14 * 一名物理学家的教育历程优秀课堂实录

《一名物理学家的教育历程》教学设计

徐玉

【教学目标】

1．培养学生筛选整合文章关键信息的能力，引导学生迅速把握课文结构，并能准确归纳课文内容。

2．能够以“教育历程”为重点，根据“现象→认识”的方法，探讨其中所表现出的思想内涵。

3．体会作者所具有的科学精神，并最终从自己的生活出发，了解科学、认识科学、探索科学。

【学习重难点】

1．从文章结构入手，把握全文。

2．以“教育历程”为重点，探究并学习作者的科学精神。

【学法指导】

1．快速阅读，圈点批注

2．筛选信息，归纳总结

3．依据文本，拓展延伸

【知识链接】

1．作者简介

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》等。在过去的10年里，他还是广播电台每周一次一小时科学节目的主持人。

2.相关理论

(1)统一场论

根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学家运用量子力学，已经把后三种力统一起来（美籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨—米尔斯场理论，解决了这一问题，被称为“标准模型”。但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼），但是引力仍然游离在外。爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一，建立一个大一统的理论，最终也没有实现。

(2)高维空间

现代理论物理学认为，统一四种力的前景，在于高维空间（如十维或更高）理论的确立。比如对于古人来讲，风暴是怎样产生的，风暴会袭击什么地方，什么时候袭来，什么时候结束，他们是一无所知的，因为他们生活在平坦的大地上，只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察，即使有简单的预报，也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星，从太空这样三维角度观察地球，在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚，可以精准地预报风暴的动向。同样，理论物理学家认为，传统的四维（空间三维加上时间）理论太“小”，不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维（如十维或更高）中寻求统一这四种力时，就能得到一种简单、漂亮的解决模型（科学家认为宇宙应该是简单、和谐的）。

预习案

一、字音字形

斑lán（

斓

） xiōngyǒng不息（汹涌） 杜zhuàn（撰

） 惊诧（ chà ）

．冥冥世界（ míng ） 令人目xuàn（

眩

） 鱼鳍（ qí ） 怪dàn（

诞 ）

．．．撒手人寰（ huán） 刨根究底（ páo ） 浩hàn（瀚） 湮没（yān mò）

．．．．畏葸不前（ xǐ）

．二、速读课文，整体感知，把握文意

1.作者在文章中所说，“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”。这两件趣事是指什么？

【明确】第一件趣事是指作者小时候在父母的带领下，去旧金山游览著名的日本茶园。作- 1 -

者在那里发现了非常有趣的鲤鱼世界，进而换位思考鲤鱼是如何理解水池世界的。

第二件趣事是指作者曾听过的一个有关整个人类历史上最伟大的科学家的故事。“人类历史上最伟大的科学家”是指爱因斯坦，他多年潜心研究的，但是在他死之后仍然没有完成的论文（或者理论）深深地吸引了作者。

2. 除了这两件趣事，课文中还有没有提到其他事？这些事与童年的两件趣事间有何关系？

【明确】阅读多维空间历险故事（第11自然段）和阅读统一场理论书籍（第15自然段）。在高中时自建实验室（第16、17、18自然段）课文中“教育历程”的叙述重点是童年的两件趣事以及高中时建立实验室的事，这三件事是贯穿整个“教育历程”的核心事件。而夹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象，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。（回答作用，一要考虑结构方面的作用，二要考虑内容方面的作用。此题意图让学生迅速把握课文结构。） 3．“鲤鱼科学家”对“水池世界”的认识是怎样的？（请根据5—9自然段的内容分4点概括）

【明确】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”——别的鲤鱼认为是“可怖的事情”，是“奇迹”，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，而别的鲤鱼却认为是“胡说八道”，因为“熟悉的自然规律不再适合于这个冥冥世界”。

方法点拨：

本题考查学生筛选整合文章关键信息的能力。

为什么不寻找诸如“水中的睡莲在汹涌不息的水波冲刷下摇摆不定”这样的句子来做答案？因为题干要求寻找的是一种“认识”，认识呈现的应该是对客观现象认知之后的总结性的话语，所以阅读时要注意区别，什么样的话语是在描述现象，而什么样的话语是在表述对现象的认识。由现象到认识。

