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(共27张PPT)
一名物理学家的教育历程
《三体》是亚洲首次摘得世界科幻文学最高奖项——雨果奖的作品，极大地丰富了人们对未知世界的幻想。对物理的探究也是许多年轻的学子孜孜以求的，无数的有志青年都渴望成为一名科学家，但这是极其艰难的，那么怎样才能成为一名科学家呢？
我们来看一下著名的理论物理学教授——加来道雄的成长道路，或许能得到一些启发。
情境导入
代表作品有《量子论现代导引》、《不可思议的物理》、《超越时空——通过平行宇宙、时间卷曲和第十维度的科学之旅》《爱因斯坦的宇宙》等。
一、了解作者
加来道雄，美籍日裔物理学家，1947年出生于美国加利福尼亚州圣何塞。在弦理论方面有重大贡献，是其早期奠基人之一。同时是著名的科普作家，曾撰写多部科普作品，并参与多种科学节目的制作。
学习活动
二、写作背景
在当代物理学中，有一些非常重要却又艰深的思想，往往因为难以形象浅显地解说而不易为公众所了解。而加来道雄不畏艰辛，在《超越时空》一书中用很生动的方式向读者展示了现代物理前沿之一——超空间理论的来龙去脉。全书15章分为4篇，分别述说了超空间的早期历史，超空间理论可能通往爱因斯坦梦寐以求的“物理学圣杯”——统一场论，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。
三、辨析字音
惊诧（ chà ）不已 贪婪（ lán ） 撒手人寰（ huán ） 杜撰（ zhuàn ）
目眩（ xuàn ） 畏葸（ xǐ ） 怪诞（ dàn ） 鄙视（ ｂǐ ）
浩瀚（ hàn ） 可怖（ ｂù ）
四、相关物理学理论
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—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。
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、和谐的）。
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150亿年，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”。
2.高维空间
活动二：整体感知，梳理思路文本内容
阅读《一名物理学家的教育历程》，梳理行文逻辑，完成下面图表
一名物理学家的教育历程
童年
趣事1: 。
趣事2: 。
成年
事件3: 。
理论物理学家
一名物理学家的教育历程
童年
趣事1: 鲤鱼世界的幻想
趣事2: 爱因斯坦未完成的事业
高中
成年
想象
好奇
穷尽文献
事件3: 。
理论物理学家
借此表明自己的科学追求，引出自己“感兴趣”的两件事，进而引出全文。“引文”体现着献身科学的真正物理学家的追求，是点睛之笔。
1．第1自然段在全文中的作用是什么？
这样的问题表现了小孩具有很强的好奇心。好奇心产生快乐，快乐引出遐想，激发作者少年时代的探索精神。
2．第4自然段，如何理解小孩提出的“傻乎乎”的问题？
此“故事”正是人类面对种种无法理解的自然现象时的表现。
鲤鱼“科学家”的心理活动，正展示了人类的固定甚至僵化的思维，作者也正是对此有着清醒的认识，因此他能从实际出发反思人类在思维上的缺陷，从而进入科学的更高层次。
这也同时培养了他敢于向传统挑战的性格和勇气。
3．第9自然段，这个故事有什么作用？
4．第12自然段，“称他是整个人类历史上最伟大的科学家”一句中“人类历史上最伟大的科学家”指的是谁？“这个理论”是什么？
(1)指的是“爱因斯坦”；
(2)是下文提到的“统一场论”。
5.“鲤鱼”科学家对世界的认识是怎样的？作者想通过“鲤鱼”科学家对世界的认识来说明什么？
池中的鲤鱼们认为水池就是宇宙，否认另一个世界的存在；它们为睡莲的运动感到迷惑，用神秘的力来掩饰自己的无知。
说明自以为是的人类和“鲤鱼”科学家类似，拒绝承认超出我们理解力之外的真实存在，不肯改变思考问题的方式，体现出思想的保守和固执。
学习活动
1．读完文章，你能理解本文所提到的“教育历程”和“教育内容”指的是什么吗？
①人人都对自然感到好奇，都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底”，但是大多数人一般直接探寻自然本身，而作者却由人的观察角度，反思人类对宇宙的认知。看似作者少年时的思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想象力，并且保持了这样奇特的想象力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。
②作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”，激发了他的探究兴趣。他之所以感到“激动人心”，是因为他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探究，这非常符合少年的心理。另外，“我决定要对这一秘密刨根究底”，也表现了他有毅力有恒心的性格，这是成为科学家的基本素质。
③高中时代，本应“在棒球场或篮球场玩耍”，享受青春年华，但作者却“找遍周边地区大量的电子仓库，装配必需的硬件设备”，在“学校的足球场中缠绕22英里长的铜线”，自己动手建设实验室，验证爱因斯坦理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，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。由①②到③，我们可以清楚地看到作者的“教育历程”和“教育内容”。
2．作者建立实验室的事例，对我们的现实生活有什么样的意义？
科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识、轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们的现实生活的启迪。
3．本文主要内容，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？
