7.2《一名物理学家的教育历程》课件 2023-2024学年统编版高中语文必修下册

人生是一种过程,是一种亲历的过程。一切美妙尽在过程之中。 爱因斯坦如是说: 我没有特殊天赋,我只是极为好奇。 整个科学只不过是每日思考的精练。 想象力比知识更重要。 我没有什么特别的才能,不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。 在我审视我自己和我的思考方式时,我的结论是:在吸收有益的知识方面,奇思玄想的天赋对我而言,比我的才干更重要。 1. 把握文章按时间顺序安排内容的行文结构。 2. 从作者的成长故事中思考总结成为科学家应具备的科学精神。 3. 从文章的整体布局和局部写作方面,分析文章的谋篇技巧。 素养目标 一名物理学家的教育历程 加来道雄,日裔美国理论物理学家,毕业于美国哈佛大学,获得加利福尼亚大学伯克利分校物理学博士学位,纽约市立大学城市学院理论物理学教授。科普作家,超弦理论的专家。他秉持着爱因斯坦的精神:探寻“所有事物的原理”。 主要作品有《超越爱因斯坦》(与特雷纳合著)、《量子场论》和《超弦和M 理论导论》。 作者简介 本文属于人物简介类说明文。“一名物理学家”指作者加来道雄;“历程”指经历的过程,“教育历程”不仅指“教育的过程”,也包括“教育内容”。 题目解说 课文探究 1.为什么说“我们之间却如距深渊”? “我”不能了解鲤鱼的世界,不知它们的世界是不是存在同我们一样的规则。鲤鱼们也不能了解“我”的世界。它们大部分时间在水中漫游,它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成,虽然它们模糊地意识到在水面上存在有另一个外部世界,但这个外部世界的本质超过了它们的理解能力。所以“我”说“我们之间却如距深渊”。 2.第六、七段对鲤鱼的遐想有什么作用? 作者运用拟人化的手法,以“鲤鱼”的眼光来审视鲤鱼世界,写出鲤鱼们对看不见的世界持否定态度。作者展开丰富的想象,向我们展现了鲤鱼世界的“奇妙无比”。池中之鱼如同古代寓言中的井底之蛙。这种写法使我们由鱼想到人类,可以悟出科学探索对人类认识世界的重大意义。“聪明”一词褒词贬用,人类有时也会如此“无知”。 (1)① “水池之外看不见的世界没有科学意义”。 ② “它们为睡莲能够自己运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。 ③ 鲤鱼“科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。 (2) 鲤鱼“科学家”的“传奇故事”,真实地证明另一个世界的存在,而大多数鲤鱼却认为这是“胡说八道”。 3.鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是怎样的?作者想通过鲤鱼“科学家”对“世界”的认识说明什么? 根据鲤鱼“科学家”对“世界”的认识,可知“自以为是”的人类和鲤鱼“科学家”有相似之处。试概括出二者有哪些相似之处。 ① 人类“一生就在我们自己的‘池子’ 里度过”,只要有“超出了我们的理解力”的自然存在,我们就“拒绝承认”。 ② “科学家发明像力这样一些概念”,是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”,不肯改变思考问题的方式。 ③ 对于“不能在实验室里便利地验证”的理论,他们就加以“鄙视”,表现出思想上的保守和固执。 4.“我决定要对这一秘密刨根究底,纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”这句话的深刻内涵是什么?(13段) 这句话表面上看起来是一种幽默:为了弄清自己想要弄清楚的爱因斯坦所关心的问题,作者“不得已”要做一名理论物理学家。实际上,作者强调的是要探索宇宙的本质,必须付出艰辛的劳动,而自己为了追求真理,再艰辛也要奋斗下去。所以,这句话表现了一位追求真理的科学家的执着精神和坚强意志。 深入探究 科学是建立在实验之上的,科学理论要经过实践的检验才能得到论证。实验不是简单的操作,要有理论的指导,要有实验的设计,要有策划组织能力,要有耐心和恒心等,实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是重视理论,轻视实验,表现为动手能力和实践能力差,思想上浮躁,急功近利。对教育而言,重知识、轻能力的现象很普遍。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迪。 1.作者建立实验室的事例,对我们现实生活有怎样的启迪? 内容小结 想象力:科学是需要想象力的,想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中,认识到人类观察空间的局限性,间接感悟到多维空间存在的可能性。由感性的想象上升到理性的创造,体现了创新意识和探索精神。 乐趣:科学不应该是枯燥的,而应该是充满乐趣的。对真正的科学工作者来说,探寻自然的奥秘是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”,也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲,充满激情,不受外界的诱惑和干扰;而“境界”使他们不顾功利,不畏强权,只求真理。 