《一名物理学家的教育历程》导学案

第一篇：《一名物理学家的教育历程》导学案

高一语文 YW-10-04-000 《一名物理学家的教育历程》导学案

编写人：李军霞

审核人：王德红

编写时间：2010-4-16

【学习目标】

一、知识教育目标

引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。

二、能力培养目标

引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。

三、德育渗透目标 引导学生体会科学精神。【重点、难点及解决办法】

高维空间对普通人来说，是很难想像的。所以，学习重点是文章内容，而不是相关的科学知识。

【知识链接】

一、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》。

二、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”。

【整体感知】 1．本文的基本结构

2．本文的基本内容

【文本解读】

1．【提问】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？

2．【提问】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？

3．【提问】作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？

【课堂检测】

一、选择题

1.下列各组词语中，加点字的注音没有错误的一项是（）A.遐想（xìá）

怪诞（yán）

踪迹（zōnɡ）B.杜撰（zhuàn）

浩瀚（hàn）

畏葸（sī）C.偏裨（pí）

便利（pián）

贪婪（lán）D.湮没（mî）

目眩（xuàn）

可怖（bù）

2.下列各组词语中，没有错别字的一项是

（）A.漫游

五彩斑滥

杜撰

困惑不解 B.企图

高深莫则

湮没

惊诧不已 C.遐想

微乎其微

震惊

冷嘲热讽 D.浩瀚

自鸣得意

神密

撒手人寰

3.依次填入下列句中横线处的词语，恰当的一组是

（）

（1）我蹲在那里的一个小池边，为慢慢____________在水底睡莲之中五彩斑斓的鲤鱼所陶醉。（2）我_________在十里花市，无比惬意。

（3）他独自在江边____________，好像有什么心事。

A.徘徊

畅游

徜徉

B.畅游

徜徉

徘徊 C.徜徉

徘徊

畅游

D.畅游

徘徊

徜徉 4.下面句中标点符号使用有误的一项是

（）

A.我想,鲤鱼“科学家们”将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为“力”，来掩盖自己的无知。

B.由于不能理解在看不见的水面上存在的水波，它们将得出这样一个结论：睡莲之所以能够不被触摸而运动，是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。

C.他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？

D.我们把整整一个圣诞假日花费在这条50码长的线路上（1码＝0.91米），缠绕和安装笨重的线圈。

5.下列句子排序正确的一项是

（）①我的世界的本质超过了它们的理解能力。

②它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成。③鲤鱼们的一生就在这浅浅的水池中度过。

④我喜欢坐在距离鲤鱼仅仅几厘米的地方，然而，我们之间却如距深渊。

⑤它们大部分时间在池底漫游，因此它们只模糊地意识到在水面之上存在有另一个外部世界。

A.①④③⑤②

B.③②⑤①④

C.①④③②⑤

D.②③⑤①④

【拓展探究】

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究的深入，利用生物电来检测疾病，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，日本东京农工大学松永是教授以精确的实验证实了细胞中的酶在一种称为“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。

9、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。

10、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，是日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、神经和经络等三种第二类导体。

E.人体组织内生物电流的传导可以用我国传统的中医学理论加以科学解释。

课堂检测参考答案

1．解析：A.“诞”应读“dàn”；B.“葸”应读“xǐ”；C.“便”应读“biàn”。答案：D 2．解析：A.滥—斓；B.则—测；D.密—秘。答案：C 3．解析：A.遐想：悠远地思索或想象。答案：A 4.解析：畅游：①尽情地游览；②畅快地游泳。徜徉：闲游；安闲自在地步行。徘徊：①在一个地方来回地走；②比喻犹豫不决。

答案：B 5.解析：C项望文生义。

答案：C 6.解析：D项括号应在“50码”后。答案：D 7.解析：A项“包含有”重复赘余；B项多重否定不当造成不合逻辑；C项搭配不完整，应为“对于别的鲤鱼而言”。答案：D 8.解析：先说鲤鱼，再到“我”。标志性的词语有“鲤鱼们的一生”“它们„„意识到„„另一个外部世界”“我的世界„„超过了它们的„„”等。答案：B

