小學(xué)語文的教學(xué)教案

《宇宙的未來》教學(xué)設(shè)計之一。

［導(dǎo)學(xué)新概念］

宇宙是怎樣誕生的?它從何而來?又向哪里去?斯蒂芬霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答：

我們現(xiàn)在生活的宇宙有自己的歷史起點(diǎn)，它大約誕生于150億年前，那時，宇宙只是一個點(diǎn)，不占有空間，也沒有時間的概念。在這一點(diǎn)發(fā)生了大爆炸，時間和空間從此開始，物質(zhì)開始形成。

最初，宇宙的溫度極高，隨著時間的推移，空間越來越大，溫度越來越低，宇宙中的能量與物質(zhì)不斷發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，逐漸形成星系。

空間繼續(xù)擴(kuò)大、膨脹，直到今天，宇宙仍然在膨脹之中。



大約在距今50億年前，太陽形成。

大約在距今46億年前，地球形成。



宇宙繼續(xù)膨脹，將來也會膨脹，也許在膨脹到一定程度后，宇宙開始收縮，可能會收縮成一個點(diǎn)，一個不占有空間的點(diǎn)。到那時，時間結(jié)束。到底會不會這樣，現(xiàn)在還說不定。

大爆炸之前是怎么回事，不知道。永遠(yuǎn)也無法知道。這就是大爆炸宇宙的基本理論。

《時間簡史》出版于1988年，《宇宙的未來》是斯蒂芬霍金1991年在劍橋大學(xué)的一次講演錄。本文重點(diǎn)是談作者對宇宙的未來作出的科學(xué)預(yù)言，閱讀時要準(zhǔn)確地篩選出這些預(yù)言的觀點(diǎn)和支撐這些觀點(diǎn)的材料。同時，還應(yīng)該體會這篇講演在語言上的幽默特點(diǎn)。

［資料顯示屏］

《時間簡史》出版（1988年）后，劍橋的應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的氣氛有了微妙的變化，不斷有世界各地的報刊的記者要求訪問霍金，在以后的兩年時間里，電視臺工作人員不時地占用大樓，他們要為這位世界上最著名的科學(xué)家拍一部有關(guān)他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復(fù)講述同一故事：霍金如何憑著自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學(xué)的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞記者訪問了霍金在西爾弗大街那凌亂的辦公室，并和這位公眾新近的英雄度過激動人心的時刻。

《斯蒂芬霍金的科學(xué)生涯》（英）

在中文里，宇是上下四方的意思，表示空間；宙是古往今來的意思，表示時間。宇宙的歷史，就是空間在時間上發(fā)展的過程，斯蒂芬霍金以時間為序，研究我們所處的這個宇宙誕生、發(fā)展，以及它將來可能的狀況，因此，他把自己的書稱作《時間簡史》，實際上就是《宇宙簡史》。

《少年版世界名人傳記霍金傳》

斯蒂芬霍金的工作是令人驚嘆的，可是有著如此偉大發(fā)現(xiàn)的人，卻是一個身患肌萎縮癥的病人，除了思想，他幾乎全身不能動彈，不能說話，頭向前垂落。正因為這點(diǎn)，他更加引起全世界人們的關(guān)注和尊敬。在他開始患病時，他意識到自己的生命行將結(jié)束，于是抓緊時間，全心投入，誰也沒想到他不僅活了下來，而且成果累累。他的成功，當(dāng)然離不開他的天才，但那種不向厄運(yùn)低頭的精神，是沒有人不敬佩的。由此可見，人的精神力量是難以想象的，一個人要有精神，一個民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上難以逾越的障礙。

洪偉

［教學(xué)設(shè)計ABC］

設(shè)計A

一、導(dǎo)語設(shè)計

1．可以從普通人對我們賴以生存的地球的關(guān)注導(dǎo)入，引出科學(xué)家對無限廣闊的宇宙的關(guān)注，從而引出霍金的《宇宙的未來》。（這樣導(dǎo)入意在強(qiáng)調(diào)科學(xué)家的責(zé)任感）

2可以從閱讀科技論文和科技說明文的目的（了解觀點(diǎn)，獲取知識）導(dǎo)入，直截了當(dāng)?shù)厍腥氡疚牡幕居^點(diǎn)。（這樣導(dǎo)入意在突出科技論文的閱讀方法）

以上兩種導(dǎo)入都要直接切入文章的主體部分，不必分析全文結(jié)構(gòu)。

二、過程設(shè)計

1過程：學(xué)生閱讀、討論、交流，教師指導(dǎo)、點(diǎn)撥、歸納。

2方法：學(xué)生自由討論式，教師點(diǎn)撥引導(dǎo)式。

3歸納：霍金對宇宙未來的預(yù)言主要有以下一些觀點(diǎn)：

（1）宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān)，如果平均密度小于某個臨界值，它就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結(jié)。

（2）在螺旋星系和星系團(tuán)中應(yīng)該存在有某種看不見的暗物質(zhì)，它的引力吸引足以把高速旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團(tuán)飛散開去。

（3）如果宇宙繼續(xù)膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽質(zhì)量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質(zhì)量的恒星會變成黑洞。

（4）黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以蒸發(fā)掉。www.lvshijia.net

（5）在星系或星系團(tuán)之外，應(yīng)該存在有足夠的暗物質(zhì)，這些暗物質(zhì)能使密度達(dá)到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮。但這個時間肯定在一百五十億年之后。

4體會這篇演講詞幽默風(fēng)趣的語言特點(diǎn)。

作為一篇關(guān)于宇宙未來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴(yán)肅的科學(xué)話題，運(yùn)用了好多專業(yè)術(shù)語，容易使人感到沉悶。但是霍金的聰明之處在于他運(yùn)用了許多幽默風(fēng)趣的語言，使得這樣一篇旨在說明科學(xué)道理的學(xué)術(shù)演講，讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認(rèn)真聽下去。這樣的語言是很多的，例如：幸運(yùn)的是，數(shù)人名看來要花很長的時間。你在實際上不可能預(yù)測出來數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。即便宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預(yù)言，它至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹。我預(yù)料那時自己不會留在世上被證明是錯的。如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預(yù)言者的良好傳統(tǒng)，兩方下賭注，以保萬無一失。

設(shè)計B

一、導(dǎo)語設(shè)計

同設(shè)計A

二、過程設(shè)計

1初讀課文，找出一些關(guān)鍵詞語，把握文章大意。

從標(biāo)題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預(yù)測，初讀文章就應(yīng)該找出與這一預(yù)測有剮的關(guān)鍵詞語，最重要的應(yīng)該有兩個：膨脹與坍縮，然后進(jìn)一步找到與這兩個詞相剮聯(lián)的其他關(guān)鍵詞：平均密度和暗物質(zhì)，即可基本把握文章大意。

2⒈細(xì)讀課文，弄清這些關(guān)鍵詞語之間的關(guān)系，把握作者的觀點(diǎn)。

作者的觀點(diǎn)是：宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān)，如果平均密度小于某個臨界值，唆就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結(jié)。事實上，現(xiàn)在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。

3抓住生動的比喻，理解作者的觀點(diǎn)。

在闡明科學(xué)道理的時候，作者用了一些人們熟知的事例，有助于我們理解文章的觀點(diǎn)。如：例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。

設(shè)計C

在學(xué)生讀完文章大致清楚所寫內(nèi)容之后，可設(shè)計幾個問題，做較為深入的分析。

1文章內(nèi)容是談對宇宙未來的預(yù)測，為什么開篇卻談巫師預(yù)言的尷尬、宗教預(yù)言的失敗?

