资源简介

(共44张PPT)
一名物理学家
的教育历程
加来道雄
素养
目标
02
以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
03
感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，探索科学发现的乐趣。
01
了解科学、认识科学，体会科学研究的艰辛。
说到物理学家，我们会想到：
新课导入
今天我们将学习加来道雄的故事，看看他是如何从一个小小的疑问开始，最终成为一名杰出的理论物理学家的。
他们都有一个共同点，那就是：对事物充满好奇心
PART
文学常识
01
加来道雄，美籍日裔物理学家，1947年1月24日出生于美国加利福尼亚州圣何塞。他是加州大学伯克利分校物理学博士、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。他的著作广受赞誉，如《超越爱因斯坦》《平行宇宙》等，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。他还主持一档科学广播节目，多次亮相美国知名电视节目。
作者介绍
写作背景
《一名物理学家的教育历程》：宇宙科学在当令越来越引起世人的关注。从古希腊到20世纪出现了许多关于世界构成的理论。20世纪伟大的物理学家爱因斯坦提出了相对论，把人类探索世界奥秘的步伐向前推进了一大步，他把现实世界的三维扩展到宇宙空间的四维，这是一个了不起的伟大成就。但是它却不能解释所有的现象。
当今世界探索宇宙本源的科学活动逐渐分成两个方向，一是向宏观世界探求宇宙的秘密，一是向微观世界追寻世界的本源。到底如何选择正确的方向，是否需要两者的完美结合，还是有其他途径来解决这一难题，都需要人类付出艰辛的劳动和选择正确的思维方式。
“平行宇宙”是指在已知宇宙之外还可能存在的相似的其他宇宙。有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻：它们可能处于同一空间体系，但时间体系不同，就好像同在一条铁路线上疾驰的先后两列火车；它们有可能处于同时间体系，但空间体系不同，就好像同时行驶在立交桥上下两层通道中的小汽车。
知识链接
“多维空间”理论认为，我们所认识的世界简单与复杂，与我们所选择的空间维数有关。在一个维空间中，只能容纳点和线的运动；在一个二维空间中，已经可以有面的存在，只有三维空间，才允许有运动的立体物。这立体的存在物可以是生命体，也可以是物体。但三维空间并不是可以容纳一切的，有些更高的存在很可能不是三维空间的框架所能容纳的。即使加上时间，构成四维时空，也还是有一些现象不能说明。
知识链接
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。
“统一场论”
知识链接
引力
强核力
弱核力
电磁力
标 准 模 型
知识链接
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”。
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、合谐的）。
知识链接
01
科学说明文，以传授一般科学知识为目的，要求有很强的科学性，严格遵循科学的原理。
02
科学小品文，多用文学笔法介绍科学知识和阐述科学道理，在表达上经常借生动的比喻、有趣的联想，寓科学性、知识性、趣味性、娱乐性为一体，使读者在文学欣赏中获得科学知识。内容科学，文笔生动。
“科普文”
科普文是介绍、普及科学知识的说明文体。科普文章大致可以分为两种：
科普文语言特点
01
准确、简洁、平实是科普文语言的主要特点。
02
科学小品，讲究趣味性、文艺性，需要作必要的生动、形象的说明：
①使用比喻和拟人的修辞方法；
②叙述生活感受，使文章在准确性的基础上更添真实性和生活情趣；
③适当描写，使被说明事物栩栩如生。
PART
整体感知
02
刨根问底（ páo ） 撒手人寰（ huán ） 杜撰（ zhuàn ）
湮没（ yān ） 畏葸不前（ xǐ ） 栅栏（ zhà ）
鄙视（ bǐ ） 惊诧不已 （chà） 浩瀚（ hàn ）
闻名遐迩 （ xiá ěr ） 高深莫测 （mò）
字音字形
01
“一名物理学家”指的是（ ），“教育历程”暗示说明顺序为（ ），那么本文就是一片自传性质的文章。
他的“教育历程”怎样来写的？
（ ）
题目解说
时间顺序
加来道雄
从童年（幼儿园）、小学、初中、高中、大学一路写来
作者详细描述了对鲤鱼世界的想象，通过这种想象，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。这一部分体现了作者丰富的想象力和对科学的初步探索。
作者对爱因斯坦未竟事业的向往，推动了他对科学的深入研究。他通过阅读相关书籍，不断探索科学的奥秘，为未来的科学研究奠定了基础。
