一名物理學家的教育歷程教案

第頁《一名物理學家的教化歷程》教案【教學目標】：1,引導學生從生活動身，了解科學,相識科學，體會科學的精神。2,引導學生以“教化歷程”為重點，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。3,引導學生感受科學家在探求真理中所表現(xiàn)的人格魅力，激發(fā)學生探求未知世界的愛好，培育學生養(yǎng)成良好的性格品質。。

【重點,難點】引導學生以“教化歷程”為重點，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵，引導學生體會科學精神。高維空間對一般人來說，是很難想像的。所以，教學重點是文章內(nèi)容，而不是相關的科學知識。相關知識老師有所了解，能幫忙教學課文即可，不必教授給學生。

【課時安排】1課時【教學步驟】：一,故事導入有一次，愛因斯坦要把墻上的一幅舊畫取下來，就搬來了一架梯子，一步一步爬上去。突然他又想起了一個問題，深思起來，遺忘了自己正在做什么，猛地從梯子上摔了下來。摔到地上之后他顧不上難受，立刻想到：人為什么會筆直的掉下來？看來物體總是沿著阻力最小的線路運動的。他想到這里，立刻站立起來，一瘸一拐地走到桌子前，提筆把自己的這個想法記了下來。遇事愛思索探究，經(jīng)常從小事中受到啟發(fā)，這就是當代宏大的物理學家——愛因斯坦的探究品質。那他對物理學家加來道雄的影響又是怎樣的呢？二,了解作者加來道雄，美籍日裔物理學家，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，后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》（及特雷納合著）《量子場論》《超弦導論》。三,探討探討課文內(nèi)容，完成重難點的學習：1．審讀本文標題，你能否推斷一下文章會寫什么內(nèi)容，會怎么寫？你的推斷和作者的構思是否有出入？出入在哪兒？提示：這里的教化不是受教化或者教化別人，而是自主教化，自主發(fā)展。

2,速讀全文回答下面問題，感受結構內(nèi)容作者開頭就說“童年的兩件趣事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?！倍巴甑膬杉な隆笔鞘裁?？除了這兩個趣事，作者還寫了成長中的哪個個事例？明確：鯉魚世界的幻想（想象）建立試驗室（實踐）愛因斯坦故事（愛好）（設計意圖：引導學生抓住課文標記性語句，梳理課文結構，引導學生從結構上去把握文章內(nèi)容。）3．【提問】“鯉魚科學家”對“世界”的相識是怎樣的？提示：主要有以下幾點：（1）“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”——它們以神奇的“力”來掩蓋自己的無知。（3）“鯉魚科學家”的“消逝”和“重現(xiàn)”——它們認為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究緣由。（4）“鯉魚科學”的“傳奇故事”，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認為“胡說八道”，荒謬絕倫，違反它們的“自然規(guī)律”。4．【提問】作者想通過“鯉魚科學家”對世界的相識說明什么？提示：說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學家”有相像之處。（1）人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”，只要“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認”。（2）“科學家獨創(chuàng)像力這樣一些概念……”，是因為他們只情愿承認“那些看得見摸得著的事物”，不肯改變思索問題的方式。（3）“不能在試驗室里便利地驗證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。

5,【提問】你是否對自然界有過新奇心呢？是否也產(chǎn)生了對科學的愛好？對愛因斯坦未竟事業(yè)的憧憬，是怎樣啟迪作者走上科學探究的道路的呢？思索：作者說“我確定要對這一問題刨根問底，縱然為此而必需成為一名理論物理學家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學家”應當是怎樣的人？提示：對愛因斯坦未竟事業(yè)的憧憬，使作者產(chǎn)生對同一場理論的愛好，似乎偵探一樣賜予找到故事的線索和結局；在作者心中，“理論物理學家”的工作是抽象,枯燥的，受試驗條件的限制，自己的學說很難得到試驗的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必需耐得住孤獨，必需有奉獻精神。“在所不辭”意味著“理論物理學家”道路的艱辛。

6,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，可以從中看到哪些方面的“教化”對成為優(yōu)秀科學家最為重要？提示：（1）想像力：科學是須要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)建力。作者正是從對鯉魚世界的想像中，相識到人類視察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能。（2）樂趣：科學不應當是枯燥的，而是應當充溢樂趣的。（3）試驗精神：有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學家的最基礎的因素，不去踏踏實實地做試驗，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎工作，不可能達到真理的彼岸。（設計意圖：感受科學家在探求真理中所表現(xiàn)的人格魅力，激發(fā)學生探求未知世界的愛好，培育學生養(yǎng)成良好的性格品質。）四,探討探討：（開放型題目）作者的成長歷程給你什么啟示？成為一名科學家須要那些素養(yǎng)？請你舉出幾個和作者成長歷程相像的科學家？提示：作者進行艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對科學的熱愛以及踏實的性格，顯露出一個科學工作者的潛能：人要想有所成就僅僅空想是不行的，要有嚴謹,踏實,務實的工作作風，從基礎做起，重在實踐。應具備下列品質：奇妙的想象力；探究的精神；試驗的精神；自主創(chuàng)新精神；奉獻精神；要耐得住孤獨；不要固步自封；堅定的信念，堅持不懈的努力。例如華羅庚,愛因斯坦,錢學森,牛頓,瓦特,居里夫人等。

五,小結,作業(yè)

一名理論物理學家的成長歷程，給了我們許多的啟示：大膽的想象,懷疑和揣測，不要固步自封；愛好在人的成長過程中是不可或缺的，但要達到勝利的彼岸離不了堅定的信念,堅持不懈的努力，這或許是作者要告知我們后輩的，盼望大家能踏著他的腳步，一步一步取得進步。作者關于“鯉魚科學家”的幻想非常好玩，假如我們以動物的眼光來視察人類，是不是也很有意思呢？假如有一位動物（狗,貓,雞,燕子等）科學家，特地探討人類的某些行為，它寫了一篇“科普文”：人類行為之謎。則請你試著替這位“動物科學家”做一回代筆人怎樣？

板書設計：童年

青年

成年鯉魚世界的幻想（想像）

建立試驗室（實踐）

理論物理學家愛因斯坦故事（愛好）科學精神：

想像力——樂趣——試驗精神【相關知識】

為了更好地理解課文，我們須要了解一些相關的理論物理學知識：（1）,統(tǒng)一場論依據(jù)現(xiàn)代物理學知識，將我們的宇宙結合起來的力有四種：引力,電磁力,強核力和弱核力。物理學家運用量子力學，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來（美籍華裔物理學家楊振寧和他的學生米爾斯提出楊一米爾斯場理論，解決了這一問題，被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復無比而讓人頭疼），但是引力仍舊游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一，建立一個大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實現(xiàn)。

（2）,高維空間現(xiàn)代理論物理學認為，統(tǒng)一四種力的前景，在于高維空間（如十維或更高）理論的確立。比如對于古人來講，風暴是怎樣產(chǎn)生的，風暴會攻擊什么地方，什么時候襲來，什么時候結束，他們是一無所知的，因為他們生活在平坦的大地上，只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來視察，即使有簡單的預報，也都是靠閱歷來推想的。現(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星，從太空這樣三維角度視察地球，在地面上看來神奇莫測的風暴被看得一清二楚，可以精準地預報風暴的動向。同樣，理論物理學家認為，傳統(tǒng)的四維（空間三維加上時間）理論太“小”，不能說明宇宙中的四種力。當他們超越四維而在更高維（如十維或更高）中尋求統(tǒng)一這四種力時，就能得到一種簡單,美麗的解決模型（科學家認為宇