2作者說將宇宙中的暗物質(zhì)考慮在內(nèi)，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據(jù)此則可預(yù)言宇宙會繼續(xù)無限地膨脹下去，為什么后文又說宇宙最終可能會坍縮?

3對宇宙的未來，作者以為是可以預(yù)測呢，還是不可以預(yù)測?

討論分析清楚這些問題，就可較為準(zhǔn)確地把握觀點(diǎn)。

相關(guān)知識

《宇宙的未來》教學(xué)設(shè)計之四

《宇宙的未來》教案示例

【自讀導(dǎo)言】

自讀要求

1.能讀懂本演講錄的內(nèi)容。

2.學(xué)習(xí)本文生動、幽默的演講風(fēng)格。

3.感受科學(xué)精神，增進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)。(解說：本文雖說是演講錄，但其實就是一篇科技論文，加上語言的歐化風(fēng)格，要讀懂全文并不容易，所以設(shè)置了第一個要求；生動、幽默是霍金的演講風(fēng)格，是其演講獨(dú)具魅力的原因之一，因此設(shè)置了第二個要求；本文是傳播科學(xué)知識的演講錄，需要讓學(xué)生從中感受到科學(xué)精神，增進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)，因此設(shè)置了第三個要求。)

自讀重難點(diǎn)

1.提煉本文的要點(diǎn)，增強(qiáng)概括能力。

2.探究本文的內(nèi)涵，增強(qiáng)分析能力。(解說：這兩點(diǎn)按本單元的學(xué)習(xí)重點(diǎn)設(shè)計，順應(yīng)編輯的教材編排意圖。)

【自讀程序】

總的原則是：多次自讀，逐層領(lǐng)悟，逐個落實學(xué)習(xí)重點(diǎn)。具體如下：

1.初讀，總體感知。結(jié)合注釋，通讀全文，總體感知。讀后能用一句話簡要地說出本文講了什么。明確：本文講的是宇宙的未來問題，預(yù)測了兩種結(jié)局：或膨脹，或收縮。

2.再讀，提煉要點(diǎn)。

要求比上一次讀得細(xì)一些，邊讀邊給課文分段，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點(diǎn)。

提煉要點(diǎn)的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。

明確要點(diǎn)依次為：

①科學(xué)家有信心預(yù)言未來。

②巫師的預(yù)言模棱兩可，宗教的預(yù)言屢測屢敗。

③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預(yù)言人類；而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。

④宇宙的未來有兩種可能，一是繼續(xù)膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個點(diǎn)。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。

⑤宇宙現(xiàn)在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區(qū)分開來的臨界點(diǎn)上，所以兩種可能都會發(fā)生。

3.三讀，探究內(nèi)涵。

要求比上一次讀得更深入，能對某些語句的內(nèi)涵進(jìn)行分析，也能對作者的某個觀點(diǎn)進(jìn)行評析，或者對作者的整個科學(xué)思想進(jìn)行闡述分析。

4.交流討論。

交流討論可以在前三步之后綜合進(jìn)行，也可以在每一步(初讀、再讀、三讀)之后分別進(jìn)行。對總體感知的情況、提煉要點(diǎn)的情況、探究內(nèi)涵的情況依次進(jìn)行交流討論?？梢韵仍谛〗M(前后桌為一組)內(nèi)進(jìn)行，然后每個小組選一人參與全班交流。(解說：本自讀程序力圖體現(xiàn)學(xué)生的自讀、自得、互動。讓學(xué)生自主發(fā)展，自我提高。)

【自讀點(diǎn)撥】

本文是史蒂芬霍金1991年1月在劍橋大學(xué)的一次演講錄。

這篇演講，從古代巫師的預(yù)言，談到近代宗教的預(yù)言，然后過渡到自己對宇宙未來的預(yù)言，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，重點(diǎn)突出。作者運(yùn)用天體物理學(xué)理論，對宇宙未來作出了兩種預(yù)測，一是繼續(xù)膨脹下去；二是收縮以至坍縮成一個點(diǎn)。是膨脹還是收縮，取決于宇宙的平均密度。如果它比臨界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮，而時間就會在大擠壓處終結(jié)。可現(xiàn)在密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度，所以兩種結(jié)果都有可能。本文專業(yè)性強(qiáng)，歐化語言明顯，閱讀起來非常吃力，難讀、難懂。高考試卷上的科技說明文、科技論文只有三四段，考生讀起來已經(jīng)非常吃力，而這里卻有整整26段，是前者的六七倍。所以教學(xué)本文時一方面要讓學(xué)生充分閱讀，自主探究，但同時也要積極發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，將學(xué)生由淺入深地引導(dǎo)下去。在引導(dǎo)過程中，可以將以下問題靈活地插入上面的自讀程序中。(特別是發(fā)現(xiàn)學(xué)生在探究內(nèi)涵不夠深入時。)

1.作者在第8段中為什么說即使知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來?為什么第10段又說盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預(yù)言它?明確：因為物理方程的解會呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質(zhì)，方程可能是不穩(wěn)定的；同樣，制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態(tài)的非常小的改變會導(dǎo)致非常不同的結(jié)果。

2.為什么科學(xué)不能預(yù)言人類社會的未來，卻可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來?明確：因為前者是混沌的，不確定的；而宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。

3.作者對宇宙的未來的預(yù)言與巫師、宗教預(yù)言家對人類社會未來的預(yù)言有何不同?明確：前者是有科學(xué)根據(jù)的，是運(yùn)用天體物理學(xué)理論進(jìn)行的科學(xué)推測，科學(xué)預(yù)言；而后者是沒有科學(xué)根據(jù)可言的。其實，從上面的題目就可知道，人類社會的未來根本就是無法預(yù)言的，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預(yù)言家對人類社會的預(yù)言注定就是荒唐的。

4.對宇宙未來的預(yù)言，關(guān)鍵是要弄清宇宙的什么問題?明確：對宇宙未來的預(yù)言，其關(guān)鍵問題在于：平均密度是多少。

5.作者認(rèn)為宇宙的未來會是怎樣的?明確：會有兩種可能：如果它比臨界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹，但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮。(解說：設(shè)計這些題目旨在讓教師引導(dǎo)學(xué)生探究文章的內(nèi)涵，由表及里，將自讀引向深入、準(zhǔn)確。)

