第一篇：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

試課稿

各位評委大家好，我是 號考生，我抽到的題目是《一名物理學家的教育歷程》 上課，同學們好，請坐

一、導入

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》得到點啟發吧?。ò鍟阂幻锢韺W家的教育歷程

加來道雄）

二、作者簡介：

加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業于美國哈佛大學，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》《超弦導論》。

三、研究探討課文內容，完成重難點的學習：

1．審讀本文標題，你能否推斷一下文章會寫什么內容，會怎么寫？你的推斷和作者的構思是否有出入？出入在哪兒？

這里的教育不是受教育或者教育別人，而是自主教育，自主發展。2．速讀全文回答下面問題，感受結構內容

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，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程。”而“童年的兩件趣事”是什么？除了這兩個趣事，作者還寫了成長中的那個事例？

鯉魚世界的幻想 愛因斯坦故事

建立實驗室

（板書： 鯉魚世界的幻想 愛因斯坦故事

建立實驗室）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）“它們為睡蓮自己能夠運動而困惑不解”——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”——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“自然規律”。

4．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”，表現出思想上的保守和固執。

5.對愛因斯坦未竟事業的向往，是怎樣啟迪作者走上科學探索的道路的呢？

一名學生朗讀課文12、13自然段，其余學生思考問題并明確： 對愛因斯坦未竟事業的向往，使作者產生對同一場理論的興趣，好像偵探一樣給予找到故事的線索和結局。

6.思考：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”應該是怎樣的人？

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.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涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優秀科學家最為重要？

（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。

（2）樂趣：科學不應該是枯燥的，而是應該充滿樂趣的。

（3）實驗精神：有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學家的最基礎的因素，不去踏踏實實地做實驗，就不能得到基本數據，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎工作，不可能達到真理的彼岸

四、研究探討：

作者的成長歷程給你什么啟示？成為一名科學家需要那些素質？請你舉出幾個和作者成長歷程相似的科學家？

作者進行艱苦枯燥的工作，體現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：人要想有所成就僅僅空想是不行的，要有嚴謹、踏實、務實的工作作風，從基礎做起，重在實踐。

應具備下列品質：奇特的想象力；探究的精神；實驗的精神；自主創新精神；奉獻精神；要耐得住寂寞；不要固步自封；堅定的信念，堅持不懈的努力。例如華羅庚、愛因斯坦、錢學森、牛頓、瓦特、居里夫人等。

五、總結

一名理論物理學家的成長歷程，給了我們很多的啟示：大膽的想象、懷疑和猜測，不要固步自封；興趣在人的成長過程中是不可或缺的，但要達到成功的彼岸離不了堅定的信念、堅持不懈的努力，這或許是作者要告訴我們后輩的，希望大家能踏著他的腳步，一步一步取得進步。

這節課就上到這里，下課，同學們再見！

板書

一名物理學家的教育歷程

加來道雄

鯉魚世界的幻想 愛因斯坦故事

建立實驗室

第二篇：一名物理學家教育歷程教案

尋“趣”之旅

——《 一名物理學家的教育歷程》教案（22號選手）

教學目標：

1、整體感知文本，以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵，引導學生從生活出發，了解科學、認識科學,體會科學的精神。

2、精讀文本，感受科學思維及其語言表達的特殊美感。教材分析：

《一名物理學家的教育歷程》是美籍日裔理論物理學家加來道雄的作品，文章沒有像本單元前面兩位科普作家一樣向我們介紹大量的科學知識，而是通過對童年的兩件對自己啟發很大的趣事的追溯，告訴了我們走上科學道路的一些必備因素（想象力、好奇心、探究精神、實踐精神等）。全文的思路很清晰，主要是圍繞兩件事展開，學生更容易從文章結構上去把握文章內容，通過學習此類課文，我們期盼學生從中能夠體會到科學精神和科學的思維習慣，感受到科學語言的特殊美感。

文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是時間順序。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，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程”?！巴甑膬杉な隆笔俏恼碌闹饕獌热荩瑢W生也很容易概括出來；文章講述的第三件事：在高中階段自己動手建造實驗室。這樣的結構安排，使文章既脈絡清楚，又重點突出，充分體現了一名理論物理學者的風格。

課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這樣的順序敘事，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“物理學家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長的經驗；在局部上，重點放在制造自己的原子對撞機上，其中具體的數據陳述得很詳盡，讓我們體會到作者嚴謹、踏實的性格，以及成為物理學家所需要的基礎工作能力。

這篇文章是一篇略讀課文，主要是以學生的感知領悟為主，所以我將解讀的重點放在這篇文章的趣味上，從三個版塊上展開：有趣的科學精神、有趣的科學思維、有趣的科學語言。學情分析：

高二的學生讀懂這樣一篇敘述性很強的科普文章，是比較容易的。只是文章篇幅較長，所以采取“長文短教”的辦法，把文章教短。文中涉及到大量的科學知識，對同學們來說，可能有一點難度，但也容易引起大家的興趣。老師應該將教學的重點放在文章的內容上，不必糾結相關的科學知識，但可以引導學生課后去閱讀相關的書籍。教學課時：一課時 教學過程：

一、導入：

10月19日，也就是昨天，凌晨3時31分，神舟十一號載人飛船與天宮二號空間實驗室成功實現自動交會對接！從逐日、奔月的神話，到空間站的建立，千年綺夢已成真；從萬戶飛天到神舟十一號載人飛船的起航，攬月神游彈指間；從想象到實踐，我們依靠什么走到了今天？或許《一名物理學家的教育歷程》會給我們答案。

二、速讀：尋趣之科學精神

1、請同學們快速閱讀全文，找找看文章寫了哪幾件事情？并說說哪件事最有趣？（作為已經具備一定的閱讀水平、概括能力的高二學生，他們應該能很快概括出三件事：童年兩件事——對鯉魚世界的遐想、對愛因斯坦未竟事業的向往，高中時代一件事情——建立自己的實驗室。至于“哪件事最有趣”，容易打開學生的思維，人人有話可說，可對文本 進行個性化的解讀。）

2、你可以從這些趣事中看到哪些方面的精神和品質對成為優秀的科學家最為重要？（這個問題的設計，實際上是為了探究科學精神：想像力、好奇心、探究精神、實踐精神??）

3、說說你在童年中也有哪些這樣類似的奇思妙想。

（設計這個問題的目的，一鍛煉學生的口頭表達能力，活躍課堂氣氛，二背后的意思、隱性的教學是讓學生思考，我們跟科學家可能有相似的起點，卻走向了不同的終點，這是什么決定的。）

三、精讀：尋趣之科學思維

請同學們精讀鯉魚科學家的故事，找出圍繞鯉魚科學家作者都想了哪些內容？

“我想”??

“我曾想”??

“我想”??

“我曾想”??

“我常想”??

1、請學生讀一讀這些文字后面的內容，歸納“鯉魚科學家”對世界的認知：（1）水池之外看不見的世界沒有科學意義；

（2）它們為睡蓮自己能夠運動而困惑不解——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知；（3）“鯉魚科學家”的“消失”與“重現”——它們認為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因；

（4）“鯉魚科學家”的“傳奇故事”，真實地證明另一個世界的存在，而它們卻認為是“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規律”。

2、“鯉魚科學家”與人類有什么相似之處？

（1）我們的一生在自己的“池子”里度過，只要超出我們理解力的存在，我們就拒絕承認；（2）科學家發明像力這樣的概念，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”。

3、聯系題記，感受作者有趣的科學思維：

從現象到本質，從觀察到推理，從具體到抽象，從感性經驗到理性思考??

四、品練：尋趣之科學語言

1、科學的精神，科學的思維都需要一個載體：科學的語言。本文的語言不同于一般科普說明語言平實準確，顯得特別有趣。請大家找出一兩句有趣的語言出來品讀。

2、作者關于鯉魚“科學家”的幻想十分有趣，如果我們以動物的眼光來觀察人類，是不是也很有意思呢？假如有一位動物（狗、貓、雞、燕子等）“科學家”專門研究人類的某些行為，它寫了一篇科普文《人類行為之謎》。請你用有趣的語言替這位動物“科學家”做一回代筆人。

