一名物理学家的教育历程【教材简析】：这是一篇自传性质的科普文，课文是以“教育历程为重点来谈的。因 此，表达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 表达。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出，充分表达了一 名理论物理学者的风格。课文布局谋篇重点突出，详略得当。语文课学习 科普文章的主要目的并非在于学习科学知识。课文中的有些知识如高维空 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。学习文章中表达的科学精神，学习探究、创新、批判的思维方式 才是最重要的，学习本文要学生结合实际体会文章的科学精神和人文内 涵。由于是自读课文所以采用教师引导的方式，让学生自学。本文结构清 晰，就让学生抓住其中的两件事展开讨论，让学生体会作者的成功之路。【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，自主开展。2. 速读全文答复下面问题，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：鲤鱼世界的梦想（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，荒唐绝伦，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&lsquo；池子&rsquo；里度过，只要“超出我们的理解 力的自然存在，他们就“拒绝成认。（2）“科学家创造像力这样一些 概念，是因为他们只愿意成认“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，好似侦 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、本文三个主要局部，并不是简单地表达成长的故事，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根底的因 素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到根本数据，假说就不能确立。一 味地空想，不去做根底工作，不可能到达真理的此岸。（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，表达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，从根底做起，重在实践。应具备以下品质：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；坚决的信念，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、疑心 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，但要到达 成功的此岸离不了坚决的信念、坚持不懈的努力，这或许是作者要告诉我 们后代的，希望大家能踏着他的脚步，一步一步取得进步。作者关于“鲤鱼科学家的梦想十分有趣，如果我们以动物的眼光来观 察人类，是不是也很有意思呢?假设有一位动物（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 成年鲤鱼世界的梦想（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，在于高维空间（如十维或更高） 理论确实立。比方对于古人来讲，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。