【自讀思考】

1.根據(jù)作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質(zhì)最多是臨界值的百分之一，似乎不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出，也許存在足夠的暗物質(zhì)，使宇宙最終坍縮。宇宙中存在暗物質(zhì)的證據(jù)是什么?作者又舉了哪兩種假說，說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)?明確：宇宙中存在暗物質(zhì)一個證據(jù)來自于螺旋星系，必須存在某種看不見的物質(zhì)形式，其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住；另一個證據(jù)來自于星系團(tuán)，要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團(tuán)就會飛散開去所以，在星系團(tuán)中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質(zhì)。作者為了說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)，列舉了兩種假說，一種是所謂的人擇原理，另一種是極早期宇宙的暴漲理論。(解說：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生探究文章的內(nèi)涵。同樣是探究文章的內(nèi)涵，上面五個問題是宏觀的，環(huán)環(huán)相扣，步步深入，這一個則是微觀、細(xì)碎的，所以單獨(dú)列在自讀思考中。)

2.本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什么道理?

①例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。明確：用這個比喻生動地說明了即使我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來。

②這有一點(diǎn)像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。明確：用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結(jié)后，并不是任何發(fā)生在之后的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。(解說：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會、學(xué)習(xí)作者善于用比喻來說理的技巧。)

3.這篇文章語言幽默風(fēng)趣，在說明科學(xué)道理的同時，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，體現(xiàn)了演講詞的特點(diǎn)。試舉出三個例子，分析其表達(dá)效果。明確：例如：

①這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結(jié)會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話。這句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區(qū)。

②據(jù)說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數(shù)出獲救者名單。只有數(shù)完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運(yùn)的是，數(shù)人名看來要花很長的時間。這句話幽默中含著揶揄和諷刺，揭露了宗教預(yù)言師的荒謬，表現(xiàn)了對方屢測屢敗卻又想方設(shè)法自圓其說的尷尬與可笑。

③如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預(yù)言者的良好傳統(tǒng)，兩方下賭注，以保萬無一失。聽眾明知作者做的是科學(xué)的預(yù)言，和巫師他們完全不同，可作者卻有意將自己降為他們的同類，一是說明自己恰好也有兩種預(yù)測，二是順勢又對他們進(jìn)行嘲諷。這種智慧的表達(dá)既帶來了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。(解說：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會并學(xué)習(xí)作者幽默風(fēng)趣的演講風(fēng)格。)

4.下面這段話引自霍金2002年8月15日在浙江大學(xué)的公眾演講《膜的新奇世界》，讀后請用其中的原句提煉本段的要點(diǎn)，并同課文做比較閱讀，說說霍金在介紹深奧理論時喜歡采用什么方式來讓聽眾聽明白?按照我的意見，膜世界啟始的更遠(yuǎn)為吸引人的解釋是，它作為真空中的起伏而自發(fā)產(chǎn)生。膜的產(chǎn)生有點(diǎn)像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬個H2O分子，它們在最靠近的鄰居之間耦合，并且擠在一起。當(dāng)水被加熱上去，分子運(yùn)動得更加快，并且相互彈開。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度，使得它們中的一群能擺脫它們的鍵，形成熱水圍繞著的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機(jī)的方式長大或縮小，這時液體中來的更多的分子參與到蒸氣中去，或者相反的過程。大多數(shù)小蒸氣泡將會重新塌縮成液體，但是有一些會長大到一定的臨界尺度，超過該尺度泡泡幾乎肯定會繼續(xù)成長。我們在沸騰時觀察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡。明確：這是遷移運(yùn)用題。體現(xiàn)本段要點(diǎn)的句子是膜的產(chǎn)生有點(diǎn)像沸騰水中蒸氣泡的形成。作者喜歡用比喻的方式將深奧的理論說得通俗易懂。

5.課文中霍金對宇宙未來的預(yù)言，你怎么看?老師鼓勵學(xué)生發(fā)表有創(chuàng)見的觀點(diǎn)，只要態(tài)度科學(xué)，能自圓其說即可。(解說：設(shè)計該題旨在引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)獨(dú)立的人格，同時也培養(yǎng)獨(dú)立的科學(xué)精神。學(xué)生可以暢所欲言，比如認(rèn)為霍金的觀點(diǎn)只是一家之言，只是一種推測，無法得到證實，他和愛因斯坦的相對論一樣，雖然都很偉大，但都只是一種理論，一種思想，缺少科學(xué)的實證，因此也都沒能獲得需要實證的諾貝爾獎。其他科學(xué)家站在另外的角度來思考來假設(shè)，或許會有不同的結(jié)論，不同的發(fā)現(xiàn)。所以青少年對霍金的觀點(diǎn)可以學(xué)習(xí)，可以接受，但不能迷信，不能束縛自己的思維。)

6.霍金的中國學(xué)生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬霍金：在相對論和引力論領(lǐng)域，霍金是繼愛因斯坦之后最偉大的代表人物。他的第一項工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對論的奇性定理；第二項工作是創(chuàng)立了黑洞物理理論，其中有黑洞的無毛定理和黑洞視界面積增加定理；第三項工作是研究極早期宇宙和宇宙的創(chuàng)生，其量子宇宙學(xué)使人們單獨(dú)地從科學(xué)定律即能預(yù)言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病(肌肉萎縮性側(cè)面硬化病)后的40年間所做的。在科學(xué)史上有許多殘疾科學(xué)家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無僅有21歲就患病，幾十年被禁錮在特制的輪椅上，全身只有三個手指能活動，不能講話，與人交談要靠計算機(jī)合成語言，有了新的想法也只能通過三個手指敲擊進(jìn)語言合成器里保存可就是這樣一個重度殘疾的人，卻把研究的目標(biāo)直指浩瀚的宇宙。

在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿詩意的臺詞：我即使被關(guān)在果殼里，仍自以為是無限空間之王!這句臺詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了果殼中的那個挑戰(zhàn)命運(yùn)的不屈的靈魂。他曾說：只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會給你無窮的力量。在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學(xué)家和科學(xué)家。

那么你呢?你怎么看待霍金?十年前，一家青少年調(diào)查機(jī)構(gòu)調(diào)查出我國中學(xué)生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利，三星高照。你又怎樣看待這一現(xiàn)象?

(解說：科學(xué)和人文是教育的兩大內(nèi)容，學(xué)習(xí)本文可以增進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，因此設(shè)計了上題；而從作者霍金的身上，還能感受到高尚的人格魅力，因而設(shè)計了本題?；艚鸬呐笥言@樣感慨：可以相信，當(dāng)他所熱愛的東西都失去時，他不僅堅強(qiáng)地活著，而且偉大地活著，那么他所帶給我們的不僅僅是科學(xué)的智慧，還有人類最可貴的精神。教師可介紹霍金的生平，介紹霍金2002年8月來華刮起的霍金旋風(fēng)，讓學(xué)生產(chǎn)生積極的情感體驗，學(xué)習(xí)霍金戰(zhàn)勝自我、挑戰(zhàn)極限、追求科學(xué)的頑強(qiáng)品質(zhì)。對于三星高照的現(xiàn)象，能夠引發(fā)學(xué)生的深入思考，并作出較為正確的評價，比如這樣評價：這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，既有中學(xué)生自身價值取向的問題，也有新聞媒體的誤導(dǎo)問題。要讓學(xué)生意識到，只有在正確的價值取向引導(dǎo)下，個人才能體現(xiàn)出最大的人生價值，社會才能快速向前發(fā)展。)

【課外作業(yè)】

1.仿照本文幽默風(fēng)趣的語言風(fēng)格，寫一個演講片段，題目是《霍金明星我》。

2.閱讀霍金的名著《時間簡史》、《果殼中的宇宙》(2002年8月霍金在浙江大學(xué)的公眾演講《膜的新奇世界》就選自其中)。(解說：兩個題目，一讀一寫，由課文深化、拓展開去。教師給定一個完成的時間，然后在全班交流，將學(xué)習(xí)氣氛推向高潮。)

《宇宙的未來》教學(xué)設(shè)計之三

［導(dǎo)學(xué)新概念］

宇宙是怎樣誕生的?它從何而來?又向哪里去?斯蒂芬霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答：

我們現(xiàn)在生活的宇宙有自己的歷史起點(diǎn)，它大約誕生于150億年前，那時，宇宙只是一個點(diǎn)，不占有空間，也沒有時間的概念。在這一點(diǎn)發(fā)生了大爆炸，時間和空間從此開始，物質(zhì)開始形成。

最初，宇宙的溫度極高，隨著時間的推移，空間越來越大，溫度越來越低，宇宙中的能量與物質(zhì)不斷發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，逐漸形成星系。

空間繼續(xù)擴(kuò)大、膨脹，直到今天，宇宙仍然在膨脹之中。

大約在距今50億年前，太陽形成。

大約在距今46億年前，地球形成。

宇宙繼續(xù)膨脹，將來也會膨脹，也許在膨脹到一定程度后，宇宙開始收縮，可能會收縮成一個點(diǎn)，一個不占有空間的點(diǎn)。到那時，時間結(jié)束。到底會不會這樣，現(xiàn)在還說不定。

大爆炸之前是怎么回事，不知道。永遠(yuǎn)也無法知道。這就是大爆炸宇宙的基本理論。

《時間簡史》出版于1988年，《宇宙的未來》是斯蒂芬霍金1991年在劍橋大學(xué)的一次講演錄。本文重點(diǎn)是談作者對宇宙的未來作出的科學(xué)預(yù)言，閱讀時要準(zhǔn)確地篩選出這些預(yù)言的觀點(diǎn)和支撐這些觀點(diǎn)的材料。同時，還應(yīng)該體會這篇講演在語言上的幽默特點(diǎn)。

［資料顯示屏］

《時間簡史》出版（1988年）后，劍橋的應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的氣氛有了微妙的變化，不斷有世界各地的報刊的記者要求訪問霍金，在以后的兩年時間里，電視臺工作人員不時地占用大樓，他們要為這位世界上最著名的科學(xué)家拍一部有關(guān)他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復(fù)講述同一故事：霍金如何憑著自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學(xué)的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞記者訪問了霍金在西爾弗大街那凌亂的辦公室，并和這位公眾新近的英雄度過激動人心的時刻。

《斯蒂芬霍金的科學(xué)生涯》（英）

在中文里，宇是上下四方的意思，表示空間；宙是古往今來的意思，表示時間。宇宙的歷史，就是空間在時間上發(fā)展的過程，斯蒂芬霍金以時間為序，研究我們所處的這個宇宙誕生、發(fā)展，以及它將來可能的狀況，因此，他把自己的書稱作《時間簡史》，實際上就是《宇宙簡史》。

《少年版世界名人傳記霍金傳》

斯蒂芬霍金的工作是令人驚嘆的，可是有著如此偉大發(fā)現(xiàn)的人，卻是一個身患肌萎縮癥的病人，除了思想，他幾乎全身不能動彈，不能說話，頭向前垂落。正因為這點(diǎn)，他更加引起全世界人們的關(guān)注和尊敬。在他開始患病時，他意識到自己的生命行將結(jié)束，于是抓緊時間，全心投入，誰也沒想到他不僅活了下來，而且成果累累。他的成功，當(dāng)然離不開他的天才，但那種不向厄運(yùn)低頭的精神，是沒有人不敬佩的。由此可見，人的精神力量是難以想象的，一個人要有精神，一個民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上難以逾越的障礙。

洪偉

［教學(xué)設(shè)計ABC］

設(shè)計A

一、導(dǎo)語設(shè)計

1．可以從普通人對我們賴以生存的地球的關(guān)注導(dǎo)入，引出科學(xué)家對無限廣闊的宇宙的關(guān)注，從而引出霍金的《宇宙的未來》。（這樣導(dǎo)入意在強(qiáng)調(diào)科學(xué)家的責(zé)任感）

2可以從閱讀科技論文和科技說明文的目的（了解觀點(diǎn)，獲取知識）導(dǎo)入，直截了當(dāng)?shù)厍腥氡疚牡幕居^點(diǎn)。（這樣導(dǎo)入意在突出科技論文的閱讀方法）

以上兩種導(dǎo)入都要直接切入文章的主體部分，不必分析全文結(jié)構(gòu)。

二、過程設(shè)計

1過程：學(xué)生閱讀、討論、交流，教師指導(dǎo)、點(diǎn)撥、歸納。

2方法：學(xué)生自由討論式，教師點(diǎn)撥引導(dǎo)式。

3歸納：霍金對宇宙未來的預(yù)言主要有以下一些觀點(diǎn)：

（1）宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān)，如果平均密度小于某個臨界值，它就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結(jié)。

（2）在螺旋星系和星系團(tuán)中應(yīng)該存在有某種看不見的暗物質(zhì)，它的引力吸引足以把高速旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團(tuán)飛散開去。

（3）如果宇宙繼續(xù)膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽質(zhì)量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質(zhì)量的恒星會變成黑洞。

（4）黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以蒸發(fā)掉。

（5）在星系或星系團(tuán)之外，應(yīng)該存在有足夠的暗物質(zhì)，這些暗物質(zhì)能使密度達(dá)到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮。但這個時間肯定在一百五十億年之后。

