14 * 一名物理学家的教育历程板书设计

一名物理学家的教育历程

一、整体感知

本文内容的最大特点就是生活味浓：“我”蹲在小池边，为慢慢畅游的鲤鱼所陶醉，并由此产生无限的遐想；八岁时，听过一回理论物理学家爱因斯坦的故事之后，怀着一颗好奇的童心，读着有关爱因斯坦其人及他的理论的每一本书，最后决心当一名理论物理学家；高中阶段建“自己的原子对撞机”，沉浸于科学实验之中。文章的三块主体内容，百分之百地叙写了作者童年及高中阶段的生活之趣之思之行。文章标题中的“教育”，严格意义上说是作者的自我教育。由于内容充满生活味，文中涉及的一些原本深奥的理论物理学问题，也变得可感可知。

再者，一篇叙述“历程”的文章，却一反常态地选取三件最有代表性的事进行叙写，借以表达文章主旨，揭示“教育历程”的要素。

二、学法引导

1．善于根据文章架构特点把握文章主要内容──领会“教育历程”及其所表现的思想内涵，激发自己热爱科学、向往科学、投身科学的热情和欲望。

2．善于联系生活实际，学习作者主动求知、主动探索的精神，用科学的眼光关注生活中的小事，从生活小事中学习科学、探究科学，从而培养自己的科学观察力、科学思考力和科学探究力。

探究解读

问题探究一：文章重在反映作者成长为一名“物理学家”的“教育历程”，想一想，为什么作者不按从童年到小学、初中、高中的时间顺序叙事？

思路点拨：作者写作此文的主要宗旨在于告诉读者如何才能成为一名物理学家。在作者看来，他的经历中三个方面的成长是最最关键的：（1）童年时期的两件趣事（由观察小池中的鲤鱼而想象水池中鲤鱼“科学家”的一系列思维活动，培养了想象力和对事物研究的兴趣；由对爱因斯坦的崇拜到决心完成爱因斯坦未竟的事业）；（2）高中阶段看了许多书后建立实验室制造“自己的原子对撞机”的情况和体验。

作者这样安排行文，既让读者看到了作者从小开始的成长历程，让读者明白了一个物理科学家成长过程中最有说服力的“成长因素”。如果一味按童年到小学到初中到高中的顺序叙事，最有价值的内容必将被冲淡，标题中的“教育”意义也难以得到突出。

问题探究二：作者开篇引用爱因斯坦的话，用意何在？

提示：爱因斯坦这句话，表明了他研究理论物理的目标和意义，作者加以引用，既表示对爱因斯坦科学探索精神的崇敬和对爱因斯坦探索宇宙的意义的理解，也表明他一生求索的目标以及他对自己探索宇宙本质的意义的认识。

问题探究三：作者说，丰富自己对这个世界的理解力并引导自己走上理论物理研究而且最终成为理论物理学家的，是“童年的两件趣事”。请用简练的语言概括这两件“趣事”，并回答：（1）你觉得这两件“趣事”有趣吗？（2）作者认为这两件事情有趣的根本原因是什么？（3）你从加来道雄走上理论物理研究之路的经历中受到什么启发？

提示：两件趣事，一是对鲤鱼世界的遐想，一是对爱因斯坦未竟事业的向往。一件事是否有趣，不取决于事情本身，而取决于一个人对事情的情感与态度。作者自小喜欢思考问题，尤其喜欢透过现象去深入思考事物的本质，所以，对于鲤鱼在水中游这种现象，对于老师讲的一个探索宇宙本质的科学家的故事，他便表现出了特别的兴趣。也许，在一般人看来，这两件事都极其平常。这说明，兴趣是最好的老师，要想在某个领域有所成就，首先必须对这

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个领域的事物有着特别浓厚的兴趣。

问题探究四：作者能有所成就，除了他“想知道世界的内在规律”的求索精神外，还有一个最重要的不可或缺的可贵品质是什么？

提示：他能超越一般世人所无法超越的世俗的约束，大胆进行科学实验，这种敢于挑战、勇于实践的精神，使他的科学研究走上了正确的道路。

问题探究五：文章中说到“鲤鱼‘科学家’”时，都要把“科学家”加上引号。请问：引号在这里有什么作用？加引号的“科学家”的具体含义是什么？

提示：这里的引号，表示所引的词语有特殊意义，它不同于我们通常使用的“科学家”一词的含义，而是假想的鲤鱼世界里的“有‘智慧’的鲤鱼”。

问题探究六：作者读完能够找到的所有有关爱因斯坦及其理论的书籍之后，说：“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。”这句话中的“这一秘密”指什么？“纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”这句话的深刻内涵是什么？