本文三个部分,并不是简单地叙述成长的故事,而是具有深刻的科学精神内涵,你可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要? 实验精神:丁肇中说过:“现代学术的基础就是实地的探察,就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们,新的知识只能通过实地实验而得到,不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”(《应有格物致知精神》)想象力和兴趣是成为科学家的最基础的因素,不去踏踏实实地做实验,就不能得到基本数据,假说就不能确立。一味地空想,不去做基础工作,就不可能到达真理的彼岸。作者研究的多维空间理论,虽然还停留在纸面上,但是科学家们已经在做许多基础的实验工作,努力使理论得到证明。即便是科学家霍金靠睿智的头脑创建的黑洞理论,也要有数学和天体物理学的实验作为基础,而不是空想出来的。 主题归纳 作者通过对自己童年两件趣事的回忆,用生动、简明的语言介绍了自己成为一名理论物理学家的历程:对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往,启迪作者走上科学探索的道路。这启迪读者:要想在科学事业上获得成功,必须具备富有想象力和实验精神等基本素质。 【补充材料】 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”。 【补充材料】 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。 阿尔伯特.爱因斯坦(Albert.Einstein)1897年3月14曰出生在德国西南距离慕尼黑八十五哩的乌耳姆城(Ulm)。父母都是犹太人。这是一个和睦、愉快的家庭。亲人们深爱着小爱因斯坦,但都为他的智力发育感到担忧。爱因斯坦小时候并不活泼,三岁多还不会讲话,父母很担心他是哑巴,带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅,所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。 爱因斯坦家的住房周围有花园,他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里,用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想,想了解大自然的奥秘。一次,在依萨尔河岸野餐时,一位亲戚说,小爱因斯坦很严肃,当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时,他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护:“他是沉静的,因为他在思索。等着吧,总有一天他会成为一个教授!”那位亲戚感到可笑,但也理解母亲的心情。教授!在人们的心目中,只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号,这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗? 【补充材料】 爱因斯坦在念小学和中学时,一般功课属平常,唯有数学成绩远在全班同学之上。由于他举止缓慢,不爱同人交往,老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他是那么厌恶,曾经公开骂他:“爱因斯坦,你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生,竟想把他赶出校门。 家里每星期都有一个晚上要邀请来慕尼黑念书的穷学生吃饭,这样等于是救济他们。其中有一对来自立陶宛的犹太兄弟麦克斯和伯纳德,喜欢阅读书籍,兴趣广泛。他们被邀请来爱因斯坦家里吃饭,并和羞答答、长着黑头发和棕色眼睛的小爱因斯坦交成了好朋友。 麦克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”,他借了一些通俗的自然科学普及读物给他看,看完后就和爱因斯坦讨论,并且再继续提供给他新的读物。麦克斯点燃了爱因斯坦自学的兴趣火花,还不断地辅导他。 麦克斯引导他学习高等数学,十三岁时他已自学微积分了。当他的同班同学为那些平面几何简单问题和循环分数而皱眉头时,爱因斯坦靠自学已经进入到无穷级数这些美丽神奇的“无穷世界”去了。 很快小爱因斯坦的数学程度超过了读大学的麦克斯,为了以后有共同谈话的话题,麦克斯开始借哲学书给他看,爱因斯坦在十三岁就能看懂康德的《纯理性批判》。这是一本对许多成人来说都算是枯燥艰深的书。这时候爱因斯坦阅读的书就是数学、物理和许多哲学家的书。 【补充材料】 1905年,年仅26岁的爱因斯坦发表了三篇论文,在物理学三个不同领域取得了历史性成就,特别是狭义相对论的提出,使人类对于空间、时间和物质运动的认识发生了革命性变化,标志着物理学新纪元的到来。 1915年,爱因斯坦发表广义相对论。这是继狭义相对论之后,近代科学的又一个重大成就。1919年,英国天文学家爱丁顿的日全食观测结果证实了爱因斯坦所作的光线经过太阳引力场会弯曲的预言。爱因斯坦由此声名鹊起,相对论成为人们家喻户晓的名词。 【补充材料】 $$