金科学语言的形象性特点。鼓励学生在文中找出其他的例子加以赏析。板书：生动）

设计意图：体会生动形象的语言在科普作品中的重要作用，激发阅读霍金、走近霍金的兴趣。

四、课堂小结

1.投影幻灯9：

（1）已知的事物是有限的，未知的事物是无穷的；我站立在茫茫无边神秘莫测的汪洋中的一个小岛上，继续开拓是我们每一个人的职责。（英·赫胥黎）

（2）2061年，76年公转一圈的哈雷彗星再次如约回归，它看到的人类社会将是一个更加崇尚科学的世界。（美·《为全体美国人的科学：达到科学、数学和技术脱盲的2061计划报告书》）

（学生交流学习本课的感受。老师适当补充：科学的传承与创新。）

2.投影幻灯10：

（1）道生一，一生二，二生三，三生万物。

（老子《道德经》第42章）

（2）有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立不改，周行而不殆，可以为天下母。吾不知其名，字之曰道，强为之名曰大。大曰逝，逝曰远，远曰反。

（老子《道德经》第25章）

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3.要点：人类若要真正了解宇宙，除了靠自然科学的发展，还应从2500年前中国的老子那里寻找智慧。

设计意图：培养科学精神，使本课教学主旨得以升华。

五、

作业安排

见课后“研讨与练习”。

附：板书设计

宇宙的未来

霍金

严密的语言 生动的比喻

科学精神

【教学反思】

本课教学以尸子屈子始，至老子终，中间穿插着人类对自身和宇宙的追问与求索以及霍金的坚强意志与乐观心态，人文精神与科学精神，是个不错的教学思路，效果比较好。另外，教学本文不是去进行科学研究，而是作为一节语文课来上，重视了信息获取与整合以及语言表达，这一点自己也较为满意。但内容还是有些“满”，若能再精简一些效果会更好，如提高筛选和整合信息能力或语言表达能力，宜重点突出其中一个，而另一个可以抓住几个重点语段，以练习（选择题）形式以练代讲。

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