一名物理学家教育历程教案

第一篇：一名物理学家教育历程教案

寻“趣”之旅

——《 一名物理学家的教育历程》教案（22号选手）

教学目标：

1、整体感知文本，以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵，引导学生从生活出发，了解科学、认识科学,体会科学的精神。

2、精读文本，感受科学思维及其语言表达的特殊美感。教材分析：

《一名物理学家的教育历程》是美籍日裔理论物理学家加来道雄的作品，文章没有像本单元前面两位科普作家一样向我们介绍大量的科学知识，而是通过对童年的两件对自己启发很大的趣事的追溯，告诉了我们走上科学道路的一些必备因素（想象力、好奇心、探究精神、实践精神等）。全文的思路很清晰，主要是围绕两件事展开，学生更容易从文章结构上去把握文章内容，通过学习此类课文，我们期盼学生从中能够体会到科学精神和科学的思维习惯，感受到科学语言的特殊美感。

文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述的顺序主要是时间顺序。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”。“童年的两件趣事”是文章的主要内容，学生也很容易概括出来；文章讲述的第三件事：在高中阶段自己动手建造实验室。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出，充分体现了一名理论物理学者的风格。

课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这样的顺序叙事，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“物理学家”的“教育历程”，并不旁及其他成长的经验；在局部上，重点放在制造自己的原子对撞机上，其中具体的数据陈述得很详尽，让我们体会到作者严谨、踏实的性格，以及成为物理学家所需要的基础工作能力。

这篇文章是一篇略读课文，主要是以学生的感知领悟为主，所以我将解读的重点放在这篇文章的趣味上，从三个版块上展开：有趣的科学精神、有趣的科学思维、有趣的科学语言。学情分析：

高二的学生读懂这样一篇叙述性很强的科普文章，是比较容易的。只是文章篇幅较长，所以采取“长文短教”的办法，把文章教短。文中涉及到大量的科学知识，对同学们来说，可能有一点难度，但也容易引起大家的兴趣。老师应该将教学的重点放在文章的内容上，不必纠结相关的科学知识，但可以引导学生课后去阅读相关的书籍。教学课时：一课时 教学过程：

一、导入：

10月19日，也就是昨天，凌晨3时31分，神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室成功实现自动交会对接！从逐日、奔月的神话，到空间站的建立，千年绮梦已成真；从万户飞天到神舟十一号载人飞船的起航，揽月神游弹指间；从想象到实践，我们依靠什么走到了今天？或许《一名物理学家的教育历程》会给我们答案。

二、速读：寻趣之科学精神

1、请同学们快速阅读全文，找找看文章写了哪几件事情？并说说哪件事最有趣？（作为已经具备一定的阅读水平、概括能力的高二学生，他们应该能很快概括出三件事：童年两件事——对鲤鱼世界的遐想、对爱因斯坦未竟事业的向往，高中时代一件事情——建立自己的实验室。至于“哪件事最有趣”，容易打开学生的思维，人人有话可说，可对文本 进行个性化的解读。）

2、你可以从这些趣事中看到哪些方面的精神和品质对成为优秀的科学家最为重要？（这个问题的设计，实际上是为了探究科学精神：想像力、好奇心、探究精神、实践精神„„）

3、说说你在童年中也有哪些这样类似的奇思妙想。

（设计这个问题的目的，一锻炼学生的口头表达能力，活跃课堂气氛，二背后的意思、隐性的教学是让学生思考，我们跟科学家可能有相似的起点，却走向了不同的终点，这是什么决定的。）

三、精读：寻趣之科学思维

请同学们精读鲤鱼科学家的故事，找出围绕鲤鱼科学家作者都想了哪些内容？

“我想”„„

“我曾想”„„

“我想”„„

“我曾想”„„

“我常想”„„

1、请学生读一读这些文字后面的内容，归纳“鲤鱼科学家”对世界的认知：（1）水池之外看不见的世界没有科学意义；

（2）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；（3）“鲤鱼科学家”的“消失”与“重现”——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，而它们却认为是“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。

2、“鲤鱼科学家”与人类有什么相似之处？

（1）我们的一生在自己的“池子”里度过，只要超出我们理解力的存在，我们就拒绝承认；（2）科学家发明像力这样的概念，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；（3）“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”。

3、联系题记，感受作者有趣的科学思维：

从现象到本质，从观察到推理，从具体到抽象，从感性经验到理性思考„„

四、品练：寻趣之科学语言

1、科学的精神，科学的思维都需要一个载体：科学的语言。本文的语言不同于一般科普说明语言平实准确，显得特别有趣。请大家找出一两句有趣的语言出来品读。

2、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《人类行为之谜》。请你用有趣的语言替这位动物“科学家”做一回代笔人。

五、小结：

愿我们保持对这个世界初恋般的好奇！附板书设计：一名物理学家的教育历程

第二篇：一名物理学家的教育历程教案

一名物理学家的教育历程教案

试课稿

各位评委大家好，我是 号考生，我抽到的题目是《一名物理学家的教育历程》 上课，同学们好，请坐

一、导入

同学们，在我们小的时候，常常会谈及未来的理想，那时候我们常常无畏地说：“我要做一名科学家”，可是随着年龄的增长，我们很少有人再说了，这是为什么呢？因为我们逐渐明白成为一名科学家是极其艰难的。那么怎样才能成为一名科学家呢？今天我们就通过著名的理论物理学教授加来道雄的文章《一名物理学家的教育历程》得到点启发吧！（板书：一名物理学家的教育历程

加来道雄）

二、作者简介：

加来道雄，美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》《超弦导论》。

三、研究探讨课文内容，完成重难点的学习：

1．审读本文标题，你能否推断一下文章会写什么内容，会怎么写？你的推断和作者的构思是否有出入？出入在哪儿？

这里的教育不是受教育或者教育别人，而是自主教育，自主发展。2．速读全文回答下面问题，感受结构内容

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”是什么？除了这两个趣事，作者还写了成长中的那个事例？

鲤鱼世界的幻想 爱因斯坦故事

建立实验室

（板书： 鲤鱼世界的幻想 爱因斯坦故事

建立实验室）3． “鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？

主要有以下几点：（1）“水池之外看不见的世界没有科学意义。”（2）“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。（3）“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。（4）“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”。

4．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。（3）“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。

5.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的道路的呢？

一名学生朗读课文12、13自然段，其余学生思考问题并明确： 对爱因斯坦未竟事业的向往，使作者产生对同一场理论的兴趣，好像侦探一样给予找到故事的线索和结局。

6.思考：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。7.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要？

（1）想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。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。

（2）乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。

（3）实验精神：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

四、研究探讨：

作者的成长历程给你什么启示？成为一名科学家需要那些素质？请你举出几个和作者成长历程相似的科学家？

作者进行艰苦枯燥的工作，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：人要想有所成就仅仅空想是不行的，要有严谨、踏实、务实的工作作风，从基础做起，重在实践。

应具备下列品质：奇特的想象力；探究的精神；实验的精神；自主创新精神；奉献精神；要耐得住寂寞；不要固步自封；坚定的信念，坚持不懈的努力。例如华罗庚、爱因斯坦、钱学森、牛顿、瓦特、居里夫人等。

五、总结

一名理论物理学家的成长历程，给了我们很多的启示：大胆的想象、怀疑和猜测，不要固步自封；兴趣在人的成长过程中是不可或缺的，但要达到成功的彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力，这或许是作者要告诉我们后辈的，希望大家能踏着他的脚步，一步一步取得进步。

这节课就上到这里，下课，同学们再见！

板书

一名物理学家的教育历程

加来道雄

鲤鱼世界的幻想 爱因斯坦故事

建立实验室

第三篇：一名物理学家的教育历程 教案

一名物理学家的教育历程

一、教学目标

(一)知识目标：．引导学生认识物理学家的教育历程。

（二）能力目标：在课堂中能够让学生学到科学的学习方法和思维习惯，培养筛选整合文章关键信息的能力，学会用结构分析法来快速阅读文章和梳理文章的主旨。

（三）思想教育目标：感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，激发学生探求未知世界的兴趣，培养学生养成良好的性格品质。

