【三步教学法】统编高中必修下册教案（详案）：7（2）一名物理学家的教育历程

课 题 7（2）一名物理学家的教育历程 课型 新授 教 学 目 标 语言的建构和运用 了解加来道雄成为一名物理学家的教育历程。 思维发展与提升 学习作者对科学的热爱和执着追求的精神。 审美鉴赏与创造 引导学生感受科学家在探求真理中所表现的人格魅力，激发学生探求未知世界的兴趣，培养学生养成良好的性格品质。 文化传承与理解 引导学生以“教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵。 教学重点 梳理文章结构，理解作者成为物理学家的教育历程。 教学难点 体会科学精神，培养科学兴趣。 教学过程： 一、导入 在我们小的时候，常常会谈及未来的理想，那时候我们常常无畏地说：“我要做一名科学家”，可是随着年龄的增长，我们很少有人再说了，这是为什么呢？因为我们逐渐明白成为一名科学家是极其艰难的。那么怎样才能成为一名科学家呢？ 当我在互联网上搜索“如何成为一名科学家”这一词条时，还发现了这样一个留言“我的理想是成为一名物理学家， 但上了大学之后我开始清醒地认识到原来自己就不知道该在哪些方面努力，应该怎样做？”如此看来，我们真的要好好研究一下成为一名科学家需要怎样的教育历程了，今天我们就通过著名的理论物理学教授加来道雄的文章《一名物理学家的教育历程》得到点启发吧！ 二、自主学习 （一）作者简介 加来道雄(Michio Kaku)生于1947年,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）背景资料 宇宙科学在当今越来越引起世人的关注。20世纪伟大的物理学家爱因斯坦提出的相对论,把人类探索世界奥秘的步伐向前推进了一大步,他把现实世界的三维扩展到宇宙空间的四维,是一个了不起的伟大成就。但它不能解释所有的现象。当今世界探索宇宙本源的活动逐渐分成两个方向:一是向宏观世界探求宇宙的秘密,一是向微观世界追寻世界的本源。目前,多维空间的研究有了突破性进展,其中超弦理论为人类理解宇宙提供了一条很好的途径,也吸引着许多世界一流的学者进行探索。本文的作者就是这样一位理论物理学家。 （三）相关的理论物理学知识  1.统一场论 根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学家运用量子力学，已经把后三种力统一起来（美籍华裔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”。但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼），但是引力仍然游离在外。爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一，建立一个大一统的理论，最终也没有实现。 2.高维空间  现代理论物理学认为，统一四种力的前景，在于高维空间（如十维或更高）理论的确立。比如对于古人来讲，风暴是怎样产生的，风暴会袭击什么地方，什么时候袭来，什么时候结束，他们是一无所知的，因为他们生活在平坦的大地上，只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察，即使有简单的预报，也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星，从太空这样三维角度观察地球，在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚，可以精准地预报风暴的动向。同样，理论物理学家认为，传统的四维（空间三维加上时间）理论太“小”，不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维（如十维或更高）中寻求统一这四种力时，就能得到一种简单、漂亮的解决模型（科学家认为宇宙应该是简单、合谐的）。 高维空间理论认为，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，演变成今天我们生活的宇宙。大爆炸后10-35秒，大统一力分开。但是高维空间理论很难在实验室中得到证实，因为要模拟当时的环境，需要的能量太大，根本无法做到，所以现在高维空间理论只能是“理论”。  （四）字词 刨（ páo ）根究底    撒手人寰（ huán） 湮（ yán ）没     惊诧（ chà）      畏葸（ xǐ ）不前 栅（ zhà ）栏 五彩斑斓（ lán ）     目眩  （xuàn） 鄙（ bǐ ）视     冷嘲热讽（ fěng） 杜撰（zhuàn）    怪诞 （  dàn） （五）词语 1.在所不辞: 2.冷嘲热讽: 3.高深莫测: