14、《一名物理学家的教育历程》导学案（学生）

14、《一名物理学家的教育历程》导学案班级：姓名:【学习目标】1.体会加来道雄所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本精神品质对人成长的作川。2.引导学生养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。3.指导学生理解作者所说的索年趣事背后所蕴含的科学观、学习观。4.结合现实生活讨论，培养学生的探索精神。【学习课时】1课时【课前预习】一、关于作者加来道雄，美籍日裔物理学家，纽约市立大学城市学院理论物理学教授。他毕业于哈佛大学，获得加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位。主要著作有《超越爱因斯坦》《量子场论》和《超弦导论》等书籍。二、知识链接加来道雄是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发明者之一。加来道雄博士力国际知名的理论物理学与环境学者，他秉持着爱因斯坦的精神：探寻“所有事物的原理”。加来道雄博士提出的“超弦理论”，虽然只是短短一个一英寸长的方程式，也许就是解开宇宙之谜的第一把钥匙。博士是纽约市立大学的理论物理学教授，著作多达九本，其中包括《穿梭超吋空：十度空间科学奇航》以及（（Visions:HowScienceWillRevolutionizethe21stCentury》。他同时也是电视节目的常客，曾为“夜线”、“赖利•金脱U秀”与“六十分钟”的座上宾，更数度出现在美国公共电视（PBS））的纪录片中。此外，TLC、BBC、TechTV和SciFiChannel等频道都曾制作加来道雄博士的专题报导。为丫更好地理解课文，我们耑要；r解■•些相关的理论物理学知识：（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网种：引力、屯磁力、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-•起来（美籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨一米尔斯场理论，解决了这一问题，被称为“I小•准模型”。但是这一理论因为计兑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。（2）高维空间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Y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（空问三维加上时间）理论太“小”，不能解释宇宙中的四种力。当他们超越网维而在更高维（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）。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，网维宇宙暴胀，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。但足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，耑要的能量太大,根木无法做到，所以现在高维空间理论只能是“理论”。三、整体感知1、请给下列加点的字注咅。刨根问底（）參撒手人寰（）睿湮没（參)畏葸不前（）•五彩斑斓（）參栅栏（•)杜撰（）怪诞（）惊诧（)2、解释下列词语的意思:(1)细枝末节:(2)自鸣得意:(3)在所不辞:(4)遐想:(5)杜撰:(6)怪诞:(7)畏葸:【预习检测】【课堂探宄】一、快速阅读全文并思考：作者在文屮指出在童年有两件事惜大大地丰富了他对世界的理解力，并且引导他成为一个理论物理学家的历程，请找出是哪两件事。二、苏轼说过：“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”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。问题：1、“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？问题：2、作者想通过“鲤ft科学家”对世界的认识说明什么？ 三、你是否对0然界有过好奇心呢？是否也产生了对科学的兴趣？看看鯉鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟的事业的向往，是怎样启迪作者走上了科学探索道路的呢？试思考以下问题。问题：1、作者说“我决定要对这-•秘密刨根究底，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？问题：2、作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义?P4、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“教育历稈”的叙述冇什么作用？【拓展探宄】阅读下文，回答下列问题：1789年，意大利科学家伽伐尼尔在一次做蛙腿实验时，首次发现细胞内存在生物电现象，随着对细胞生物电研宄的深入，利用生物电来检测疾痫，已成了现代医学诊断上一项必不可少的手段。其实，在人体内，各种微生物细胞、红细胞、淋巴细胞、癌细胞等每一种细胞都会产生电流，只不过这种电流极其微弱，且每种细胞产生的电流大小是各不相同的，但都是各自固定的数值。不久前，口本东京农工大学松永是教授以精确的实验证实了细胞屮的酶在一种称为“辅酶A”的作用下会放出电子，而电子的运动就会形成电流。不过，这种生物电流很小，仅仅只有十亿分之一安培左右。松永是教授还证实了癌细胞发生的生物电流要比正常细胞和其它一些别的细胞都大一些，这恰恰就是捕捉人体内肿瘤信息的基本理论依据。电流通常是在称为第一类导体的金属或其它导体中传输的，在人体内，也存在有称为第二类导体的细胞液、神经和经络等。它照常可以传导电流。这就是说，人体组织内存在有一种似乎很微妙的传导网络，在中医学上，这种网络称之为经络，经络起着沟通表里、运行气血、传 导信息的作用。1、捕捉人体内肿瘤信息的基本理论依据是（）A.细胞内存在生物电的现象B.可以利用生物电来检测疾病C.人体内每种细胞都会产生电流，且都有各自固定的数值D.细胞中的酶在一种称作“辅酶A”的作用下会放出电子。2、根据原文所提供的信息看，下面推断正确的两项是（）A.利用生物电进行现代医学诊断，始于意大利科学家伽伐尼尔。B.为捕捉人体内肿瘤信息提供系统的理论依据的第一位科学家，是H本东京农工大学的松永是教授。C.癌细胞发生的生物电流大于同种正常细胞和其它正常细胞所产生的生物电流。D.可以传导生物电流的除了金属和其它导体之外，还有细胞液、祌经和经络等三种第二类导体。E.人体组织内卞物电流的传导可以用我国传统的屮K学理论加以科学解释。