《一名物理学家的教育历程》教学设计4

《一名物理学家的教育历程》教案教学建议一、教学这篇课文，要以“教育历程”为重点，；探讨其中表现的思想内涵，引导学生体会科学精神。二、高维空间对普通人来说，是很难想像的。所以，教学重点是文章内容，而不是相关的科学知识。相关知识教师有所了解，能帮助教学课文即可，不必教授给学生。三、“研讨与练习”的二、三两题都是开放题，要引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。教学过程一、整体把握1.文章特点（1）结构文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，田此，叙述的顺序主要是历时牲的。但是,作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时性的叙述。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出。结构如图：童年青年（成年）鲤鱼世界的幻想（想像）f实验f（理论物理学家）爱因斯坦故事（理论）⑵内容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像力，并且保持了这样奇特的想像力,市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问底”,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“学校的足球场屮缠绕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”。⑶详略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屮到高屮,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“白己的原子对撞机”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。1.科学精神本文三个主要部分，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耍。(1)想像力：科学是需要想像力的，想像力能带來创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中，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。由感性的想像上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。(2)斥趣：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，对真正的科学千作者来说，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。(3)实验精神：丁肇中说过：，“现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们，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求到的。”(《应有格物致知精神》)有了想像力，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，假说就不能确立。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。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。 二、问题探究1•“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？主要有以下儿点：（1）“水池之外看不见的世界没有科学意义。”⑵“它们为睡莲白己能够运动而困惑不解”一一它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。（3）“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”一一它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。（4）“鲤鱼科学”的“传奇故事”，真实地证明另「个世界的存在，而它们却认为“胡说八道u,荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。2.作者想通过'（鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？・说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。（1）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”。（2）“科学家发明像力这样一些概念……”，是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。⑶“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。3.课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用？课文的重点是童年趣事和建立实验室，这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其屮的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对髙维空间的想像，激发兴趣；而阅读统一场理论书籍，既表现高中阶段作者求知的热情，也衔接起市理论到实验的探究过程。4.作者说“我决定要对这一问题刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人？理论物理学家的工作是抽象，枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。5.作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？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。 关于练习一、你是否对自然界有过好奇Z心？是否也因此产生了对科学的兴趣？阅读课文，看看对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，是怎样启迪作者走上科学探索道路的？设题意图：让学生了解文章主要内容。参考答案：对鲤鱼世界的避想，使作者感悟到人类观察角度的局限，激发探究未知世界的热情；对爱因斯坦未竟事业的向往，使作者产生对统一场理论的兴趣，好像“侦探”一样急于找到“故事”的线索和结局。由此，作者开始阅读相关书籍，建立自己的实验室，走上了科学探索的道路。二、苏轼说过：“不识庐山真面目，只缘身在此山屮”。物理学家的理论也许过于艰深，但是其中的道理，和日常生活的体验是相通的。文章所讲述的鲤鱼的故事，给了你怎样的启发？你是否也有过类似的奇思妙想呢？设题意图：引导学生把科学和生活联系起来，激发他们探究科学的热情。参考答案：站在地球上观察，我们觉得地球是平面的，但是在高空，我们就可以看到地球的曲面。这与鲤鱼们观察它们的宇宙，看到的是幽暗的水体是类似的。三、作者关于鲤鱼“科学家”的幻想十分有趣，如果我们以动物的眼光来观察人类，是不是也很有意思呢？假如有一位动物（狗、猫、鸡、燕子等）“科学家”，专门研究人类的某些行为，它写了一篇“科普文”人类行为Z谜。你替这位动物“科学家”做一回代笔人怎么样？设题意图：，引导学生换向思维。狗'、猫；鸡、燕子等动物都是生活在人类身边的动物，•它们可以说对人类很熟悉”；可联系《动物游戏之谜》，扩展学习内容。参考答案：略。