小學語文教案二年級
發(fā)表時間:2021-07-08高二語文教案:《一名物理學家的教育歷程》教案二。
一位優(yōu)秀的教師不打無準備之仗,會提前做好準備,作為高中教師就要早早地準備好適合的教案課件。教案可以讓上課時的教學氛圍非常活躍,有效的提高課堂的教學效率。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《高二語文教案:《一名物理學家的教育歷程》教案二》,供您參考,希望能夠幫助到大家。
高二語文教案:《一名物理學家的教育歷程》教案二
教學目標
1、引導(dǎo)學生從生活出發(fā),了解科學,認識科學。
2、引導(dǎo)學生以“教育歷程”為重點,探討其中表現(xiàn)的思想工作內(nèi)涵。3、引導(dǎo)學生思考、探討文中體現(xiàn)的科學精神,培養(yǎng)科學興趣,堅持探究的精神。
教學重點
1、教育學生科學就在身邊,從生活出發(fā),了解科學,認識科學。2、培養(yǎng)對科學的興趣和探究精神
教學方法:自主合作探究法教學課時:1課時教學過程一、導(dǎo)入新課
同學們,在我們小的時候,常常會談及未來的理想,那時候我們常常無畏地說:“我要做一名科學家”,可是隨著年齡的增長,我們很少有人再說了,這是為什么呢?因為我們逐漸明白成為一名科學家是極其艱難的。那么怎樣才能成為一名科學家呢?今天我們就通過著名的理論物理學教授加來道雄的文章《一名物理學家的教育歷程》得到點啟發(fā)吧!
二、作者簡介
加來道雄,美籍日裔物理學家,畢業(yè)于美國哈佛大學,獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位,后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。
三、題解
中心詞為“教育歷程”,“歷程”暗示說明順序為時間順序,那么“一名物理學家”指誰呢?加來道雄。那么本文就是一片自傳性質(zhì)的文章。
他的“教育歷程”怎樣?作者是不是從他的童年(幼兒園)、小學、初中、高中、大學一路寫來的?(引導(dǎo)學生了解文章內(nèi)容結(jié)構(gòu))
四、整體把握
1、本文的基本結(jié)構(gòu)
文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”,因此,敘述的順序主要是歷時性的。但是,作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力,并且引導(dǎo)我走上成為一個理論物理學家的歷程?!倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌?nèi)容,又是共時性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排,使文章既脈絡(luò)清楚,又重點突出。第一部分(第1段):交代童年的兩件趣事,(兩件趣事,一是對鯉魚世界的遐想,一是對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。)極大地豐富了作者對世界的理解力,并且引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學家的歷程。
第二部分(第2—11段):主要敘述作者對鯉魚世界的遐想。第三部分(第12—18段):主要介紹了作者對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。2、本文的基本內(nèi)容
①人人都對自然感到好奇,都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”,但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身,而作者卻由人的觀察角度,反思人類對宇宙的認知??此谱髡呱倌陼r的思維超出同齡人,其實只是他充分發(fā)揮了自己的想像力,并且保持了這樣奇特的想像力,由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。
②作者少年時接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”,激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動人心”,是因為他把愛因斯坦的理論當成一個“偵探故事”來閱讀、探究,這非常符合少年的心理。另外,“我決定要對這一秘密刨根問底”,也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格,這是成為科學家的基本素質(zhì)。
③高中時代,本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?!?,享受青春年華,但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫,裝配必需的硬件設(shè)備”,在“學校的足球場中纏繞22英里長的銅線”,自己動手建設(shè)實驗室,驗證愛因斯坦理論,探究反物質(zhì)。作者進行這樣艱苦枯燥的工作,體現(xiàn)了他對科學的熱愛,以及踏實的性格,顯露出一個科學工作者的潛能。由①②到③,我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。3、語言特點
五、合作探究
1.本文在材料處理上有什么特點?本文布局謀篇重點突出,詳略得當。在整體上,作者并沒有從童年到小學到初中到高中,按時間順序敘事,而是通過童年的兩件趣事和高中時建立實驗室的事例,突出他成長為一名“物理學家”的“教育歷程”,并不旁及其他成長的經(jīng)驗;在局部上,如高中階段,作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書,并常常去斯坦福大學的物理圖書館,相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的,這里肯定有許多精彩的故事,但是作者只是一筆帶過,重點放在制造“自己的原子對撞機”上,其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡,讓人體會到作者嚴謹、踏實的性格,以及內(nèi)在的成為物理學家所需要的基本素質(zhì)。2.本文體現(xiàn)了怎樣的科學精神?
