有關(guān)一名物理學(xué)家的教育歷程教學(xué)方案

有關(guān)一名物理學(xué)家的教育歷程教學(xué)方案

【背景資料】一、作者介紹加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國(guó)哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場(chǎng)論》《超弦導(dǎo)論》。二、相關(guān)知識(shí)為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學(xué)知識(shí)：(1)統(tǒng)一場(chǎng)論根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí)，將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種：引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。物理學(xué)家運(yùn)用量子力學(xué)，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(美籍華裔物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)生米爾斯提出楊一米爾斯場(chǎng)理論，解決了這一問題，被稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛?jì)算繁復(fù)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(gè)大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實(shí)現(xiàn)。(2)高維空間現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)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(duì)于古人來講，風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的，風(fēng)暴會(huì)襲擊什么地方，什么時(shí)候襲來，什么時(shí)候結(jié)束，他們是一無所知的，因?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣?，只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察，即使有簡(jiǎn)單的預(yù)報(bào)，也都是靠經(jīng)驗(yàn)來推測(cè)的?，F(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(cè)的風(fēng)暴被看得一清二楚，可以精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)風(fēng)暴的動(dòng)向。同樣，理論物理學(xué)家認(rèn)為，傳統(tǒng)的四維(空間三維加上時(shí)間)理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)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(shí)，就能得到一種簡(jiǎn)單、漂亮的解決模型(科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡(jiǎn)單、合諧的)。高維空間理論認(rèn)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(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí)，因?yàn)橐M當(dāng)時(shí)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”。【示范教案】一名物理學(xué)家的教育歷程【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)教育目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)。二、能力培養(yǎng)目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。三、德育滲透目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)精神?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法】高維空間對(duì)普通人來說，是很難想像的。所以，教學(xué)重點(diǎn)是文章內(nèi)容，而不是相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。相關(guān)知識(shí)教師有所了解，能幫助教學(xué)課文即可，不必教授給學(xué)生?！菊n時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)步驟】一、導(dǎo)入新課成為一位科學(xué)家是無數(shù)有志青年的夢(mèng)想，對(duì)物理的探究更是許多年輕的學(xué)子孜孜以求的，我們來看一下加來道雄的成長(zhǎng)道路，或許能得到一些啟發(fā)。(板書)一名物理學(xué)家的教育歷程二、明確目標(biāo)1.引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)2.引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。三、整體感知1.作者簡(jiǎn)介加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國(guó)哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場(chǎng)論》《超弦導(dǎo)論》。2.本文的基本結(jié)構(gòu)文章的題目是“一名物理學(xué)家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是歷時(shí)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(duì)世界的理解力，并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程。”而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內(nèi)容，又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點(diǎn)突出。結(jié)構(gòu)如圖：童年青年(成年)鯉魚世界的幻想(想像)實(shí)驗(yàn)(理論物理學(xué)家)愛因斯坦故事(理論)3.本文的基本內(nèi)容①人人都對(duì)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(duì)宇宙的認(rèn)知。看似作者少年時(shí)的思維超出同齡人，其實(shí)只是他充分發(fā)揮了自己的想像力，并且保持了這樣奇特的想像力，由此奠定了他對(duì)高維空間理論探究的基礎(chǔ)。②作者少年時(shí)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(dòng)人心”，是因?yàn)樗褠垡蛩固沟睦碚摦?dāng)成一個(gè)“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(duì)這一秘密刨根問底”，也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格，這是成為科學(xué)家的基本素質(zhì)。③高中時(shí)代，本應(yīng)“在棒球場(chǎng)或籃球場(chǎng)玩?！保硎芮啻耗耆A，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(shè)備”，在“學(xué)校的足球場(chǎng)中纏繞22英里長(zhǎng)的銅線”，自己動(dòng)手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作者進(jìn)行這樣艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對(duì)科學(xué)的熱愛，以及踏實(shí)的性格，顯露出一個(gè)科學(xué)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(nèi)容”。四、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程1.【提問】本文在材料處理上有什么特點(diǎn)?【明確】本文布局謀篇重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初中到高中，按時(shí)間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長(zhǎng)為一名“物理學(xué)家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn);在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場(chǎng)理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)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(diǎn)放在制造“自己的原子對(duì)撞機(jī)”上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會(huì)到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。2.【提問】本文體現(xiàn)了怎樣的科學(xué)精神?【明確】本文三個(gè)主要部分，并不是簡(jiǎn)單地?cái)⑹龀砷L(zhǎng)的故事，而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對(duì)成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要。(1)想像力：科學(xué)是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對(duì)鯉魚世界的想像中，認(rèn)識(shí)到人類觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。(2)樂趣：科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘，對(duì)真正的科學(xué)工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”，也是人生的“境界”?！坝螒颉笔顾麄儤反瞬黄＃錆M激情，不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利，不畏強(qiáng)權(quán)，只求真理。(3)實(shí)驗(yàn)精神：丁肇中說過：“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)?！薄翱茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識(shí)只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的?！?《應(yīng)有格物致知精神》)有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，不可能達(dá)到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作，努力使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學(xué)和天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的。3.【提問】“鯉魚科學(xué)家”對(duì)“世界”的認(rèn)識(shí)是怎樣的?【明確】主要有以下幾點(diǎn)：(1)“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義?！?2)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)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(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認(rèn)為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學(xué)”的“傳奇故事”，真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在，而它們卻認(rèn)為“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。4.【提問】作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對(duì)世界的認(rèn)識(shí)說明什么?【明確】說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)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“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認(rèn)”。(2)“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念……”，是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)“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(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。5.【提問】課文中閱讀多維空間歷險(xiǎn)故事和統(tǒng)一場(chǎng)理論書籍兩小段內(nèi)容，對(duì)“教育歷程”的敘述有什么作用?