【人教版】高中语文必修三：4.14一名物理学家的教育历程教案(1)

4.14 一名物理学家的教育历程教课设计（07人教
版必修 3）
【背景资料】
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、有关知识
为了更好地理解课文，我们需要认识一些有关的理论物理学知识：
（ 1）一致场论
依据现代物理学知识，将我们的宇宙联合起来的力有四种：引力、电磁力、强核力和弱核力。

物理学家运用量子力学，已经把后三种力一致同来（美籍华侨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”。

可是这一理论
由于计算复杂非常而让人头疼），可是引力仍旧游离在外。

爱因斯坦毕平生之力想追求四种
力的一致，成立一个大一统的理论，最后也没有实现。

（ 2）高维空间
现代理论物理学以为，一致四种力的远景，在于高维空间（如十维或更高）理论确实立。

比方关于先人来讲，风暴是如何产生的，风暴会侵袭什么地方，什么时候袭来，什么时候结束，他们是全无所闻的，由于他们生活在平展的大地上，只好靠肉眼从近似于二维平面的角度来察看，即便有简单的预告，也都是靠经验来推断的。

此刻有了气象卫星，从太空这样三维角度察看地球，在地面上看来神奇莫测的风暴被看得清清楚楚，能够精确地预告风暴的动向。

相同，理论物理学家以为，传统的四维（空间三维加上时间）理论太“小”，不可以解说宇宙中的四种力。

当他们超越四维而在更高维（如十维或更高）中追求一致这四种力时，就
能获得一种简单、美丽的解决模型（科学家以为宇宙应当是简单、合谐的）。

高维空间理论以为，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，演变为今日我们生活的宇宙。

大爆炸后10-35秒，大统一力分开。

可是高维空间理论很难在实验室中获得证明，由于要模拟当时的环境，需要的能
量太大，根本没法做到，所以此刻高维空间理论只好是“理论”。

【示范教课设计】
一名物理学家的教育历程
教课目的
一、知识教育目标
指引学生从生活出发，认识科学、认识科学。

二、能力培育目标
指引学生以“教育历程”为要点，商讨此中表现的思想内涵。

三、德育浸透目标
指引学生领会科学精神。

要点、难点及解决方法
高维空间对一般人来说，是很难想像的。

所以，教课要点是文章内容，而不是有关的
科学知识。

有关知识教师有所认识，能帮助教课课文即可，不用教授给学生。

课时安排
1课时
教课步骤
一、导入新课
成为一位科学家是无数有志青年的梦想，对物理的研究更是很多年青的学子孜孜以求的，我
们来看一下加来道雄的成长道路，也许能获得一些启示。

（板书）一名物理学家的教育历程
二、明确目标
1．指引学生从生活出发，认识科学、认识科学
2．指引学生以“教育历程”为要点，商讨此中表现的思想内涵。

三、整体感知
1．作者简介
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》。

2．本文的基本构造
文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，所以，表达的次序主假如历时性的。

可是，作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，而且指引我走上成为一个理论
物理学家的历程。

”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时性的表达。

这样的构
造安排，使文章既脉络清楚，又要点突出。

构造如图：
童年青年（成年）
鲤鱼世界的想象（想像）
实验（理论物理学家）
爱因斯坦故事（理论）
3．本文的基本内容
①人人都对自然感觉好奇，都以自己喜欢的形式追求自然的“谜底”，可是大部分人一
般直接探访自然自己，而作者却由人的察看角度，反省人类对宇宙的认知。

看似作者少年时的思
想高出同龄人，其实不过他充足发挥了自己的想像力，而且保持了这样奇异的想像力，
由此确定了他对高维空间理论研究的基础。

②作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”，激发了他的研究兴趣。

他之所以感觉“激感人心” ，是由于他把爱因斯坦的理论当作一个“侦探故事”来阅读、研究，这特别切合少年的心理。

此外，“我决定要对这一奥密追根问底” ，也表现了他有毅力有恒心的性格，这是成为科学家的基本素质。

③高中时代，本应“在棒球场或篮球场嬉戏” ，享受青春年光，但作者却“找遍周边地域大批的电子库房，装置必要的
硬件设施”，在“学校的足球场中环绕22 英里长的铜线” ，自己着手建设实验室，考证爱因
斯坦理论，研究反物质。