本文三個主要部分,并不是簡單地敘述成長的故事,而是具有深刻的科學精神內(nèi)涵,可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學家最為重要。
(1)想像力:科學是需要想像力的,想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中,認識到人類觀察空間的局限性,間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造,體現(xiàn)了創(chuàng)新意識和探索精神。jAb88.Com
(2)樂趣:科學不應(yīng)該是枯燥的,而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘,對真正的科學工作者來說,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”,也是人生的“境界”?!坝螒颉笔顾麄儤反瞬黄?,充滿激情,不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利,不畏強權(quán),只求真理。
(3)實驗精神:丁肇中說過:“現(xiàn)代學術(shù)的基礎(chǔ)就是實地的探察,就是我們現(xiàn)在所謂的實驗?!薄翱茖W發(fā)展的歷史告訴我們,新的知識只能通過實地實驗而得到,不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的?!?《應(yīng)有格物致知精神》)有了想像力,有了樂趣,那只是成為科學家的最基礎(chǔ)的因素,不去踏踏實實地做實驗,就不能得到基本數(shù)據(jù),假說就不能確立。一味地
空想,不去做基礎(chǔ)工作,不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論,雖然還停留在紙面上,但是科學家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實驗工作,努力使理論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論,也要有數(shù)學和天體物理學的實驗基礎(chǔ),也不是空想出來的。3.“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的?主要有以下幾點:(1)“水池之外看不見的世界沒有科學意義?!?2)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。(3)“鯉魚科學家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認為是“奇跡”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學”的“傳奇故事”,真實地證明另一個世界的存在,而它們卻認為“胡說八道”,荒謬絕倫,違背它們的“自然規(guī)律”。
4.作者對鯉魚世界的遐想意義:作者對鯉魚世界是怎樣遐想的?
5.作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么?說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學家”有相似之處。(1)人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”,只要“超出我們的理解力”的自然存在,他們就“拒絕承認”。(2)“科學家發(fā)明像力這樣一些概念??”,是因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事物”,不肯改變思考問題的方式。(3)“不能在實驗室里便利地驗證”的理論,他們就加以“鄙視”,表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。
6.作者建立實驗室的事例,對我們現(xiàn)實生活有怎樣的意義?科學是建立在基礎(chǔ)實驗之上的,科學理論要經(jīng)過實驗的檢驗才能得到論證。實驗不是簡單的操作,要有理論指導(dǎo),要有實驗的設(shè)計,要有策劃組織能力,要有耐力和恒心等等,實驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當前存在的問題是,重視理論,輕視基礎(chǔ)實驗,表現(xiàn)為動手能力和實踐能力差,思想上浮躁,急功近利。對教育而言,重知識,輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學家重視實驗給我們現(xiàn)實生活的啟迪。
總結(jié):童年的兩件趣事之所以引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學家的歷程,是因為作者在
這其中的一些基本科學素養(yǎng)和科學能力得到了充分地挖掘、培養(yǎng)和鍛煉。它們是:
好奇心、想象力、探究能力、實驗?zāi)芰?、不怕挫折、質(zhì)疑求真的科學精神,尊重事實和實事求是的科學態(tài)度等。
延伸閱讀
一名物理學家的教育歷程教案
一名物理學家的教育歷程教案
【背景資料】
一、作者介紹
加來道雄,美籍日裔物理學家,畢業(yè)于美國哈佛大學,獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位,后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。
二、相關(guān)知識
為了更好地理解課文,我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學知識:
(1)統(tǒng)一場論
根據(jù)現(xiàn)代物理學知識,將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種:引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學,已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(美籍華裔物理學家楊振寧和他的學生米爾斯提出楊一米爾斯場理論,解決了這一問題,被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復(fù)無比而讓人頭疼),但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一,建立一個大一統(tǒng)的理論,最終也沒有實現(xiàn)。
