资源简介

(共35张PPT)
一名物理学家的教育历程
学习目标
语言建构与运用：厘清文章思路，了解加来道雄的“教育历程”。
思维发展与提升：以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。
审美鉴赏与创造：掌握文章在选材、语言、艺术手法等方面的特点。
文化传承与理解：学习科学家探究科学的可贵品质，以及大胆想象、创新和不懈追求的精神。
导入新课
“人类发展的历史，便是在漆黑的夜空中，将真与美融化交织，点点光亮，已知的事物是有限的，未知的事物是无穷的；我站在茫茫无边、神秘莫测的汪洋的一个小岛上，继续开拓是我们每一代人的职责。”
——英国著名博物学家赫胥黎
加来道雄，日裔美籍，理论物理学家，科普作家。1984年，他和其他几名科学家提出了“超弦理论”（尚未被证实），在这一理论下，“广义相对论”和“量子场论”被结合起来（这是爱因斯坦曾经花费大量时间试图完成却没有完成的工作），给物理学带来了巨大的变化。
代表作：《超越时空》《平行宇宙》《超越爱因斯坦》和《不可思议的物理》。
作者简介
物理学分为理论物理和实验物理，物理学家也可以分为理论物理学家和实验物理学家。二者的分类很难界定。
在一个物理学家更偏重理论的情况下，他被称为理论物理学家，如牛顿、爱因斯坦、杨振宁、李政道、霍金等；而如果偏重实验，则称为实验物理学家，如欧姆、费米等。
理论物理学通过为自然界建立数学模型，来试图理解所有物理现象的运行机制，通过物理理论条理化、解释、预言物理现象。简要地说，就是建立在一系列定律之上的数学理论体系，是否正确依赖于其理论体系所得出的结论（推断）能否被实验验证。理论物理学的常用方法是理想实验，就是在脑子里做实验。
知识链接
1957年，物理学家埃佛里特提出多重空间理论：有多重的、平行存在的空间，事物同时以不同的方式生存、行动在其中。
后来另有理论物理学家提出我们这个宇宙可能只是多维空间的一个层面(膜)。
多膜理论以及超弦理论都认为宇宙在长、宽、高、时间四个维度之外存在着不可视的空间。多维度物理学家丽莎·蓝道尔在实验时发现相撞的粒子有一些就这样消失了，因而怀疑这些粒子进入了另外的空间，并提出了宇宙可能存在无限维度。
背景探寻
欧洲原子核研究中心当时正在瑞、法边境地下兴建迄今规模最大的粒子对撞机，以证实隐秘的空间确实存在。课文中有关“鲤鱼‘科学家’”和建造“原子对撞机”的故事，就形象地解说了“多维宇宙”。
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。
《一名物理学家的教育历程》就选自这部书。
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。
它既有科技的技术性，又有内容的生动性，还有题材的广泛性，以及篇幅的简短性。
文体简介
五彩斑斓 兴高采烈 闻名遐迩 瑕不掩瑜
急不暇择 截然不同 栅栏 冷嘲热讽
杜撰 高深莫测 惊诧不已 冥王星
头晕目眩 自鸣得意 撒手人寰 潜伏
刨根究底 浩瀚 湮没 畏葸不前
míng
xuàn
qián
xǐ
hàn
yān
huán
lán
zhà
zhuàn
chà
jié
夯实基础
在所不辞：决不推辞（多用在冒险犯难）。
冷嘲热讽：用尖酸刻薄的语言进行讥笑及讽刺。
高深莫测：究竟高深到什么程度没法揣测。形容令人难以理解。
自鸣得意：自己表示很得意（多含贬义）。
撒手人寰：比喻人去世。
刨根究底：比喻追究底细，问事问根本，看事看内在。
畏葸不前：畏惧退缩不敢前进。
整体感知
请同学们阅读课文，梳理课文结构层次，概括主要内容。
第1段：开门见山地指出“童年的两件趣事”对“我”成为理论物理学家有至关重要的作用。
第2-11段：主要记叙了作者童年时对鲤鱼世界的观察和想象。
第12-18段：介绍了作者对爱因斯坦未完成的理论的强烈兴趣与青少年时期的探究尝试。
任务一 理清文章思路，绘制思维导图
分
总
分
一名物理学家的教育历程
对鲤鱼世界的遐想
爱因斯坦的故事
鲤鱼如何观察，鲤鱼“科学家”的探索
爱因斯坦未完成的论文，“我”的学习和实验
探索未知领域
力求完成爱因斯坦未竟的事业
走上科学探索之路
鲤鱼的世界 人类的世界
鲤鱼一生都生活在自己相信的水池中，人类世界的本质超出了他们的理解能力。
人类一生都生活在自己能够理解的宇宙和维度里，平行宇宙、多维空间超出了我们的理解能力和验证能力。
有很多人类科学家，对种种现象进行思考和定义，创造各种概念、公理或假说。
假设存在“鲤鱼科学家”，它像人类科学家一样，对自己的世界进行思考和定义。
1.对鲤鱼的世界，“我”有怎样的想象？由此“我”思考出鲤鱼的世界和人类的世界有何相似之处？请简要概括。
任务二 研读童年趣事，探寻科学思考
鲤鱼的世界 人类的世界
想象“科学家”被抓离自己的世界进入“另一个维度”（对鲤鱼来讲）的世界后的场景。