提示：“这一秘密”指爱因斯坦的故事留给作者的悬念：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？如果用一句话，可以概括为：“爱因斯坦一生研究的究竟是什么问题？”“纵然”一句，表面上看起来是一种幽默：为了弄清自己所想弄清楚的“上帝是怎样创造了这个世界的”和这个“世界的内在规律”，作者“不得已”要做一名理论物理学家；实际上，作者所要强调的是：要探索宇宙的本质，必须付出艰辛的劳动，而自己为了追求真理，再艰辛也要奋斗下去。所以，这句话表现了一位追求真理的科学家的执著精神和坚强意志。

应用迁移

一、语言基础

1．下列词语中加点字的读音没有错误的一项是（

）

A．栅（zhà）栏

混（hùn）

乱混（hùn）浊

杜撰（zhuàn）

B．惊诧（chà）

贪婪（luán）

人寰（huán）

刨（bào）根究底

C．讣（fù）告

泥泞（nìng）

侪（chái）辈

妊(rén)娠

D．付梓（zī）

沉淀（diàn）

抨（pīng）击

畏葸（xǐ）

2．下列词语中没有错别字的一项是（

）

A．斑斓

遐想

截然不同

词不达义

B．震惊

浩瀚

一枕黄粱

敲诈勒索

C．白晰

稻杆

杳无音信

一劳永逸

D．目眩

俄倾

分庭抗礼

绿草如荫

3．下列各句中加点的成语使用不恰当的一句是（

）

A．我常想，我们就像自鸣得意在池中游动的鲤鱼。

B．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，而这些都超出了我们的理解力。

C．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义不容辞。

D．年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前，而这种约束对于大多数成年人而言通常似乎又很难超越。

4．下列各句中引号的用法与其他各项不同的一项是（

）

A．鲤鱼们的一生就在这浅浅的水池中度过。它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成。

B．我们之间被水面这一薄薄的“栅栏”分隔开来。

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C．我曾想，在水底的鱼群中可能有一些鲤鱼“科学家”。

D．我也知道科学家已经建造了一些大型仪器，或者说是“原子对撞机”……

5．依次填入横线的词语最恰当的一项是（）

（1）我蹲在那里的一个小池边，为慢慢畅游在水底睡莲之中的_________的鲤鱼所陶醉。

（2）就像鲤鱼一样，我们认为宇宙之中只包含有_________可见的东西。

（3）如果我们的科学家发明像力这样一些概念，那仅仅是因为他们不能用眼检验出充满于我们周围空间的不可看见的各种_________。

A．五光十色

熟悉

振动

B．五彩斑斓

熟悉

振动

C．五彩斑斓

熟习

震动

D．五光十色

熟悉

震动

二、课内精读

阅读文段（一）（二），完成文后问题。

（一）

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。他们认为，唯一真实存在的事物就是鱼儿们看得见摸得着的。水池就是一切。水池之外看不见的世界没有科学意义。①

有一次，我遇到了一场暴雨。我注意到成千上万的小雨滴袭击在池水的表面。池水表面变得混乱，水中的睡莲在汹涌不息的水波冲刷下摇摆不定。在躲避风雨之时，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。在它们看来，睡莲似乎是自己在运动，没有任何东西冲刷它们。因为就像我们看不见我们周围的空气和空间一样，鲤鱼们也看不见它们赖以生存的水，它们为睡莲自己能够运动而困惑不解。

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。由于不能理解在看不见的水面上存在的水波，它们将得出这样一个结论：睡莲之所以能够不被触摸而运动，是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。它们可能给这种错觉起一个高深莫测的名称（如超距作用，或没有任何接触睡莲即会运动的能力）。②

我曾想，如果从池水中抓出一个鲤鱼“科学家”，事情将会怎么样呢？放回池水之前，它可能随着我的查看而狂乱挣扎。那么别的鲤鱼又将怎样看待这件事呢？对于它们而言，这确实是一件可怖的事情。它们第一次意识到有一位鲤鱼“科学家”从它们的宇宙中消失了。就那么简简单单，没有留下任何踪迹。不管在它们的宇宙中怎么寻找，就是没有这条丢失的鲤鱼的踪影。然而，就那么几秒钟，当我把它放回池水之后，这位鲤鱼“科学家”便突然冒了出来。对于别的鲤鱼而言，这真是一个奇迹。

待神志镇定之后，这位鲤鱼“科学家”就会讲述一个真正令它们惊诧不已的传奇故事。它说：“突然之间，不知怎的我就被拉出了咱们的宇宙（池水），投进了一个冥冥世界，那里有令人目眩的强光和我从未见过的奇形怪状的物体。最奇怪的是那个抓住我的生物竟然一点也不像鱼。更使我震惊的是，无论如何也看不到它的鳍，但是没有鳍它还是能够运动。③我感觉到熟悉的自然规律不再适合于这个冥冥世界。随后，我发现自己突然又被扔回了咱们的世界。”（当然，这个到宇宙之外一游的故事对于鲤鱼是怪诞的，大多数鱼都认为这完全是胡说八道。）