4體會這篇演講詞幽默風(fēng)趣的語言特點(diǎn)。

作為一篇關(guān)于宇宙未來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴(yán)肅的科學(xué)話題，運(yùn)用了好多專業(yè)術(shù)語，容易使人感到沉悶。但是霍金的聰明之處在于他運(yùn)用了許多幽默風(fēng)趣的語言，使得這樣一篇旨在說明科學(xué)道理的學(xué)術(shù)演講，讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認(rèn)真聽下去。這樣的語言是很多的，例如：幸運(yùn)的是，數(shù)人名看來要花很長的時間。你在實際上不可能預(yù)測出來數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。即便宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預(yù)言，它至少在一百億年內(nèi)不會停止膨脹。我預(yù)料那時自己不會留在世上被證明是錯的。如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預(yù)言者的良好傳統(tǒng)，兩方下賭注，以保萬無一失。

設(shè)計B

一、導(dǎo)語設(shè)計

同設(shè)計A

二、過程設(shè)計

1初讀課文，找出一些關(guān)鍵詞語，把握文章大意。

從標(biāo)題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預(yù)測，初讀文章就應(yīng)該找出與這一預(yù)測有剮的關(guān)鍵詞語，最重要的應(yīng)該有兩個：膨脹與坍縮，然后進(jìn)一步找到與這兩個詞相剮聯(lián)的其他關(guān)鍵詞：平均密度和暗物質(zhì)，即可基本把握文章大意。

2⒈細(xì)讀課文，弄清這些關(guān)鍵詞語之間的關(guān)系，把握作者的觀點(diǎn)。

作者的觀點(diǎn)是：宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān)，如果平均密度小于某個臨界值，唆就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結(jié)。事實上，現(xiàn)在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。

3抓住生動的比喻，理解作者的觀點(diǎn)。

在闡明科學(xué)道理的時候，作者用了一些人們熟知的事例，有助于我們理解文章的觀點(diǎn)。如：例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。

設(shè)計C

在學(xué)生讀完文章大致清楚所寫內(nèi)容之后，可設(shè)計幾個問題，做較為深入的分析。

1文章內(nèi)容是談對宇宙未來的預(yù)測，為什么開篇卻談巫師預(yù)言的尷尬、宗教預(yù)言的失敗?

2作者說將宇宙中的暗物質(zhì)考慮在內(nèi)，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據(jù)此則可預(yù)言宇宙會繼續(xù)無限地膨脹下去，為什么后文又說宇宙最終可能會坍縮?

3對宇宙的未來，作者以為是可以預(yù)測呢，還是不可以預(yù)測?

討論分析清楚這些問題，就可較為準(zhǔn)確地把握觀點(diǎn)。

《宇宙的未來》教學(xué)設(shè)計之二

【自讀導(dǎo)言】

自讀要求

1.能讀懂本演講錄的內(nèi)容。2.學(xué)習(xí)本文生動、幽默的演講風(fēng)格。

3.感受科學(xué)精神，增進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)。

(解說：本文雖說是演講錄，但其實就是一篇科技論文，加上語言的歐化風(fēng)格，要讀懂全文并不容易，所以設(shè)置了第一個要求；生動、幽默是霍金的演講風(fēng)格，是其演講獨(dú)具魅力的原因之一，因此設(shè)置了第二個要求；本文是傳播科學(xué)知識的演講錄，需要讓學(xué)生從中感受到科學(xué)精神，增進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)，因此設(shè)置了第三個要求。)

自讀重難點(diǎn)

1.提煉本文的要點(diǎn)，增強(qiáng)概括能力。

2.探究本文的內(nèi)涵，增強(qiáng)分析能力。

(解說：這兩點(diǎn)按本單元的學(xué)習(xí)重點(diǎn)設(shè)計，順應(yīng)編輯的教材編排意圖。)

【自讀程序】

總的原則是：多次自讀，逐層領(lǐng)悟，逐個落實學(xué)習(xí)重點(diǎn)。具體如下：

1.初讀，總體感知。

結(jié)合注釋，通讀全文，總體感知。

讀后能用一句話簡要地說出本文講了什么。

明確：本文講的是宇宙的未來問題，預(yù)測了兩種結(jié)局：或膨脹，或收縮。

2.再讀，提煉要點(diǎn)。

要求比上一次讀得細(xì)一些，邊讀邊給課文分段，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點(diǎn)。提煉要點(diǎn)的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。

明確：

要點(diǎn)依次為：①科學(xué)家有信心預(yù)言未來。②巫師的預(yù)言模棱兩可，宗教的預(yù)言屢測屢敗。③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預(yù)言人類；而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。④宇宙的未來有兩種可能，一是繼續(xù)膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個點(diǎn)。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。⑤宇宙現(xiàn)在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區(qū)分開來的臨界點(diǎn)上，所以兩種可能都會發(fā)生。

3.三讀，探究內(nèi)涵。

要求比上一次讀得更深入，能對某些語句的內(nèi)涵進(jìn)行分析，也能對作者的某個觀點(diǎn)進(jìn)行評析，或者對作者的整個科學(xué)思想進(jìn)行闡述分析。

4.交流討論。

交流討論可以在前三步之后綜合進(jìn)行，也可以在每一步(初讀、再讀、三讀)之后分別進(jìn)行。對總體感知的情況、提煉要點(diǎn)的情況、探究內(nèi)涵的情況依次進(jìn)行交流討論?？梢韵仍谛〗M(前后桌為一組)內(nèi)進(jìn)行，然后每個小組選一人參與全班交流。

(解說：本自讀程序力圖體現(xiàn)學(xué)生的自讀、自得、互動。讓學(xué)生自主發(fā)展，自我提高。)

【自讀點(diǎn)撥】

本文是史蒂芬霍金1991年1月在劍橋大學(xué)的一次演講錄。

這篇演講，從古代巫師的預(yù)言，談到近代宗教的預(yù)言，然后過渡到自己對宇宙未來的預(yù)言，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，重點(diǎn)突出。作者運(yùn)用天體物理學(xué)理論，對宇宙未來作出了兩種預(yù)測，一是繼續(xù)膨脹下去；二是收縮以至坍縮成一個點(diǎn)。是膨脹還是收縮，取決于宇宙的平均密度。如果它比臨界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮，而時間就會在大擠壓處終結(jié)?？涩F(xiàn)在密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度，所以兩種結(jié)果都有可能。

本文專業(yè)性強(qiáng)，歐化語言明顯，閱讀起來非常吃力，難讀、難懂。高考試卷上的科技說明文、科技論文只有三四段，考生讀起來已經(jīng)非常吃力，而這里卻有整整26段，是前者的六七倍。所以教學(xué)本文時一方面要讓學(xué)生充分閱讀，自主探究，但同時也要積極發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，將學(xué)生由淺入深地引導(dǎo)下去。

在引導(dǎo)過程中，可以將以下問題靈活地插入上面的自讀程序中。(特別是發(fā)現(xiàn)學(xué)生在探究內(nèi)涵不夠深入時。)

1.作者在第8段中為什么說即使知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來?為什么第10段又說盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預(yù)言它?

