《一名物理學家的教育歷程》設計5

《一名物理學家的教育歷程》教學設計思路方法這是一篇自傳性質的文章，題目“一名物理學家的教育歷程”是一個偏正短語，中心詞為“教育歷程”。顯然，課文是以“教育歷程”為重點來談的。教學過程中從分析文章的結構入手，把握文章主要內容及謀篇布局的特點，探討其中表現(xiàn)的思想內涵，引導學生體會科學精神。課文后“研討與練習”的二、三兩題都是開放題，要引導學生從生活出發(fā)，了解科學、認識科學。整個過程以學生自學為主，教師列出學習提綱并適當點撥。課時安排：1課時三維目標1.了解文中所談的一些物理學理論問題，如宇宙平行理論、多維空間理論。2.引導學生從生活出發(fā)，了解科學、認識科學。3.分析文章的結構，探討“教育歷程”表現(xiàn)的思想內涵。4.學習作者對科學深入探索的精神。教學設計導語設計名句導入請學生讀下列名句：我沒有特殊天賦，我只是極為好奇。整個科學只不過是每日思考的精練。想象力比知識更重要。我沒有什么特別的才能，不過喜歡尋根刨底地追究問題罷了。在我審視我自己和我的思考方式時，我的結論是：在吸收有益的知識方面，奇思玄想的天賦對我而言，比我的才干更重要。——愛因斯坦愛因斯坦對科學的探究精神引導著許多年輕的學子，加來道雄就是其中之一，讓我們來看一下加來道雄的成長道路。故事導入有一次，愛因斯坦要把墻上的一幅舊畫換下來，就搬來一架梯子，一步一步爬上去。突然，他又想起一個問題，沉思起來，忘記自己在做什么了，猛地從梯子上摔下來。摔到地上以后，他顧不得疼痛，馬上想到:人為什么會筆直地掉下來呢?看來物體總是沿著阻力最小的線路運動的。他想到這里馬上站立起來，一瘸一拐地走到桌邊，提筆把自己的這個想法記了下來。遇事愛思考、研究，常常從一點小事中受到啟發(fā)，這就是當代偉大的物理學家——愛因斯坦的探索品質。那他對物理學家加來道雄的影響又是怎樣的呢？文本解讀知識積累相關知識為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關的理論物理學知識：1.統(tǒng)一場論根據(jù)現(xiàn)代物理學知識，將我們的宇宙結合起來的力有四種：引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來（美籍華裔物理學家楊振寧和他的學生米爾斯提出楊—米爾斯場理論，解決了這一問題，被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復無比而讓人頭疼），但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一，建立一個大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實現(xiàn)。2.高維空間現(xiàn)代理論物理學認為，統(tǒng)一四種力的前景，在于高維空間（如十維或更高）理論的確立。比如對于古人來講，風暴是怎樣產(chǎn)生的，風暴會襲擊什么地方，什么時候襲來，什么時候結束，他們是一無所知的，因為他們生活在平坦的大地上，只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察，即使有簡單的預報，也都是靠經(jīng)驗來推測的。現(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星，從太空這樣三維角度觀察地球，在地面上看來神秘莫測的風暴被看得一清二楚，可以精準地預報風暴的動向。同樣，理論物理學家認為，傳統(tǒng)的四維（空間三維加上時間）理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當他們超越四維而在更高維（如十維或更高）中尋求統(tǒng)一這四種力時，就能得到一種簡單、漂亮的解決模型（科學家認為宇宙應該是簡單、和諧的）。高維空間理論認為，宇宙大爆炸后10—43秒，十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙，四維宇宙暴脹，經(jīng)過近一百五十億年，演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10—35秒，大統(tǒng)一力分開。但是高維空間理論很難在實驗室中得到證實，因為要模擬當時的環(huán)境，需要的能量太大，根本無法做到，所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。信息篩選整體把握一、請同學們快速閱讀全文。1.歸納概括每個自然段的意思并分段。明確：正文前有一句愛因斯坦的話，這是加來道雄的座右銘，也是他走上科學道路的指路明燈，表明他的追求。全文共分三部分。第一部分（第1段），是全文的綱，只有一句話，非常簡潔，點明后面寫作的內容。第二部分（第2—11段），童年時的第一件趣事：對鯉魚世界的遐想。第三部分（第12—18段），童年時的第二件趣事：對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。2.小結本文的基本內容：①人人都對自然感到好奇，都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”，但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身，而作者卻由人的觀察角度，反思人類對宇宙的認知。看似作者少年時的思維超出同齡人，其實只是他充分發(fā)揮了自己的想象力，并且保持了這樣奇特的想象力，由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎。②作者少年時接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”，激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動人心”，是因為他把愛因斯坦的理論當成一個“偵探故事”來閱讀、探究，這非常符合少年的心理。另外，“我決定要對這一秘密刨根究底”，也表現(xiàn)了他有毅力、有恒心的性格，這是成為科學家的基本素質。③高中時代，本應在棒球場或籃球場玩耍，享受青春年華，但作者卻找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設備，在學校的足球場中纏繞22英里長的銅線，自己動手建設實驗室，驗證愛因斯坦的理論，探究反物質。作者進行這樣艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對科學的熱愛，以及踏實的性格，顯露出一個科學工作者的潛能。由①②到③，我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內容”。二、提問：本文的結構安排有何特點？明確：文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是歷時性的。但是，作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程?！倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌热?，又是共時性的敘述。這樣的結構安排，使文章既脈絡清楚，又重點突出。三、提問：本文在材料處理上有什么特點？明確：本文布局謀篇重點突出，詳略得當。在整體上，作者并沒有從童年到小學到初中到高中，按時間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時建立實驗室的事例，突出他成長為一名“物理學家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長的經(jīng)驗；在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學的物理圖書館，相關的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點放在制造自己的原子對撞機上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會到作者嚴謹、踏實的性格，以及內在的成為物理學家所需要的基本素質。合作探究一、分析理解局部內容。教師提出一些問題引導，學生就某一內容寫閱讀感言。1.“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的?明確：(1)“水池之外看不見的世界沒有科學意義。”(2)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。(3)“鯉魚科學家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學家”的“傳奇故事”，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認為胡說八道，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。2.作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么?明確：說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學家”有相似之處。(1)人類一生就在我們自己的池子里度過，只要超出人類的理解力的自然存在，人類就拒絕承認。(2)“科學家發(fā)明像力這樣一些概念……”，是因為人類只愿意承認那些看得見摸得著的事物，不肯改變思考問題的方式。(3)“不能在實驗室里便利地驗證”的理論，人類就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。課堂小結愿同學們從加來道雄的教育歷程中獲得一些啟發(fā)，快樂學習。板書設計童年青年(成年)鯉魚世界的幻想(想象)基本結構