《一名物理学家的教育历程》教案 【教学目标】: 1、引导学生从生活出发,了解科学、认识科学,体会科学的精神 2、引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表现的思想内涵 3、引导学生感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力,激发学生探求未知世 界的兴趣,培养学生养成良好的性格品质。。 【重点、难点】 引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表现的思想内涵,引导学生体会科学 精神。 高维空间对普通人来说,是很难想像的。所以,教学重点是文章内容,而不是相 关的科学知识。相关知识教师有所了解,能帮助教学课文即可,不必教授给学 生 【课时安排】1课时 【教学步骤】: 、故事导入 有一次,爱因斯坦要把墙上的一幅旧画取下来,就搬来了一架梯子,一步 步爬上去。突然他又想起了一个问题,沉思起来,忘记了自己正在做什么,猛地 从梯子上摔了下来。摔到地上之后他顾不上疼痛,马上想到:人为什么会笔直的 掉下来?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 一瘸一拐地走到桌子前,提笔把自己的这个想法记了下来。 遇事爱思考探究,常常从小事中受到启发,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? 了解作者 加来道雄,美籍日裔物理学家,毕业于美国哈佛大学,获加利福尼亚大学伯克利 分校哲学博士学位,后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超 越爱因斯坦》(与特雷纳合著)《量子场论》《超弦导论》。 三、研究探讨课文内容,完成重难点的学习: 1.审读本文标题,你能否推断一下文章会写什么内容,会怎么写?你的推断和 作者的构思是否有出入?出入在哪儿? 提示:这里的教育不是受教育或者教育别人,而是自主教育,自主发展。 2、速读全文回答下面问题,感受结构内容 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”是什么?除了这两个 趣事,作者还写了成长 中的哪个个事例? 明确:鲤鱼世界的幻想(想象) 建立实验室(实践) 爱因斯坦故事(兴趣) (设计意图:引导学生抓住课文标志性语句,梳理课文结构,引导学生从结构上 去把握文章内容。) 3.【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的? 提示: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”一一它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。(3)“鲤鱼科学
《一名物理学家的教育历程》教案 【教学目标】： 1、引导学生从生活出发，了解科学、认识科学，体会科学的精神。 2、引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。 3、引导学生感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，激发学生探求未知世 界的兴趣，培养学生养成良好的性格品质。。 【重点、难点】 引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵，引导学生体会科学 精神。 高维空间对普通人来说，是很难想像的。所以，教学重点是文章内容，而不是相 关的科学知识。相关知识教师有所了解，能帮助教学课文即可，不必教授给学 生。 【课时安排】1 课时 【教学步骤】： 一、故事导入 有一次，爱因斯坦要把墙上的一幅旧画取下来，就搬来了一架梯子，一步一 步爬上去。突然他又想起了一个问题，沉思起来，忘记了自己正在做什么，猛地 从梯子上摔了下来。摔到地上之后他顾不上疼痛，马上想到：人为什么会笔直的 掉下来？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， 一瘸一拐地走到桌子前，提笔把自己的这个想法记了下来。 遇事爱思考探究，常常从小事中受到启发，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？ 二、了解作者 加来道雄，美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利 分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超 越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》《超弦导论》。 三、研究探讨课文内容，完成重难点的学习： 1．审读本文标题，你能否推断一下文章会写什么内容，会怎么写？你的推断和 作者的构思是否有出入？出入在哪儿？ 提示：这里的教育不是受教育或者教育别人，而是自主教育，自主发展。 2、速读全文回答下面问题，感受结构内容 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”是什么？除了这两个 趣事，作者还写了成长 中的哪个个事例？ 明确：鲤鱼世界的幻想（想象） 建立实验室（实践） 爱因斯坦故事（兴趣） （设计意图：引导学生抓住课文标志性语句，梳理课文结构，引导学生从结构上 去把握文章内容。） 3．【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？ 提示：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”来掩盖自己的无知。（3）“鲤鱼科学
家”的“消失”和“重现”一一它们认为是“奇迹”,是“可怖的事情”,而不 肯去探究原因。(4)“鲤鱼科学”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”。 4.【提问】作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么? 提 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“超出我们的理解力”的自然存在,他们就 “拒绝承认”。(2)“科学家发明像力这样一些概念 ,是因为他们只愿 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,他们就加以“鄙视”,表现出思想上的保守和 固执。 5、【提问】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 爱因斯坦未竟事业的向往,是怎样启迪作者走上科学探索的道路的呢?思考:作 者说“我决定要对这一问题创根问底,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? 提示 对爱因斯坦未竟事业的向往,使作者产生对同一场理论的兴趣,好像侦探一样给 予找到故事的线索和结局 在作者心中,“理论物理学家”的工作是抽象、枯燥的,受实验条件的限制,自 己的学说很难得到实验的证明,甚至可能到死也得不到成就。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。 6、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? 提示 (1)想像力:科学是需要想像力的,想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼 世界的想像中,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。 (2)乐趣:科学不应该是枯燥的,而是应该充满乐趣的 (3)实验精神:有了想像力,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。 设计意图:感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力,激发学生探求未知世 界的兴趣,培养学生养成良好的性格品质。) 四、研究探讨:(开放型题目) 作者的成长历程给你什么启示?成为一名科学家需要那些素质?请你举出几个 和作者成长历程相似的科学家? 提示: 作者进行艰苦枯燥的工作,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:人要想有所成就仅仅空想是不行的,要有严谨、踏实、务实 的工作作风,从基础做起,重在实践 应具备下列品质:奇特的想象力;探究的精神;实验的精神;自主创新精神;奉 献精神;要耐得住寂寞;不要固步自封;坚定的信念,坚持不懈的努力。例如华 罗庚、爱因斯坦、钱学森、牛顿、瓦特、居里夫人等。 五、小结、作业
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”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”。 4．【提问】作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？ 提示： 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“超出我们的理解力”的自然存在，他们就 “拒绝承认”。（2）“科学家发明像力这样一些概念……”，是因为他们只愿 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，他们就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和 固执。 5、【提问】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 爱因斯坦未竟事业的向往，是怎样启迪作者走上科学探索的道路的呢？思考：作 者说“我决定要对这一问题刨根问底，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？ 提示： 对爱因斯坦未竟事业的向往，使作者产生对同一场理论的兴趣，好像侦探一样给 予找到故事的线索和结局； 在作者心中，“理论物理学家”的工作是抽象、枯燥的，受实验条件的限制，自 己的学说很难得到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。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。 6、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？ 提示： （1）想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼 世界的想像中，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。 （2）乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。 （3）实验精神：有了想像力，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。 （设计意图：感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，激发学生探求未知世 界的兴趣，培养学生养成良好的性格品质。） 四、研究探讨：（开放型题目） 作者的成长历程给你什么启示？成为一名科学家需要那些素质？请你举出几个 和作者成长历程相似的科学家？ 提示： 作者进行艰苦枯燥的工作，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：人要想有所成就仅仅空想是不行的，要有严谨、踏实、务实 的工作作风，从基础做起，重在实践。 应具备下列品质：奇特的想象力；探究的精神；实验的精神；自主创新精神；奉 献精神；要耐得住寂寞；不要固步自封；坚定的信念，坚持不懈的努力。例如华 罗庚、爱因斯坦、钱学森、牛顿、瓦特、居里夫人等。 五、小结、作业
名理论物理学家的成长历程,给了我们很多的启示:大胆的想象、怀疑 和猜测,不要固步自封:兴趣在人的成长过程中是不可或缺的,但要达到成功的 彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力,这或许是作者要告诉我们后辈的,希 望大家能踏着他的脚步,一步一步取得进步。 作者关于“鲤鱼科学家”的幻想十分有趣,如果我们以动物的眼光来观察人类 是不是也很有意思呢?假如有一位动物(狗、猫、鸡、燕子等)科学家,专门研 究人类的某些行为,它写了一篇“科普文”:人类行为之谜。那么请你试着替这 位“动物科学家”做一回代笔人怎样? 板书设计 童年 年 成年 鲤鱼世界的幻想(想像) 建立实验室(实践) 论物理学家 爱因斯坦故事(兴趣) 科学精神:想像力一一乐趣一一实验精神 【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。 (2)、高维空间 现代理论物理学认为,统一四种力的前景,在于髙维空间(如十维或更髙)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、合谐的) 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
一名理论物理学家的成长历程，给了我们很多的启示：大胆的想象、怀疑 和猜测，不要固步自封；兴趣在人的成长过程中是不可或缺的，但要达到成功的 彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力，这或许是作者要告诉我们后辈的，希 望大家能踏着他的脚步，一步一步取得进步。 作者关于“鲤鱼科学家”的幻想十分有趣，如果我们以动物的眼光来观察人类， 是不是也很有意思呢？假如有一位动物（狗、猫、鸡、燕子等）科学家，专门研 究人类的某些行为，它写了一篇“科普文”：人类行为之谜。那么请你试着替这 位“动物科学家”做一回代笔人怎样？ 板书设计： 童年 青 年 成年 鲤鱼世界的幻想（想像） 建立实验室 （实践） 理 论物理学家 爱因斯坦故事（兴趣） 科学精神： 想像力——乐趣——实验精神 【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。 （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、合谐的）。 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