4志鸿教育网 www.zhnetcom.cnhttp://www.zhnet.com.cnDxhttp://www.e12.com.cn 设计方案(二) 总体设计 思路方法 这是一篇自传性质的文章,题目“一名物理学家的教育历程”是一个偏正短语,中心词 为“教育历程”。显然,课文是以“教育历程”为重点来谈的。教学过程中从分析文章的结 构入手,把握文章主要内容及谋篇布局的特点,探讨其中表现的思想内涵,引导学生体会科 学精神。课文后“研讨与练习”的二、三两题都是开放题,要引导学生从生活出发,了解科 学、认识科学。整个过程以学生自学为主,教师列出学习提纲并适当点拨 课时安排:1课时 三维目标 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。 教学设计 导语设计 名句导入 请学生读下列名句: 我没有特殊天赋,我只是极为好奇 整个科学只不过是每日思考的精练。 想象力比知识更重要。 我没有什么特别的才能,不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了 在我审视我自己和我的思考方式时,我的结论是:在吸收有益的知识方面,奇思玄想的 天赋对我而言,比我的才干更重要。一爱因斯坦 爱因斯坦对科学的探究精神引导着许多年轻的学子,加来道雄就是其中之一,让我们来 看一下加来道雄的成长道路 故事导入 有一次,爱因斯坦要把墙上的一幅旧画换下来,就搬来一架梯子,一步一步爬上去。突 然,他又想起一个问题,沉思起来,忘记自己在做什么了,猛地从梯子上摔下来。摔到地上 以后,他顾不得疼痛,马上想到:人为什么会笔直地掉下来呢?看来物体总是沿着阻力最小的 线路运动的。他想到这里马上站立起来,一瘸一拐地走到桌边,提笔把自己的这个想法记了 下来。 遇事爱思考、研究,常常从一点小事中受到启发,这就是当代伟大的物理学家一一爱因 斯坦的探索品质。那他对物理学家加来道雄的影响又是怎样的呢? 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 学生米尔斯提出杨一米尔斯场理论,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 中鸿智业信息技术有限公司
http://www.zhnet.com.cn 或 http://www.e12.com.cn 中鸿智业信息技术有限公司 设计方案（二） 总体设计 思路方法 这是一篇自传性质的文章，题目“一名物理学家的教育历程”是一个偏正短语，中心词 为“教育历程”。显然，课文是以“教育历程”为重点来谈的。教学过程中从分析文章的结 构入手，把握文章主要内容及谋篇布局的特点，探讨其中表现的思想内涵，引导学生体会科 学精神。课文后“研讨与练习”的二、三两题都是开放题，要引导学生从生活出发，了解科 学、认识科学。整个过程以学生自学为主，教师列出学习提纲并适当点拨。 课时安排： 1 课时 三维目标 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。 教学设计 导语设计 名句导入 请学生读下列名句： 我没有特殊天赋，我只是极为好奇。 整个科学只不过是每日思考的精练。 想象力比知识更重要。 我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。 在我审视我自己和我的思考方式时，我的结论是：在吸收有益的知识方面，奇思玄想的 天赋对我而言，比我的才干更重要。——爱因斯坦 爱因斯坦对科学的探究精神引导着许多年轻的学子，加来道雄就是其中之一，让我们来 看一下加来道雄的成长道路。 故事导入 有一次，爱因斯坦要把墙上的一幅旧画换下来，就搬来一架梯子，一步一步爬上去。突 然，他又想起一个问题，沉思起来，忘记自己在做什么了，猛地从梯子上摔下来。摔到地上 以后，他顾不得疼痛，马上想到:人为什么会笔直地掉下来呢?看来物体总是沿着阻力最小的 线路运动的。他想到这里马上站立起来，一瘸一拐地走到桌边，提笔把自己的这个想法记了 下来。 遇事爱思考、研究，常常从一点小事中受到启发，这就是当代伟大的物理学家——爱因 斯坦的探索品质。那他对物理学家加来道雄的影响又是怎样的呢？ 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
4志鸿教育网 www.zhnetcom.cnhttp://www.zhnet.com.cnDxhttp://www.e12.com.cn 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” 信息筛选 整体把握 、请同学们快速阅读全文 1.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:对爱因斯坦未竞事业的向往。 2.小结本文的基本内容:①人人都对自然感到好奇,都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底” 但是大多数人一般直接探寻自然本身,而作者却由人的观察角度,反思人类对宇宙的认知 看似作者少年时的思维超出同龄人,其实只是他充分发挥了自己的想象力,并且保持了这样 奇特的想象力,由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。②作者少年时接触到爱因斯坦的 未竟竞事业”,激发了他的探究兴趣。他之所以感到“激动人心”,是因为他把爱因斯坦的理 论当成一个“侦探故事”来阅读、探究,这非常符合少年的心理。另外,“我决定要对这 秘密刨根究底”,也表现了他有毅力、有恒心的性格,这是成为科学家的基本素质。③高中 时代,本应在棒球场或篮球场玩耍,享受青春年华,但作者却找遍周边地区大量的电子仓库, 装配必需的硬件设备,在学校的足球场中缠绕22英里长的铜线,自己动手建设实验室,验 证爱因斯坦的理论,探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作,体现了他对科学的热爱, 以及踏实的性格,显露出一个科学工作者的潜能。由①②到③,我们可以清楚地看到作者的 教育历程”和“教育内容”。 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。 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 中鸿智业信息技术有限公司
http://www.zhnet.com.cn 或 http://www.e12.com.cn 中鸿智业信息技术有限公司 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”。 信息筛选 整体把握 一、请同学们快速阅读全文。 1.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。 2.小结本文的基本内容：①人人都对自然感到好奇，都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底”， 但是大多数人一般直接探寻自然本身，而作者却由人的观察角度，反思人类对宇宙的认知。 看似作者少年时的思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想象力，并且保持了这样 奇特的想象力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。②作者少年时接触到爱因斯坦的 “未竟事业”，激发了他的探究兴趣。他之所以感到“激动人心”，是因为他把爱因斯坦的理 论当成一个“侦探故事”来阅读、探究，这非常符合少年的心理。另外，“我决定要对这一 秘密刨根究底”，也表现了他有毅力、有恒心的性格，这是成为科学家的基本素质。③高中 时代，本应在棒球场或篮球场玩耍，享受青春年华，但作者却找遍周边地区大量的电子仓库， 装配必需的硬件设备，在学校的足球场中缠绕 22 英里长的铜线，自己动手建设实验室，验 证爱因斯坦的理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，体现了他对科学的热爱， 以及踏实的性格，显露出一个科学工作者的潜能。由①②到③，我们可以清楚地看到作者的 “教育历程”和“教育内容”。 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
志鸿教育回ttp/www.zhnet.com.cn或htp/wwe2com.cn www.zhnetcom.cn 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 合作探究 分析理解局部内容。教师提出一些问题引导,学生就某一内容写阅读感言。 1.“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的? 明确:(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”来掩盖自己的无知。(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,而它们却认为胡说八道,荒谬绝伦,违背 它们的“自然规律”。 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)人类一生就在我们自己 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 课堂小结 愿同学们从加来道雄的教育历程中获得一些启发,快乐学习 板书设计 童年 青年 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 设计点评 课文内容通俗易懂,字词整理、层次分析、阅读感言由学生自行解决。师生共同挖掘作 者对科学深入探索的精神。学生的分析言之成理即可,不求完美,要充分发挥他们的自主性 本教学设计充分发挥了学生的自主探究精神 (设计者:何芸) 中鸿智业信息技术有限公司
http://www.zhnet.com.cn 或 http://www.e12.com.cn 中鸿智业信息技术有限公司 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。 合作探究 一、分析理解局部内容。教师提出一些问题引导，学生就某一内容写阅读感言。 1.“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的? 明确：(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”来掩盖自己的无知。(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，而它们却认为胡说八道，荒谬绝伦，违背 它们的“自然规律”。 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)人类一生就在我们自己 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。 课堂小结 愿同学们从加来道雄的教育历程中获得一些启发，快乐学习。 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 设计点评 课文内容通俗易懂，字词整理、层次分析、阅读感言由学生自行解决。师生共同挖掘作 者对科学深入探索的精神。学生的分析言之成理即可，不求完美，要充分发挥他们的自主性。 本教学设计充分发挥了学生的自主探究精神。 （设计者：何芸）