【明確】課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室，這三個(gè)事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個(gè)小事例，主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險(xiǎn)故事加深作者對(duì)高維空間的想像，激發(fā)興趣;而閱讀統(tǒng)一場(chǎng)理論書籍，既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實(shí)驗(yàn)的探究過程。6.【提問】作者說“我決定要對(duì)這一問題刨根問底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭?！痹谧髡咝闹小袄碚撐锢韺W(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人?【明確】理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實(shí)驗(yàn)條件的限制，自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞，必須有奉獻(xiàn)精神?！霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。7.【提問】作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對(duì)我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣的意義?【明確】科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡(jiǎn)單的操作，要有理論指導(dǎo)，要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)者的綜合能力。而我們當(dāng)前存在的問題是，重視理論，輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)為動(dòng)手能力和實(shí)踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對(duì)教育而言，重知識(shí)，輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學(xué)家重視實(shí)驗(yàn)給我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。

第二篇：一名物理學(xué)家的教育歷程教學(xué)方案2000字【知識(shí)目標(biāo)】一、快速閱讀，整體把握文章內(nèi)容。二、理解作者回憶童年趣事對(duì)未來科學(xué)研究的意義與影響?！灸芰δ繕?biāo)】一、能在整體把握文章內(nèi)容基礎(chǔ)上，聯(lián)系個(gè)人學(xué)習(xí)、生活經(jīng)歷，談?wù)勆?、學(xué)習(xí)與理想的關(guān)系。二、能遷移拓展，培養(yǎng)觀察自然與社會(huì)，科學(xué)探究的創(chuàng)新思維與能力?！厩楦心繕?biāo)】一、培養(yǎng)強(qiáng)烈的求知欲與勇于探索實(shí)踐的創(chuàng)新精神?！菊n時(shí)】一課時(shí)【重點(diǎn)與難點(diǎn)】一、快速閱讀，整體把握文章內(nèi)容。理解作者回憶童年趣事對(duì)未來科學(xué)研究的意義與影響是本文的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。二、遷移拓展，聯(lián)系個(gè)人學(xué)習(xí)、生活經(jīng)歷，談?wù)勆?、學(xué)習(xí)與理想的關(guān)系，是難點(diǎn)。【教學(xué)過程】一導(dǎo)入新課1自我介紹并提出要求。2聯(lián)系《動(dòng)物游戲之謎》，導(dǎo)入新課，對(duì)作者進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹?！急尘百Y料〗加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家、紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。他畢業(yè)于哈佛大學(xué)，獲得加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位。加來道雄是著名的“超弦”理論創(chuàng)始人之一?！济覍?dǎo)入〗如果有人想了解現(xiàn)代物理學(xué)最艱深的理論，就去讀《超越時(shí)空》。它把“超空間理論”這種和者蓋寡的“陽春白雪”淡化到“下里巴人”也能欣賞的程度?！綍r(shí)空的探索，乃20世紀(jì)人類的偉大智力壯舉。二整體把握，理清文章脈絡(luò)1、請(qǐng)同學(xué)快速瀏覽文章，文章重點(diǎn)講述作者在教育歷程中的哪幾個(gè)典型片段?！继崾尽絻杉な?，一是對(duì)鯉魚世界的遐想，一是對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。2、請(qǐng)同學(xué)思考這幾件事是怎樣啟迪作者走上科學(xué)探究道路的，它對(duì)作者的成才起到了什么作用？〖提示〗一件事是否有趣，取決于一個(gè)人對(duì)事情的情感與態(tài)度。作者自小喜歡思考問題，善于觀察事物，并且能透過現(xiàn)象去深入思考事物的本質(zhì)，所以，對(duì)于鯉魚在水中游這種現(xiàn)象，對(duì)于老師講的一個(gè)探索宇宙本質(zhì)的科學(xué)家的故事，他便表現(xiàn)出了特別的興趣。也許，在一般人看來，這兩件事都極其平常。但是，興趣是最好的老師，對(duì)自然、對(duì)生命充滿興趣與激*情。促使作者從小就對(duì)科學(xué)領(lǐng)域的事物有了濃厚的興趣，并且在高中階段就建立了自己的實(shí)驗(yàn)室從此走上了科學(xué)探究的道路。3、作者能有所成就，除了從小就對(duì)科學(xué)研究有濃厚的興趣和勇于實(shí)踐的求索精神外，還有一個(gè)最重要的不可或缺的可貴品質(zhì)是什么?〖提示〗他能超越一般世人所無法超越的世俗的約束，大膽進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，這種敢于挑戰(zhàn)勇于實(shí)踐的精神，使他的科學(xué)研究走上了正確的道路。4、作者讀完能夠找到的所有有關(guān)愛因斯坦及其理論的書籍之后，說：“我決定要對(duì)這一秘密刨根究底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭?！边@句話中的“這一秘密”指什么?“縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭”這句話的深刻內(nèi)涵是什么?〖提示〗“這一秘密”指愛因斯坦的故事留給作者的懸念：他未完成的工作是什么?他桌上論文的內(nèi)容是什么?什么問題可能會(huì)如此難以解決而又非常重要，值得他把有生之年花費(fèi)在這種研究之中?如果用一句話?？梢愿爬椋骸皭垡蛩固挂簧芯康木烤故鞘裁磫栴}?”‘縱然”一句，表面上看起來是一種幽默：為了弄清自己所想弄清楚的“上帝是怎樣創(chuàng)造了這個(gè)世界的”和這個(gè)“世界的內(nèi)在規(guī)律”，作者“不得已”要做一名理論物理學(xué)家；實(shí)際上，作者所要強(qiáng)調(diào)的是：要探索宇宙的本質(zhì)，必須付出艱辛的勞動(dòng)，而自己為了追求真理，再艱辛也要奮斗下去。所以，這句話表現(xiàn)了一位追求真理的科學(xué)家的執(zhí)著精神和堅(jiān)強(qiáng)意志?！窘處熆偨Y(jié)】成為一名科學(xué)家必須具備的條件：想象力——興趣——專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)——探究創(chuàng)新精神三討論交流1、引導(dǎo)學(xué)生回憶討論各自的童年時(shí)代對(duì)自然或動(dòng)物世界的種種奇思妙想。（聯(lián)系《動(dòng)物的游戲之謎》）2、我們?cè)诖_立自己的興趣、愛好之后，是否付諸實(shí)踐，是否有明確的人生規(guī)劃，遇到的困難又是什么？我們應(yīng)該做些什么呢？四遷移擴(kuò)展1布置一篇作文要求同學(xué)用動(dòng)物的眼光去觀察，研究人類的某些行為。2完成《學(xué)案》P150“課外延伸”板書設(shè)計(jì)童年青年成年鯉魚世界的幻想（高中）（想象力樂趣）——>建立實(shí)驗(yàn)室——>理論物理學(xué)家愛因斯坦的故事(探究、創(chuàng)新)（理論知識(shí)）1．你覺得作者關(guān)于“鯉龜?shù)接钪嬷庖挥巍钡墓适率亲髡咝r(shí)候蹲在小池邊時(shí)的遐想，還是在研究理論物理到一定境界后的類比聯(lián)想?為什么？1．這道題的答案不惟一。因?yàn)樽髡咝r(shí)候有強(qiáng)烈的好奇心，蹲在小池邊的“遐想”定很多，主要內(nèi)容應(yīng)該是小時(shí)候遐想的；但是，作者寫此文時(shí)，已經(jīng)是在他對(duì)理論物理學(xué)有相當(dāng)研究之后了，所以在文章中—定帶有成年以后的思想，其中表現(xiàn)最明顯的就是作者后面用“我常想”引出的文字，這些思想已經(jīng)不完全是兒時(shí)的遐想，而帶有更多的理性*色*彩：所以，上面這段文字，更多的應(yīng)該是作者研究理論物理學(xué)達(dá)到一定境界之后的類比聯(lián)想。＋有關(guān)一名物理學(xué)家的教育歷程教學(xué)方案（3900字）發(fā)表于：2023.1.15來自：字?jǐn)?shù)：3900手機(jī)看范文【背景資料】一、作者介紹加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國(guó)哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場(chǎng)論》《超弦導(dǎo)論》。二、相關(guān)知識(shí)為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學(xué)知識(shí)：(1)統(tǒng)一場(chǎng)論根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí)，將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種：引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。物理學(xué)家運(yùn)用量子力學(xué)，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(美籍華裔物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)生米爾斯提出楊一米爾斯場(chǎng)理論，解決了這一問題，被稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛?jì)算繁復(fù)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(gè)大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實(shí)現(xiàn)。(2)高維空間現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)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(duì)于古人來講，風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的，風(fēng)暴會(huì)襲擊什么地方，什么時(shí)候襲來，什么時(shí)候結(jié)束，他們是一無所知的，因?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣希荒芸咳庋蹚慕朴诙S平面的角度來觀察，即使有簡(jiǎn)單的預(yù)報(bào)，也都是靠經(jīng)驗(yàn)來推測(cè)的?，F(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(cè)的風(fēng)暴被看得一清二楚，可以精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)風(fēng)暴的動(dòng)向。同樣，理論物理學(xué)家認(rèn)為，傳統(tǒng)的四維(空間三維加上時(shí)間)理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)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(shí)，就能得到一種簡(jiǎn)單、漂亮的解決模型(科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡(jiǎn)單、合諧的)。高維空間理論認(rèn)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(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí)，因?yàn)橐M當(dāng)時(shí)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”。【示范教案】一名物理學(xué)家的教育歷程【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)教育目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)。二、能力培養(yǎng)目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。三、德育滲透目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)精神?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法】高維空間對(duì)普通人來說，是很難想像的。所以，教學(xué)重點(diǎn)是文章內(nèi)容，而不是相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。相關(guān)知識(shí)教師有所了解，能幫助教學(xué)課文即可，不必教授給學(xué)生?！菊n時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)步驟】一、導(dǎo)入新課成為一位科學(xué)家是無數(shù)有志青年的夢(mèng)想，對(duì)物理的探究更是許多年輕的學(xué)子孜孜以求的，我們來看一下加來道雄的成長(zhǎng)道路，或許能得到一些啟發(fā)。