一名物理學(xué)家的教育歷程

1、一名物理學(xué)家的教育歷程 16 一名物理學(xué)家的教育歷程 教學(xué)目標(biāo) 一、知識教育目標(biāo) 引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識科學(xué)。 二、能力培養(yǎng)目標(biāo) 引導(dǎo)學(xué)生以 教育歷程 為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。 三、德育滲透目標(biāo) 引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)精神。 重點(diǎn)、難點(diǎn)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(xué)重點(diǎn)是 文章內(nèi)容，而不是相關(guān)的科學(xué)知識。相關(guān)知識教師有所了解， 能幫助教學(xué)課文即可，不必教授給學(xué)生。 課時安排 1 課時教學(xué)步驟 一、導(dǎo)入新課 成為一位科學(xué)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(xué)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

2、物理學(xué)家的教育歷程 二、明確目標(biāo) 1引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識科學(xué) 2引導(dǎo)學(xué)生以 教育歷程 為重點(diǎn)，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(xué)家，畢業(yè)于美國哈佛大學(xué)，獲加 利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué) 城市學(xué)院理論物理學(xué)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(xué)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(xué)家的歷程。 而 童年的兩件趣事 作為文章的主 要內(nèi)

3、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(diǎn)突出。結(jié)構(gòu)如圖： 童年青年（成年） 鯉魚世界的幻想（想像） 實(shí)驗(yàn)（理論物理學(xué)家） 愛因斯坦故事（理論） 3本文的基本內(nèi)容 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(rèn)知?？此谱髡呱倌陼r的 思維超出同齡人，其實(shí)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)。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?yàn)樗?把愛因斯坦的理論當(dāng)成一個 偵探故事 來

4、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(xué)家的基本素 質(zhì)。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(xué)校的足球場中纏繞 22 英里長的銅線 ， 自己動手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作 者進(jìn)行這樣艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對科學(xué)的熱愛，以及 踏實(shí)的性格，顯露出一個科學(xué)工作者的潛能。由到， 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(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程 1【提問】本文在材料處理上有什么特點(diǎn)？ 【明確】本文布局謀篇重點(diǎn)突

5、出，詳略得當(dāng)。在整體上，作 者并沒有從童年到小學(xué)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(shí)驗(yàn)室的事例，突出他 成長為一名 物理學(xué)家 的教育歷程 ，并不旁及其他成長的 經(jīng)驗(yàn)；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(xué)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(diǎn)放在制造 自己的原子對撞機(jī) 上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會到作者嚴(yán)謹(jǐn)、 踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。 2【提問】本文體現(xiàn)了怎樣的科學(xué)精神？ 【明確】本文三個主要部分，并不是簡單地?cái)⑹龀?/p>

6、長的故事， 而是具有深刻的科學(xué)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(xué)家最為重要。 （ 1）想像力：科學(xué)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(rèn)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(xué)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(xué)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(qiáng)權(quán)，只求真理。 （3）實(shí)驗(yàn)精神：丁肇中說過： 現(xiàn)代學(xué)術(shù)

7、的基礎(chǔ)就是實(shí)地的 探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)。 科學(xué)發(fā)展的歷史告訴我 們，新的知識只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)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(xué)家的最基礎(chǔ)的因素，不去 踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，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(dá)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(xué)家 們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作，努力使理論得到證明。即 使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學(xué)和 天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的。 3【提問】 鯉魚科學(xué)家 對 世界的認(rèn)識是怎樣的？ 【明

8、確】主要有以下幾點(diǎn)：（ 1） 水池之外看不見的世界沒 有科學(xué)意義。 （2） 它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)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(xué)家 的消失和重現(xiàn)- 它們認(rèn)為是 奇跡 ，是 可怖的事情 ， 而不肯去探究原因。 （ 4）鯉魚科學(xué) 的傳奇故事 ，真實(shí)地 證明另一個世界的存在，而它們卻認(rèn)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(xué)家 對世界的認(rèn)識說明什么？ 【明確】說明 自以為是 的人類和 鯉魚科學(xué)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(rèn) 。（2）

9、科學(xué) 家發(fā)明像力這樣一些概念 . ，是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn) 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(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)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(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)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(bǔ)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(shí)驗(yàn)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(xué)家也在所不辭。 在作者心中 理論物理學(xué)家 應(yīng)該是怎樣的人？ 【明確】理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實(shí)驗(yàn)條件 的限制，自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)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(xiàn)精神。 在所不辭 意味著 理論物理學(xué)家 道路的艱辛。 7【提問】作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣 的意義？ 【明確】科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí) 驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡單