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蔡正良的博客

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关于我

我、 笔名师斌。云南省保山市作家协会会员,中国诗歌学会会员,湖南省教育学会会员,中国教育写作学会会员,全国校园文学社团研究会常务理事,中华全国教育家协会会员。著书立说逾百部(篇),各级获奖近百次。中学语文高级教师。教书几近一辈子,内地边疆六十年。

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高中语文必修3第14课《一名物理学家的教育历程》教学设计  

2011-04-20 15:23:46|  分类: 高中语文必修3教 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、内容与解析

《一名物理学家的教育历程》是日裔理论物理学家加来道雄的作品,文章没有像前面的科普作家一样向我们介绍大量的科学知识,而是通过对童年的两件对自己启发很大的事情的追溯,告诉了我们走上科学道路的一些必备因素(敢于怀疑、对事物充满兴趣,做事有毅力等),全文的思路很清晰,主要是围绕两件事展开,学生更容易从文章结构上去把握文章内容,通过学习此类课文,我们期盼学生从中能够学到的是科学的学习方法和思维习惯。同时,由于学生作文中经常会出现题记,在这里我们就可以结合课文来系统地学习一下有关题记的知识。

二、教学目标及解析

(一)教学目标 

1.了解文中所谈的一些物理学理论问题,如宇宙平行理论、多维空间理论。

2.引导学生从生活出发,了解科学、认识科学。

3.分析文章的结构,探讨“教育历程”表现的思想内涵。

4.学习作者对科学深入探索的精神。

(二)解析

学习本文须从文章结构上去把握文章,让学生从中能够学到的是科学的学习方法和思维习惯。

三、问题诊断分析

这篇课文涉及一些宏观宇宙学的理论,为了更好地理解课文,需要让学生了解一些相关的理论物理学知识,如统一场论、高维空间等的概念。

四、教学支持条件分析

运用多媒体,展示图片。

五、教学过程

1课时

一、导语设计

    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

    相关知识

    为了更好地理解课文,我们需要了解一些相关的理论物理学知识:

1.统一场论

    根据现代物理学知识,将我们的宇宙结合起来的力有四种:引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学家运用量子力学,已经把后三种力统一起来(美籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨—米尔斯场理论,解决了这一问题,被称为“标准模型”。但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼),但是引力仍然游离在外。爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一,建立一个大一统的理论,最终也没有实现。

2.高维空间

    现代理论物理学认为,统一四种力的前景,在于高维空间(如十维或更高)理论的确立。比如对于古人来讲,风暴是怎样产生的,风暴会袭击什么地方,什么时候袭来,什么时候结束,他们是一无所知的,因为他们生活在平坦的大地上,只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察,即使有简单的预报,也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星,从太空这样三维角度观察地球,在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚,可以精准地预报风暴的动向。同样,理论物理学家认为,传统的四维(空间三维加上时间)理论太“小”,不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维(如十维或更高)中寻求统一这四种力时,就能得到一种简单、漂亮的解决模型(科学家认为宇宙应该是简单、和谐的)。

    高维空间理论认为,宇宙大爆炸后10—43秒,十维宇宙分解成四维宇宙和六维宇宙,四维宇宙暴胀,经过近一百五十亿年,演变成今天我们生活的宇宙。大爆炸后10—35秒,大统一力分开。但是高维空间理论很难在实验室中得到证实,因为要模拟当时的环境,需要的能量太大,根本无法做到,所以现在高维空间理论只能是“理论”。

三、信息筛选

    整体把握

(一)请同学们快速阅读全文。

归纳概括每个自然段的意思并分段。

明确:正文前有一句爱因斯坦的话,这是加来道雄的座右铭,也是他走上科学道路的指路明灯,表明他的追求。

    全文共分三部分。

    第一部分(第1段),是全文的纲,只有一句话,非常简洁,点明后面写作的内容。

    第二部分(第2—11段),童年时的第一件趣事:对鲤鱼世界的遐想。

    第三部分(第12—18段),童年时的第二件趣事:对爱因斯坦未竟事业的向往。

(二)提问:本文的结构安排有何特点?

明确:文章的题目是“一名物理学家的教育历程”,因此,叙述的顺序主要是历时性的。但是,作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力,并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容,又是共时性的叙述。这样的结构安排,使文章既脉络清楚,又重点突出。

(三)提问:本文在材料处理上有什么特点?

明确:本文布局谋篇重点突出,详略得当。在整体上,作者并没有从童年到小学到初中到高中,按时间顺序叙事,而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例,突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”,并不旁及其他成长的经验;在局部上,如高中阶段,作者看了许多统一场理论方面的书,并常常去斯坦福大学的物理图书馆,相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的,这里肯定有许多精彩的故事,但是作者只是一笔带过,重点放在制造自己的原子对撞机上,其中具体的数据叙述得很详尽,让人体会到作者严谨、踏实的性格,以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。

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。

问题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”。

问题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。

问题3: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。

问题4: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、方法点拨

    有关题记的研讨学习

    在正文开始之前,作者引用了爱因斯坦的一段话,原文的意思大家都能理解,我们也知道这叫做题记,现在同学们也喜欢用题记来点缀自己的作文,在这里我们结合课文来谈谈题记的写法和作用。

1.借鉴课文

    先请学生谈谈课文中引用这个题记的作用。

明确:作者一开始引用爱因斯坦的科学观,旨在提示下文是在介绍有关科学的观点。

2.在写作过程中能够巧妙贴切地书写题记,不仅可以开宗明义,给阅卷人耳目一新的感觉,而且能先声夺人,具有韵味深远、包蕴题旨等特点,从而达到“浓缩言语动人心,未成曲调先有情”的最佳效果,成为应试作文中得分的亮点。从近几年高考满分作文看,采用题记形式的占一定比例。那么作文中的题记有哪些种类、有何作用呢?

明确:写题记可以采用阐发话题式、诠释题目式、点明题旨式、总领全文式、设喻寓理式等几种形式。

    ①阐发话题式:就是用简练的语言对所给话题材料加以概括和浓缩,并找到一个最佳切入点加以深层次阐述。

    吉林一考生的满分作文《漫谈“感情”“认知”》的题记是:“同是对‘修墙’‘防盗’的预见,却产生‘聪明’或‘被怀疑’的结果。‘感情’竟能如此地左右着‘认知’,心的小舟啊,在文化的河流中求索。”这个题记通过对材料的简单解释,将“感情”与“认知”二者的关系诠释得非常明白,也点明了作者的态度和议论的中心。

    ②诠释题目式:所拟题目一般都具有深刻性特点,运用题记形式对题目进行巧妙而又全面的诠释。

    云南一考生的满分作文《与你同行》的题记是:“他们一路同行,一个汲着水,一个负着火,形影相随。在他们携手共进时,就产生了智慧。”这个题记形象而深刻地对“与你同行”这个题目进行了解释,言简意赅,表明了考生对感情和理智关系的认识。

    ③点明题旨式:在题记里用最简约的文字,告知阅卷人写作本文的用意,展示出立意和主旨。

    河南一考生的满分作文《认识美丽》的题记是:“请别以为哪个最漂亮,哪个就是您的孩子。”作者以童话的形式写作高考作文,以拟人的手法,讲述了“乌鸦送饭”“迟来的午饭”“政治课”三个小故事,而“请别以为哪个最漂亮,哪个就是您的孩子”这个题记就十分直白地表达了对“感情亲疏与对事物的认知”二者关系的看法,十分切合题意。

    ④总领全文式:所写题记从大处着眼,从总体上对全文加以总领和驾驭,使阅卷人对所写文章有一个完整而又清晰的认识。

    山西一考生的满分作文《眼睛》的题记是:“距离没了,心更近了,认识深了。”这句话对全文来说具有提纲挈领的作用,正文就是围绕题记展开。

    ⑤设喻寓理式:设喻具有化抽象为具体、变单调为生动的特点,而在具体和生动的设喻中蕴涵着深刻而又独到的见解。

    浙江一考生的满分作文《我心依旧》的题记是,“鱼说:你看不见我流泪,因为我在水里;水说:我能感觉你流泪,因为你在我心里。”这两句话采用比喻的形式,富有哲理,寓意深刻,让人过目不忘。

六、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。

七、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!

 

板书设计

                  童年              青年        (成年)

            鲤鱼世界的幻想(想象)

基本结构                          →实验  →  (理论物理学家)

            爱因斯坦故事(理论)

科学精神      想象力     乐趣     实验精神

 

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