《宇宙的未来》导学案 学习目标 1、学习本文生动、幽默的演讲风格，感受语言的幽默生动带来的亲和力和轻松感。 2、感受科学精神，增进科学素养，培养科学思辨能力和爱科学、用科学的热情。 学习重点 学习本文生动、幽默的演讲风格，感受语言的幽默生动带来的亲和力和轻松感。 学习难点 准确地感知和理解文中重要语句。 学习时间 一课时 学习方法 自主、合作、探究 知识链接： 斯蒂芬·威廉姆·霍金（StephenWilliamHawking）剑桥大学应用数学及理论物理学系教授，当代最重要的广义相对论和宇宙论家，是本世纪享有国际盛誉的伟人之一，被称为在世的最伟大的科学家。生于1942年1月8日的霍金刚好出生于伽利略逝世300周年纪念日之时。70年代他与彭罗斯一道证明了著名的奇性定理，为此他们共同获得了1988年的沃尔夫物理奖。他因此被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。 他还证明了黑洞的面积定理。霍金的生平是非常富有传奇性的，在科学成就上，他是有史以来最杰出的科学家之一。他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务，那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡逊数学教授。他拥有几个荣誉学位，是英国皇家学会会员。 他因患“渐冻症”（肌萎缩性侧索硬化症），禁锢在一张轮椅上达40年之久，他却身残志不残，使之化为优势，克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写，甚至口齿不清，但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”。尽管他那么无助地坐在轮椅上，他的思想却出色地遨游到广袤的时空，解开了宇宙之谜。 霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才，也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。 这篇演讲稿的特色： 1、生动的导引 这篇科技论文是演讲辞，具有演讲的特点。预言宇宙的未来，虽然是一个严肃的科学话题。但如果就事论事，很容易枯燥乏味。演讲需要激起听众的兴趣。演讲者从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，既增加了趣味性，又深化了讲演的主题──在与巫术的对比中，更显出了科学的求实精神。 2、严谨的推理 作为一篇科学演讲，其最终目的是让人信服。本文严谨的推理，增强了说服力。宇宙虽然复杂，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是决定其命运的关键，然而，确定这一点非常不易。演讲者从可见物质谈到暗物质，从成熟的理论谈到科学假说，把问题讲得透彻明白。没有作出一个明确的预言，也说明了演讲者严谨的科学态度。 3、幽默的语言 演讲是面对面的交流，这种交流是单向的，如果不注意演讲的语言艺术，就达不到最佳的表达效果。这篇演讲语言幽默，创造出一种轻松愉快的气氛，使所论述的问题更易于为听众接受。如，文中有一段话说：“我比其他的末日预言者更占便宜。即使宇宙将要坍缩，我可以满怀信心地预言，它至少在一百亿年内不会停止膨胀。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默，同时传达出重要的信息：宇宙“至少在一百亿年内不会停止膨胀”。
