7.2 《一名物理学家的教育历程》（教案）

《一名物理学家的教育历程》教案【文本解读】文本写的是加来道雄童年时的奇思妙想和青少年时期的积极探索，这些活动并非“正式”的研究工作，却能让我们领会想象和兴趣对于科学探索与发现的重要意义。阅读时要关注科学家是如何深入浅出地介绍科学研究的原理与探索过程的。【素养目标】1.了解加来道雄及其科学研究。2.学习作者化“晦涩难懂”为“浅显生动”的表达方法，识记重要词语。3.培养学生发现问题、提出问题的能力。4.培养学生对了解自然规律、探寻科学真谛的热情。【教学重难点】了解科学发现的过程，感受科学发现的乐趣。【教学方法】自主探究法、合作探究法【教学过程】激趣导入“不忘初心，牢记使命“，在物欲纵横的现代化时代，你还是否记得自己童年时对于未来最美好的期盼？有多少人，在懵懂无知时，明眸皓目中闪烁着满满的对科学的期待。这颗科学的种子，有的正在生根发芽，有的暂时滋养于心灵的土壤。今天，我们一起走进一位科学家的成长时代，感悟那份对科学的热情。一、知人论世1.了解加来道雄加来道雄，和族，科学家，1947年1月24日出生于美国加利福尼亚州圣何塞。科学畅销书作者，美国著名高等学府加州大学伯克利分校（UCBerkeley）物理学博士、纽约城市大学研究生中心的理论物理学教授，超弦理论的专家。加来道雄的著作都广受赞誉，《构想未来》、《超越爱因斯坦和超空间》、《平行宇宙》，均被《纽约时报》和《华盛顿邮报》提名为当年的最佳科学读物之一。他主持着一档全美国联网的科学广播节目，还在《晓闻热线》、《60分钟》、《早安美国》以及《拉里·金直播在线》之类的全美国性电视节目中亮相。2.了解科普文科普文是解说、介绍科学技术的说明性文章。科普文一般用轻松、活泼的笔调，解说某一方面的科学技术知识。既有科技的技术性，又有内容的生动性，还有题材的广泛性，以及篇幅的简短性。科普文题材十分广泛，从肉眼看不见的粒子、原子，到巨大的地球、宇宙，无论是工业、农业、交通运输方面，还是物理、化学、天文、地质、生物等方面，都可找到科普文章的题材。3.相关背景日裔美国理论物理学家加来道雄的《超越时空》一书记述了超空间的早期历史，从理论上探讨通过超空间穿越时空的可能性，以及何时方能实际利用超空间理论所具有的潜在威力。本文《一名物理学家的教育历程》就选自这部书，通过介绍对自己成长起了重大作用的两件童年趣事，回顾了自己成为“一名物理学家的教育历程”。二、初读感悟（一）预习检查1.明确字音。模糊．（hu）杜撰．（zhuàn）惊诧．（chà）鳍．（qí）鄙．视（bǐ）贪婪．（lán）撒手人寰．（huán）浩瀚．（hàn）湮．没（yān）说．服（shuō）三、文本研究【思考1】理清文章思路，概括主要内容及作用。1.划分层次明确第一部分（1）：点明两件趣事，总领全文；第二部分（2-9）：写自己对鲤鱼的世界产生的各种疑问和思考；第三部分（10-11）：写自己对高维世界的思考；第四部分（12-15）：写自己痴迷于爱因斯坦未完成的理论，并为之不断探索；第五部分（16-18）：建立自己的原子对撞机的经历。2.试分析本文第一段的作用。明确①文章的第一段以极简的语言点明了童年的两件趣事对自己成为一名理论物理学家的重要意义，总领全文；②同时，与文章题目“一名物理学家的教育历程”相照应，点出两件事情所具有的深刻的教育意义和对自己成为物理学家产生了举足轻重的重大影响。3.文章第五段提到了鲤鱼“科学家”，试分析鲤鱼“科学家”这一形象的作用。明确①鲤鱼“科学家”会对那些提出在睡莲之外还存在有另外一个平行世界的鱼冷嘲热讽，也会杜撰某些虚构的东西来掩盖自己的无知，可见其目光狭隘、思想迂腐保守，同时又自作聪明，自以为是。他们无法想象其他空间的存在，面对客观发生的“奇异事件”也只会惊诧不已，顾自彷徨。②作者用鲤鱼“科学家”的形象来喻指那些鄙视更高维数世界的说法只因不能在实验室里便利地验证它的科学家们，也以此表达对当下一些“画地为牢”、“固步自封”的科学观的批判。4.本文的第二个故事中，加来道雄能够成功建立属于自己的“原子对撞机”的因素有哪些？