9．C（解答此题关键要抓住第二段最后一句，搞清句中“这”字指代内容。根据“癌细胞发生的……都大一些”可知“这”与细胞所带电流的数值有关，因此可确定答案为C项。）

10．CD（伽伐尼尔只是发现了生物电，而未用于医学诊断，故A项错。松永是证实了而非提供了系统的理论依据，故B项错。另外E项中“加以科学解释”在原文中无根据。）

第二篇：一名物理学家的教育历程 导学案

《一名物理学家的教育历程》导学案

【教学目标】1．了解加来道雄和他的作品；

2．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用； 3．以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵； 4．养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。

【教学重点】理解作者所说的童年趣事背后所蕴含的科学观、学习观。【教学难点】以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。【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。加来道雄博士为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。

加来道雄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《穿梭超时空：十度空间科学奇航》以及《Visions:How Science Will Revolutionize the 21st Century》。他同时也是电视节目的常客，曾为“夜线”、“赖利•金脱口秀”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SciFi Channel 等频道都曾制作加来道雄博士的专题报导。【学习过程】

1．自读课文，给下列加点的字注音或根据拼音写汉字，将字的注音批注在课文中。（目标：识记生字词的能力

A）

斑lán（）

xiōngyǒng不息（）

杜zhuàn（）

惊诧（）

冥冥世界（）

令人目xuàn（）

鱼鳍（）怪dàn（）

撒手人寰（）

刨根究底（）

浩hàn（）湮没（）

畏葸不前（）2．给下列各组字注音、组词。（目标：辨析形近字的能力

A）

遐

（）

斓

（）

诞

（）暇

（）

澜

（）

瑕

（）

谰

（）

涎

（）3.查词典，解释下列词语的意思。（目标：理解词语意思的能力

B）（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：

4．本文题为“一名物理学家的教育历程”，文章通过记述作者在自己成长过程中起了重大作用的两件童年趣事，说明了他成为理论物理学家的成长历程。阅读全文，完成下表。（整体感知

B）课

题 段

落 段 落 大 意 结

构 一名物理学家 的教育历程 第1段 总提两件趣事对“我”的教育作用。总

第～

段

第～

段

5．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。阅读全文，说说从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。