明確：因為物理方程的解會呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質(zhì)，方程可能是不穩(wěn)定的；同樣，制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態(tài)的非常小的改變會導(dǎo)致非常不同的結(jié)果。

2.為什么科學(xué)不能預(yù)言人類社會的未來，卻可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來?

明確：因為前者是混沌的，不確定的；而宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。

3.作者對宇宙的未來的預(yù)言與巫師、宗教預(yù)言家對人類社會未來的預(yù)言有何不同?

明確：前者是有科學(xué)根據(jù)的，是運(yùn)用天體物理學(xué)理論進(jìn)行的科學(xué)推測，科學(xué)預(yù)言；而后者是沒有科學(xué)根據(jù)可言的。其實，從上面的題目就可知道，人類社會的未來根本就是無法預(yù)言的，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預(yù)言家對人類社會的預(yù)言注定就是荒唐的。

4.對宇宙未來的預(yù)言，關(guān)鍵是要弄清宇宙的什么問題?

明確：對宇宙未來的預(yù)言，其關(guān)鍵問題在于：平均密度是多少。

5.作者認(rèn)為宇宙的未來會是怎樣的?

明確：會有兩種可能：如果它比臨界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹，但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮。

(解說：設(shè)計這些題目旨在讓教師引導(dǎo)學(xué)生探究文章的內(nèi)涵，由表及里，將自讀引向深入、準(zhǔn)確。)

【自讀思考】

1.根據(jù)作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質(zhì)最多是臨界值的百分之一，似乎不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出，也許存在足夠的暗物質(zhì)，使宇宙最終坍縮。宇宙中存在暗物質(zhì)的證據(jù)是什么?作者又舉了哪兩種假說，說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)?

明確：宇宙中存在暗物質(zhì)一個證據(jù)來自于螺旋星系，必須存在某種看不見的物質(zhì)形式，其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓?。涣硪粋€證據(jù)來自于星系團(tuán)，要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團(tuán)就會飛散開去所以，在星系團(tuán)中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質(zhì)。

作者為了說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)，列舉了兩種假說，一種是所謂的人擇原理，另一種是極早期宇宙的暴漲理論。

(解說：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生探究文章的內(nèi)涵。同樣是探究文章的內(nèi)涵，上面五個問題是宏觀的，環(huán)環(huán)相扣，步步深入，這一個則是微觀、細(xì)碎的，所以單獨(dú)列在自讀思考中。)

2.本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什么道理?

①例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。

明確：用這個比喻生動地說明了即使我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來。

②這有一點(diǎn)像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。

明確：用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結(jié)后，并不是任何發(fā)生在之后的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。

(解說：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會、學(xué)習(xí)作者善于用比喻來說理的技巧。)

3.這篇文章語言幽默風(fēng)趣，在說明科學(xué)道理的同時，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，體現(xiàn)了演講詞的特點(diǎn)。試舉出三個例子，分析其表達(dá)效果。

例如：

①這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結(jié)會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話。這句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區(qū)。

②據(jù)說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數(shù)出獲救者名單。只有數(shù)完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運(yùn)的是，數(shù)人名看來要花很長的時間。這句話幽默中含著揶揄和諷刺，揭露了宗教預(yù)言師的荒謬，表現(xiàn)了對方屢測屢敗卻又想方設(shè)法自圓其說的尷尬與可笑。

③如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預(yù)言者的良好傳統(tǒng)，兩方下賭注，以保萬無一失。聽眾明知作者做的是科學(xué)的預(yù)言，和巫師他們完全不同，可作者卻有意將自己降為他們的同類，一是說明自己恰好也有兩種預(yù)測，二是順勢又對他們進(jìn)行嘲諷。這種智慧的表達(dá)既帶來了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。

(解說：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會并學(xué)習(xí)作者幽默風(fēng)趣的演講風(fēng)格。)

4.下面這段話引自霍金2002年8月15日在浙江大學(xué)的公眾演講《膜的新奇世界》，讀后請用其中的原句提煉本段的要點(diǎn)，并同課文做比較閱讀，說說霍金在介紹深奧理論時喜歡采用什么方式來讓聽眾聽明白?

按照我的意見，膜世界啟始的更遠(yuǎn)為吸引人的解釋是，它作為真空中的起伏而自發(fā)產(chǎn)生。膜的產(chǎn)生有點(diǎn)像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬個H2O分子，它們在最靠近的鄰居之間耦合，并且擠在一起。當(dāng)水被加熱上去，分子運(yùn)動得更加快，并且相互彈開。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度，使得它們中的一群能擺脫它們的鍵，形成熱水圍繞著的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機(jī)的方式長大或縮小，這時液體中來的更多的分子參與到蒸氣中去，或者相反的過程。大多數(shù)小蒸氣泡將會重新塌縮成液體，但是有一些會長大到一定的臨界尺度，超過該尺度泡泡幾乎肯定會繼續(xù)成長。我們在沸騰時觀察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡。

明確：這是遷移運(yùn)用題。體現(xiàn)本段要點(diǎn)的句子是膜的產(chǎn)生有點(diǎn)像沸騰水中蒸氣泡的形成。作者喜歡用比喻的方式將深奧的理論說得通俗易懂。

5.課文中霍金對宇宙未來的預(yù)言，你怎么看?老師鼓勵學(xué)生發(fā)表有創(chuàng)見的觀點(diǎn)，只要態(tài)度科學(xué)，能自圓其說即可。

(解說：設(shè)計該題旨在引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，培養(yǎng)獨(dú)立的人格，同時也培養(yǎng)獨(dú)立的科學(xué)精神。學(xué)生可以暢所欲言，比如認(rèn)為霍金的觀點(diǎn)只是一家之言，只是一種推測，無法得到證實，他和愛因斯坦的相對論一樣，雖然都很偉大，但都只是一種理論，一種思想，缺少科學(xué)的實證，因此也都沒能獲得需要實證的諾貝爾獎。其他科學(xué)家站在另外的角度來思考來假設(shè)，或許會有不同的結(jié)論，不同的發(fā)現(xiàn)。所以青少年對霍金的觀點(diǎn)可以學(xué)習(xí)，可以接受，但不能迷信，不能束縛自己的思維。)