答题要注意审题干的关键词，注意寻找相应的信息区间，分要点归纳概括。

（预习案部分在课前完成，本节课由探究案部分开始）

多媒体展示本节课的学习目标：

1．能够以“教育历程”为重点，根据“现象→认识”的方法，探讨其中所表现出的思想内涵。

2．体会作者所具有的科学精神，并最终从自己的生活出发，了解科学、认识科学、探索科学。

导入：

通过完成预先案，我们初步把握了课文的结构，也懂得了一种重要的科学方法，那就是由对事物现象的把握上升到对事物本质的认识。今天这堂课我们就来探究一下，加来道雄的教育历程（现象）带给了你我怎样的启示（认识）。

探究案

三、探讨文章的思想内涵

1.“鲤鱼‘科学家们’将会聪明地发明某种虚构的东西——它被称为‘力’，来解释自己的困．．．．惑。”对照原文，想一想这样修改行不行，为什么？

【明确】修改了三个词。杜撰→发明 掩盖→解释 无知→困惑

杜撰：指没有根据地编造；虚构

发明：创造出新的事物或方法

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掩盖：有意隐藏或隐瞒

解释：分析阐明

无知：缺乏知识 困惑：感到疑难，不知道该怎么办

这样修改不行，因为原文暗含了作者对“鲤鱼科学家”无知又不愿承认自己无知还加以粉饰，这种行为的嘲讽。

由此可见在对现象进行描述时，有时是不带感情的客观叙述，有时是将情感态度蕴含其中，文学作品中后者比较常见。因此阅读时要注意运用对比的方法，揣摩词语的感情色彩，并由此推导作者想表达的深层含义。

2.作者通过“鲤鱼科学家”对世界的认识，又认识到了什么？（注意相应信息区间的寻找）

【明确】作者认为人类和自鸣得意的“鲤鱼科学家”有相似之处。

．．．．（1）只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，一种“自以为是”的态度。

．．．．（2）只要“超出了我们的理解力”的自然存在，就“拒绝承认”。

．．．．（3）“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”。

．．这依然是一个由现象到认识的过程，并且带有作者的主观情感，也让我们看到了旧有观念的顽固和作者身为理论物理学家的无奈。

当我们带着感情阅读与作者同悲同喜的时候，就会被加来道雄营造的想象世界所吸引，他从最常见的鱼儿游水或跳出池子，想到水池世界的无比奇妙以及与人的世界的关联。正是从对鲤鱼世界的想象中，他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。由感性的想象开始，加来道雄迈出了探索世界的第一步。

3．请再次阅读11—18自然段，找一找文中的哪些内容令你印象深刻，并说说你的理由。

【明确】（1）乐趣和好奇心：“我对阿西莫夫的《基地》系列惊叹不已，书中超维空间旅行的发现导致了一个银河帝国的兴起”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”，像阅读侦探小说那么的有趣。“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”“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰。

（2）实践精神：“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”“在汽车间建造自己的实验室”有了想像力，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。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，也是实验者获得成果的必要前提。

（3）勤奋好学：“花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。”“当地图书馆”“全市图书馆和书店”“许多地方图书馆”“斯坦福大学的物理学图书馆”。

．（4）家人的支持以及良好的外部环境。整个圣诞假日，父母都在帮他在篮球场上缠绕线圈，学校没有把他赶出去。烧断每一根保险丝，屋子周期性陷入黑暗，母亲摇头并且困惑不解但从未阻止。

（5）耐得住寂寞，经得起诱惑。“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”。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。这样的人必须有奉献精神。“在所不辞”意味着对“理论物理学家”道路的艰辛有所认识并且有所准备。

同学们谈得都很好，让老师也禁不住想和同学们分享一下自己关于本文的一点点认识。

请看12自然段。“我八岁时曾听过一个故事，此后它一直留在我的脑海里。记得我的中学老师给班里讲了一个已故伟大科学家的故事。”对这样的叙述我感觉到困惑，难道作者是神- 3 -

童，八岁就上中学了？又读了读原文，揣摩一番，应该是这么个意思：作者八岁的时候听到过一个故事，这个故事多年来一直萦绕在作者心中。上中学的时候老师再次讲起这个故事，唤醒了作者的童年记忆，所以他对这个故事印象深刻，特别难忘。

