《一名物理學家的教育歷程》課件

1、一名物理學家的一名物理學家的教育歷程教育歷程 加來道雄 每個人的身后都每個人的身后都有一段歷史有一段歷史 教學目標教學目標一、知識教育目標一、知識教育目標引導學生從生活出發(fā)，了解科學、認識引導學生從生活出發(fā)，了解科學、認識科學。科學。二、能力培養(yǎng)目標二、能力培養(yǎng)目標引導學生以引導學生以“教育歷程教育歷程”為重點，探討為重點，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。三、德育滲透目標三、德育滲透目標引導學生體會科學精神。引導學生體會科學精神。重點、難點及解決辦法重點、難點及解決辦法高維空間對普通人來說，是很難想像的高維空間對普通人來說，是很難想像的。所以，教學重點是文章內(nèi)容，而不是相關(guān)。所以，

2、教學重點是文章內(nèi)容，而不是相關(guān)的科學知識。的科學知識。作者簡介作者簡介 加來道雄加來道雄(MichioKaku),美籍日裔物美籍日裔物理學家，畢業(yè)于美國哈佛大學，獲加利理學家，畢業(yè)于美國哈佛大學，獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位，后任紐約市立大學城市學院理論物理學后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有教授。主要著作有超越愛因斯坦超越愛因斯坦（與特雷納合著）（與特雷納合著）量子場論量子場論超弦超弦導論導論。 刨根究底（刨根究底（po）撒手人寰（撒手人寰（hun） 湮湮沒沒（yn）驚驚詫詫（ch） 柵柵欄欄（zh）畏葸不前（畏葸不前（x） 五彩斑

3、斕（五彩斑斕（ln）目目眩眩（xun） 鄙鄙視（視（b）冷嘲熱諷（冷嘲熱諷（fng） 杜杜撰（撰（zhun）怪怪誕誕（dn）字詞掌握字詞掌握本文的基本結(jié)構(gòu)本文的基本結(jié)構(gòu) 文章的題目是文章的題目是“一名物理學家的教育歷一名物理學家的教育歷程程”，因此，敘述的順序主要是歷時性的，因此，敘述的順序主要是歷時性的。 但是，作者開頭就說但是，作者開頭就說“童年的兩件趣事童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力，并且引極大地豐富了我對世界的理解力，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程。導我走上成為一個理論物理學家的歷程?！倍巴甑膬杉な峦甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕鳛槲恼碌闹饕獌?nèi)容，又是共時

4、性的敘述。內(nèi)容，又是共時性的敘述。 這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點突出。結(jié)構(gòu)如圖：又重點突出。結(jié)構(gòu)如圖：構(gòu)圖解結(jié)構(gòu)圖解結(jié) 一一.（1段）段）全文總括：記敘了作者在童年的全文總括：記敘了作者在童年的兩件趣事，以及作者是如何由這兩件趣事來兩件趣事，以及作者是如何由這兩件趣事來激發(fā)自己的科學興趣的。激發(fā)自己的科學興趣的。二二.（211段）由對鯉魚世界的遐想，推段）由對鯉魚世界的遐想，推知人類認識的局限性。知人類認識的局限性。1.幻想鯉魚幻想鯉魚“科學家科學家”研究的局限性。研究的局限性。2.推知人類對多維空間研究的局限性。推知人類對多維空間研究的局限性。三

5、三.（1218段）對愛因斯坦未竟事業(yè)的向段）對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往與學習研究。往與學習研究。1.探究愛因斯坦未完成的理論。探究愛因斯坦未完成的理論。2.建立自己的原子對撞機。建立自己的原子對撞機。第一部分第一部分全文總綱，點明后面的寫作內(nèi)容全文總綱，點明后面的寫作內(nèi)容第二部分（第二部分（2-11） 童年的第一件趣事，童年的第一件趣事，“鯉魚世界鯉魚世界的遐想的遐想” 無限的遐想（無限的遐想（3） 我想（我想（3） 我曾想（我曾想（5） 我想（我想（7） 我曾想（我曾想（8） 我常想（我常想（9）邏輯順序問：問：“鯉魚科學家鯉魚科學家”對對“世界世界”的的認識是怎樣的？認識是怎樣的？ （1）“

6、水池之外看不見的世界沒有科學意義。水池之外看不見的世界沒有科學意義?！?（2）“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解”它們以神秘的它們以神秘的“力力”來掩蓋自己的無知。來掩蓋自己的無知。 （3）“鯉魚科學家鯉魚科學家”的的“消失消失”和和“重現(xiàn)重現(xiàn)”它們認為是它們認為是“奇跡奇跡”，是，是“可怖的事情可怖的事情”，而不，而不肯去探究原因。肯去探究原因。 （4）“鯉魚科學鯉魚科學”的的“傳奇故事傳奇故事”，真實地證，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認為明另一個世界的存在，而它們卻認為“胡說八胡說八道道”，荒謬絕倫，違背它們的，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律自然規(guī)律

7、”。問：作者想通過問：作者想通過“鯉魚科學家鯉魚科學家”對對世界的認識說明什么？世界的認識說明什么？ 說明說明“自以為是自以為是”的人類和的人類和“鯉魚科學家鯉魚科學家”有相似有相似之處。之處。 （1）人類）人類“一生就在我們自己的一生就在我們自己的池子池子里度里度過過”，只要，只要“超出我們的理解力超出我們的理解力”的自然存在，的自然存在，他們就他們就“拒絕承認拒絕承認”。 （2）“科學家發(fā)明像力這樣一些概念科學家發(fā)明像力這樣一些概念”，是，是因為他們只愿意承認因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事那些看得見摸得著的事物物”，不肯改變思考問題的方式，不肯改變思考問題的方式. （3）“不能在

8、實驗室里便利地驗證不能在實驗室里便利地驗證”的理論，的理論，他們就加以他們就加以“鄙視鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。執(zhí)。第三部分（第三部分（12-18） 第二件趣事，對愛因斯第二件趣事，對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往坦未竟事業(yè)的向往 八歲（12） 不久（14） 后來，高中階段（15） 3.提問：作者說提問：作者說“我決定要對這一秘密刨我決定要對這一秘密刨根問究底根問究底,縱然為此而必須成為一名理論物理縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭學家也在所不辭”。在作者心中。在作者心中“理論物理理論物理學家學家”應(yīng)該是怎樣的人？應(yīng)該是怎樣的人？ 理論物理學家的工作是抽象、枯

9、理論物理學家的工作是抽象、枯燥的，受實驗條件限制，自己的學說燥的，受實驗條件限制，自己的學說很難得到實驗的驗證，甚至可能到死很難得到實驗的驗證，甚至可能到死也得不到成功。這樣的人必須耐住寂也得不到成功。這樣的人必須耐住寂寞，必須有奉獻精神。寞，必須有奉獻精神?！霸谒晦o在所不辭”意味著意味著“理論物理學家理論物理學家”道路的艱辛。道路的艱辛。 4.提問：作者建立實驗室的事例，對我們現(xiàn)提問：作者建立實驗室的事例，對我們現(xiàn)實生活有怎樣的意義？實生活有怎樣的意義？ 科學是建立在基礎(chǔ)實驗之上的，科學理論科學是建立在基礎(chǔ)實驗之上的，科學理論要經(jīng)過實驗的檢驗才能得到論證。實驗不是簡要經(jīng)過實驗的檢驗才能得到

10、論證。實驗不是簡單的操作，要有理論的指導，要有實驗的設(shè)計，單的操作，要有理論的指導，要有實驗的設(shè)計，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當前存驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當前存在的問題是重視理論，輕視基礎(chǔ)實驗，表現(xiàn)為在的問題是重視理論，輕視基礎(chǔ)實驗，表現(xiàn)為動手能力和實踐能力差，思想上浮躁，急功近動手能力和實踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對教育而言，重知識，輕能力的現(xiàn)象很普利。對教育而言，重知識，輕能力的現(xiàn)象很普通。這些都是一名理論物理學家重視實驗給我通。這些都是一名理論物理學家重視實驗給我們實現(xiàn)生活的啟迪。們

11、實現(xiàn)生活的啟迪。 5.【提問提問】課文中閱讀多維空間歷險課文中閱讀多維空間歷險故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內(nèi)容，對故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內(nèi)容，對“教育歷程教育歷程”的敘述有什么作用的敘述有什么作用？ 課文的重點是童年趣事和建立實驗室課文的重點是童年趣事和建立實驗室，這三個事例已經(jīng)把，這三個事例已經(jīng)把“教育歷程教育歷程”完整地完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例，勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例，主要起主要起補充和銜接補充和銜接的作用。的作用。 歷險故事加深作者對高維空間的想像歷險故事加深作者對高維空間的想像，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場理論書籍，既，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場理論書籍，既表現(xiàn)高中

12、階段作者求知的熱情，也銜接起表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實驗的探究過程。由理論到實驗的探究過程。 本文三個主要部分，并不是簡單地敘述成長的故本文三個主要部分，并不是簡單地敘述成長的故事，而是具有深刻的科學精神內(nèi)涵，可以從中看到事，而是具有深刻的科學精神內(nèi)涵，可以從中看到哪些方面的哪些方面的“教育教育”對成為優(yōu)秀科學家最為重要？對成為優(yōu)秀科學家最為重要？（1）想象力：想象力：科學是需要想象力的，構(gòu)圖科學是需要想象力的，構(gòu)圖能帶來創(chuàng)造力。能帶來創(chuàng)造力。（2）趣味性：趣味性：科學不應(yīng)該是枯燥的，而應(yīng)科學不應(yīng)該是枯燥的，而應(yīng)該是充滿樂趣的。該是充滿樂趣的。（3）實驗精神：實驗精神：“科

13、學發(fā)展的歷史告訴科學發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實地實驗而得到，我們，新的知識只能通過實地實驗而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的。的。”（應(yīng)有格物致致知精神應(yīng)有格物致致知精神科學精神（一）科學精神（一） 想像力想像力：科學是需要想像力的，：科學是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中，認識到人類對鯉魚世界的想像中，認識到人類觀察空間的局限性，間接感悟到高觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意上升到理性的創(chuàng)造，

14、體現(xiàn)了創(chuàng)新意識和探索精神。識和探索精神。科學精神（二）科學精神（二） 樂趣：樂趣：科學不應(yīng)該是枯燥的，而是科學不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘，應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘，對真正的科學工作者來說，是和自對真正的科學工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的然做的近似于捉迷藏的“游戲游戲”，也是人生的也是人生的“境界境界”?！坝螒蛴螒颉笔故顾麄儤反瞬黄?，充滿激情，不受外他們樂此不疲，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾；而界的誘惑和干擾；而“境界境界”使他使他們不顧功利，不畏強權(quán)，只求真理。們不顧功利，不畏強權(quán)，只求真理?？茖W精神（三）科學精神（三） 實驗精神：丁肇中說過：丁肇中說過

15、：“現(xiàn)代學術(shù)的基礎(chǔ)現(xiàn)代學術(shù)的基礎(chǔ)就是實地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實就是實地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實驗。驗?！薄啊薄翱茖W發(fā)展的歷史告訴我們，新的知科學發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實地實驗而得到，不是由自我檢識只能通過實地實驗而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的。討或哲理的清談就可求到的?！保☉?yīng)有格應(yīng)有格物致知精神物致知精神）有了想像力，有了樂趣，那）有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏踏只是成為科學家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實實地做實驗，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說實實地做實驗，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，就不能確立。

16、一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學家間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實驗工作，努力使理們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實驗工作，努力使理論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學和天體物理學腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學和天體物理學的實驗基礎(chǔ)，也不是空想出來的。的實驗基礎(chǔ)，也不是空想出來的。鯉魚世界鯉魚世界的幻想的幻想愛因斯坦愛因斯坦的故事的故事童年童年實驗實驗青年青年理論物理學家理論物理學家 成年成年 總結(jié)全文總結(jié)全文