6.霍金的中國學(xué)生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬霍金：在相對論和引力論領(lǐng)域，霍金是繼愛因斯坦之后最偉大的代表人物。他的第一項工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對論的奇性定理；第二項工作是創(chuàng)立了黑洞物理理論，其中有黑洞的無毛定理和黑洞視界面積增加定理；第三項工作是研究極早期宇宙和宇宙的創(chuàng)生，其量子宇宙學(xué)使人們單獨(dú)地從科學(xué)定律即能預(yù)言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病(肌肉萎縮性側(cè)面硬化病)后的40年間所做的。在科學(xué)史上有許多殘疾科學(xué)家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無僅有21歲就患病，幾十年被禁錮在特制的輪椅上，全身只有三個手指能活動，不能講話，與人交談要靠計算機(jī)合成語言，有了新的想法也只能通過三個手指敲擊進(jìn)語言合成器里保存可就是這樣一個重度殘疾的人，卻把研究的目標(biāo)直指浩瀚的宇宙。

在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿詩意的臺詞：我即使被關(guān)在果殼里，仍自以為是無限空間之王!這句臺詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了果殼中的那個挑戰(zhàn)命運(yùn)的不屈的靈魂。他曾說：只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會給你無窮的力量。在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學(xué)家和科學(xué)家。

那么你呢?你怎么看待霍金?十年前，一家青少年調(diào)查機(jī)構(gòu)調(diào)查出我國中學(xué)生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利，三星高照。你又怎樣看待這一現(xiàn)象?

(解說：科學(xué)和人文是教育的兩大內(nèi)容，學(xué)習(xí)本文可以增進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，因此設(shè)計了上題；而從作者霍金的身上，還能感受到高尚的人格魅力，因而設(shè)計了本題?；艚鸬呐笥言@樣感慨：可以相信，當(dāng)他所熱愛的東西都失去時，他不僅堅強(qiáng)地活著，而且偉大地活著，那么他所帶給我們的不僅僅是科學(xué)的智慧，還有人類最可貴的精神。教師可介紹霍金的生平，介紹霍金2002年8月來華刮起的霍金旋風(fēng)，讓學(xué)生產(chǎn)生積極的情感體驗，學(xué)習(xí)霍金戰(zhàn)勝自我、挑戰(zhàn)極限、追求科學(xué)的頑強(qiáng)品質(zhì)。對于三星高照的現(xiàn)象，能夠引發(fā)學(xué)生的深入思考，并作出較為正確的評價，比如這樣評價：這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，既有中學(xué)生自身價值取向的問題，也有新聞媒體的誤導(dǎo)問題。要讓學(xué)生意識到，只有在正確的價值取向引導(dǎo)下，個人才能體現(xiàn)出最大的人生價值，社會才能快速向前發(fā)展。)

【課外作業(yè)】

1.仿照本文幽默風(fēng)趣的語言風(fēng)格，寫一個演講片段，題目是《霍金明星我》。

2.閱讀霍金的名著《時間簡史》、《果殼中的宇宙》(2002年8月霍金在浙江大學(xué)的公眾演講《膜的新奇世界》就選自其中)。

(解說：兩個題目，一讀一寫，由課文深化、拓展開去。教師給定一個完成的時間，然后在全班交流，將學(xué)習(xí)氣氛推向高潮。)

《宇宙的未來》教學(xué)設(shè)計之五

教學(xué)目標(biāo)

一、知識教育目標(biāo)

1．了解有關(guān)宇宙學(xué)的一些知識；

2．了解演講稿的一些特點(diǎn)。

二、能力培養(yǎng)目標(biāo)

1．學(xué)習(xí)舉辦科普講座，以提高講座的科學(xué)性、規(guī)范性；

2．通過和本單元前面的課文進(jìn)行比較，提高比較閱讀的能力。

三、德育滲透目標(biāo)

通過本文的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生對宇宙奧秘的探索熱情。

四、美育滲透目標(biāo)

引導(dǎo)學(xué)生體會這篇講演幽默的語言風(fēng)格，提高自己的思維和語言表達(dá)能力。

重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法

重點(diǎn)：

1．了解有關(guān)宇宙學(xué)的一些知識；

2．了解演講稿的一些特點(diǎn)。

難點(diǎn)：

1．學(xué)習(xí)舉辦科普講座，以提高講座的科學(xué)性、規(guī)范性；

2．通過和本單元前面的課文進(jìn)行比較，提高比較閱讀的能力。

課時安排

1課時

教學(xué)步驟

一、明確目標(biāo)

1．了解有關(guān)宇宙學(xué)的一些知識；

2．了解演講稿的一些特點(diǎn)。

3．通過和本單元前面的課文進(jìn)行比較，提高比較閱讀的能力。

二、整體感知

1．導(dǎo)入新課

在當(dāng)今世界的自然科學(xué)領(lǐng)域，能夠和愛因斯坦比肩的人物恐怕應(yīng)當(dāng)首推史蒂芬霍金了，他不但做出了輝煌的科學(xué)成就，其堅強(qiáng)的意志品質(zhì)也深深地感染著我們，我們今天就來學(xué)習(xí)他的一篇演說辭《宇宙的未來》（板書課題）。

仰望燦爛的星空，我們會肅然起敬，產(chǎn)生無窮無盡的聯(lián)想和想像。從古到今，人們對于宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》里就發(fā)出了一系列的探問：遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數(shù)？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？出自湯谷，次于蒙汜，自明及晦，所行幾里？中國古代的宇宙學(xué)有渾天說、蓋天說、宣夜說等，西方有日心說、地心說等。然而直到20世紀(jì)誕生現(xiàn)代宇宙學(xué)，人們對宇宙的認(rèn)識才有了根本性的突破。本文作者是當(dāng)代著名的理論物理學(xué)家，他以宇宙的未來這樣玄而又玄的話題在劍橋大學(xué)作講演，對我們認(rèn)識宇宙有哪些啟示呢？

2．作者簡介

史蒂芬霍金是繼阿爾伯特愛因斯坦之后最杰出的物理學(xué)家。霍金1942年出生于英國牛津，先后就讀于牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)和宇宙學(xué)。1963年，霍金經(jīng)診斷得了肌萎縮性側(cè)索硬化癥。這種病會引起肌肉萎縮，導(dǎo)致癱瘓；說話會越來越困難，直至完全喪失語言能力；患者通常因并發(fā)肺炎或窒息而死亡。不過，患者的思維能力包括記憶能力不受影響。醫(yī)生告訴霍金他最多只能活兩年。在經(jīng)歷了一段短暫的失望和沮喪后，霍金又開始了他的宇宙學(xué)研究。霍金后來在相對論、大爆炸和黑洞等領(lǐng)域取得了突出的研究成果。霍金1988年出版的宇宙學(xué)著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》，是一部里程碑式的暢銷書?；艚鸨淮_診患病已三十多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理論研究，仍在為大統(tǒng)一理論而耕耘不已。霍金現(xiàn)任劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教授，這也是牛頓爵士曾擔(dān)任過的職位。