文章开篇讲述了作者童年的两件趣事：对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往。这两件趣事极大地丰富了作者对世界的理解力，并且引导作者走上成为一名理论物理学家的历程。
童年的两件趣事（第1段）
鲤鱼世界的遐想（第2—11段）
爱因斯坦未竟事业的向往（第12—18段）
文章结构
03
02
01
PART
文本探究
03
01
02
观看水池中的鲤鱼，想象鲤鱼世界。作者从鱼的视角，反思人类对宇宙的认识。
少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”，激发了作者的探究兴趣。他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探究，并且“对这一秘密刨根究底”，表现了他的毅力和恒心。
“童年的两件趣事”指的是什么？
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；
也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。
同时，与文章题目“一名物理学家的教育历程”相照应；
分析本文第一段的作用
“傻乎乎”似贬实褒，表明科学探索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。爱动脑筋思考问题，这正是一个人从事科学研究工作必备的素质。
“傻乎乎”的含义
“我”不能了解鲤鱼的世界，不知它们的世界是不是存在同我们一样的规则。鲤鱼们也不能了解“我”的世界。它们大部分时间在水中漫游，它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成，虽然它们模糊地意识到在水面上存在有另一个外部世界，但这个外部世界的本质超过了它们的理解能力。所以“我”说“我们之间却如距深渊”。
作者为什么说“我们之间却如距深渊”？
“洞穴之喻”
“洞穴之喻”：假设有一群自出生时就被束缚而无法转头的囚徒始终坐在山洞中，面朝岩壁，在他们看来，面前岩壁上的影子就是这个世界的全部。直到有一天，一个囚徒挣脱了束缚走出山洞，看到了真实世界的本质面目。当他折返山洞，为同伴们松绑并告诉他们山洞中的一切皆为真实世界的虚假投影后，同伴们却恼羞成怒，用石头砸死了他。然而，这群人最终逃离了山洞，直面真实的世界。
“水池之外看不见的世界没有科学意义。”
01
“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。
02
“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”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。
04
“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。
03
“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？
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只会惊讶不已，顾自彷徨。
01
用“鲤鱼科学家”比喻那些鄙视更高维数世界的说法，是因为他们不能在实验室里便利的验证它，表示对当下一些“画地为牢”“固步自封”的科学观的批判。
02
“鲤鱼科学家”形象的作用
作者摇身一变，以鲤鱼的眼光来审视鲤鱼世界，对鲤鱼世界以外的看不见的世界持否定态度；运用了拟人手法，形象地写出了鲤鱼“科学家”的愚昧、无知，对自己生存的世界在认识上有根深蒂固的偏见。
01
作者用这一生动的想象说明人对自然环境的理解也和鲤鱼“科学家”对水池的理解是一样的，这样就将不太好说明的道理深入浅出地阐释出来，通俗易懂，便于读者接受。
02
本段运用了想象手法，作者是怎样想象的？使用想象有何好处？
热爱观察
在那静静的时刻，我充满了无限的遐想。
我常常给自己提出一些只有小孩儿才问的傻乎乎的问题。
我曾想：在水底的鱼群中可能有一些鲤鱼“科学家”。我想这些鲤鱼“科学家”会对那些提出在水池之外还存在有另外一个平行世界的鱼冷嘲热讽。
01
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我蹲在那里的一个小池边，为慢慢畅游于睡莲之间的五彩斑斓的鲤鱼所陶醉。这是我最快乐的童年记忆之一。
喜欢遐想
经常质疑
喜欢猜想
童年对鲤鱼世界的遐想，培养了作者怎样的科学素质与精神？
鱼的世界 人的世界 科学精神
水池外的世界没有意义
对睡莲运动不解， 以神秘力量掩盖无知
对鲤鱼科学家消失重现，不解不信