我常想，我们就像自鸣得意地在池中流动的鲤鱼。我们的一生就在我们自己的“池子”里度过，以为我们宇宙只包含那些看得见摸得着的事物。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，而这些都超出了我们的理解力。④如果我们的科学家发明像力这样一些概念，那仅仅是因为他们不能用眼检验出充满于我们周围空间的不可看见的各种振动。一些科学家鄙视更高维数世界的说法，是因为他们不能在实验室里便利地验证它。

1．画线①②部分的内容写的是“鲤鱼‘科学家’”的奇想。这是一种怎样的写法？这种写法

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作用何在？

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 2．画线③文字中，加点词都是副词或连词。说说它们的表达作用。

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3．画线④中的“自以为是”说的是谁？表达了作者怎样的看法？

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ （二）

童年时的第二件事也给我留下深刻的印象。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。他们极其崇敬地讲到他，称他是整个人类历史上最伟大的科学家。他们说很少有人能够理解他的思想，但是他的发现却改变了整个世界和我们周围的一切。我不理解他们想告诉我们的许多东西，但是最使我对此人感兴趣的是他未能完成自己的伟大发现就撒手人寰。①他们说他多年潜心于这个理论，但是他死之后，他的未完成的论文仍然摆放在自己的办公桌上。

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？②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。我记得，我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。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书店，急切地查找有关线索。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。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。③

1．画线①句子表达了作者怎样的思想？

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 2．试分析画线②三个问句的作用。

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3．画线③语句表层意义是表明了作者在科学探索方面的浓厚兴趣、执著态度和坚定信念，透过这一表层意义你还能领悟出它怎样的深层意义？

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 三、课外迁移

阅读下面的文章，完成文后问题。

（一）

机器人工程师总是从自然中寻找灵感。然而，在过去几年里，他们的研究重点开始改变了。科学家们不像先前那样为制造更好的机器人而研究动物，而是为更好地了解动物而研究机器动物。

过去10年里，自动装置技术的发展以及电脑部件的不断缩小，意味着小型自动装置可以具备日益强大的处理能力。机器动物与真的动物相比具有很多优点。在对它们的人造大脑实行操作时，你无需考虑道德难题或动物权益问题。而且，人们可以利用它们揭示支配很多

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动物行为的神经元。

这种技术的原理相当简单。如果你得出了一种动物的某种行为可能由大脑的某个部分控制的理论，你就可以制造一个自动装置，设计它的电路来模仿这种大脑构造。然后你在实验室像对待真的动物一样，利用同种观察、测量和重复技术考察其行为。在这种情况下，如果它的行为和真正的动物相同，你很可能会有所收获。

《人工动物学》的作者之一欧文·霍兰解释说：“如果这种理论对一个自动装置适用，你就可以确定你理论的某些部分是正确的。但如果它不适用，那么几乎肯定是你错了。”通常，证明理论的错误更加有用，因为这会揭示理论存在的问题并缩小研究人员寻找答案的范围。如果对机器动物的实验显示理论是正确的，这种理论可以反过来应用于生物学，为研究人员进行真动物实验提供有价值的起点。

能够揭示是什么促成了动物行为的机器动物的一个例子是斯特林大学芭芭拉·韦布博士的机器蟋蟀。在夏季繁殖期，雄性蟋蟀用歌声吸引雌性蟋蟀。尽管生物学家们进行了多年研究，却仍未找到蟋蟀控制这种行为的神经系统，但他们估计这大约需要20个神经元。韦布采用了一种新方法。她制造了一个自动装置，线路设计与蟋蟀的一小部分神经系统相仿，试验它是否能像真的蟋蟀一样找到一个交配对象。

韦布的机器蟋蟀证明，机器动物无需外形相似就可以像真的动物那样行动。它具备了雌性蟋蟀寻找爱侣所依据的的全部基本特征。

在韦布的实验中，机器蟋蟀能很容易地找到正确的路径，走向正在用歌声吸引它的雄性蟋蟀。这令很多生物学家感到惊奇。这个装置表明，这种看似复杂的行为只需要4个神经元就足够了。

研究人员乐观地认为，仿生自动装置的前景令人鼓舞。芭芭拉·韦布博士说：“机器动物还不能完全代替真的动物，但我确实认为将来它会大有用武之地。随着技术的不断改善，我们将能够制造更多这种复杂系统。”

（选自2005年全国高考试题重庆卷）

1．第四段中加点的“这种理论”在文中具体所指的内容是什么？

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 2．你怎样理解画线的“这种技术的原理相当简单”这句话？

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3．根据原文，机器动物的优点是什么？

___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 4．根据原文所提供的信息，以下推断不正确的一项是（

）

A．随着研究重点的改变，机器人工程师不再从自然中寻找灵感，而转入了对机器动物处理能力的研究。

B．无论机器运行和真的动物的行为是否相同，都能为更好地了解动物提供有价值的东西。

C．韦布的机器蟋蟀试验证明，机器动物对动物行为研究有重要贡献。

D．虽然科学家们用机器动物完成了某些动物实验，但取代所有实验中的真动物尚需时日。

资料链接

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