(2)高維空間
現(xiàn)代理論物理學認為,統(tǒng)一四種力的前景,在于高維空間(如十維或更高)理論的確立。比如對于古人來講,風暴是怎樣產(chǎn)生的,風暴會襲擊什么地方,什么時候襲來,什么時候結(jié)束,他們是一無所知的,因為他們生活在平坦的大地上,只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察,即使有簡單的預(yù)報,也都是靠經(jīng)驗來推測的。現(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星,從太空這樣三維角度觀察地球,在地面上看來神秘莫測的風暴被看得一清二楚,可以精準地預(yù)報風暴的動向。同樣,理論物理學家認為,傳統(tǒng)的四維(空間三維加上時間)理論太“小”,不能解釋宇宙中的四種力。當他們超越四維而在更高維(如十維或更高)中尋求統(tǒng)一這四種力時,就能得到一種簡單、漂亮的解決模型(科學家認為宇宙應(yīng)該是簡單、合諧的)。
高維空間理論認為,宇宙大爆炸后10-43秒,十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙,四維宇宙暴脹,經(jīng)過近一百五十億年,演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10-35秒,大統(tǒng)一力分開。但是高維空間理論很難在實驗室中得到證實,因為要模擬當時的環(huán)境,需要的能量太大,根本無法做到,所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。
【示范教案】
一名物理學家的教育歷程
【教學目標】
一、知識教育目標
引導(dǎo)學生從生活出發(fā),了解科學、認識科學。
二、能力培養(yǎng)目標
引導(dǎo)學生以“教育歷程”為重點,探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。
三、德育滲透目標
引導(dǎo)學生體會科學精神。
【重點、難點及解決辦法】
高維空間對普通人來說,是很難想像的。所以,教學重點是文章內(nèi)容,而不是相關(guān)的科學知識。相關(guān)知識教師有所了解,能幫助教學課文即可,不必教授給學生。
【課時安排】1課時
【教學步驟】
一、導(dǎo)入新課
成為一位科學家是無數(shù)有志青年的夢想,對物理的探究更是許多年輕的學子孜孜以求的,我們來看一下加來道雄的成長道路,或許能得到一些啟發(fā)。
(板書)一名物理學家的教育歷程
二、明確目標
1.引導(dǎo)學生從生活出發(fā),了解科學、認識科學
2.引導(dǎo)學生以“教育歷程”為重點,探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。
三、整體感知
1.作者簡介
加來道雄,美籍日裔物理學家,畢業(yè)于美國哈佛大學,獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位,后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。
2.本文的基本結(jié)構(gòu)
文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”,因此,敘述的順序主要是歷時性的。但是,作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力,并且引導(dǎo)我走上成為一個理論物理學家的歷程?!倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌?nèi)容,又是共時性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排,使文章既脈絡(luò)清楚,又重點突出。結(jié)構(gòu)如圖:
童年青年(成年)
鯉魚世界的幻想(想像)
實驗(理論物理學家)
愛因斯坦故事(理論)
3.本文的基本內(nèi)容
①人人都對自然感到好奇,都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”,但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身,而作者卻由人的觀察角度,反思人類對宇宙的認知??此谱髡呱倌陼r的思維超出同齡人,其實只是他充分發(fā)揮了自己的想像力,并且保持了這樣奇特的想像力,由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。②作者少年時接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”,激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動人心”,是因為他把愛因斯坦的理論當成一個“偵探故事”來閱讀、探究,這非常符合少年的心理。另外,“我決定要對這一秘密刨根問底”,也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格,這是成為科學家的基本素質(zhì)。③高中時代,本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩耍”,享受青春年華,但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫,裝配必需的硬件設(shè)備”,在“學校的足球場中纏繞22英里長的銅線”,自己動手建設(shè)實驗室,驗證愛因斯坦理論,探究反物質(zhì)。作者進行這樣艱苦枯燥的工作,體現(xiàn)了他對科學的熱愛,以及踏實的性格,顯露出一個科學工作者的潛能。由①②到③,我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。
四、重點、難點的學習與目標完成過程
1.【提問】本文在材料處理上有什么特點?