二、教学重难点

（一）教学重点：引导学生以“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）教学难点：培养筛选整合文章关键信息的能力，用结构分析法来快速阅读文章和梳理文章的主旨。

三、课时安排：一课时

四、教学过程(一)导入

我们小的时候，常常会谈到我们未来的理想，（小时候老师布置的作文）那时候我们常常无畏地说：“我要做一名科学家”，可是随着年龄的增长，我们很少有人再说了，这是为什么呢？因为我们逐渐明白成为一名科学家是极其艰难的。那么怎样才能成为一名科学家呢？我们真的要好好研究一下成为一名科学家需要怎样的教育历程了，今天我们就通过著名的理论物理学教授加来道雄的文章《一名物理学家的教育历程》得到点启发吧！

(二)作者介绍

加来道雄，美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）、《量子场论》《超弦导论》。

(三)初读课文，把握大意

1、正音辨形

杜撰（dù zhuàn）

斑斓（bān lán）撒手人寰（sā shǒu rén huán）湮没（yān méi）

畏葸（wèi xǐ）

自鸣得意：自己表示很得意。（多用于贬义）得意洋洋：很得意的样子。（中性）

刨根究底：认真盘究查问，弄清根底缘由。又作盘根问底。寻根究底：寻求和追究事物的根底。也作寻根究底。（两次区别不大）

2、我们的任务主题--总结出成为一名科学家所具备的基本条件。

3、以小组为单位研读文章，首先说说作者介绍了他由童年到青年成长过程中的几件事情？

答：第一件趣事是指作者小时候在父母的带领下，去旧金山游览著名的日本茶园。作者在那里发现了丰富多彩的非常有趣的鲤鱼世界。（“鲤鱼科学家”的故事，包括阅读多维空间历险故事）

第二件趣事是指作者在八岁时曾听过的一个有关整个人类历史上最伟大的科学家的故事。（爱因斯坦故事，包括阅读统一场理论书籍和建立实验室的故事）

4、作者对鲤鱼世界是怎样遐想的？

答：主要有以下几点：（1）“水池之外看不见的世界没有科学意义。”（2）“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。（3）“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。（4）“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”。

作者猜测鲤鱼是怎样观察它们周围的世界的，由此作者想象出有“鲤鱼科学家们”，它们的思想以及它们有过奇妙的经历等等。

这种遐想给予作者的意义是充分挖掘了他的好奇心和发挥了想象力，并且他保持了这样奇特的想像力，也由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。

好奇心和想象力很重要吗？--常越过各种思想桎梏

补充：据美国《生活科学》杂志８月号报道，科学家的使命是搞清楚这个世界如何运转，让大自然迫不得已泄露隐藏许久的秘密。当然，并非每一个人都能成为科学家。那究竟具备什么样的素质才能成为科学家呢？

成为一位科学家必须具备两个重要条件：探寻谜团的好奇心和解开谜团的创造力。欧洲研究委员会委托进行的一项有关科学创造力的研究称：“科学家表现出超强的好奇心。他们会对基本问题进行更加深入的研究，充分表现出求知的欲望。”好奇心是指对一个有序世界微小差异的敏感性。大量研究表明，充满好奇心的人渴望寻求新奇的事物和陌生的东西，希望给一切问题找到更好的答案。

5、作者对爱因斯坦未竟事业是怎样看待和怎样做的？

首先作者接触到爱因斯坦的“未竟事业”，激发了他的探究兴趣。其次他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探究，并且“我决定要对这一秘密刨根问底”；

再次高中时代，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“学校的足球场中缠绕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。

6、这一过程的意义在哪里呢？

我们发现作者的基本科学素质都得到了培养和锻炼。例如探究能力、推断能力、动手实验能力以及在其中不可缺少的不怕挫折、质疑求真的科学精神，尊重事实和实事求是的科学态度等都得到了培养和锻炼。

7、现在我们的任务已经完成，我们总结一下他的成长历程吧！

8、文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，“教育历程”，暗示本文的说明顺序是:时间顺序。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。