【课后练习】

1．下列加点字注音完全正确的一项是【

】

A．斑斓（lán）

湮没（yīn）

遐想（xiá）

撒手人寰（huán）B．惊诧（chà）

杜撰（zhuàn）

踪迹（jī）

刨根问底（páo）C．鄙视（bǐ）

威吓（hâ）

栅栏（zhà）

冷嘲热讽（fěng）D．浩瀚（hàn）

怪诞（dàn）

漆黑（qī）

争妍斗艳（yàn）2．下列各组词语没有错别字的一项是【

】

A.光彩

谩骂

教诲

如据深渊

B.淘醉

赡养

誊写

自名得意 C.真谛

演绎

欣慰

食不果腹

D.嘉宾

安祥

浪费

融会贯通 3．下列句子中加点的成语，使用恰当的一项是【

】

A．搞科学研究就不能害怕困难，遇到问题，我们要敢于首当其冲，加来道雄从小就具有这种精神，终于成为世界著名的理论物理学家。

B．日本一小撮右翼分子不愿正视长达八年的侵华战争使我国人民生灵涂炭的历史事实，这是不能容忍的。

C．看问题，我们一定要在细枝末节上狠下工夫，只有这样，问题才能解决得全面。

D．湖南广电人正在紧锣密鼓地进行第六届“金鹰节”的各项准备工作，希望带给广大观众更多的惊喜。

4．下列各句中，没有语病的一句是【

】

A．日前，科学家宣布首次在太阳系外发现了一颗可能适合人类居住的星球，地球与它的温度、体积估计相似，而且还可能有液态水。

B．印度尼西亚一家公司在东爪哇钻探石油时，无意间打穿了一座泥火山，大量有毒泥浆从此没日没夜地喷发，酿成了世界罕见的泥浆灾难。

C．尽管人们为保护中华鲟付出许多努力，但工业企业向长江大量排污日益严重和人类活动等外界危害有增无减，使中华鲟的种群量急剧减少。

D．人们常说上帝偏爱瑞士，赐予她雄伟的山脉，宁静的湖泊和秀美的田园，是各国游客心驰神往的旅游休闲胜地。

5．一次辩论会上，主持人讲了下面一个故事，请你根据以下内容引出甲、乙两方辩题。要求：双方辩题语言要简洁，不超过10个字，具有可辩性。两个失败者沮丧地躺在屋子里，同时看到下面的情景： 一只蜘蛛要在天棚的拐角处结网，它向另一面墙壁荡过去，在即将接近那面墙壁的那一刹那，它掉了下来——这是它第七次失败了。蜘蛛的举动触动了他们。甲说：可敬的蜘蛛，你怎么那么自信而执著！我是人，难道不如一只蜘蛛吗？我要振作起来！乙说：可怜的蜘蛛，你只要稍微动一下爬行的方向，就可以成功。我是人，不是蜘蛛，我要重新选择方向！

甲方辩论题目：

乙方辩论题目：

阅读下面的文字，完成6～9题。

1990年9月，美国批准了世界上首个基因治疗方案。从此，世界各国掀起了研究基因治疗的热潮。值得提出的是，无论哪一种基因治疗目前都处于初期的临床试验阶段，均没有稳定的疗效和完全的安全性。可以说，在没有完全解开人类基因组的运转机制、充分了解基因机制和疾病的分子机理之前，进行基因治疗是相当危险的。

1999年9月，一位18岁的美国青年在接受基因治疗时不幸死亡，成为被报道的首例死于基因治疗的患者。2002年，法国包括一名3岁男孩在内的11名儿童同时接受了基因治疗，4月，这次试验性的基因治疗获得成功，所有患儿状况良好，而且表现出具有正常免疫力的迹象。但没过多久，医疗专家查出这名3岁儿童突然在基因治疗宣告成功后患上了某种类似白血病的癌症，有关专家认为这是由基因治疗引起的。这立刻引起各国的广泛关注。在这次医疗试验中，用于治疗疾病的基因被包裹进经修饰的逆转录酶病毒载体，然后再进入患者细胞中与DNA结合。虽这些病毒载体经过处理，可以防止感染，但科学家还无法控制病毒载体在DNA上的插入位置。所以，长久以来就有人担心，病毒载体会破坏重要的基因，导致“插入型突变”。如果被破坏的基因是负责调控细胞生长和分裂的，就会产生癌症。但是，也有一些专家认为，用逆转录酶病毒载体的基因治疗都是在近几年进行的，所以并不能排除有些病人今后发生癌症的可能。此前进行的多次基因治疗中，也使用了逆转录酶病毒载体，所有的患者都没有发生类似的问题。从长远来看，因插入变异会不断带来治疗风险，基因治疗专家必须考虑是否应该放弃现有的逆转录酶病毒载体，而使用其他非插入型载体，如腺病毒、疱疹病毒等。但是，也可以通过改造逆转酶病毒以减少插入变异的风险。一种比较可行的办法就是给载体安上“自杀”基因。例如，在载体中加入一种对那些抗病毒药物比较敏感的基因，当医生发现在逆转录酶病毒的作用下正常细胞可能转化为癌细胞时，就使用特定的抗病毒药物，那些“自杀”基因在这些药物的作用下让病毒“自杀”，这样就可将癌症消灭在萌芽阶段。

尽管科学家在不断尝试更成熟的基因治疗方法，但是目前的基因治疗还必须使用一些不够完善的技术。专家们指出，法国的这个医疗事件只是一个特例。在这次试验治疗中使用的逆转录酶病毒载体已经使用了十几年，只是最近才出现了不良反应。因此医疗专家们指出，不要因为个别的悲剧而排斥基因治疗，其实基因治疗的好处远远大于其弊端，它让那些用传统的医疗手段无法治愈的疾病患者看到了希望。与其远离基因治疗，不如从失败中吸取教训，更加深入地认识风险，从而帮助医生们在未来更好地预测和防止类似事件的发生。6．下列对第一段中画线句子的理解，不正确的一项是【