试分析总结。明确加来道雄能够成功地建立属于自己的“原子对撞机”既有其主观的因素，也有客观因素的支持，既有其偶然性也有其必然性，我们需要引导学生全面的去分析概括。主观方面：①对爱因斯坦统一场论的探究，让其具备了专业的理论知识储备，为实践打好了坚实的基础；②加来道雄对于科学的热爱和孜孜不倦、不怕困难、事无巨细的科学精神和探索精神；③加来道雄所具有的的不惧世俗的约束，特立独行，追求卓越的性格特征。客观方面：①当时的一些科学家已经建造了一些可以产生反物质的大型仪器，即“原子对撞机”，为加来道雄的实验提供了理论和技术支撑；②家庭的开放包容的学术氛围，加来道雄父母的支持。5.从梦想到发现，科学家们走过了艰辛而漫长的路，试分析本文是怎样深入浅出地介绍科学研究的原理与探索过程的。明确①首先，作者在谋篇布局上别出心裁，利用童年时的两件富有意义的事情，来引入自己最初对于科学的思考和热爱，详略得当，主次分明，颇具匠心；②然后，作者借助于想象，采用了拟人化的笔法，让“鲤鱼科学家”们会看会想，会提出问题会说话，这样就使深奥的科学道理变的浅显易懂。③同时，作者讲究选词，讲究用恰如其分的词句来表达周密严谨的意思，由此，用一种严谨的态度拉近了普通人与科学的距离，深入浅出地将科学研究的原理与探索过程呈现在读者面前。6.本文的节选部分以“一名物理学家的教育历程”为题目，有什么作用。明确①“一名物理学家的教育历程”为题，点出作者的核心身份，一名物理学家；②教育历程，则点明文章中所记叙的事情，对于作者成为物理学家具有重大的意义；③由此，也增强了题目的趣味性，吸引读者，去一探究竟，看看文中究竟记载了什么样的故事；④以此为题，统摄全文。7.你从加来道雄的成长历程中得到什么样的启示？与同学分享交流。明确角度一:科学存在于生活的方方面面。要善于发现，善于思考，充分利用自己的想象力，描绘蓝天白云，描绘宇宙万物。不必拘泥于已有的现实，放飞天马行空的想象力，这才是科学得以进步的源泉和动力。角度二：万事终需坚持。不管是感兴趣也好，热爱也好，所有的事情唯有坚持二字，方得始终。加来道雄有对科学的热忱，更有对科学不断探索的坚持，由兴趣到了热爱，由热爱变成了毕生的信念和追求，在此之间，他从未放弃，这就是“坚持”的力量。角度三：家庭教育对孩子的影响是深远的。加来道雄的生活环境是多元的，他父母的教育更是开放的、民主的，这也就成就了加来道雄敢于探索，初心未泯的性格特点。这也为他以后走上科学研究之路，埋下了希望的种子。【思考2】鉴赏语言1.“我常常给自己提出一些只有小孩儿才问的傻乎乎．．．的问题，比如水池中的鲤鱼怎样观察它们周围的世界。我想，它们的世界一定奇妙无比！”如何理解“傻乎乎”一词的运用？明确“傻乎乎”一词似贬实褒，表明了对科学的探索往往就是从一些看似幼稚的问题开始的，作者从小就对大千世界充满兴趣。爱动脑筋思考，这正是一个人从事科学研究工作必备的素质。2.“我想，鲤鱼‘科学家’们将会聪明．．地杜撰．．某种虚构．．的东西——它被称为‘力’——来掩盖自己的无知。”试分析加点词语在句中的作用。明确“聪明”是反语，实际是愚蠢；“杜撰”“虚构”体现了鲤鱼“科学家”们的虚妄理论，这几个词语写出了鲤鱼“科学家”们在“宇宙”认识上的无知。在人类看来，这一切都是无比简单明了的事情，但池中的鲤鱼却觉得是神秘莫测的。这就启示人们，在认识宇宙问题上要勇于克服思维定式，对认识“高维世界”要有足够的信心。3.“对于一个孩子来说，这是很神秘的。他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？”体会语段中问句的表达效果。明确连续使用三个疑问句，表现了作者小时候具有强烈的好奇心和求知欲。在当年的作者眼中，爱因斯坦未完成的论文充满了神秘感，促使作者对它进行研究、探索，并一步步走向了科学研究的道路。4.“年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前，而这种约束对于大多数成年人而言通常似乎又很难超越。