人类也常常借助各种文艺作品，想象自己进入“另外的世界”的可能与场景。
水中的睡莲在汹涌不息的水波冲刷下摇摆不定……就像我们看不见我们周围的空气和空间一样，鲤鱼们也看不见它们赖以生存的水，它们为睡莲自己能够运动而困惑不解。
“我们”无法合理解释多维空间的运动而故弄玄虚，已有的一些科学概念和解释或许是荒谬的。
就如同“鲤鱼世界”和“人类世界”的关系一样，或许也存在着以我们现有的能力无法验证和呈现的“平行宇宙或多维空间”，我们的宇宙和维度与它们近在咫尺，又如距深渊。
“鲤鱼”和人类生活在同一个地球，近在咫尺，却如距深渊。
相似之处
2.既然作者对鲤鱼世界、多维世界的猜想无法得到验证，那这样的思考有意义吗？如果有，又有何意义？请就此谈一谈你的理解和感悟。
有意义。
现在无法得到验证，不代表永远无法得到验证，许多前人的理论，都是进行证明或者证伪的。
思想形成人的伟大，“我”的身体和头脑确乎像鲤鱼一样，受着“池子”的限制，但是思考却能让我们不断打破现有的“池子”，进入更广阔的的天地。
对思考的成果而言，能否最后得以证明很重要，但有时候，思考本身以及不断验证和求索的过程，也是一种快乐。
3.文章第五段提到了鲤鱼“科学家”，鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是怎样的？试分析鲤鱼“科学家”这一形象的作用。
“水池之外看不见的世界没有科学意义”。
“它们为睡莲能够自己运动而困惑不解”——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”——鲤鱼们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。
鲤鱼“科学家”的“传奇故事”真实地证明了另一个世界的存在，而鲤鱼们却认为是“胡说八道”，荒谬绝伦，违背了它们的“自然规律”。
（1）其认识主要有以下几点：
人类的“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要“超出了我们的理解力”的自然存在，我们就“拒绝承认”。
“科学家发明像力这样一些概念，那仅仅是因为他们不能用眼检验出充满于我们周围空间的无法看见的各种振动。”他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。
“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出他们思想上的保守和固执。
（2）这一认识说明了“自以为是”的人类和鲤鱼“科学家”有相似之处。
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。
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。
鲤鱼“科学家”的形象意义
4.请同学们速读课文，简要而又有条理地概述第二件趣事的重点情节。
我被这个故事迷住了。
我读完当地图书馆的书之后，就开始在全市搜寻图书馆和书店。
在高中阶段，我看完了许多地方图书馆中这方面的书，并且常常造访斯坦福大学的物理学图书馆。
首先，我购买了少量的钠22，然后我建造了一个云室，紧接着装配必须的硬件设备，建造一个2.3百万电子伏特的电子感应加速器，在我读高中的那个学校的足球场中缠绕22英里（1英里=1.61千米）长的铜线。
仪器成功产生了比地磁场强两万多倍的磁场，而这正是加速一束电子所必需的。
因讲述而产生兴趣
知道“原子对撞机”这一仪器
因好奇不断学习
建成了一台“电子感应加速器”
主观方面：
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。
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。
加来道雄所具有的不惧世俗的约束，特立独行，追求卓越的性格特征。
5.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。
客观方面：
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。
家庭的开放包容的学术氛围，加来道雄父母的支持。
一名物理学家的教育历程
鲤鱼世界
爱因斯坦
观察
思考
走上科学探索之路
科学现象
学习
实验
科学实验
1.你觉得这两件“趣事”有趣吗？作者认为这两件事情有趣的根本原因是什么？
一件事是否有趣，不取决于事情本身，而取决于一个人对事情的情感与态度。
作者自小喜欢思考问题，尤其喜欢透过现象去深入思考事物的本质，所以，对于鲤鱼在水中游这种现象，对于老师讲的一个探索宇宙本质的科学家的故事，他便表现出了特别的兴趣。也许，在一般人看来，这两件事都极其平常。