由此我想到，旧金山著名的日本茶园里游客络绎不绝，有几个人曾蹲在那里静静观察，并由此联想到我们生存的空间之外也许还存在着更高维数的空间？

学校课堂上老师把爱因斯坦的故事讲了一遍又一遍，又有几个学生曾因此眼睛闪烁着光辉，想要去了解关于他的一切以及他未完成的理论？

也许我们也曾经对某一现象产生过强烈的好奇，但我们追寻过答案并为此付出努力和实践了吗？

加来道雄说：“不久我就知道这个故事比任何神秘谋杀故事更加激动人心，也比我想象的任何事情都重要。我决定要对这一秘密刨根究底，纵然因此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”看到了吧，不是为了成为物理学家而成为物理学家，是为了探索爱因斯坦未尽的事业而需要成为物理学家。正因为出发点如此的不同，纵然工作内容枯燥无味，即使也许研究一辈子学说也得不到认可，加来道雄却是快乐而又欢喜的，在他的脸上看不到沉重，因为他领略到了探究过程本身具有的美！

孩子们，早晨迟到，我在你的脸上看到了“上学的心情比上坟还沉重”这句话；家校记录上从星期一开始你就计算着距离周末还有五天；你问我，为什么和寒假先生约会的时候后面总跟着一个叫寒假作业的小三；你抱怨，暑假放得和寒假一样，寒假放得和国庆一样，国庆放得和五一一样，五一放得和周末一样，等等等等诸如此类。当然你也曾嗟叹，那只著名的苹果砸中的为什么是牛顿是乔布斯而不是自己。

亲爱的，我想告诉你，每一天每一天，那只苹果都在可着劲地砸你，只不过它换了个样子而已，就看你接不接得住罢了。今天我们学习了一篇名叫《一名物理学家的教育历程》的文章，从广义的角度来说，凡是能增进人们的知识和技能，影响人们的思想品德的活动，都是教育。希望你能记住这句话：“被动的学习和主动的探索是不一样的，前者在寻找标准答案，后者在追求真理。”

我想，那只著名的苹果偏爱的，一定是后者。

4.请反思一下这节课带给你的收获有哪些？

开放式问题，一则检验学生是否学有所得；二则培养良好的听课和学习习惯；三则学会总结并且每节课有意识地反思自己；四则培养学生梳理归纳自己观点的能力。

参考答案：掌握了一种科学的观察事物的方法，先研究事物呈现出来的现象，再对现象进行思考最终得出认识。

把握文章可以从三方面入手：结构、内容、思想感情。

阅读时注意带有作者情感态度的词语。

保持童趣，对世界充满好奇，拥有丰富的想象力，勤奋好学，具有探究和实践精神等等。

当然最重要的，我们不应该是被填塞了满嘴食物的鸭子，考大学也不应该成为读书的唯一目的。学习的过程也许枯燥乏味，但内心的感受可以充实快乐。真正化被动为主动，你就会明白，分数不过是教育的副产品。

检测案

你是否对自然界有过好奇之心？是否也因此产生了对科学的兴趣？是否像作者一样也曾对此进行过一定的研究？请将你的教育历程整理成文，写下来。

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《一名物理学家的教育历程》教学反思

昆二十四中

徐玉

《一名物理学家的教育历程》是日裔理论物理学家加来道雄的作品，文章没有像前面的科普作家一样向我们介绍大量的科学知识，而是通过对童年两件趣事的追溯，告诉了我们走上科学道路的一些必备因素（敢于怀疑、对事物充满兴趣，做事有毅力等），全文思路清晰，学生更容易从文章结构上去把握文章内容。同时通过学习本文，我更期盼学生从中能够学到科学的学习方法和思维习惯。