人类拒绝认知理解以外的世界
只承认看得见摸得着的发明概念，不肯改变思考问题的方式
鄙视不能在实验室验证的理论
对未知领域的探索精神
对已有认知的超越精神
对世界充满敬畏的求知精神
作者通过鲤鱼“科学家”讲述了什么道理？
“我们”和“鲤鱼科学家”都不相信平行世界的存在
类比论证
课文的重点是“童年的两件趣事”和“建立实验室”，这三个事例已经把作者的“教育历程”完整地勾画出来了，而夹杂其中的阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。多维空间历险故事加深了作者对高维空间的想象，激发了他的探索兴趣；而阅读统一场理论书籍，既表现了高中阶段作者求知的热情，也衔接起由理论到实验的探究过程。
作者阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对其“教育历程”的叙述有什么作用？
“这一秘密”指爱因斯坦的故事留给作者的悬念：他未完成的工作是住么？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，值得他把有生之年花费在这种研究之中？一句话概括：爱因斯坦一生研究的究竟是什么问题？
01
“纵然为此……也在所不辞”这句话，表面上看起来是一种幽默：为了弄清爱因斯坦所关心的“上帝怎样创造了这个世界”和这个“世界的内在规律”，作者“不得已”要成为一名理论物理学家。实际上，作者强调的是要探索宇宙的本质，必须付出艰辛的劳动，而自己为了追求真理，再艰辛也要奋斗下去。所以，这句话表现了一位追求真理的科学家的执着精神和坚强意志。
02
“这一秘密”指什么？“纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞”这句话的深刻内涵是什么？
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，要有实验的设计，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现实生活的启迪。
作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？
PART
总结归纳
04
“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；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；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；以此为题，统摄全文。
本文以“一名物理学家的教育历程”为题目，有什么作用？
父母——带我走进自然。
科学家——爱因斯坦的理论和精神的引领感召。
老师——用科学家的故事激励我。
作者自我的教育和培养，他对想象力、好奇心、观察思考、实验探究等科学品质的培养、保护和坚持。
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文章题目是《一名物理学家的教育历程》，综合全文说说：谁教育“我”最终成为一位物理学家？
科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。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。
01 想象力
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。
02 乐趣
想像力和乐趣，只是成为科学家的最基础的因素，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。
03 实验精神
从作者成为一名物理学家的成长历程来看，你觉得哪些方面的“教育”对于培养未来科学家最为重要？
本文布局谋篇重点突出，详略得当。在整体上，作者并没有从童年到小学到初中到高中，按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”，并不旁及其他成长的经验；在局部上，如高中阶段，作者看了许多统一场理论方面的书，并常常去斯坦福大学的物理图书馆，相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的，这里肯定有许多精彩的故事，但是作者只是一笔带过，重点放在制造“自己的原子对撞机”上，其中具体的数据叙述得很详尽，让人体会到作者严谨、踏实的性格，以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。
本文在材料处理上有什么特点？