17、： 作者在文中指出在童年有兩件事大大作者在文中指出在童年有兩件事大大豐富他對世界理解力，并且引導他成為一豐富他對世界理解力，并且引導他成為一個理論物理學家的歷程，這兩件事給他的個理論物理學家的歷程，這兩件事給他的啟示是：大膽地想象、懷疑和飽和猜測，啟示是：大膽地想象、懷疑和飽和猜測，不要故步自封，興趣在人的成長過程中是不要故步自封，興趣在人的成長過程中是不可缺少的，但要到達成功的彼岸離不了不可缺少的，但要到達成功的彼岸離不了堅定的信念、堅持不懈的努力，這或許就堅定的信念、堅持不懈的努力，這或許就是作者要告訴我們后輩的。是作者要告訴我們后輩的?！咎釂柼釂枴勘疚脑诓牧咸幚砩嫌惺裁刺攸c？本文在材料處

18、理上有什么特點？ 本文布局謀篇本文布局謀篇重點突出，詳略得當。重點突出，詳略得當。 在整體上，作者并沒有從童年到小學到初在整體上，作者并沒有從童年到小學到初中到高中，按中到高中，按時間時間順序敘事，而是通過童年的順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時建立實驗室的事例，突出他兩件趣事和高中時建立實驗室的事例，突出他成長為一名成長為一名“物理學家物理學家”的的“教育歷程教育歷程”，并，并不旁及其他成長的經(jīng)驗；不旁及其他成長的經(jīng)驗； 在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學的物一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學的物理圖書館，相關(guān)

19、的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點放在制造作者只是一筆帶過，重點放在制造“自己的原自己的原子對撞機子對撞機”上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會到作者嚴謹、踏實的性格，讓人體會到作者嚴謹、踏實的性格， 以及內(nèi)在的成為物理學家所需要的基本素質(zhì)。以及內(nèi)在的成為物理學家所需要的基本素質(zhì)。 藝術(shù)鑒賞 1 1 形象的描述形象的描述 作者借助于想象，采用了擬人化的筆法，讓鯉魚作者借助于想象，采用了擬人化的筆法，讓鯉魚“科學家們科學家們”會看

20、會想，會提出問題會說話，這會看會想，會提出問題會說話，這樣就使深奧的科學道理變得淺顯易懂。樣就使深奧的科學道理變得淺顯易懂。 2 2 語言準確語言準確. .嚴密嚴密 作者講究選詞，講究用恰如其分的詞句來表達周作者講究選詞，講究用恰如其分的詞句來表達周密嚴謹?shù)囊馑肌Ｃ車乐數(shù)囊馑?。李政道：李政道：Tsung-DaoLee（1926年年11月月25日日），美籍華裔物理學），美籍華裔物理學家，出生于中國上海。家，出生于中國上海。1957年，他年，他31歲時與楊歲時與楊振寧一起，因發(fā)現(xiàn)弱作振寧一起，因發(fā)現(xiàn)弱作用中用中宇稱不守恒宇稱不守恒而獲得而獲得諾貝爾物理學獎諾貝爾物理學獎。他們。他們的這項發(fā)現(xiàn)，由的

21、這項發(fā)現(xiàn)，由吳健雄吳健雄的實驗證實。李政道和的實驗證實。李政道和楊振寧楊振寧是最早獲諾貝爾是最早獲諾貝爾獎的華人。獎的華人。 楊振寧楊振寧(zhengNingYang1922)美籍華美籍華人，理論物理學家，人，理論物理學家，1922年年10月月1日生于日生于安徽省合肥縣（含合安徽省合肥縣（含合肥市）。諾貝爾物理肥市）。諾貝爾物理獎獲得者。獎獲得者。 丁肇中：祖籍山東日照縣；丁肇中：祖籍山東日照縣；1936年出生於美國密西根年出生於美國密西根州安阿堡（州安阿堡（AnnArbor）；）；父親是丁觀海，母他在臺北父親是丁觀海，母他在臺北讀中學，在密西根大學讀大讀中學，在密西根大學讀大學本科與研究院，