【明確】本文布局謀篇重點突出,詳略得當。在整體上,作者并沒有從童年到小學到初中到高中,按時間順序敘事,而是通過童年的兩件趣事和高中時建立實驗室的事例,突出他成長為一名“物理學家”的“教育歷程”,并不旁及其他成長的經(jīng)驗;在局部上,如高中階段,作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書,并常常去斯坦福大學的物理圖書館,相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的,這里肯定有許多精彩的故事,但是作者只是一筆帶過,重點放在制造“自己的原子對撞機”上,其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡,讓人體會到作者嚴謹、踏實的性格,以及內(nèi)在的成為物理學家所需要的基本素質(zhì)。
2.【提問】本文體現(xiàn)了怎樣的科學精神?
【明確】本文三個主要部分,并不是簡單地敘述成長的故事,而是具有深刻的科學精神內(nèi)涵,可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學家最為重要。
(1)想像力:科學是需要想像力的,想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中,認識到人類觀察空間的局限性,間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造,體現(xiàn)了創(chuàng)新意識和探索精神。
(2)樂趣:科學不應(yīng)該是枯燥的,而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘,對真正的科學工作者來說,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”,也是人生的“境界”。“游戲”使他們樂此不疲,充滿激情,不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利,不畏強權(quán),只求真理。
(3)實驗精神:丁肇中說過:“現(xiàn)代學術(shù)的基礎(chǔ)就是實地的探察,就是我們現(xiàn)在所謂的實驗?!薄翱茖W發(fā)展的歷史告訴我們,新的知識只能通過實地實驗而得到,不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的?!保ā稇?yīng)有格物致知精神》)有了想像力,有了樂趣,那只是成為科學家的最基礎(chǔ)的因素,不去踏踏實實地做實驗,就不能得到基本數(shù)據(jù),假說就不能確立。一味地空想,不去做基礎(chǔ)工作,不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論,雖然還停留在紙面上,但是科學家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實驗工作,努力使理論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論,也要有數(shù)學和天體物理學的實驗基礎(chǔ),也不是空想出來的。
3.【提問】“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的?
【明確】主要有以下幾點:(1)“水池之外看不見的世界沒有科學意義?!保?)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。(3)“鯉魚科學家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認為是“奇跡”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學”的“傳奇故事”,真實地證明另一個世界的存在,而它們卻認為“胡說八道”,荒謬絕倫,違背它們的“自然規(guī)律”。
4.【提問】作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么?
【明確】說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學家”有相似之處。(1)人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”,只要“超出我們的理解力”的自然存在,他們就“拒絕承認”。(2)“科學家發(fā)明像力這樣一些概念……”,是因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事物”,不肯改變思考問題的方式。(3)“不能在實驗室里便利地驗證”的理論,他們就加以“鄙視”,表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。
5.【提問】課文中閱讀多維空間歷險故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內(nèi)容,對“教育歷程”的敘述有什么作用?
【明確】課文的重點是童年趣事和建立實驗室,這三個事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例,主要起補充和銜接的作用。歷險故事加深作者對高維空間的想像,激發(fā)興趣;而閱讀統(tǒng)一場理論書籍,既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情,也銜接起由理論到實驗的探究過程。
6.【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問底,縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學家”應(yīng)該是怎樣的人?
【明確】理論物理學家的工作是抽象、枯燥的,受實驗條件的限制,自己的學說很難得到實驗的證明,甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞,必須有奉獻精神。“在所不辭”意味著“理論物理學家”道路的艱辛。
7.【提問】作者建立實驗室的事例,對我們現(xiàn)實生活有怎樣的意義?