没有考虑所要遭遇的困难，我就开始着手建立我自己的原子对撞机。”如何理解这段话的含意？明确这种好奇心和探索精神确实难能可贵，由此我们可以看到：好奇心和探索精神在人的成才过程中具有重要的作用。5.“当我接通它后，通常会烧断每一根保险丝，让屋子变得漆黑一团。在屋子周期性陷入黑暗的同时，妈妈常常在摇头．．。(我想，妈妈对于她有一个不在棒球场或篮球场玩耍，反而在汽车间建造一架巨大的电子仪器的儿子困惑不解．．．．。)”妈妈的“摇头”“困惑不解”在本段中有何作用？试作简要分析。明确妈妈的“摇头”“困惑不解”起了反衬的作用，暗示作者比同龄人付出了更多的艰辛，忍受了更多的寂寞；也暗示了这项科学成果的深远意义不容易被常人理解。【思考3】阅读与思考材料一在那静静的时刻，我充满了无限的遐想。我常常给自己提一些只有小孩才问的傻乎乎的问题，比如水池中鲤鱼怎样观察它们周围的世界。我想，它们的世界一定奇妙无比！鲤鱼们的一生就在这浅浅的水池中度过。它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成。（摘编自加来道雄《一名物理学家的教育历程》）材料二所谓创新人才，就是具有创新意识、创新精神、创新思维、创新知识、创新能力等创新素质，并具有良好的创新人格，能够通过自己的创造性劳动取得创新成果，在某一领域、某一行业、某一工作上为社会发展和人类进步做出了创新贡献的人。创新人才同理论型、应用型、技艺型等人才类型的划分不仅不是并列的，而且要求不论是哪种类型的人才皆须具有创造性，也就是说，创造性是对各类人才的共同要求。研究发现，不同国家青少年创新力的显著差异不在水平的高低，而是在创造力不同类别上：中国学生在科学想象能力上高于英国、日本学生，但是实践能力较低；中、英、日学生在思维独特性上不存在显著差异，更突出表现在创造性人格类型的差异上。（摘编自林崇德《青少年创新拔尖人才的特征》）材料三2019年5月，近1800名青年科学家从全球78个国家和地区的425个相关赛事中脱颖而出，参加由英特尔赞助的国际工程与科技大奖赛（ISEF）。该赛事原本是美国科学与公众社团旨在鼓励中学生创新研究、培养创新人才的活动。在英特尔冠名赞助之后，其参赛范围才逐渐扩大到全球范围，成为全球规模最大的高中科学竞赛，素有全球青少年科学竞赛的“世界杯”之美誉，参赛学生人数也不断扩大到全球的数百万名中学生。中国区ISEF参赛选手均是从“全国青少年创新科技大赛”等国内顶级赛事中脱颖而出的创新人才。截止到目前，已有超过500名中国学生的300多个项目入选决赛，并获得了300多个奖项。（摘编自《英特尔ISEF：中国学生角逐国际大奖》）材料四拔尖创新人才的培养目前仍是我国教育事业的短板。钱学森之问“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才”发人深省，一个原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学；另一方面，中、小学教育灌输式的培养方式间接养成了学生被动接收的学习惯性。培养科技创新人才，需要中学和高校密切合作。高校与中学之间应展开深度合作，在联合培养的过程中实行“双导师制”，达到中、高等教育有机衔接的目的。研究显示，创新人才与学习成绩并不一定正相关，因此不能以成绩拔尖作为衡量标准。要制定一套科学的选拔机制，运用选拔性识别和过程性识别进行综合选拔。同时，也要妥善化解创新能力培养和高考升学之间的矛盾，为创新人才提供进一步接受高等教育的绿色通道。（摘编自《对青少年科技创新人才培养模式的探索》）问题：加强青少年科技创新人才的培养，我国需要从哪些方面采取措施？请简要概括。明确①确立适合人才创新力发展的教育理念。②构建适合创新人才培养的办学模式和培养方式。③制定科学的创新人才选拔机制。④搭建有利于创新人才发展的平台。四、拓展阅读黑洞恒星——加来道雄《超越时空》①黑洞近来激起了公众的想象力。许多书籍和纪录片在专门探索爱因斯坦场方程的这个奇特预言，这个坍缩的恒星在死亡过程中的最后一幕。有意思的是，公众却大多不