作者通过对自己童年两件趣事的回忆，用生动、简明的语言介绍了自己成为一名理论物理学家的历程：对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，启迪作者走上科学探索的道路。这启迪读者：要想在科学事业上获得成功，必须具备富有想象力和实验精神等基本素质。
文章主旨
童年趣事
总叙领起
对鲤鱼世界的遐想
爱因斯坦故事的影响
鲤鱼如何观察
鲤鱼“科学家”们的探索
探究爱因斯坦未完成的理论
加来道雄的学习和实验
探索未知领域
力求完成未竟事业
走上科学之路
板书设计
PART
当堂检测
05
1. 文章写到“鲤鱼科学家”对世界的认识，这样写想说明什么？下列选项中分析错误的一项是（ ）
A.“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是“水池之外看不见的世界没有科学意义”。是有限的，与人类相比是幼稚和低级的。
B.它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。
C.作者说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。
D.“鲤鱼科学家”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”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。同样，人类“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。
解析：A.作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。所以，在讲“鲤鱼科学家”的时候，与人类相比是找的相同点，而不是异同点。
A
2. 把下列句子组成语意连贯的语段，排序最恰当的一项是（ ）
①过去80年，物理学家一直未找到马约拉纳费米子存在的证据。
②基本粒子分为费米子和玻色子，都有反粒子。
③但自然界中可能存在一种反粒子就是自身的马约拉纳费米子。
④中国科学家率先观测到了在拓扑超导体涡旋中存在马约拉纳费米子的重要证据。
⑤费米子和它的反粒子“脾气”完全相反，无法同时出现。
⑥这个发现或将使人类进入拓扑量子计算的时代。
A.②③⑤④①⑥ B.①④⑥②⑤③ C.④①②③⑤⑥ D.②③①⑤④⑥
解析：文句主要阐述：中国科学家率先观测马约拉纳费米子的重要证据，这个发现或将使人类进入拓扑量子计算的时代。②引出“反粒子”，⑤的“费米子”紧承②的“费米子”，③与⑤构成转折关系；①④⑥谈“马约拉纳费、米子”的发现，①的“未找到”和④的“率先观测到”表明二者顺序为①④，⑥是“这个发现”的意义，在最后。故正确排序为：②⑤③①④⑥。故选D。
D
阅读下面的文字，完成下题。
在很多伟大科学家的身上，我们能发现一个共同的品质——好奇心。好奇心事关问题的提出，而科学研究是为了探索新知，其前提就是提出问题，所以我们要创新必须要有好奇心。没有了好奇心，（1）_____________ ；没有了问题，我们就很难去深究，我们的科学就很难一步步向前推动。如果学生在学校里只是单纯地接受知识，很少提出独立的见解，教师只喜欢学生按照自己说的去做，那么，这些学生在成长过程中，（2）_____________将来进入研究领域之后，很难提出创新问题。
①当今世界正处于一个高科技激烈竞争的时代，②而高科技的发展，③又需要人们的好奇心催发不可。④所以，⑤我们青少年应该怀着炽热的爱国心，⑥充分点燃自己的好奇心，⑦自己的青春和生命闪耀出更绚丽迷人的光彩。
3. 请在文中横线处补写恰当的语句，使整段文字语意完整连贯，内容贴切，逻辑严密。每处不超过10个字。
我们就很难提出问题
会逐渐丧失好奇心
4. 文中第二段有两处表述不当，请指出其序号并做修改，使语言表达准确流畅，逻辑严密。不得改变原意。
解析：第（1）空，根据后文“没有了问题，我们就很难去深究”可知，填入句子应该是和“问题”有关，再根据前文“没有了好奇心”可以推测出，填入的内容应是“没有了好奇心”所引起的结果，仿照“我们就很难去深究”的句式，此处可以填入“我们就很难提出问题”之类的内容。第（2）空，通过前文“如果学生在学校里只是单纯地接受知识，很少提出独立的见解”可知，填入的内容应是这些行为所导致的后果，再结合语境推断，这些行为所引起的结果，应该是让学生失去好奇心。故此处可以填入“会逐渐丧失好奇心”之类的内容。
语句③，修改为：又需要人们的好奇心催发（或：非需要人们的好奇心催发不可）。
语句⑦，修改为：使自己的青春和生命闪耀出更绚丽迷人的光彩。
解析：语句③，“又需要……不可”句式杂糅，应改为“又需要……”或“非需要……不可”；语句⑦，成分残缺，应在句子前面加“使”。
谢谢大家
再 见

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