【明確】科學是建立在基礎(chǔ)實驗之上的,科學理論要經(jīng)過實驗的檢驗才能得到論證。實驗不是簡單的操作,要有理論指導(dǎo),要有實驗的設(shè)計,要有策劃組織能力,要有耐力和恒心等等,實驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當前存在的問題是,重視理論,輕視基礎(chǔ)實驗,表現(xiàn)為動手能力和實踐能力差,思想上浮躁,急功近利。對教育而言,重知識,輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學家重視實驗給我們現(xiàn)實生活的啟迪。
《一名物理學家的教育歷程》教案
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為高中教師準備好教案是必不可少的一步。教案可以保證學生們在上課時能夠更好的聽課,幫助高中教師緩解教學的壓力,提高教學質(zhì)量。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢?下面是由小編為大家整理的“《一名物理學家的教育歷程》教案”,希望能對您有所幫助,請收藏。
《一名物理學家的教育歷程》教案一、導(dǎo)語
同學們,在我們小的時候,常常會談及未來的理想,那時候我們常常無畏地說:“我要做一名科學家”,可是隨著年齡的增長,我們很少有人再說了,這是為什么呢?因為我們逐漸明白成為一名科學家是極其艱難的。那么怎樣才能成為一名科學家呢?當我在互聯(lián)網(wǎng)上搜索“如何成為一名科學家”這一詞條時,還發(fā)現(xiàn)了這樣一個留言“我的理想是成為一名物理學家,但上了大學之后我開始清醒地認識到原來自己就不知道該在哪些方面努力,應(yīng)該怎樣做?”如此看來,我們真的要好好研究一下成為一名科學家需要怎樣的教育歷程了,今天我們就通過著名的理論物理學教授加來道雄的文章《一名物理學家的教育歷程》得到點啟發(fā)吧!
二、作者簡介:
加來道雄,美籍日裔物理學家,畢業(yè)于美國哈佛大學,獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位,后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。
三、課文學習具體過程:
1我們的任務(wù)主題——總結(jié)出成為一名科學家所具備的基本條件。
2以小組為單位研讀文章,首先說說作者介紹了他由童年到青年成長過程中的幾件事情?每一件事情對他成長為一名物理學家有什么意義?
3挑出不理解的語句,小組內(nèi)討論解決,不能討論解決的提出來在課堂上討論共同解決。
4課堂歸納整理
解決問題過程:
第一部分(第1段):交代童年的兩件趣事,極大地豐富了作者對世界的理解力,并且引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學家的歷程。
第二部分(第2—11段):主要敘述作者對鯉魚世界的遐想。
第三部分(第12—18段):主要介紹了作者對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。
(1)作者對鯉魚世界的遐想意義:作者對鯉魚世界是怎樣遐想的?
作者猜測鯉魚是怎樣觀察它們周圍的世界的,由此作者想象出有“鯉魚科學家們”,它們的思想以及它們有過奇妙的經(jīng)歷等等。
這種遐想給予作者的意義是充分挖掘了他的好奇心和發(fā)揮了想象力,
并且他保持了這樣奇特的想像力,也由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。
好奇心和想象力很重要嗎?——常越過各種思想桎梏
補充:據(jù)美國《生活科學》雜志8月號報道,科學家的使命是搞清楚這個世界如何運轉(zhuǎn),讓大自然迫不得已泄露隱藏許久的秘密。當然,并非每一個人都能成為科學家。那究竟具備什么樣的素質(zhì)才能成為科學家呢?
