13 * 宇宙的未来教案教学设计导入设计

16 宇宙的未来

三维目标

知识与能力

1.了解本文中作者对宇宙未来预测的观点和依据；

2.学习本文生动、幽默的演讲风格；

3.掌握从文章语段中寻找重要信息的方法。 过程与方法

1.通过自读和互动探究来了解文章内容；

2.先浏览文章，后细品文意，再深入探讨。

情感态度与价值观

1.感受科学精神，培养科学素养；

2.学习霍金面对难题迎难而上的决心和信念，树立良好的科学观。

教学过程

第一课时

课前准备

1.熟读文章自行梳理文章中的字词。

2.借助课外书籍查找一些有关宇宙的科学知识。

导入新课

导入1：从普通人对我们赖以生存的地球的关注导入，引出科学家对无限广阔的宇宙的关注，从而引出霍金的《宇宙的未来》。（这样导入意在强调科学家的责任感）

导入2：从阅读科技论文的目的（了解观点，获取知识）导入，直截了当地切入本文的基本观点。（这样导入意在突出科技论文的阅读方法）

推进新课

一、解题

（一）作者和作品

霍金是当今最负盛名的英国理论物理学家，他战胜严重的残疾，执著地从事科学研究，他的名著《时间简史》被翻译成30多种文字，销售500多万册，成为科学著作中罕见的畅销书。霍金的研究领域主要集中在宇宙学与黑洞，他提出的一系列观点，或多或少改变了我们对宇宙、对时空的认识，有着重要的启发性。他目前担任剑桥大学卢卡逊数学教授。这篇文章是他1991年1月在剑桥大学的讲演。

多媒体显示：

《时间简史》出版（1988年）后，剑桥的应用数学和理论物理系的气氛有了微妙的变化，不断有世界各地的报刊的记者要求访问霍金，在以后的两年时间里，电视台工作人员不时地占用大楼，他们要为这位世界上最著名的科学家拍一部有关他生活的纪录片。在不同的国家用不同的语言反复讲述同一故事：霍金如何凭着自己的勇敢克服了身体的残疾成为科学的巨人和新闻媒介的英雄。一批又一批的新闻记者访问了霍金在西尔弗大街那凌乱的办公室，并和这位公众新近的英雄度过激动人心的时刻。（《斯蒂芬·霍金的科学生涯》）

在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空间；“宙”是“古往今来”的意思，表示时间。宇宙的历史，就是空间在时间上发展的过程，斯蒂芬·霍金以时间为序，研究我们所处的这个宇宙诞生、发展，以及它将来可能的状况，因此，他把自己的书称作《时间简史》，实际上就是《宇宙简史》。（《少年版世界名人传记·霍金传》）

（二）讲演稿 讲演稿也叫演说词，是在较隆重的集会和会议上发表的讲话文稿。可以用来交流思想、

感情，表达主张、见解，具有宣传、鼓动和教育作用。

一般正文的写作有如下步骤：

1.开头语。开头语的任务是吸引听众、引出下文。有六种形式：A．由背景和问候、感谢语开始；B．概括讲演内容或揭示中心论点；C．从讲演题目谈起；D．从讲演缘由引起；EF．用发人深思的问题开头。

2.主体。主体即中心内容。一般有三种类型：A．记叙性讲演稿。以对人物事件的叙述和生活画面描述行文；B．议论性讲演稿。以典型事例和理论为论据，用逻辑方式行文，用观点说服听众；C．抒情性讲演稿。用热烈抒情性语言表明观点，以情感人，说服听众，寓情于事、寓情于理、寓情于物。

3.结语。是讲演能否走向成功的关键，常用总结全文，加深印象；提出希望，给人鼓舞；表示决心，誓言结束；照应题目，完整文意等方法在激动人心的结语中结束全文。

二、整体感知，初步理解

1.快速浏览全文，然后能用一句话简要地说出本文的主要内容是什么。

明确：本文讲的是宇宙的未来问题，预测了两种结局：或膨胀，或收缩。 2.边读边给课文分段，明确作者讲了几层意思，并提炼出要点。（提炼要点的方法是：或者摘录文中的语句，或者用自己的语言组织。）

明确：全文可分成六个层次，分别是：

①（1）科学家有信心预言未来。

②（2～5）巫师的预言模棱两可，宗教的预言屡测屡败。

③（6～13）物理方程、制约大脑的方程具有混沌性，因此我们不能预言人类；而宇宙的行为在非常大尺度下却是简单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来。

④（14～16）宇宙的未来有两种可能，一是继续膨胀下去，二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是坍缩，取决于宇宙的平均密度。

⑤（16～25）宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点上，所以两种可能都会发生。

⑥（26）全文总结，说明宇宙未来有两种可能的结局。

三、阅读全文，思考问题

1.作者在第8段中为什么说“即使知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来”?为什么第10段又说“尽管我们知道制约人类行为的方程，但在实际上我们不能预言它”? 明确：“因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质”，“方程可能是不稳定的”；同