说明要有顺序，这是使说明内容条理化的必要条件。常见的说明顺序有：时间顺序、空间顺序、逻辑顺序。说明的时间顺序和记叙的时间顺序相似。空间顺序，要特别注意弄清空间的位置，注意事物的表里、大小、上下、前后、左右、东南西北等的位置和方向。逻辑顺序，常以推理过程来表现。采用什么顺序，主要取决于作者所说明对象的特点。说明事物的发展变化，时间顺序容易表示清楚。写建筑物的结构，离开空间顺序难让读者看明白。说明事理用逻辑顺序，正便于体现事理的内部联系。

9、总结：童年的两件趣事之所以引导作者走上成为一名理论物理学家的历程，是因为作者在这其中的一些基本科学素养和科学能力得到了充分地挖掘、培养和锻炼。它们是：

好奇心、想象力、探究能力、实验能力、不怕挫折、质疑求真的科学精神，尊重事实和实事求是的科学态度等。

（1）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。

（2）乐趣：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。

（3）实验精神：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。

四、拓展延伸

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.五、板书

一名物理学家的教育历程

加来道雄

六、知识补充（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一米尔斯场理论，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。

（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）。

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”。

第四篇：《一名物理学家的教育历程》教案

同学们，在我们小的时候，常常会谈及未来的理想，那时候我们常常无畏地说：“我要做一名科学家”，可是随着年龄的增长，我们很少有人再说了，这是为什么呢？因为我们逐渐明白成为一名科学家是极其艰难的。那么怎样才能成为一名科学家呢？ 当我在互联网上搜索“如何成为一名科学家”这一词条时，还发现了这样一个留言“我的理想是成为一名物理学家，但上了大学之后我开始清醒地认识到原来自己就不知道该在哪些方面努力，应该怎样做？”如此看来，我们真的要好好研究一下成为一名科学家需要怎样的教育历程了，今天我们就通过著名的理论物理学教授加来道雄的文章《一名物理学家的教育历程》得到点启发吧！

加来道雄，美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》《超弦导论》。

三、课文学习具体过程：

1我们的任务主题——总结出成为一名科学家所具备的基本条件。

3挑出不理解的语句，小组内讨论解决，不能讨论解决的提出来在课堂上讨论共同解决。4课堂归纳整理 解决问题过程：

并且他保持了这样奇特的想像力，也由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。好奇心和想象力很重要吗？——常越过各种思想桎梏

补充：据美国《生活科学》杂志８月号报道，科学家的使命是搞清楚这个世界如何运转，让大自然迫不得已泄露隐藏许久的秘密。当然，并非每一个人都能成为科学家。那究竟具备什么样的素质才能成为科学家呢？

成为一位科学家必须具备两个重要条件：探寻谜团的好奇心和解开谜团的创造力。欧洲研究委员会委托进行的一项有关科学创造力的研究称：“科学家表现出超强的好奇心。他们会对基本问题进行更加深入的研究，充分表现出求知的欲望。”好奇心是指对一个有序世界微小差异的敏感性。大量研究表明，充满好奇心的人渴望寻求新奇的事物和陌生的东西，希望给一切问题找到更好的答案。

好奇的科学家相信，茫茫宇宙定有规律。他们总在孜孜不倦地寻找目前公认理论难以解释的数据，为了平息数据和理论之间的冲突，科学家常常越过各种思想桎梏，通过不同角度思考问题。被誉为“量子物理学之父”的德国科学家马克斯．普朗克说过，科学家“必须具有鲜活的、本能的想像，因为新思想不是通过推理产生的，而是通过艺术创造力想像出来的”。这一过程的意义在哪里呢？