成為一位科學家必須具備兩個重要條件:探尋謎團的好奇心和解開謎團的創(chuàng)造力。歐洲研究委員會委托進行的一項有關(guān)科學創(chuàng)造力的研究稱:“科學家表現(xiàn)出超強的好奇心。他們會對基本問題進行更加深入的研究,充分表現(xiàn)出求知的欲望。”好奇心是指對一個有序世界微小差異的敏感性。大量研究表明,充滿好奇心的人渴望尋求新奇的事物和陌生的東西,希望給一切問題找到更好的答案。
好奇的科學家相信,茫茫宇宙定有規(guī)律。他們總在孜孜不倦地尋找目前公認理論難以解釋的數(shù)據(jù),為了平息數(shù)據(jù)和理論之間的沖突,科學家常常越過各種思想桎梏,通過不同角度思考問題。被譽為“量子物理學之父”的德國科學家馬克斯.普朗克說過,科學家“必須具有鮮活的、本能的想像,因為新思想不是通過推理產(chǎn)生的,而是通過藝術(shù)創(chuàng)造力想像出來的”。
(2)作者對愛因斯坦未竟事業(yè)的向往意義:作者對愛因斯坦未竟事業(yè)是怎樣看待和怎樣做的?
首先作者接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”,激發(fā)了他的探究興趣。其次他把愛因斯坦的理論當成一個“偵探故事”來閱讀、探究,并且“我決定要對這一秘密刨根問底”;
再次高中時代,本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?!保硎芮啻耗耆A,但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫,裝配必需的硬件設(shè)備”,在“學校的足球場中纏繞22英里長的銅線”,自己動手建設(shè)實驗室,驗證愛因斯坦理論,探究反物質(zhì)。
這一過程的意義在哪里呢?
我們發(fā)現(xiàn)作者的基本科學素質(zhì)都得到了培養(yǎng)和鍛煉。例如探究能力、推斷能力、動手實驗?zāi)芰σ约霸谄渲胁豢扇鄙俚牟慌麓煺?、質(zhì)疑求真的科學精神,尊重事實和實事求是的科學態(tài)度等都得到了培養(yǎng)和鍛煉。
總結(jié):童年的兩件趣事之所以引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學家的歷程,是因為作者在這其中的一些基本科學素養(yǎng)和科學能力得到了充分地挖掘、培養(yǎng)和鍛煉。它們是:
好奇心、想象力、探究能力、實驗?zāi)芰Α⒉慌麓煺邸①|(zhì)疑求真的科學精神,尊重事實和實事求是的科學態(tài)度等。
現(xiàn)在我們的任務(wù)已經(jīng)完成,我們總結(jié)一下他的成長歷程吧!(板書)
童年青年(成年)
鯉魚世界的幻想(想像)
實驗(理論物理學家)
愛因斯坦故事(理論)
自由討論:在這些能力、精神和態(tài)度中,你認為哪一點最重要?你最缺乏的是哪種能力?哪種精神或哪種態(tài)度?除此之外,你還有補充嗎?
作者進行這樣艱苦枯燥的工作,體現(xiàn)了他對科學的熱愛,以及踏實的性格,顯露出一個科學工作者的潛能。
一名物理學家的教育歷程
古人云,工欲善其事,必先利其器。作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助高中教師提高自己的教學質(zhì)量。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?以下是小編為大家精心整理的“一名物理學家的教育歷程”,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
一名物理學家的教育歷程
【背景資料】
一、作者介紹
加來道雄,美籍日裔物理學家,畢業(yè)于美國哈佛大學,獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位,后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。
二、相關(guān)知識
為了更好地理解課文,我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學知識:
(1)統(tǒng)一場論
根據(jù)現(xiàn)代物理學知識,將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種:引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學,已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(美籍華裔物理學家楊振寧和他的學生米爾斯提出楊一米爾斯場理論,解決了這一問題,被稱為“標準模型”。但是這一理論因為計算繁復(fù)無比而讓人頭疼),但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一,建立一個大一統(tǒng)的理論,最終也沒有實現(xiàn)。
(2)高維空間
現(xiàn)代理論物理學認為,統(tǒng)一四種力的前景,在于高維空間(如十維或更高)理論的確立。比如對于古人來講,風暴是怎樣產(chǎn)生的,風暴會襲擊什么地方,什么時候襲來,什么時候結(jié)束,他們是一無所知的,因為他們生活在平坦的大地上,只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察,即使有簡單的預(yù)報,也都是靠經(jīng)驗來推測的?,F(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星,從太空這樣三維角度觀察地球,在地面上看來神秘莫測的風暴被看得一清二楚,可以精準地預(yù)報風暴的動向。同樣,理論物理學家認為,傳統(tǒng)的四維(空間三維加上時間)理論太“小”,不能解釋宇宙中的四種力。當他們超越四維而在更高維(如十維或更高)中尋求統(tǒng)一這四種力時,就能得到一種簡單、漂亮的解決模型(科學家認為宇宙應(yīng)該是簡單、合諧的)。