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

3.作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言有何不同? 明确：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。

4.对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题? 明确：“对宇宙未来的预言，其关键问题在于：平均密度是多少。”

5.作者认为宇宙的未来会是怎样的? 明确：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。” 合作探究

一、结合说明方法，落实观点的依据

（一）就上面所书六个层次的大意，具体分析涉及到的说明方法，找到其依据。

明确：

1.第一层（1）段科学家有信心预言未来。

2.第二层（2～5）段巫师的预言模棱两可，宗教的预言屡测屡败。

方法：举例子

依据：古希腊女巫的预言和近代末日预言者对未来的预测。

3.第三层（6～13）段物理方程、制约大脑的方程具有混沌性，因此我们不能预言人类；而宇宙的行为在非常大尺度下却是简单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来。 方法：举例子、作比较、列数字。

依据：第八段中“例如，如果你稍微改变一下旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。”第十二段中的“微波辐射”事例的运用；第十三段中的“宇宙中心说”等。（举例子）

依据：文中第十段到第十二段的分析，将在制约化学和生物的基本定律下的人脑的初始活动同宇宙大环境下的宇宙现象的变化作了比较。（作比较）

依据：文中第九段有“这个时间尺度是五天的数量级，大约为空气绕地球吹一圈的时间。”还有在第十二段中，“在不同方向上这些温度不同，但是差别非常微小，只是十万分之一。”（列数字）

4.第四层（14～16）宇宙的未来有两种可能，一是继续膨胀下去，二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是坍缩，取决于宇宙的平均密度。

方法：打比方

依据：这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声称有什么意义呢？人们可以同样地讲，它是完全不同的个体。（打比方）

5.第五层（16～25）宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点上，所以两种可能都会发生。

方法：分类别打比方列数字作比较

依据：暗物质的来源证据：一是来自于螺旋星系；二是来自于星系团。（分类别）

依据：第二十五段中，“正如在遭受极端通货膨胀的国家每隔几个月价格就加倍一样。（打比方）

依据：在二十一段中，星系中心的巨大黑洞逃离的时间时，作者采用了此法。

依据：在二十一段中，将巨大黑洞逃离的时间同宇宙现在的年龄作了比较，发现仍旧有时间让黑洞蒸发。（作比较）

6.第六层（26）全文总结

方法：打比方

依据：如果暴涨理论是正确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，两方下赌注，以保万无一失。（打比方）

明确：1.举例子：为了说明事物的情况或事理，有时光从道理上讲，人们不太理解，这就需要举些既通俗易懂又有代表性的例子来加以说明。文章中第二层次的说理中，就举了古

希腊女巫的预言和近代末日预言者对未来的预测，从而很形象地说明了观点。

2.打比方：打比方就是修辞方法中的比喻。在说明文中运用打比方的方法，可以使人们不了解的事物或抽象的事理变得具体、生动、形象。在阐明科学道理的时候，作者用了一些人们熟知的事例，有助于我们理解文章的观点。如：“例如，如果你稍微改变一下你旋转赌盘的方式，就会改变出来的数字。你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。”“如果暴涨理论是正确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。”“这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声称有什么意义呢？人们可以同样地讲，它是完全不同的个体。”当然，这也使得科学说明文的语言更富有幽默感。另外，还有许多，如同列数字在文章中运用很广泛，在这里就不赘述了。（此环节学生可作综合性的探究，不必局限在文章之中）

二、在文章中，作者怎样做到使深奥的科学道理通俗易懂的，试作具体分析

明确：在于语言运用上的幽默轻松。如，说古代的女巫“通常是被毒药或火山隙溢出的气体弄得精神恍惚的女人”，说明她们作预言需要借助于神秘的力量，语言夸张而带有讽刺意味；同样，在讽刺近代宗教预言家时说：“幸运的是，数人名看来要花很长的时间”，将“末日预言者”的尴尬处境含蓄幽默地揭露出来；一句“否则的话，物理学家就会在赌场发财”，将“轮赌盘”的不确定性和“制约宇宙的有关定律”的物理方程的解具有混沌性质一语说透，妙趣横生。另外尚有：“为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定你在世界末日什么也带不走的话”“无论如何，假定在太阳爆炸的时刻，我们还没有把自己毁灭的话，我们应该已经掌握了恒星际旅行的技术。”，“所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，两方下赌注，以保万无一失”等等。这样一来，

作为一篇关于宇宙未来的演讲词，本文的大量篇幅是较为严肃的科学话题，运用了好多专业术语，容易使人感到沉闷。但是霍金的聪明之处是运用了许多幽默风趣的语言，使得这样一篇旨在说明科学道理的学术演讲，让人能够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。当然，文中许多比喻的出现也冲淡了本文的科学意味，使得文章多了些活泼的色调。

作业布置

1.整理本文的说明方法（尤其是打比方）并说说其作用。

2.思考文章作者在演讲中善于采用什么方式拉近同听者的距离的呢？