《一个物理学家的教育历程》导学案 2024-2025学年统编版高一语文必修下册

《一个物理学家的教育历程》导学案 【学习建议】 学习任务一：搭建学习框架 1.通读文本，梳理脉络 （1）标注文章中的时间线索（童年、中学、大学等阶段），梳理作者在不同阶段的科学探索经历。 （2）圈画关键事件：如对“鲤鱼世界”的想象、对爱因斯坦未竟事业的兴趣、自建实验室等。 2.背景知识准备 （1）了解作者加来道雄的生平及其在理论物理学（如弦理论）领域的贡献。 （2）初步查阅文中提到的科学概念（如“高维空间”“反物质”），建立初步印象，但不必深究专业细节。 提出疑问：作者为何将童年对池塘的观察与科学探索联系起来？科学家的成长需要哪些关键品质？ 学习任务二：深度解析文本 1.分析科学家的“教育”内涵 （1）讨论“教育”在文中的双重含义： （2）学校教育（课堂知识、实验操作）； （3）自我教育（好奇心驱动下的自主学习、实践与反思）。 （4）对比作者与常规教育模式的异同，思考“兴趣”对学习的作用。 2.赏析写作特色 （1）叙事手法：分析作者如何将抽象的科学概念（如高维空间）通过“鲤鱼科学家”的类比通俗化。 （2）语言风格：关注科学性与文学性的结合，例如对童年场景的细腻描写与理性思考的穿插。 （3）引用与隐喻：解读文中引用的爱因斯坦名言，理解科学精神的传承。 3.探究核心主题 （1）提炼关键词：好奇心、想象力、坚持、质疑精神。 （2）思考：科学探索是否必然伴随“孤独”？结合文中作者自建实验室的经历展开分析。 学习任务三：跨学科与生活联结 1.跨学科知识链接 （1）物理学科：结合课本中“高维空间”概念，观看科普视频（如《宇宙的构造》），理解科学猜想与实证的关系。 （2）科学史：查阅爱因斯坦、费曼等科学家的成长故事，对比不同科学家的教育路径。 2.实践与写作任务 （1）科学日志：模仿作者观察“鲤鱼世界”的方式，记录一次对自然现象或生活细节的观察，并提出自己的猜想。 （2）读后感：以“好奇心的力量”为题，结合自身经历，谈谈科学精神对个人成长的启发。 （3）如果“鲤鱼科学家”永远无法理解人类的世界，人类是否也可能存在认知局限？ （4）科学探索是否应该设定边界？结合克隆技术、人工智能等现实问题展开讨论。 （5）分析作者对“鲤鱼世界”的共情描写，思考科学家为何需要人文素养。 （6）探讨科技发展中的伦理问题（如基因编辑），理解科学家的社会责任。 附录：拓展阅读推荐 科普类：《时间简史》（霍金）、《上帝掷骰子吗？》（曹天元）。 传记类：《别逗了，费曼先生》《爱因斯坦传》。 【同步练习】 一、现代文阅读 阅读下面的文字，完成下面小题。 我们有可能预见100年后的世界吗？这是一个艰巨的任务。过去，在预测未来的时候，除了少数例外，我们总是犯明显低估未来的错误。1893年，曾有74位名人对下一个100年的生活进行了预测。后来的事实证明，他们都有一个共同的问题——全部低估了科学发展的速度。在我们这个时代里，现代物理学、化学和生物学的基础已经基本奠定了，至少在可以预见的未来，这些基本知识不会发生重大的改变；而现代的计算机科学、纳米技术、人工智能、生物技术和量子理论，也为我们的预测提供了坚实的技术基础。这使我们相信，我们可以看到100年后世界的轮廓。 但是，人们对信息时代所做的若干预测却没有成为现实。例如很多未来学家预测“无纸办公室”，然而，只要看一看任何一个办公室，你就会发现现在用纸的数量比过去任何时候都多。我们再来看一下“可视电话”，在1964年世界博览会期间，美国电话电报公司花了1亿美元去完善一种可以连接电话系统的电视屏幕，你在打电话时可以看到对方，对方也可以看到你。