(板書)一名物理學(xué)家的教育歷程二、明確目標(biāo)1.引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)2.引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。三、整體感知1.作者簡(jiǎn)介加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國(guó)哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場(chǎng)論》《超弦導(dǎo)論》。2.本文的基本結(jié)構(gòu)文章的題目是“一名物理學(xué)家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是歷時(shí)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(duì)世界的理解力，并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程。”而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內(nèi)容，又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點(diǎn)突出。結(jié)構(gòu)如圖：童年青年(成年)鯉魚世界的幻想(想像)實(shí)驗(yàn)(理論物理學(xué)家)愛因斯坦故事(理論)3.本文的基本內(nèi)容①人人都對(duì)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(duì)宇宙的認(rèn)知?？此谱髡呱倌陼r(shí)的思維超出同齡人，其實(shí)只是他充分發(fā)揮了自己的想像力，并且保持了這樣奇特的想像力，由此奠定了他對(duì)高維空間理論探究的基礎(chǔ)。②作者少年時(shí)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(dòng)人心”，是因?yàn)樗褠垡蛩固沟睦碚摦?dāng)成一個(gè)“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(duì)這一秘密刨根問底”，也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格，這是成為科學(xué)家的基本素質(zhì)。③高中時(shí)代，本應(yīng)“在棒球場(chǎng)或籃球場(chǎng)玩?！保硎芮啻耗耆A，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(shè)備”，在“學(xué)校的足球場(chǎng)中纏繞22英里長(zhǎng)的銅線”，自己動(dòng)手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作者進(jìn)行這樣艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對(duì)科學(xué)的熱愛，以及踏實(shí)的性格，顯露出一個(gè)科學(xué)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(nèi)容”。四、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程1.【提問】本文在材料處理上有什么特點(diǎn)?【明確】本文布局謀篇重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初中到高中，按時(shí)間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長(zhǎng)為一名“物理學(xué)家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn);在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場(chǎng)理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)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(diǎn)放在制造“自己的原子對(duì)撞機(jī)”上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會(huì)到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。2.【提問】本文體現(xiàn)了怎樣的科學(xué)精神?【明確】本文三個(gè)主要部分，并不是簡(jiǎn)單地?cái)⑹龀砷L(zhǎng)的故事，而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對(duì)成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要。(1)想像力：科學(xué)是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對(duì)鯉魚世界的想像中，認(rèn)識(shí)到人類觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。(2)樂趣：科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘，對(duì)真正的科學(xué)工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”，也是人生的“境界”?！坝螒颉笔顾麄儤反瞬黄?，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利，不畏強(qiáng)權(quán)，只求真理。(3)實(shí)驗(yàn)精神：丁肇中說過：“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)?！薄翱茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識(shí)只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的?！?《應(yīng)有格物致知精神》)有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，不可能達(dá)到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作，努力使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學(xué)和天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的。3.【提問】“鯉魚科學(xué)家”對(duì)“世界”的認(rèn)識(shí)是怎樣的?