五、小結：

愿我們保持對這個世界初戀般的好奇！附板書設計：一名物理學家的教育歷程

第三篇：一名物理學家的教育歷程 教案

一名物理學家的教育歷程

一、教學目標

(一)知識目標：．引導學生認識物理學家的教育歷程。

（二）能力目標：在課堂中能夠讓學生學到科學的學習方法和思維習慣，培養篩選整合文章關鍵信息的能力，學會用結構分析法來快速閱讀文章和梳理文章的主旨。

（三）思想教育目標：感受科學家在探求真理中所表現的人格魅力，激發學生探求未知世界的興趣，培養學生養成良好的性格品質。

二、教學重難點

（一）教學重點：引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵，引導學生體會科學精神。

（二）教學難點：培養篩選整合文章關鍵信息的能力，用結構分析法來快速閱讀文章和梳理文章的主旨。

三、課時安排：一課時

四、教學過程(一)導入

我們小的時候，常常會談到我們未來的理想，（小時候老師布置的作文）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？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》得到點啟發吧！

(二)作者介紹

加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業于美國哈佛大學，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》《超弦導論》。

(三)初讀課文，把握大意

1、正音辨形

杜撰（dù zhuàn）

斑斕（bān lán）撒手人寰（sā shǒu rén huán）湮沒（yān méi）

畏葸（wèi xǐ）

自鳴得意：自己表示很得意。（多用于貶義）得意洋洋：很得意的樣子。（中性）

刨根究底：認真盤究查問，弄清根底緣由。又作盤根問底。尋根究底：尋求和追究事物的根底。也作尋根究底。（兩次區別不大）

2、我們的任務主題--總結出成為一名科學家所具備的基本條件。

3、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？

答：第一件趣事是指作者小時候在父母的帶領下，去舊金山游覽著名的日本茶園。作者在那里發現了豐富多彩的非常有趣的鯉魚世界。（“鯉魚科學家”的故事，包括閱讀多維空間歷險故事）

第二件趣事是指作者在八歲時曾聽過的一個有關整個人類歷史上最偉大的科學家的故事。（愛因斯坦故事，包括閱讀統一場理論書籍和建立實驗室的故事）

4、作者對鯉魚世界是怎樣遐想的？

答：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?）“它們為睡蓮自己能夠運動而困惑不解”——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”——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“自然規律”。

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。

好奇心和想象力很重要嗎？--常越過各種思想桎梏

補充：據美國《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，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造力。歐洲研究委員會委托進行的一項有關科學創造力的研究稱：“科學家表現出超強的好奇心。他們會對基本問題進行更加深入的研究，充分表現出求知的欲望?！焙闷嫘氖侵笇σ粋€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。

5、作者對愛因斯坦未竟事業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”，激發了他的探究興趣。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“在棒球場或籃球場玩?！?，享受青春年華，但作者卻“找遍周邊地區大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設備”，在“學校的足球場中纏繞22英里長的銅線”，自己動手建設實驗室，驗證愛因斯坦理論，探究反物質。

6、這一過程的意義在哪里呢？

我們發現作者的基本科學素質都得到了培養和鍛煉。例如探究能力、推斷能力、動手實驗能力以及在其中不可缺少的不怕挫折、質疑求真的科學精神，尊重事實和實事求是的科學態度等都得到了培養和鍛煉。

7、現在我們的任務已經完成，我們總結一下他的成長歷程吧！

8、文章的題目是“一名物理學家的教育歷程”，因此，“教育歷程”，暗示本文的說明順序是:時間順序。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，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程”。而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內容，又是共時性的敘述。這樣的結構安排，使文章既脈絡清楚，又重點突出。

說明要有順序，這是使說明內容條理化的必要條件。常見的說明順序有：時間順序、空間順序、邏輯順序。說明的時間順序和記敘的時間順序相似。空間順序，要特別注意弄清空間的位置，注意事物的表里、大小、上下、前后、左右、東南西北等的位置和方向。邏輯順序，常以推理過程來表現。采用什么順序，主要取決于作者所說明對象的特點。說明事物的發展變化，時間順序容易表示清楚。寫建筑物的結構，離開空間順序難讓讀者看明白。說明事理用邏輯順序，正便于體現事理的內部聯系。

9、總結：童年的兩件趣事之所以引導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和科學能力得到了充分地挖掘、培養和鍛煉。它們是：

好奇心、想象力、探究能力、實驗能力、不怕挫折、質疑求真的科學精神，尊重事實和實事求是的科學態度等。

（1）想象力：科學是需要想象力的，想象力能帶來創造力。作者正是從對鯉魚世界的想象中，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。由感性的想象上升到理性的創造，體現了創新意識和探索精神。