高維空間理論認為,宇宙大爆炸后10-43秒,十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙,四維宇宙暴脹,經(jīng)過近一百五十億年,演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10-35秒,大統(tǒng)一力分開。但是高維空間理論很難在實驗室中得到證實,因為要模擬當時的環(huán)境,需要的能量太大,根本無法做到,所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。
【示范教案】
一名物理學家的教育歷程
【教學目標】
一、知識教育目標
引導(dǎo)學生從生活出發(fā),了解科學、認識科學。
二、能力培養(yǎng)目標
引導(dǎo)學生以“教育歷程”為重點,探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。
三、德育滲透目標
引導(dǎo)學生體會科學精神。
【重點、難點及解決辦法】
高維空間對普通人來說,是很難想像的。所以,教學重點是文章內(nèi)容,而不是相關(guān)的科學知識。相關(guān)知識教師有所了解,能幫助教學課文即可,不必教授給學生。
【課時安排】1課時
【教學步驟】
一、導(dǎo)入新課
成為一位科學家是無數(shù)有志青年的夢想,對物理的探究更是許多年輕的學子孜孜以求的,我們來看一下加來道雄的成長道路,或許能得到一些啟發(fā)。
(板書)一名物理學家的教育歷程
二、明確目標
1.引導(dǎo)學生從生活出發(fā),了解科學、認識科學
2.引導(dǎo)學生以“教育歷程”為重點,探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。
三、整體感知
1.作者簡介
加來道雄,美籍日裔物理學家,畢業(yè)于美國哈佛大學,獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位,后任紐約市立大學城市學院理論物理學教授。主要著作有《超越愛因斯坦》(與特雷納合著)《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。
2.本文的基本結(jié)構(gòu)
文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”,因此,敘述的順序主要是歷時性的。但是,作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的理解力,并且引導(dǎo)我走上成為一個理論物理學家的歷程?!倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌?nèi)容,又是共時性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排,使文章既脈絡(luò)清楚,又重點突出。結(jié)構(gòu)如圖:
童年青年(成年)
鯉魚世界的幻想(想像)
實驗(理論物理學家)
愛因斯坦故事(理論)
3.本文的基本內(nèi)容
①人人都對自然感到好奇,都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”,但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身,而作者卻由人的觀察角度,反思人類對宇宙的認知??此谱髡呱倌陼r的思維超出同齡人,其實只是他充分發(fā)揮了自己的想像力,并且保持了這樣奇特的想像力,由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。②作者少年時接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”,激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動人心”,是因為他把愛因斯坦的理論當成一個“偵探故事”來閱讀、探究,這非常符合少年的心理。另外,“我決定要對這一秘密刨根問底”,也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格,這是成為科學家的基本素質(zhì)。③高中時代,本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?!?,享受青春年華,但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫,裝配必需的硬件設(shè)備”,在“學校的足球場中纏繞22英里長的銅線”,自己動手建設(shè)實驗室,驗證愛因斯坦理論,探究反物質(zhì)。作者進行這樣艱苦枯燥的工作,體現(xiàn)了他對科學的熱愛,以及踏實的性格,顯露出一個科學工作者的潛能。由①②到③,我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。
四、重點、難點的學習與目標完成過程
1.【提問】本文在材料處理上有什么特點?