】

A.目前的基因治疗是在不了解基因内部机制和疾病分子机理的情况下进行的，也就没有令人满意的疗效和安全性。

B.人类目前对自身基因和有关疾病的研究成果，还不足以保证目前的基因治疗能达到人们所预想的疗效和安全性。

C.基因治疗是一项复杂的工程，现有的技术条件的限制，决定了它目前还停留在临床试验阶段，手术风险相当高。

D.人类对自身基因和相关疾病的研究，目前还没有达到很理想的水平，所进行的基因治疗也就难免存在较高危险。

7.下列对第二自然段有关内容的理解，正确的一项是【

】

A.尽管存有争论，但有关的专家还是坚持认为，正是治疗过程中的人为技术操作不当，最终导致了法国基因试验的失败。B.由于科学家到目前为止，还不能将用于治疗疾病的基因准确地插入逆转录酶病毒载体中，所以这起试验并未取得成功。

C.虽然还不能确定那位3岁男童的死因，但可以肯定的是，利用逆转录酶病毒载体插入DNA的基因治疗办法是行不通的。

D.迄今为止，科学家还没有找到控制经过处理的病毒载体插入DNA的位置的有效方法，现阶段基因治疗的风险是很高的。

8.下列理解不符合原文意思的一项是【

】

A.基因治疗的研究和试验已经进行了十几年，尽管其好处远大于其弊端，但近年基因治疗中出现的死亡个案，还是引起了科学家们的关注和反思。

B.一旦插入DNA的逆转录酶病毒载体破坏了负责调控细胞生长和分裂的基因，就很有可能使正常细胞转化为癌细胞，导致基因治疗的失败。

C.专家们通过给逆转录酶病毒载体植入对抗病毒药物比较敏感的基因，找到了避免因逆转录酶病毒载体插入变异而导致癌症的比较可行的方法。

D.目前的基因治疗全都处于临床试验期，还必须使用一些有待完善的技术，若想取得稳定的疗效和完全的安全性，仍需要科学家们的不断努力。

9．根据原文提供的信息，以下推断不正确的一项是【

】 A.目前使用逆转录酶病毒载体所进行的基因治疗试验并未成熟，人类对自身的基因和疾病的研究还要继续深化。

B.当人类基因的奥秘被真正解开的时候，基因治疗将获得更可靠的疗效和安全性，人们也就不再反对基因治疗。

C.比起传统的医疗手段来，基因治疗有着更广阔的前景，它对诸如癌症、心脏病等奇难杂症的治疗将更具效果。

D.随着科学家们的不懈努力和科技的发展，基因治疗将会给21世纪的医学带来革命性的变化，为人类的健康造福。

参考答案

1．斓

汹

涌

撰

chà

míng

眩

qí

诞

huán

páo

瀚

yān

xǐ 2．xiá

遐想

xiá

闲暇

xiá

瑕不掩瑜

lán

斑斓

lán

波澜

lán

谰言

dàn

荒诞

xián

垂涎三尺

3．（1）比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分。

（2）自以为了不起，表示很得意。

（3）决不推辞

（4）悠远的思索或想象

（5）没有根据地编造，虚构

（6）荒诞离奇古怪

（7）畏惧，害怕 4．

课

题 段

落 段 落 大 意 结

构 一名物理学家 的教育历程 第1段 总提两件趣事对“我”的教育作用。总

第 2 ～ 11 段 由对鲤鱼世界的遐想推知人类认识的局限。分

第 12 ～ 18 段 对爱因斯坦未竟事业的向往与研究。

5．（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。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）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：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。【课后练习】

1．C

2．C（A．据—距

B．淘—陶

名—鸣

D．祥—详）

3．D（A．“首当其冲”不是“首先冲上去”之意，它比喻最先受到冲击、压力、攻击或首先蒙受灾难。

B．“生灵涂炭”形容社会混乱时期人民群众处于水深火热的困境之中。“生灵”：指老百姓，成语前加“人民”，犯了语义重复之病。

C．“细枝末节”比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分。）

4．B（A．“地球与它的温度、体积估计相似”主客颠倒，不合逻辑，应改为“它的温度、体积估计与地球相似”。

C．句式杂糅。

D．成分残缺，“是各国游客”前缺主语。）5．甲方：面对挫折要坚持不懈

乙方：面对挫折要重新选择 6.A（画线句的意思是基因治疗是一项复杂的工作，人类目前对自身基因和有关疾病的研究，还没有达到很理想的水平，还不足以保证目前的基因治疗能达到人们所预想的疗效和安全性。而A项中说“目前的基因治疗是在不了解基因内部机制和疾病分子机理的情况下进行的”，说法过于绝对，因而不正确。）