作者进行这样艰辛乏味的工作，表现了他对科学的热爱，以及扎实的性格，显现出一个科学工作者的潜能。

由①②到③，我们能够清楚地看到作者的“教育历程”和“教育内容” 。

四、要点、点的学与目达成程
1．【提】本文在资料理上有什么特色？
【明确】本文布局篇要点突出，略适当。

在整体上，作者并无从童年到小学到初
中到高中，按序叙事，而是通童年的两件趣事和高中成立室的案例，突出他成一名“物理学家”的“教育程”，其实不旁及其余成的；在局部上，如高中
段，作者看了多一理方面的，并经常去斯坦福大学的物理，有关的理
籍是怎启、引他研究的，里一定有多出色的故事，可是作者不过一笔，要点放在制造“自己的原子撞机”上，此中详细的数据表达得很尽，人领会到作者、
踏的性格，以及内在的成物理学家所需要的基本素。

2．【提】本文体了怎的科学精神？
【明确】本文三个主要部分，其实不是地表达成的故事，而是拥有深刻的科学精神
内涵，能够从中看到哪些方面的“教育” 成秀科学家最重要。

（ 1）想像力：科学是需要想像力的，想像力能来造力。

作者正是从世界的
想像中，到人察空的限制性，接感悟到高空存在的可能。

由感性的想像上涨到理性的造，体了新意和研究精神。

（2）趣：科学不是乏味的，而是充趣的。

探自然的神奇，真实的
科学工作者来，是和自然做的近似于捉迷藏的“游” ，也是人生的“境地” 。

“游”使他此不疲，充激情，不受外界的惑和干；而“境地” 使他不功利，不畏，只求真谛。

（3）精神：丁肇中：“ 代学的基就是地的探察，就是我在所的。

”“科学展的史告我，新的知只好通地而获得，不是由自我或真谛的清便可求到的。

”（《有格物致知精神》）有了想像力，有了趣，那不过成科学
家的最基的要素，不去踏踏地做，就不可以获得基本数据，假就不可以确定。

一味
地幻想，不去做基工作，不行能达到真谛的此岸。

作者从事的高空理，然逗留
在面上，可是科学家已在做多基的工作，努力使理获得明。

即便如科学家霍金靠睿智的建黑洞理，也要有数学和天体物理学的基，也不是幻想出来的。

3．【提】“ 科学家” “世界”的是怎的？
【明确】主要有以下几点：（1）“水池以外看不的世界没有科学意。

”（2）“它
睡自己能运而迷惑不解”——它以神奇的“力”来掩饰自己的无知。

（ 3）“ 科
学家”的“消逝”和“重”——它是“奇观” ，是“可怖的事情” ，而不愿去研究原由。

（ 4）“ 科学”的“ 奇
故事” ，真地明另一个世界的存在，而它却“胡八道”，荒，背它的“自然律” 。

4．【提】作者想通“ 科学家” 世界的明什么？
【明确】明“自以是”的人和“ 科学家”有相像之。

（ 1）人“一世就在我自己的‘池子’ 里度”，只需“高出我的理解力” 的自然存在，他就“拒承” 。

（2）“科学家明像力一些观点⋯⋯”，是因他只愿意承“那些看得摸得着的事物”，不愿改思虑
的方式。

（ 3）“不可以在室里便利地”的理，他就加以“鄙”，表出思想上的守旧和固。

5．【提】文中多空故事和一理籍两小段内容，“教育程”
的表达有什么作用？
【明确】文的要点是童年趣事和成立室，三个案例已把“教育程”完好地
勾勒出来。

而在此中的两个小案例，主要起充和接的作用。

故事加深作者高
空的想像，激趣；而一理籍，既表高中段作者求知的情，也
接起由理论到实验的研究过程。

6．【发问】作者说“我决定要对这一问题追根问底，即使为此而一定成为一名理论物理
学家也万死不辞。

”在作者心中“理论物理学家”应当是如何的人？
【明确】理论物理学家的工作是抽象、乏味的，受实验条件的限制，自己的学说很难得
到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。

这样的人一定耐得住孤独，一定有奉献精神。

“万死不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。

7．【发问】作者成立实验室的案例，对我们现实生活有如何的意义？
【明确】科学是成立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的查验才能获得论证。

实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合能力。

而我们目前存在的问题是，重视理论，小看基础实
验，表现为着手能力和实践能力差，思想上烦躁，急于求成。

对教育而言，重知识，轻能力
的现象很广泛。

这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启示。

部署作业
达成“商讨与练习一、二”。