想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，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。由感性的想象上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。
观点一
乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”，也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。　
观点二
实验精神：有了想象力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，如果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，不可能到达真理的彼岸。
观点三
4．第16自然段，“年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前”，这个“优点”对你有何启示？
在科学上没有平坦的大道可走，只有不畏艰险，沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。如果年轻人像大多数成年人那样过多地考虑所要涉及的困难，就很难有所突破。
提示：
作者将多次出现的童年生活场景按照探求物理学原理的方式重新组合，逐步增加了社会生活和科学研究两个世界间的相互作用，逐步削弱了环境对认知的束缚，体现了一名物理学家的“教育历程”。
探讨物理学家结构文章的方式——两件童年趣事与高中阶段的科学实验之间有怎样的关系？
《青蒿素：人类征服疾病的一小步》 《一个物理学家的教育历程》
二者相同点：深入浅出地表达着深刻的道理，叙述思想内核，逻辑清晰，层次分明。
1.简述两篇文章的文体及各自的特点。
《青蒿素：人类征服疾病的一小步》是演讲稿，具有演讲稿的特点：针对性、可讲性、鼓动性、整体性、口语性、临场性。
《一个物理学家的教育历程》 是科普书籍中的一篇：科学性、思想性、通俗、艺术性、知识性。
引用手法:引用是在说话或写作中引用公理、名言警句、经典著作、历史文献、谚语、成语、俗语、传说、古今诗文等，以此为依据，表达思想感情、证明观点的修辞方法。
①这句话既为上文“查找了大量的文献”提供例证，又引起下文“这句话让我深受启发”的相关阐释，是最终找到青蒿素抗疟疗效的关键转折点。
②引用权威性古代医学著作，使阐述更加深刻、透彻，具有说服力，体现作者深厚的中医学理论基础。
（1）《青蒿素：人类征服疾病的一小步》文中引用《肘后备急方》一书中“又方，青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”，这句话有何作用？
爱因斯坦这句话，表明了他研究理论物理的目标和意义，作者加以引用，既表示对爱因斯坦科学探索精神的崇敬和对爱因斯坦探索宇宙的意义的理解，也表明他一生求索的目标以及他对自己探索宇宙本质的意义的认识。
（2）《一个物理学家的教育历程》 文中引用爱因斯坦的名言有什么作用？
2.两篇文章都用到什么手法？分别有什么作用？
1.热爱中医药；
2.能运用现代科学技术；
3.不畏艰辛；
4.善于发现；
5.借助团队的力量。
屠呦呦成功的原因
1.具有探索精神；
2.保持好奇心；
3.不畏艰辛；
4.将想法付诸行动，行动能力强。
加来道雄成功的原因
屠呦呦与加来道雄都具有探索精神、不畏艰辛、反复实践不放弃、实验实证精神、献身科学精神、想象力、好奇心、兴趣、勤于思考等精神品质。屠呦呦有科学的求异思维，加来道雄则能够将想象力赋予科学的思维。
3.屠呦呦与加来道雄都获得了卓越的科学成就，他们两人为什么能取得科学上的成就呢？我们从中看到科学家必备的素质都有什么？
4.阅读苏童散文《水缸里的文学》（2018年北京高考文学阅读），思考交流苏童讲故事给你带来的感受和加来道雄有什么不同。
我始终认为，我的文学梦，最初是从一口水缸里萌芽的。
我幼年时期自来水还没有普及，一条街道上的居民共用一个水龙头，因此家家户户都有一个储水的水缸，我们家的水缸雄踞在厨房一角，像一个冰凉的大肚子巨人，也像一个傲慢的家庭成员。记得去水站挑水的大多是我的两个姐姐，她们用两只白铁皮水桶接满水，歪着肩膀把水挑回家，哗哗地倒入缸中，我自然是袖手旁观，看见水缸里的水转眼之间涨起来，清水吞没了褐色的缸壁，我便有一种莫名的亢奋。现在回忆起来，亢奋是因为我有秘密，秘密的核心事关水缸深处的一只河蚌。
请原谅我向大人们重复一遍这个过于天真的故事，故事说一个贫穷而善良的青年在河边捡到一只被人丢弃的河蚌，他怜惜地把它带回家，养在唯一的水缸里。蚌里住着人，是一个仙女！也许是报知遇之恩，仙女每天在青年外出劳作的时候从水缸里跳出来，变成一个能干的女子，给青年做好了饭菜放在桌上，然后回到水缸钻进蚌里去。而那贫穷的吃了上顿没下顿的青年，从此丰衣足食，在莫名其妙中摆脱了贫困。
我现在还羞于分析，小时候听大人们说了那么多光怪陆离的童话故事，为什么独独对那个蚌壳里的仙女的故事那么钟情？如果不是天性中有好逸恶劳的基因，就可能有等待天上掉馅饼的庸众心理。我至今还在怀念打开水缸盖的那些瞬间，缸盖揭开的时候，一个虚妄而热烈的梦想也展开了：我盼望看见河蚌在缸底打开，那个仙女从蚌壳里钻出来，一开始像一颗珍珠那么大，在水缸里上升，变大，爬出来时已是一个正规仙女的模样了。然后是一个动人而实惠的细节，那仙女直奔我家的八仙桌，简单清扫一下，她开始往来于桌子和水缸之间，从水里搬出一盘盘美味佳肴，一盘鸡，一盘鸭，还有一大碗酱汁四溢香喷喷的红烧肉！（仙女的菜肴中没有鱼，因为我从小就不爱吃鱼。）
……
加来道雄
思维：抽象
语言：专业化
感情：较理想
加来道雄成功的原因
思维：形象
语言：生活化
感情：较感性
本文以生动、简明的语言介绍了作者成为一个物理学家的历程。对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，启迪作者走上了科学探索的道路。文章启示读者，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，必须具有想象力和实验精神等基本素质，发展科学思维，培养科学精神，热爱科学探索。
小结

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