13 * 宇宙的未来优秀教学实录

《宇宙的未来》教学设计

设计者：赵莉晓

教材分析：

本文选自人教版（2003）必修五第四单元第十三课，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：

学生高一时学过《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，这是教学时可资开发的宝贵资源。

教学目标：

一、知识目标

1.了解有关宇宙学的一些知识。

2能读懂本演讲录的内容.。

二、能力目标

1.激发学生对宇宙奥秘的探索热情

2.引导学生体会这篇讲演幽默的语言风格，提高自己的思维和表达能力。

三、情感目标

通过介绍霍金的感人事迹，感受科学精神。

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。

教学程序：

一、导入新课。

介绍史蒂芬·霍金的预言导入新课《宇宙的未来》

板书课题：宇宙的未来

学生简介霍金，老师适当补充、强调

问题1：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？

当代的爱因斯坦

身残志坚

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，培养准确整合信息能力。）

二、自主学习。学生速读课文，解决下列问题。

1.思考：

（1）为什么科学“不能预言人类社会的未来”，却“可以预言宇宙遥远的未来”?

（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？

（3）对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题? （4）作者认为宇宙的未来会是怎样的?

（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。）

解析：

（1）因为前者是混沌的，不确定的；而“宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来”。

（2）

前者是有科学根据的，是运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预言；而后者是没有科学根据可言的。其实，从上面的题目就可知道，人类社会的未来根本就是无法预言的，因为方程是混沌的，所以巫师、宗教预言家对人类社会的预言注定就是荒唐的。

（3）“对宇宙未来的预言，其关键问题在于：平均密度是多少。” （4）会有两种可能：“如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀，但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩。” （设计意图：理清思路，突出重点，培养独立思考精神。）

2.

观点总结：

霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？

（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，时间本身就会终结。

（2）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牢牢抓住，不至于使这些星系或星系团飞散开去。

（3）如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽它的核燃料，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。

（4）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。

（5）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。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。

三、合作探究。

熟读课文分析文本的语言特征

1.生动的导引：预言宇宙的未来，虽然是一个严肃的科学话题，但如果就事论事，很容易枯燥乏味。演讲者从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，既增加了趣味性，又深化了讲演的主题──在与巫术的对比中，更显出了科学的求实精神。

2.严谨的推理

：作为一篇科学演讲，其最终目的是让人信服。本文严谨的推理，增强了说服力。演讲者从可见物质谈到暗物质，从成熟的理论谈到科学假说，把问题讲得透彻明白。没有作出一个明确的预言，也说明了演讲者严谨的科学态度。 3.幽默风趣：这篇演讲语言幽默，创造出一种轻松愉快的气氛，使所论述的问题更易于为听众接受。如文中有一段话说：“我比其他的末日预言者更占便宜。即使宇宙将要坍缩，我可以满怀信心地预言，它至少在一百亿年内不会停止膨胀。

我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默，同时传达出重要的信息：宇宙“至少在一百亿年内不会停止膨胀”。

四、作业安排。

见课后“研讨与练习”三。

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

幽默风趣