7.D(A项中“正是治疗过程中的人为技术操作不当，最终导致了法国基因试验的失败”，在原文中没有这方面的内容，所以不正确；B项中“还不能将用于治疗疾病的基因准确地插入逆转录酶病毒载体中”，说法不对。原文中是“无法控制病毒载体在DNA上的插入位置”，因而也不正确；C项说法过于绝对，第二段中说：“也可以通过改造逆转录酶病毒以减少插入变异的风险”，并没有说“利用逆转录酶病毒载体插入DNA的基因治疗办法是行不通的”，所以也不正确。）

8.C（C项说的内容只是专家们的设想，还没有试验成功，所以这个说法不正确。）

9．B（B项中说“当人类基因的奥秘被真正解开的时候，基因治疗将获得更可靠的疗效和安全性，人们也就不再反对基因治疗”，这个说法过于绝对。因为还没有到那种地步，是否是可靠和安全，人们反对不反对，现在都无法推断，所以不正确。）

第三篇：《一名物理学家的教育历程》导学案

《一名物理学家的教育历程》导学案

【学习目标】

1、引导学生从生活出发，了解科学、认识科学。

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、引导学生体会科学精神。【重点、难点及解决办法】

高维空间对普通人来说，是很难想像的。所以，学习重点是文章内容，而不是相关的科学知识。

【知识链接】

一、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》。

二、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

5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”。

【文本解读】

1．【提问】本文体现了怎样的科学精神？

2．【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？

3．【提问】作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？

4．【提问】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？

5．【提问】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？

6．【提问】作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？

【课堂检测】

一、选择题

1.下列各组词语中，加点字的注音没有错误的一项是（）A.遐想（xìá）

怪诞（yán）

踪迹（zōnɡ）B.杜撰（zhuàn）

浩瀚（hàn）

畏葸（sī）C.偏裨（pí）

便利（pián）

贪婪（lán）D.湮没（mî）

目眩（xuàn）

可怖（bù）

2.下列各组词语中，没有错别字的一项是

（）A.漫游

五彩斑滥

杜撰

困惑不解 B.企图

高深莫则

湮没

惊诧不已 C.遐想

微乎其微

震惊

冷嘲热讽 D.浩瀚

自鸣得意

神密

撒手人寰

3.依次填入下列句中横线处的词语，恰当的一组是

（）

（1）我蹲在那里的一个小池边，为慢慢____________在水底睡莲之中五彩斑斓的鲤鱼所陶醉。（2）我_________在十里花市，无比惬意。

（3）他独自在江边____________，好像有什么心事。

A.徘徊

畅游

徜徉

B.畅游

徜徉

徘徊 C.徜徉

徘徊

畅游

D.畅游

徘徊

徜徉 4.下面句中标点符号使用有误的一项是

（）

A.我想,鲤鱼“科学家们”将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为“力”，来掩盖自己的无知。

B.由于不能理解在看不见的水面上存在的水波，它们将得出这样一个结论：睡莲之所以能够不被触摸而运动，是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。

C.他未完成的工作是什么？他桌上论文的内容是什么？什么问题可能会如此难以解决而又非常重要，值得如此伟大的科学家把他的有生之年花费在这种研究之中？

D.我们把整整一个圣诞假日花费在这条50码长的线路上（1码＝0.91米），缠绕和安装笨重的线圈。

5.下列句子排序正确的一项是

（）①我的世界的本质超过了它们的理解能力。

②它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成。③鲤鱼们的一生就在这浅浅的水池中度过。

④我喜欢坐在距离鲤鱼仅仅几厘米的地方，然而，我们之间却如距深渊。

⑤它们大部分时间在池底漫游，因此它们只模糊地意识到在水面之上存在有另一个外部世界。

A.①④③⑤②

B.③②⑤①④

C.①④③②⑤

D.②③⑤①④

【拓展探究】

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究的深入，利用生物电来检测疾病，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，日本东京农工大学松永是教授以精确的实验证实了细胞中的酶在一种称为“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 3