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)達(dá)成過程

1．感知課文，明確本文的整體寫作思路。

在講演的開頭，作者就指出，預(yù)言將來是非常困難的，預(yù)言宇宙的將來尤其困難。雖然如此，科學(xué)家對此仍然滿懷信心。

課文第2段，作者卻話題一轉(zhuǎn)，考察起預(yù)言的歷史。提及預(yù)言，人們會不由自主地想到古代的巫術(shù)。女巫用毒藥或火山溢出的氣體把自己弄得精神恍惚，不過是為了增加一點(diǎn)兒神秘色彩，而真正的技巧在于解釋。近代宗教預(yù)言也是這樣，不斷用新的解釋來掩飾預(yù)言的失敗，如首先要數(shù)出獲救者名單等。那么，科學(xué)家的預(yù)言是不是也像古代的預(yù)言家一樣是一時的騙術(shù)呢？作者指出，科學(xué)預(yù)言也許并不比那些巫師或預(yù)言家的更可靠些，比如對天氣預(yù)報、對極端條件下物體的精確的定律，以及對大腦的工作機(jī)制等，都還缺乏準(zhǔn)確的判斷。但是，宇宙在非常大的尺度下的未來，還是可以預(yù)言的。

宇宙中的局部運(yùn)動也許會出現(xiàn)混沌狀態(tài)，但宇宙在大尺度上是可以預(yù)測的。宇宙正在高速膨脹，其他星系正在飛速離我們遠(yuǎn)去。宇宙微波背景輻射證明了宇宙的膨脹大體上是平滑的而非混沌的，因為如果宇宙的膨脹率和平均密度不均勻，來自宇宙各個方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會如此一致。這表明，宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。

從目前的情況看，宇宙中星系之間的距離在增大，但是星系之間的引力吸引有可能降低膨脹率。如果宇宙的密度大于某個臨界值，引力吸引將最終使膨脹停止并使宇宙開始重新收縮。宇宙就會坍縮到一個大擠壓。大擠壓和大爆炸前的狀態(tài)相似，具有無限密度，物理定律在這種狀態(tài)下失效。

這樣，預(yù)言宇宙的未來，關(guān)鍵問題在于：平均密度是多少？如果它比臨界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮。

但是，計算宇宙的平均密度并不容易。把我們現(xiàn)在能看到的恒星質(zhì)量加起來，還不到臨界值的百分之一；即使加上氣體云的質(zhì)量，最多達(dá)到臨界值的百分之一。但是，我們能不能據(jù)此得出宇宙將永遠(yuǎn)膨脹下去的結(jié)論呢？還不能。因為宇宙中還存在許多暗物質(zhì)，這些暗物質(zhì)我們?nèi)庋劭床灰姡荒苤苯佑^測到。黑洞就是這類暗物質(zhì)，它是超大恒星死亡的產(chǎn)物?；艚饘诙吹慕忉屖牵嚎臻g一時間的一個區(qū)域，因為那兒的引力是如此之強(qiáng)，以至于任何東西甚至光都不能從該處逃逸出來。（見《時間簡史》一書所附《小辭典》）我們雖然看不見黑洞的存在，但可以通過觀察螺旋星系和星系團(tuán)來判斷它們的存在：能使大質(zhì)量的星系或星系團(tuán)繞之旋轉(zhuǎn)的東西，其質(zhì)量一定比這些星系和星系團(tuán)大得多。

作者指出，根據(jù)現(xiàn)在的觀測研究，將這些暗物質(zhì)估算在內(nèi)，仍然只達(dá)到要使宇宙重新坍縮的臨界質(zhì)量的百分之十左右。于是有人擇原理和暴漲理論為之說，前者假設(shè)有多個宇宙共存，而我們所能理解的只是身處其中的一個；后者認(rèn)為宇宙可能采取一種非常規(guī)的方式突變，從一個微小的尺度很快達(dá)到臨界狀態(tài)。

歸根到底，宇宙的未來只有兩種命運(yùn)：繼續(xù)膨脹，或可能收縮。這取決于宇宙現(xiàn)有的密度，所以，科學(xué)家在沒有稱算出宇宙的重量之前，不得不承認(rèn)宇宙實際上是處在刀鋒上，所以要繼承巫師或預(yù)言家的傳統(tǒng)：兩方下賭注，以保萬無一失。

2．研讀課文，討論問題。

（1）作者是怎樣探討宇宙的未來的？

【明確】作者先從古代的巫術(shù)和近代的宗教預(yù)言談起，引出話題，說明從科學(xué)的角度談?wù)撚钪娴奈磥硎欠浅?yán)肅的事，科學(xué)有別于宗教的地方是它的求實精神。探討宇宙是繼續(xù)膨脹還是有可能收縮是這篇講演的主體部分，計算宇宙的密度又是這一主體部分的關(guān)鍵，有關(guān)宇宙中物質(zhì)密度臨界值的探討，則把問題引向深入。最后，介紹兩種新的理論人擇原理和暴漲理論，則體現(xiàn)了科學(xué)界最新的探索。作者從可見物質(zhì)談到暗物質(zhì)，從成熟的理論談到科學(xué)的假說，把問題講得透徹明白。最后沒有做出一個明確的預(yù)言，恰恰說明了他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

（2）怎樣理解本文的一些相關(guān)論述？

【明確】這是一篇科學(xué)講演，涉及較為復(fù)雜的背景知識。這些知識和講演的主題是密切相關(guān)的，如果不作必要的交待，講演的內(nèi)容就會顯得抽象和單薄。如，談到天氣預(yù)報、大腦工作原理都具有混沌性質(zhì)，來反襯宇宙在大尺度上是平滑而非混沌的；如，談到恒星的死亡（歸宿）引出黑洞，為宇宙中暗物質(zhì)的存在尋找理論支持；如，談到現(xiàn)存宇宙對初始密度的極度敏感，引出了人擇原理等等。這些相關(guān)的論述，或從對立面凸顯觀點(diǎn)，或從縱深面強(qiáng)化觀點(diǎn)，使論證豐富多彩。

（3）這篇講演在語言上具有怎樣的特點(diǎn)？

【明確】講演是面對面的交流，這種交流又是單向度的，如果不注意講演的語言藝術(shù)，就達(dá)不到最佳的表達(dá)效果。這篇講演，除了推理嚴(yán)謹(jǐn)外，語言幽默也是其突出的特點(diǎn)。幽默的語言創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，更具有親和力，使所闡發(fā)的事理更容易為聽眾接受。如，談到輪賭盤的旋轉(zhuǎn)具有混沌性質(zhì)，作者說即使是物理學(xué)家也不能計算出它出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財，這就生動地說明了什么是混沌現(xiàn)象；如，文章最后一句話：所以我正是繼承那些巫師或預(yù)言者的良好傳統(tǒng)，兩方下賭注，以保萬無一失。兼有諷刺與幽默，對宇宙未來命運(yùn)的判斷采取了審慎態(tài)度。

布置作業(yè)

完成研討與練習(xí)一、二。