14 * 一名物理学家的教育历程教学设计和教学实录

一名物理学家的教育历程

加来道雄

【三维目标】

1.了解加来道雄和他的作品。

2.体会加来道雄所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本精神品质对人成长的作用。

3.结合现实生活讨论，培养学生的探索精神。

4.引导学生养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。

5.让学生明确做事情除了要有兴趣还得脚踏实地坚持去做。

6.指导学生理解作者所说的童年趣事背后所蕴含的科学观、学习观。

教学设计

一、导入

情景导入

成为一位科学家是无数有志青年的梦想，对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜以求的，我们来看一下加来道雄的成长道路，或许能得到一些启发。

（板书）一名物理学家的教育历程

二、文本解读

知识积累

1.作家作品

加来道雄，美籍日裔物理学家，纽约市立大学城市学院理论物理学教授。他毕业于哈佛大学，获得加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位。他是《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》和《超弦导论》诸书的作者。

2.基础积累

刨根究底（páo） 撒手人寰(huán) 湮没(yān) 惊诧(chà) 栅栏(zhà) ．．．．．畏葸不前(xǐ) 五彩斑斓(lán) 目眩(xuàn) 鄙视(bǐ) 冷嘲热讽(fěnɡ) ．．．．．杜撰(zhuàn)——没有根据地编造虚构 怪诞(dàn)——荒诞离奇古怪

三、信息筛选

快速阅读全文并思考：作者在文中指出在童年有两件事情大大地丰富了他对世界的理解力，并且引导他成为一个理论物理学家的历程，请找出是哪两件事？

明确：1.童年观看鲤鱼世界而换位想到鲤鱼是如何思考理解未知世界的。

2.童年听过有关爱因斯坦的故事。

四、合作探究

对两件事的深入探讨

（一）苏轼说过“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，物理学家的理论也许过于艰深，但其中的道理和日常生活中的体验是相通的。

提问：1.“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？

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”来掩饰自己的无知。（3）“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，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，而它们却认为是胡说八道，荒谬绝伦，违背了它们的“自然规律”。

提问：2.作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？

明确：说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。（1）人类一生就在自己的池子里度过，只要超出人类的理解力的自然存在，人类就拒绝承认。（2）“科学家发明像力这

样一些概念……”，是因为人类只愿意承认那些看得见摸得着的事物，不肯改变思考问题的方式。（3）“不能在实验室里便利地验证”的理论，人类就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。

（二）你是否对自然界有过好奇心呢？是否也产生了对科学的兴趣？对爱因斯坦未竟的事业的向往，是怎样启迪作者走上了科学探索道路的呢？试思考以下问题。

提问：1.作者说“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”。在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人？

明确：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。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。

2.作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？

明确：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，要有理论的指导，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。而我们当前存在的问题是重视理论，轻视基础实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识，轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。

（三）总结提问：课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用？

明确：课文的重点是童年趣事和建立实验室，这几个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来了。而夹杂其中的两个小事例，主要起补充和衔接作用。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的求知热情，也衔接起由理论到实验的探究过程。

总结：作者在文中指出在童年有两件事大大丰富了他对世界的理解力，并且引导他成为一个理论物理学家的历程，这两件事给他的启示是：大胆的想象、怀疑和猜测，不要故步自封，兴趣在人的成长过程中是不可缺少的，但要到达成功的彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力，这或许就是作者要告诉我们后辈的。

五、分析鉴赏

文章中体现的科学精神

本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。

(1)想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，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。由感性的想象上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。

(2)乐趣：科学不应该是枯燥的，而应该是充满乐趣的。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”，也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。

(3)实验精神：丁肇中说过：“现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”(《应有格物致知精神》)有了想象力，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。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出

来的。

六、课堂小结

一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪，希望大家能够踏着他的脚步，一步一步取得进步！

七、作业

完成课后练习三

八、板书设计

作者所提到的两件事

1.童年观看鲤鱼世界而换位想到鲤鱼是如何思考理解未知世界的

要敢于怀疑、大胆想象

2.

童年听过有关爱因斯坦的故事

兴趣、持之以恒