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。

9、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。

10、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，是日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、神经和经络等三种第二类导体。

E.人体组织内生物电流的传导可以用我国传统的中医学理论加以科学解释。

第四篇：一名物理学家教育历程 学案

《一名物理学家的教育历程》学案

编写：王智斌 审核：樊洁

班级： 姓名: 学号：

【学习目标】

1．了解加来道雄和他的作品；

2．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用； 3．以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵；

4．养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用

【学习重点】理解作者所说的童年趣事背后所蕴含的科学观、学习观 【学习难点】以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵

课前预习

1．自读课文，给下列加点的字注音或根据拼音写汉字，将字的注音批注在课文中

（目标：识记生字词的能力

A）斑lán（）

xiōngyǒng不息（）

杜zhuàn（）惊诧（）

冥冥世界（）令人目xuàn（）

鱼鳍（）怪dàn（）

撒手人寰（）刨根究底（）

浩hàn（）湮没（）

畏葸不前（）

2．给下列各组字注音、组词（目标：辨析形近字的能力

A）

遐

（）

斓

（）

诞

（）暇

（）

澜

（）

瑕

（）

谰

（）

涎

（）3.查词典，解释下列词语的意思（目标：理解词语意思的能力

B）（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：

4．本文题为“一名物理学家的教育历程”，文章通过记述作者在自己成长过程中起了重大作用的两件童年趣事，说明了他成为理论物理学家的成长历程阅读全文，完成下表（整体感知

B）

段

落

段 落 大 意

第1段

总提两件趣事对“我”的教育作用

第～

段

第～

段

5．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阅读全文，说说从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。

课后练习

1．下列加点字注音完全正确的一项是【

】 A．斑斓（lán）

湮没（yīn）

遐想（xiá）

撒手人寰（huán）．．．．B．惊诧（chà）

杜撰（zhuàn）

踪迹（jī）

刨根问底（páo）．．．．C．鄙视（bǐ）

威吓（hè）

栅栏（zhà）

冷嘲热讽（fěng）．．．．D．浩瀚（hàn）

怪诞（dàn）

漆黑（qī）

争妍斗艳（yàn）．．．．2．下列各组词语没有错别字的一项是【

】

A.光彩

谩骂

教诲

如据深渊

B.淘醉

赡养

誊写

自名得意 C.真谛

演绎

欣慰

食不果腹

D.嘉宾

安祥

浪费

融会贯通 3．下列句子中加点的成语，使用恰当的一项是【

】

A．搞科学研究就不能害怕困难，遇到问题，我们要敢于首当其冲，加来道雄从小就具有这．．．．种精神，终于成为世界著名的理论物理学家

B．日本一小撮右翼分子不愿正视长达八年的侵华战争使我国人民生灵涂炭的历史事实，这．．．．是不能容忍的

C．看问题，我们一定要在细枝末节上狠下工夫，只有这样，问题才能解决得全面 ．．．．D．湖南广电人正在紧锣密鼓地进行第六届“金鹰节”的各项准备工作，希望带给广大观众更．．．．多的惊喜

4．下列各句中，没有语病的一句是【

】

A．日前，科学家宣布首次在太阳系外发现了一颗可能适合人类居住的星球，地球与它的温度、体积估计相似，而且还可能有液态水

B．印度尼西亚一家公司在东爪哇钻探石油时，无意间打穿了一座泥火山，大量有毒泥浆从此没日没夜地喷发，酿成了世界罕见的泥浆灾难

C．尽管人们为保护中华鲟付出许多努力，但工业企业向长江大量排污日益严重和人类活动等外界危害有增无减，使中华鲟的种群量急剧减少

D．人们常说上帝偏爱瑞士，赐予她雄伟的山脉，宁静的湖泊和秀美的田园，是各国游客心驰神往的旅游休闲胜地

5．一次辩论会上，主持人讲了下面一个故事，请你根据以下内容引出甲、乙两方辩题要求：双方辩题语言要简洁，不超过10个字，具有可辩性 两个失败者沮丧地躺在屋子里，同时看到下面的情景： 一只蜘蛛要在天棚的拐角处结网，它向另一面墙壁荡过去，在即将接近那面墙壁的那一刹那，它掉了下来——这是它第七次失败了 蜘蛛的举动触动了他们 甲说：可敬的蜘蛛，你怎么那么自信而执著！我是人，难道不如一只蜘蛛吗？我要振作起来！乙说：可怜的蜘蛛，你只要稍微动一下爬行的方向，就可以成功我是人，不是蜘蛛，我要重新选择方向！