（2）樂趣：科學不應該是枯燥的，而是應該充滿樂趣的。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＃錆M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，只求真理。

（3）實驗精神：有了想象力，有了樂趣，那只是成為科學家的最基礎的因素，不去踏踏實實地做實驗，就不能得到基本數據，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎工作，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，但是科學家們已經在做許多基礎的實驗工作，努力使理論得到證明。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創建黑洞理論，也要有數學和天體物理學的實驗基礎，也不是空想出來的。

四、拓展延伸

物理學家的理論也許過于艱深，但是其中的道理，和日常生活的體驗是相通的。文章所講述的鯉魚的故事，給了你怎樣的啟發？你是否也有過類似的奇思妙想呢？

設題意圖：引導學生把科學和生活聯系起來，激發他們探究科學的熱情。參考答案：

站在地球上觀察，我們覺得地球是平面的，但是在高空，我們就可以看到地球的曲面。這與鯉魚們觀察它們的宇宙，看到的是幽暗的水體是類似的.五、板書

一名物理學家的教育歷程

加來道雄

六、知識補充（1）統一場論

根據現代物理學知識，將我們的宇宙結合起來的力有四種：引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學，已經把后三種力統一起來（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一，建立一個大一統的理論，最終也沒有實現。

（2）高維空間

現代理論物理學認為，統一四種力的前景，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，風暴是怎樣產生的，風暴會襲擊什么地方，什么時候襲來，什么時候結束，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，即使有簡單的預報，也都是靠經驗來推測的。現在有了氣象衛星，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，可以精準地預報風暴的動向。同樣，理論物理學家認為，傳統的四維（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境，需要的能量太大，根本無法做到，所以現在高維空間理論只能是“理論”。

第四篇：《一名物理學家的教育歷程》教案

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？ 當我在互聯網上搜索“如何成為一名科學家”這一詞條時，還發現了這樣一個留言“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》得到點啟發吧！

加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業于美國哈佛大學，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》《超弦導論》。

三、課文學習具體過程：

1我們的任務主題——總結出成為一名科學家所具備的基本條件。

3挑出不理解的語句，小組內討論解決，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：

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。好奇心和想象力很重要嗎？——常越過各種思想桎梏

補充：據美國《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，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造力。歐洲研究委員會委托進行的一項有關科學創造力的研究稱：“科學家表現出超強的好奇心。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，茫茫宇宙定有規律。他們總在孜孜不倦地尋找目前公認理論難以解釋的數據，為了平息數據和理論之間的沖突，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生的，而是通過藝術創造力想像出來的”。這一過程的意義在哪里呢？

好奇心、想象力、探究能力、實驗能力、不怕挫折、質疑求真的科學精神，尊重事實和實事求是的科學態度等。

現在我們的任務已經完成，我們總結一下他的成長歷程吧?。ò鍟┩?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？哪種精神或哪種態度？除此之外，你還有補充嗎？

第五篇：《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

【教學目標】：

1、引導學生從生活出發，了解科學、認識科學，體會科學的精神。

2、引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵。

3、引導學生感受科學家在探求真理中所表現的人格魅力，激發學生探求未知世界的興趣，培養學生養成良好的性格品質。

【重點、難點】

引導學生以“教育歷程”為重點，探討其中表現的思想內涵，引導學生體會科學精神。

高維空間對普通人來說，是很難想像的。所以，教學重點是文章內容，而不是相關的科學知識。相關知識教師有所了解，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、故事導入

有一次，愛因斯坦要把墻上的一幅舊畫取下來，就搬來了一架梯子，一步一步爬上去。突然他又想起了一個問題，沉思起來，忘記了自己正在做什么，猛地從梯子上摔了下來。摔到地上之后他顧不上疼痛，馬上想到：人為什么會筆直的掉下來？看來物體總是沿著阻力最小的線路運動的。他想到這里，馬上站立起來，一瘸一拐地走到桌子前，提筆把自己的這個想法記了下來。遇事愛思考探究，常常從小事中受到啟發，這就是當代偉大的物理學家——愛因斯坦的探索品質。那他對物理學家加來道雄的影響又是怎樣的呢？

二、了解作者

加來道雄，美籍日裔物理學家，畢業于美國哈佛大學，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》《超弦導論》。