本文是史蒂芬·霍金1991年1月在剑桥大学的一次演讲录这篇演讲，从古代巫师的预言，谈到近代宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言，结构严谨，重点突出作者运用天体物理学理论，对宇宙未来作出了两种预测，一是继续膨胀下去；二是收缩以至坍缩成一个点是膨胀还是收缩，取决于宇宙的平均密度“如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀但是如果它比临界值大，宇宙就会坍缩，而时间就会在大挤压处终结”可“现在密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度”，所以两种结果都有。 学习过程：一、导入新课，板书课题在当今世界的自然科学领域,能够和爱因斯坦比肩的人物恐怕应当首推斯蒂芬·霍金了,他不但做出了辉煌的科学成就,其坚强的意志品质也深深地感染着我们,我们今天就来学习他的一篇演说辞《宇宙的未来》(板书课题)。 仰望灿烂的星空,我们会肃然起敬,产生无穷无尽的联想和想像。从古到今,人们对于宇宙的猜测和探索从来也没有停止过。如屈原在《天问》里就发出了一系列的探问:"遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?……九天之际,安放安属?隅隈多有,谁知其数?天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈?出自汤谷,次于蒙汜,自明及晦,所行几里?"中国古代的宇宙学有浑天说、盖天说、宣夜说等,西方有日心说、地心说等。然而直到20世纪诞生现代宇宙学,人们对宇宙的认识才有了根本性的突破。本文作者是当代着名的理论物理学家,他以"宇宙的未来"这样玄而又玄的话题在剑桥大学作讲演,对我们认识宇宙有哪些启示呢? 二、检查预习情况 1、填字音（斜体） 咒语 尴尬 拯救 坍缩 诘问 模棱两可 倚重 估算 丧生 屏风 创造 丧事 屏除 创伤 2、解词语 ①模棱两可： ②臭名昭著： ③感恩戴德： ④微不足道： ⑤坍缩： ⑥推演： ⑦蒙昧： 3、辨用法 ①以至 以致 （1）他非常用心地写生， 野地里刮起了风沙也不理会 （2）他事先没有充分调查研究， 做出了错误的结论 ②一经 已经 （1）这 是过去的事了，就不要再提了 （2）这件事情 ，有关部门一定会给大家一个说法 ③细致 细密 （1）我们必须对问题进行 的分析，才能得出正确的结论（2）围绕这件事情，大家做了很多艰苦 的工作，问题终于得到了圆满的解决4、文学常识填空演讲稿这种应用文体有三个特点，是--------，----------，---------。在表达方式上这种问题一般以--------------为主？
5、霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？6、对宇宙的未来，作者以为是可以预测呢，还是不可以预测?三、课堂互动探究1、文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败?2、体会这篇演讲词的语言特点。3、课文中霍金对宇宙未来的预言，你怎么看? 四、课外拓展阅读下面的文段，完成7－10题观测宇宙的新窗口 人类最早用眼睛观察宇宙，后来出现了光学望远镜，增加了观测的距离，射电、红外、紫外、X—射线、γ射线等望远镜的出现，扩展了观测宇宙的视野、然而，所有这些观测手段的基础，都是接受来自天体的电磁辐射，对于某些缺乏电磁辐射的“暗”天体，我们就会视而不见，引力波探测可以弥补这一缺陷由于天体都具有质量，因而只要探测器足够灵敏它们的运动都可由于辐射引力波而被检测预期中的黑洞就是一个例子黑洞不辐射电磁波，而它们的产生和碰撞都将辐射出强烈的引力波历史上每一新的探测工具的使用，都伴随着重大的天文学发现，如射电望远镜“看”到了中子星，宇宙微波背景观测发现3K宇宙背景辐射可以预测，由于引力波携带着天体运动的大量原始信息，引力波探测也将在宇宙观测上有新的发观，引力波探测器将成为研究天然物理学的有力工具这一前景激发了天体引力波源的研究热潮，极大地推动了天文学和天体物理学的进展1992年物理学诺贝尔奖得主是美国的J.Taylor和R.Hulse，得奖原因是他们对脉冲双星PSRl91316的发现和研究这是一个罕见的双脉冲系统，距离地球1.5万光年，轨道偏心率大(～0.6)，由于不对称性和高速的轨道运动而有强烈的引力辐射，辐射的能量损失使轨道周期变短.从1974年开始，经过十多年观测，得出轨道周期率为(2.452±10)12881相当于每年变化0.7秒这与根据广义相对论引力辐射理论的预期十分准确地符合这一观测，成为存在引力辐射的第一间接观测证据 人们对引力波探测的兴趣，还在于这一探测对人类认识自然的重要作用从物理学角度看，既然各种引力理论都预言了引力波的存在，并赋予它们以不同的特征(如传播速度，偏震，能量辐射方式等)引力波探测的结果将有助于区分理论的正确与否，从而推动理论研究的进展，对引力波性质的深入了解，有助于引力场量子化学的理论研究，从而为大统一理论做出贡献 由于引力波探测需要大量高精仪器和技术，探测的要求将促进这些技术的发展，超导量子干涉器(SQUID)和大功率钇铝石榴激光器(Nd：YAG)就是例子……
经过20世纪前40年的努力，以爱因斯坦为代表的学术先驱建立了引力波的理论体系；以韦伯为代表的科技界从60年代开始了引力波的实验探测，达到理论上检验灵敏度要求的引力波探测器可望在20世纪末建成将近百年的不懈努力，反映了人们追求真知的热忱人们期望20世纪末建成的激光引力波探测器，在21世纪的头十年取得突破，在地球上首次测到引力波讯号 更多的引力波讯号的获得将极大地开阔人类的宇宙视野，对获得的引力波讯号特性的分析将促进人类对引力本质的认识有人认为，人类一旦掌握了引力波，所导致的社会效应将可与人类掌握电磁波相类比由于引力波具有极强的穿透力，作为宇宙间的通讯工具将具有无与伦比的优势 也许最新的探测器仍未能发现引力波的“芳踪”那么，这将是对现有引力理论，特别是广义相对论的极大挑战，新的理论必将出现作为近代科技前沿研究的引力波探测热潮，在世纪之交的时刻，由于面临突破而更加“热”了近百年的努力使人们充分认识到这一任务的艰巨性，需要各国科学家的共同努力科学家们在这方面已建立起良好的合作关系，新的突破，将是共同努力的结晶，这也是引力波探测的一个特点。 (节选自胡斯科《引力波探测》) 7.根据文意，下列对引力波探测器的说明，错误的一项是( ) A.历史上每一新的探测工具的使用，都伴随着重大的天文学发现可以预测，由于引力波携带着天体运动的大量原始信息，引力波探测也将在宇宙观测上有新的发现，引力波探测器将成为研究天体物理学的有力工具 B.达到理论上检验灵敏度要求的引力波探测器已经在20世纪末建成 C.人们期望20世纪末建成的激光引力波探测器在21世纪的头十年取得突破，使在地球上首次测到引力波的讯号成为可能 D.有可能最新的探测器即引力波探测器仍未能发现引力波的“芳踪” 8.根据文意，关于引力波探测的说明，正确的一项是( ) A.人们对引力波探测的兴趣，关键在于这一探测对人类认识自然的重要作用 B.引力波探测的实施将有助于区分理论的正确与否，从而推动理论研究的进展 C.对引力波性质的深入了解，有助于引力场量子化学的实验研究，从而为大统一理论做出贡献 D.引力波探测可以弥补我们对于某些缺乏电磁辐射的“暗”天体视而不见这一缺陷 9.下列理解符合原文意思的一项是( ) A.引力波的理论体系的建立，是在经过20世纪前40年的努力，由以爱因斯坦为代表的学术先驱完成的 B.在地球上首次测到引力波的讯号的时间在21世纪的头十年 C.宇宙间的通讯工具中具有无与伦比的优势的就是具有极强的穿透力的引力波探测器 D.作为近代科技前沿研究的引力波探测热潮，在世纪之交的时刻，由于更加“热”了而面临突破 10.根据本文提供的信息，以下推断错误的一项是( ) A．与增加了观测距离的光学望远镜，扩展了观测宇宙的视野的射电、红外、紫外、X—射线、γ射线等望远镜相比，引力波探测器将成为观测宇宙的新工具，并将为人们提供观测宇宙的新窗口 B．美国的J.Taylor和R.Hulse发现并研究了脉冲双星PSRl91316这个罕见的双脉冲系统，经过十多年观测，得出轨道周期率为(2.452±10)12881，相当于每年变化0.7秒，这一观测，成为存在引力辐射的第一间接观测证据这也表明，目前还没有证明引力辐射的直接观测证据
C．从物理学角度看，既然各种引力理论都预言了引力波的存在，并赋予它们以不同的特征(如传播速度，偏震，能量辐射方式等)，引力波探测的结果将有助于区分理论的正确与否，从而推动理论研究的进展，对引力波性质的深入了解，有助于引力场量子化学的理论研究，从而为各种假想理论的统一做出贡献 D．如果最新的探测器仍未能发现引力波的“芳踪”，那么，这将是对现有引力理论，特别中广义相对论的极大挑战；如果这个挑战成功，新的理论必将出现
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