甲方辩论题目：

乙方辩论题目：

《一名物理学家的教育历程》学案

参考答案

1．斓

汹

涌

撰

chà

míng

眩

qí

诞

huán

páo

瀚

yān

xǐ 2．xiá

遐想

xiá

闲暇

xiá

瑕不掩瑜

lán

斑斓

lán

波澜

lán

谰言

dàn

荒诞

xián

垂涎三尺

3．（1）比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分

（2）自以为了不起，表示很得意

（3）决不推辞

（4）悠远的思索或想象

（5）没有根据地编造，虚构

（6）荒诞离奇古怪

（7）畏惧，害怕 4．

课

题 段

落 段 落 大 意 结

构

第1段 总提两件趣事对“我”的教育作用 总

第 2 ～ 11 段 由对鲤鱼世界的遐想推知人类认识的局限 分

第 12 ～ 18 段 对爱因斯坦未竟事业的向往与研究

5．（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）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qing，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 【课后练习】

1．C

2．C（A．据—距

B．淘—陶

名—鸣

D．祥—详）

3．D（A．“首当其冲”不是“首先冲上去”之意，它比喻最先受到冲击、压力、攻击或首先蒙受灾难

B．“生灵涂炭”形容社会混乱时期人民群众处于水深火热的困境之中“生灵”：指老百姓，成语前加“人民”，犯了语义重复之病

C．“细枝末节”比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分）4．B（A．“地球与它的温度、体积估计相似”主客颠倒，不合逻辑，应改为“它的温度、体积估计与地球相似”

C．句式杂糅

D．成分残缺，“是各国游客”前缺主语）5．甲方：面对挫折要坚持不懈

乙方：面对挫折要重新选择

第五篇：《一名物理学家的教育历程》导学案答案

《一名物理学家的教育历程》导学案

（一）答案见《教师教学用书 》 《一名物理学家的教育历程》导学案

（二）1.解析：A.“诞”应读“dàn”；B.“葸”应读“xǐ”；C.“便”应读“biàn”。答案：D 2.解析：A.滥—斓；B.则—测；D.密—秘。答案：C 3.B（葸，xǐ）

4.解析：A.遐想：悠远地思索或想象。答案：A

5.解析：畅游：①尽情地游览；②畅快地游泳。徜徉：闲游；安闲自在地步行。徘徊：①在一个地方来回地走；②比喻犹豫不决。答案：B 6.答案：C 7解析：D项括号应在“50码”后。答案：D 8.解析：A项“包含有”重复赘余；B项多重否定不当造成不合逻辑；C项搭配不完整，应为“对于别的鲤鱼而言”。答案：D.9.童年的两件趣事 高中时建立实验室 一笔带过 制造“自己的原子对撞机”

10、(1)想像力(2)乐趣(3)实验精神 11．B（浑－混）

12、解析：先说鲤鱼，再到“我”。标志性的词语有“鲤鱼们的一生”“它们„„意识到„„另一个外部世界”“我的世界„„超过了它们的„„”等。答案：B 13.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。

14.指有令人目眩的强光和鲤鱼从未见过的奇形怪状的生物的世界（即人类世界）15．有鳍才能运动。

16．展开想象，言之成理即可。

17.C（解答此题关键要抓住第二段最后一句，搞清句中“这”字指代内容。根据“癌细胞发生的„„都大一些”可知“这”与细胞所带电流的数值有关，因此可确定答案为C项。）

18、CD（伽伐尼尔只是发现了生物电，而未用于医学诊断，故A项错。松永是证实了而非提供了系统的理论依据，故B项错。另外E项中“加以科学解释”在原文中无根据