基于以上原因，本课的教学目标确定为：

1．积累文中出现的生字新词

2．培养学生筛选整合文章关键信息的能力，引导学生迅速把握课文结构，并能准确归纳课文内容。

3．能够以“教育历程”为重点，根据“现象→认识”的方法，探讨其中所表现出的思想内涵。

4．体会作者所具有的科学精神，并最终从自己的生活出发，了解科学、认识科学、探索科学。

5．希望学生能对求知过程的本身产生兴趣，进而能够有意识地自主学习。

在导学案的制作过程中，我发现仅用一节课的时间无法完成所有内容，因此第一课时主要通过对文章结构的探究来把握文章内容，第二课时的教学目标确定为：

1．能够以“教育历程”为重点，根据“现象→认识”的方法，探讨其中所表现出的思想内涵。

2．体会作者所具有的科学精神，并最终从自己的生活出发，了解科学、认识科学、探索科学。

在具体的教学实施中，我反思，做得好的方面有：

（一）结构分明，层次清晰。导学案的设计，问题与问题之间内在逻辑顺序紧密，衔接过渡就会比较自然，同时符合了学生由感性到理性的认知规律。

（二）认真解读文本，有原创题。由现象到认识是一种科学的思维方法，认识的得出有赖对现象进行感悟，进行分析。在具体的文本阅读中该如何让学生落实这一点呢？为此我设计了一道原创题。“鲤鱼‘科学家们’将会聪明地发明某种虚构的东西——它被称为‘力’，来解释自己的困惑。”对照原文，想一想这样修改行不行，为什么？

这句话是鲤鱼“科学家”对“水池世界”的认识，而在叙述这种认识的同时，又包含了作者对鲤鱼“科学家”的一种情感态度。抓住这一点，本题既训练了学生对关键字词的理解，同时起到了承上启下的作用，顺利地由“鲤鱼科学家”对“水池世界”的认识是怎样的？过渡到作者通过“鲤鱼科学家”对世界的认识，又认识到了什么？

（三）注重方法的指导与总结。答案是什么不重要，重要的是答案如何得出，所以教师必须对类型化题的答题方法进行归纳总结。

（四）对文本进行个性化的生命体验及解读。如果教师授课的内容仅仅来自优秀教案，那么不管那些话语有多么的精准，多么的含义深远，都是别人的获得，自己讲起来始终会有隔着一层的感觉，同时学生听着也不舒服，因为教师知其然不知其所以然。

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本节课最大的亮点出现在我对文本的深度解读上，这种阅读心得是在任何一份教案上都见不到的，完全是自己思考到了那份上而形成的文字。这份心得不仅仅对学生有启示，对我本人而言也意义非凡。

“也许我们也曾经对某一现象产生过强烈的好奇，但我们追寻过答案并为此付出努力和实践了吗？”

“不是为了成为物理学家而成为物理学家，是为了探索爱因斯坦未尽的事业而需要成为物理学家。正因为出发点如此的不同，纵然工作内容枯燥无味，即使也许研究一辈子学说也得不到认可，加来道雄却是快乐而又欢喜的，在他的脸上看不到沉重，因为他领略到了探究过程本身具有的美！”

“被动的学习和主动的探索是不一样的，前者在寻找标准答案，后者在追求真理。”

“我们不应该是被填塞了满嘴食物的鸭子，考大学也不应该成为读书的唯一目的。学习的过程也许枯燥乏味，但内心的感受可以充实快乐。真正化被动为主动，你就会明白，分数不过是教育的副产品。”

教书的确不是件轻松的事，甚至可以说是件苦差事。然而学习完本文，我终于明白了那句话“痛并快乐着”，就像今天在家校上写的“我的内心充满愉悦”！

因为是自己有感而发的内容，学生的兴趣也被有效地调动了起来，同时解读立足文本，不脱离文本，达到了很好的示范升华效果。

当然本节课也存在着诸多不足：

（一）学生的学习兴趣没有被完全有效地激发出来。具体表现为小组讨论的环节并不激烈，这也有可能是前期铺垫不足导致的。提到家庭的支持促使加来道雄成功，这本来是一个很好的兴奋点，在之前的授课中学生都表示深有感触，但是在这节课中该小高潮并没有所体现。

（二）语言的感染力不够。从某种意义上来说，教师也是个表演者，要能够带动甚至是煽动学生的情绪。而自己不论是语气还是表情还是肢体语言都还比较呆板，平铺直叙。

（三）学生好才是真的好。探讨本文所具有的科学精神，挖掘其中的人文内涵，可以说是本课书教学的重中之重。令人遗憾的是，学生呈现出的思考结晶还比较表浅，语言的组织与表达能力有待加强。学生的回答中缺乏闪烁着智慧光彩的火花。

针对以上问题，在接下来的教学中，一要加强导学案的制作和使用，不断强化和规范学生的阅读、审题、作答习惯；二要留意学生的语言组织与表达，有意识地训练；三要带着激情上课，通过各种方式各种努力带动学生的学习兴趣；四要加强自身文本解读的能力，挖掘课文深度。

总而言之，距离一名优秀的语文教师，自己的距离还很远，还需要不断地反思，不断地努力，不断地争取更大进步！

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