【明確】本文布局謀篇重點突出,詳略得當。在整體上,作者并沒有從童年到小學到初中到高中,按時間順序敘事,而是通過童年的兩件趣事和高中時建立實驗室的事例,突出他成長為一名“物理學家”的“教育歷程”,并不旁及其他成長的經(jīng)驗;在局部上,如高中階段,作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書,并常常去斯坦福大學的物理圖書館,相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的,這里肯定有許多精彩的故事,但是作者只是一筆帶過,重點放在制造“自己的原子對撞機”上,其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡,讓人體會到作者嚴謹、踏實的性格,以及內(nèi)在的成為物理學家所需要的基本素質(zhì)。
2.【提問】本文體現(xiàn)了怎樣的科學精神?
【明確】本文三個主要部分,并不是簡單地敘述成長的故事,而是具有深刻的科學精神內(nèi)涵,可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學家最為重要。
(1)想像力:科學是需要想像力的,想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中,認識到人類觀察空間的局限性,間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造,體現(xiàn)了創(chuàng)新意識和探索精神。
(2)樂趣:科學不應(yīng)該是枯燥的,而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘,對真正的科學工作者來說,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”,也是人生的“境界”?!坝螒颉笔顾麄儤反瞬黄?,充滿激情,不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利,不畏強權(quán),只求真理。
(3)實驗精神:丁肇中說過:“現(xiàn)代學術(shù)的基礎(chǔ)就是實地的探察,就是我們現(xiàn)在所謂的實驗。”“科學發(fā)展的歷史告訴我們,新的知識只能通過實地實驗而得到,不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的?!保ā稇?yīng)有格物致知精神》)有了想像力,有了樂趣,那只是成為科學家的最基礎(chǔ)的因素,不去踏踏實實地做實驗,就不能得到基本數(shù)據(jù),假說就不能確立。一味地空想,不去做基礎(chǔ)工作,不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論,雖然還停留在紙面上,但是科學家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實驗工作,努力使理論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論,也要有數(shù)學和天體物理學的實驗基礎(chǔ),也不是空想出來的。
3.【提問】“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的?
【明確】主要有以下幾點:(1)“水池之外看不見的世界沒有科學意義?!保?)“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。(3)“鯉魚科學家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認為是“奇跡”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學”的“傳奇故事”,真實地證明另一個世界的存在,而它們卻認為“胡說八道”,荒謬絕倫,違背它們的“自然規(guī)律”。
4.【提問】作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么?
【明確】說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學家”有相似之處。(1)人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”,只要“超出我們的理解力”的自然存在,他們就“拒絕承認”。(2)“科學家發(fā)明像力這樣一些概念……”,是因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事物”,不肯改變思考問題的方式。(3)“不能在實驗室里便利地驗證”的理論,他們就加以“鄙視”,表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。
5.【提問】課文中閱讀多維空間歷險故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內(nèi)容,對“教育歷程”的敘述有什么作用?
【明確】課文的重點是童年趣事和建立實驗室,這三個事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例,主要起補充和銜接的作用。歷險故事加深作者對高維空間的想像,激發(fā)興趣;而閱讀統(tǒng)一場理論書籍,既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情,也銜接起由理論到實驗的探究過程。
6.【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問底,縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學家”應(yīng)該是怎樣的人?
【明確】理論物理學家的工作是抽象、枯燥的,受實驗條件的限制,自己的學說很難得到實驗的證明,甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞,必須有奉獻精神?!霸谒晦o”意味著“理論物理學家”道路的艱辛。
7.【提問】作者建立實驗室的事例,對我們現(xiàn)實生活有怎樣的意義?
【明確】科學是建立在基礎(chǔ)實驗之上的,科學理論要經(jīng)過實驗的檢驗才能得到論證。實驗不是簡單的操作,要有理論指導(dǎo),要有實驗的設(shè)計,要有策劃組織能力,要有耐力和恒心等等,實驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當前存在的問題是,重視理論,輕視基礎(chǔ)實驗,表現(xiàn)為動手能力和實踐能力差,思想上浮躁,急功近利。對教育而言,重知識,輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學家重視實驗給我們現(xiàn)實生活的啟迪。