三、研究探討課文內容，完成重難點的學習：

1．審讀本文標題，你能否推斷一下文章會寫什么內容，會怎么寫？你的推斷和作者的構思是否有出入？出入在哪兒？

提示：這里的教育不是受教育或者教育別人，而是自主教育，自主發展。

2、速讀全文回答下面問題，感受結構內容 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，并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程?！倍巴甑膬杉な隆笔鞘裁矗砍诉@兩個趣事，作者還寫了成長 中的哪個個事例？

明確：鯉魚世界的幻想（想象）

建立實驗室（實踐）愛因斯坦故事（興趣）

（設計意圖：引導學生抓住課文標志性語句，梳理課文結構，引導學生從結構上去把握文章內容。）

3．【提問】“鯉魚科學家”對“世界”的認識是怎樣的？ 提示：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?）“它們為睡蓮自己能夠運動而困惑不解”——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”——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“自然規律”。4．【提問】作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明什么？ 提示：

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”，表現出思想上的保守和固執。

5、【提問】你是否對自然界有過好奇心呢？是否也產生了對科學的興趣？對愛因斯坦未竟事業的向往，是怎樣啟迪作者走上科學探索的道路的呢？思考：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”應該是怎樣的人？ 提示：

對愛因斯坦未竟事業的向往，使作者產生對同一場理論的興趣，好像偵探一樣給予找到故事的線索和結局；

在作者心中，“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。

6、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涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對成為優秀科學家最為重要？ 提示：

（1）想像力：科學是需要想像力的，想像力能帶來創造力。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。（2）樂趣：科學不應該是枯燥的，而是應該充滿樂趣的。

（3）實驗精神：有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學家的最基礎的因素，不去踏踏實實地做實驗，就不能得到基本數據，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎工作，不可能達到真理的彼岸。（設計意圖：感受科學家在探求真理中所表現的人格魅力，激發學生探求未知世界的興趣，培養學生養成良好的性格品質。）

四、研究探討：（開放型題目）

作者的成長歷程給你什么啟示？成為一名科學家需要那些素質？請你舉出幾個和作者成長歷程相似的科學家？ 提示：

作者進行艱苦枯燥的工作，體現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：人要想有所成就僅僅空想是不行的，要有嚴謹、踏實、務實的工作作風，從基礎做起，重在實踐。

應具備下列品質：奇特的想象力；探究的精神；實驗的精神；自主創新精神；奉獻精神；要耐得住寂寞；不要固步自封；堅定的信念，堅持不懈的努力。例如華羅庚、愛因斯坦、錢學森、牛頓、瓦特、居里夫人等。

五、小結、作業

一名理論物理學家的成長歷程，給了我們很多的啟示：大膽的想象、懷疑和猜測，不要固步自封；興趣在人的成長過程中是不可或缺的，但要達到成功的彼岸離不了堅定的信念、堅持不懈的努力，這或許是作者要告訴我們后輩的，希望大家能踏著他的腳步，一步一步取得進步。

作者關于“鯉魚科學家”的幻想十分有趣，如果我們以動物的眼光來觀察人類，是不是也很有意思呢？假如有一位動物（狗、貓、雞、燕子等）科學家，專門研究人類的某些行為，它寫了一篇“科普文”：人類行為之謎。那么請你試著替這位“動物科學家”做一回代筆人怎樣？

板書設計：

童年

青年

成年 鯉魚世界的幻想（想像）

建立實驗室（實踐）

理論物理學家

愛因斯坦故事（興趣）

科學精神：

想像力——樂趣——實驗精神

【相關知識】

為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關的理論物理學知識：（1）、統一場論

根據現代物理學知識，將我們的宇宙結合起來的力有四種：引力、電磁力、強核力和弱核力。物理學家運用量子力學，已經把后三種力統一起來（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一，建立一個大一統的理論，最終也沒有實現。

（2）、高維空間

現代理論物理學認為，統一四種力的前景，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，風暴是怎樣產生的，風暴會襲擊什么地方，什么時候襲來，什么時候結束，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，即使有簡單的預報，也都是靠經驗來推測的?，F在有了氣象衛星，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，可以精準地預報風暴的動向。同樣，理論物理學家認為，傳統的四維（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境，需要的能量太大，根本無法做到，所以現在高維空間理論只能是“理論”。