好奇心、想象力、探究能力、实验能力、不怕挫折、质疑求真的科学精神，尊重事实和实事求是的科学态度等。

现在我们的任务已经完成，我们总结一下他的成长历程吧！（板书）童年 青年（成年）鲤鱼世界的幻想（想像）

实验（理论物理学家）爱因斯坦故事（理论）

自由讨论：在这些能力、精神和态度中，你认为哪一点最重要？你最缺乏的是哪种能力？哪种精神或哪种态度？除此之外，你还有补充吗？

第五篇：《一名物理学家的教育历程》教案

《一名物理学家的教育历程》教案

【教学目标】：

1、引导学生从生活出发，了解科学、认识科学，体会科学的精神。

2、引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。

3、引导学生感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，激发学生探求未知世界的兴趣，培养学生养成良好的性格品质。

【重点、难点】

引导学生以“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。

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。

【课时安排】1课时 【教学步骤】：

一、故事导入

有一次，爱因斯坦要把墙上的一幅旧画取下来，就搬来了一架梯子，一步一步爬上去。突然他又想起了一个问题，沉思起来，忘记了自己正在做什么，猛地从梯子上摔了下来。摔到地上之后他顾不上疼痛，马上想到：人为什么会笔直的掉下来？看来物体总是沿着阻力最小的线路运动的。他想到这里，马上站立起来，一瘸一拐地走到桌子前，提笔把自己的这个想法记了下来。遇事爱思考探究，常常从小事中受到启发，这就是当代伟大的物理学家——爱因斯坦的探索品质。那他对物理学家加来道雄的影响又是怎样的呢？

二、了解作者

加来道雄，美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》《超弦导论》。

三、研究探讨课文内容，完成重难点的学习：

1．审读本文标题，你能否推断一下文章会写什么内容，会怎么写？你的推断和作者的构思是否有出入？出入在哪儿？

提示：这里的教育不是受教育或者教育别人，而是自主教育，自主发展。

2、速读全文回答下面问题，感受结构内容 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”是什么？除了这两个趣事，作者还写了成长 中的哪个个事例？

明确：鲤鱼世界的幻想（想象）

建立实验室（实践）爱因斯坦故事（兴趣）

（设计意图：引导学生抓住课文标志性语句，梳理课文结构，引导学生从结构上去把握文章内容。）

3．【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？ 提示：主要有以下几点：

（1）“水池之外看不见的世界没有科学意义。”（2）“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。（3）“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。（4）“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”。4．【提问】作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？ 提示：

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。（3）“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。

5、【提问】你是否对自然界有过好奇心呢？是否也产生了对科学的兴趣？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的道路的呢？思考：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？ 提示：

对爱因斯坦未竟事业的向往，使作者产生对同一场理论的兴趣，好像侦探一样给予找到故事的线索和结局；

在作者心中，“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。

6、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要？ 提示：

（1）想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。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。（2）乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。

（3）实验精神：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。（设计意图：感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，激发学生探求未知世界的兴趣，培养学生养成良好的性格品质。）

四、研究探讨：（开放型题目）

作者的成长历程给你什么启示？成为一名科学家需要那些素质？请你举出几个和作者成长历程相似的科学家？ 提示：

作者进行艰苦枯燥的工作，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：人要想有所成就仅仅空想是不行的，要有严谨、踏实、务实的工作作风，从基础做起，重在实践。

应具备下列品质：奇特的想象力；探究的精神；实验的精神；自主创新精神；奉献精神；要耐得住寂寞；不要固步自封；坚定的信念，坚持不懈的努力。例如华罗庚、爱因斯坦、钱学森、牛顿、瓦特、居里夫人等。

五、小结、作业

一名理论物理学家的成长历程，给了我们很多的启示：大胆的想象、怀疑和猜测，不要固步自封；兴趣在人的成长过程中是不可或缺的，但要达到成功的彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力，这或许是作者要告诉我们后辈的，希望大家能踏着他的脚步，一步一步取得进步。

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”：人类行为之谜。那么请你试着替这位“动物科学家”做一回代笔人怎样？

板书设计：

童年

青年

成年 鲤鱼世界的幻想（想像）

建立实验室（实践）

理论物理学家

爱因斯坦故事（兴趣）

科学精神：

想像力——乐趣——实验精神

【相关知识】

为了更好地理解课文，我们需要了解一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一米尔斯场理论，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。

（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）。

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”。