这说明，兴趣是最好的老师，要想在某个领域有所成就，首先必须对这个领域的事物有着特别浓厚的兴趣。
活动三 探究作品意蕴，思考现实意义
2.本文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，我们从中可以看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要？
观点一
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。
观点二
乐趣。
科学不应该是枯燥的，而应该是充满乐趣的。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。
观点三
实验精神。
丁肇中说过：“科学进展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可寻求到的。”(《应有格物致知精神》)有了想象力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到基本数据，假设就不能确立。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。
3.你从加来道雄的成长历程中得到了怎样的启示？与同学分享交流。
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。
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。
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。
作者写作此文的主要宗旨在于告诉读者如何才能成为一名物理学家。在作者看来，他的经历中三个方面的成长是最关键的：
①童年时期的两件趣事。
②高中阶段看了许多书后建立实验室制造“自己的原子对撞机”的情况和体验。
1.文章重在反映作者成长为一名“物理学家”的“教育历程”，想一想，为什么作者不按从童年到小学、初中、高中的时间顺序叙事？
任务四 分析构思技巧，赏析文本特色
作者这样安排行文，既让读者看到了作者从小开始的成长历程，又让读者明白了一个物理科学家成长过程中最有说服力的“成长因素”。
如果一味按童年到小学到初中到高中的顺序叙事，最有价值的内容必将被冲淡，标题中的“教育”意义也难以得到突出。
内容上：“一名物理学家”点出了作者的核心身份。“教育历程”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。
结构上：统摄全文。
表达上：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。
2.本文以“一名物理学家的教育历程”为题，有何作用？
本文最大的特点是作者在讲述自己的教育历程中讲述科学道理，重点讲述科学研究的方法。这种结构给人耳目一新的感觉。
作者写了童年中的两件趣事，是它们启迪自己走上科学道路的，但在行文中却有着对科学思想的探讨，对科学概念的恰当解释。
如对反物质的解释，对建造电子感应加速器的详细叙述等，无不包含丰富的科学知识。
3.本文文本有何特色，请结合文章内容加以分析。
（1）叙事寓理，思想深刻。
本文精于谋篇布局。
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“理论物理学家”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论方面的书，并常常去斯坦福大学的物理学图书馆。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，其中的具体数据叙述得很详尽，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。
（2）重点突出，详略得当。
本文虽然是一篇科普文章，但很有文采，尤其是写小时候大胆的想象的细节更是细致入微。
如在水池旁忽然来了一场暴雨，作者用了两段写自己的遐想，一是写水中鲤鱼的反应是困惑的：睡莲没有被触摸怎么会自己动起来呢？二是“鲤鱼科学家”的杜撰，简直引人发笑。发笑之后，不得不佩服小孩子丰富的想象力。
（3）想象奇特，描述形象。
作者通过对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心路历程：对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竞事业的向往，启迪作者走上科学探索之路。
这启示读者：要想在科学事业上取得成功，必须具有想象力和实验精神等基本素质。
课堂小结

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