【明確】主要有以下幾點(diǎn)：(1)“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義?！?2)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)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(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認(rèn)為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學(xué)”的“傳奇故事”，真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在，而它們卻認(rèn)為“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。4.【提問】作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對(duì)世界的認(rèn)識(shí)說明什么?【明確】說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)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“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認(rèn)”。(2)“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念……”，是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)“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(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。5.【提問】課文中閱讀多維空間歷險(xiǎn)故事和統(tǒng)一場(chǎng)理論書籍兩小段內(nèi)容，對(duì)“教育歷程”的敘述有什么作用?【明確】課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室，這三個(gè)事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個(gè)小事例，主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險(xiǎn)故事加深作者對(duì)高維空間的想像，激發(fā)興趣;而閱讀統(tǒng)一場(chǎng)理論書籍，既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實(shí)驗(yàn)的探究過程。6.【提問】作者說“我決定要對(duì)這一問題刨根問底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人?【明確】理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實(shí)驗(yàn)條件的限制，自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞，必須有奉獻(xiàn)精神?！霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。7.【提問】作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對(duì)我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣的意義?【明確】科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡(jiǎn)單的操作，要有理論指導(dǎo)，要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)者的綜合能力。而我們當(dāng)前存在的問題是，重視理論，輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)為動(dòng)手能力和實(shí)踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對(duì)教育而言，重知識(shí)，輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學(xué)家重視實(shí)驗(yàn)給我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。

第二篇：一名物理學(xué)家的教育歷程教學(xué)方案2000字【知識(shí)目標(biāo)】一、快速閱讀，整體把握文章內(nèi)容。二、理解作者回憶童年趣事對(duì)未來科學(xué)研究的意義與影響?！灸芰δ繕?biāo)】一、能在整體把握文章內(nèi)容基礎(chǔ)上，聯(lián)系個(gè)人學(xué)習(xí)、生活經(jīng)歷，談?wù)勆睢W(xué)習(xí)與理想的關(guān)系。二、能遷移拓展，培養(yǎng)觀察自然與社會(huì)，科學(xué)探究的創(chuàng)新思維與能力?！厩楦心繕?biāo)】一、培養(yǎng)強(qiáng)烈的求知欲與勇于探索實(shí)踐的創(chuàng)新精神?！菊n時(shí)】一課時(shí)【重點(diǎn)與難點(diǎn)】一、快速閱讀，整體把握文章內(nèi)容。理解作者回憶童年趣事對(duì)未來科學(xué)研究的意義與影響是本文的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。二、遷移拓展，聯(lián)系個(gè)人學(xué)習(xí)、生活經(jīng)歷，談?wù)勆睢W(xué)習(xí)與理想的關(guān)系，是難點(diǎn)?！窘虒W(xué)過程】一導(dǎo)入新課1自我介紹并提出要求。2聯(lián)系《動(dòng)物游戲之謎》，導(dǎo)入新課，對(duì)作者進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹?！急尘百Y料〗加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家、紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。他畢業(yè)于哈佛大學(xué)，獲得加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位。加來道雄是著名的“超弦”理論創(chuàng)始人之一?！济覍?dǎo)入〗如果有人想了解現(xiàn)代物理學(xué)最艱深的理論，就去讀《超越時(shí)空》。它把“超空間理論”這種和者蓋寡的“陽春白雪”淡化到“下里巴人”也能欣賞的程度?！綍r(shí)空的探索，乃20世紀(jì)人類的偉大智力壯舉。二整體把握，理清文章脈絡(luò)1、請(qǐng)同學(xué)快速瀏覽文章，文章重點(diǎn)講述作者在教育歷程中的哪幾個(gè)典型片段。〖提示〗兩件趣事，一是對(duì)鯉魚世界的遐想，一是對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。2、請(qǐng)同學(xué)思考這幾件事是怎樣啟迪作者走上科學(xué)探究道路的，它對(duì)作者的成才起到了什么作用？〖提示〗一件事是否有趣，取決于一個(gè)人對(duì)事情的情感與態(tài)度。作者自小喜歡思考問題，善于觀察事物，并且能透過現(xiàn)象去深入思考事物的本質(zhì)，所以，對(duì)于鯉魚在水中游這種現(xiàn)象，對(duì)于老師講的一個(gè)探索宇宙本質(zhì)的科學(xué)家的故事，他便表現(xiàn)出了特別的興趣。也許，在一般人看來，這兩件事