这个产品仅售出很少，这是一个代价昂贵的失败。另外，也有人预测，通过互联网召开会议将会使面对面的生意洽谈不再必要，人们都在家里而不是在办公室里工作，城市几乎变为一座空城；“网络旅游”兴起，人们会整天躺在沙发上，通过互联网漫游世界和欣赏景色；还有人认为传统的媒体即将消失，因特网将会吞噬剧场、收音机、电视。然而，实际发生的事情并非如此。尽管在因特网上进行视频对话很容易，但是绝大多数的人并不愿意上镜头，城市的交通堵塞比以往任何时候都糟；去外国旅游的人数打破了纪录；因特网改变了整个媒体的面貌，但是并没有消除电视、无线电广播和剧场的作用。 为什么这些预测不能成为现实呢？我猜测大部分人拒绝这些高级的方式是因为我所说的洞穴人原理。遗传和化石证据说明，看起来很像我们的现代人是10多万年前从非洲起源的，但是我们没有证据说明，与那时相比，我们的大脑和个性已经有了很大的变化。如果你拿出一个那个时期的人，在解剖学上他和我们是相同的；如果你给他洗个澡、再刮刮胡子，让他穿上三件套西装，然后把他放在华尔街上，他和其他人在外表上并没有任何差别。我们的需要、梦想、个性和愿望也大同小异，在10万年中恐怕也没有多大变化，我们仍然像我们的洞穴祖先那样思考问题。 我想说的是，每当现代技术和我们原始祖先的愿望发生冲突时，总是这些原始的愿望占上风。这就是洞穴人原理。 例如，洞穴人总是要提供“被杀死猎物的证据”，仅仅吹嘘一个大猎物跑掉了是不够的。一个到手的有血有肉的猎物，始终比跑掉的猎物要实惠得多。类似的，当处理文件时，我们总想保存一份打印稿。我们本能地不信任飘浮在我们计算机屏幕上的那些电子，因此会把电子邮件和报告统统打印出来，甚至在毫无必要时也这样做。这就是无纸办公室一直没有出现的原因。 同样，我们的祖先喜欢面对面地会见。这有助于加强我们与其他人的联系，了解他们内心的情感。这就是无人城市也没有出现的原因。例如，一位老板可能想要仔细地品评他的雇员，通过在线网络很难做到这一点，但是以面对面的方式，老板就能够读到这个人的身体语言，获得有价值的信息。通过近距离观察一个人，我们就能够理解他微妙的身体语言，发现他的头脑中正在想些什么，能感受到彼此之间的关系。这是因为我们的类人猿祖先，在他们能讲话之前的几千年中都是使用身体语言传达他们的思想和感情。这也能解释网络观光游览始终未能代替实地旅游的现状。看一张泰姬陵的图片是一回事，亲自实地去看它则是另一回事。其中的理由是，我们古代的祖先总是希望亲自看到某件事物或事情，而不依赖道听途说。依靠实际的身体体验而不是传言，对他们在森林中幸存下去是至关重要的。 此外，我们的祖先是打猎的人，因此，我们喜欢看别人，甚至坐在电视机前几个小时无休止地观看我们同类的表演，但是当我们感到别人在看我们的时候就会立即感到紧张。事实上，科学家已经计算出，当陌生人盯着我们看大约4秒钟，我们就会感到紧张；大约10秒钟后，我们甚至会对盯着我们看的人产生敌视。这就是为什么原来的可视电话会昙花一现。 可见，现代技术和我们原始祖先的愿望之间依然存在竞争，即坐在椅子上看电视与走出去接触我们周围的事物之间的竞争。在这个竞争中，我们两者都需要。这就是为什么在这个网络空间和虚拟现实时代畅游，我们仍然有真人演出的剧院、摇滚音乐会，纸张和实地旅游。但是，如果有人拿出一张我们喜爱的歌星的免费照片和一张他的音乐会的门票，我们会毫不犹豫地选择门票。这就是洞穴人原理：我们情愿两者兼得，但是如果要我们选择，我们会像我们的洞穴人祖先那样，选择后者。 让我们再回到因特网刚刚创立的时候，当时人们普遍相信它将演化为科学和进步的论坛，结果它很快就退化成一个让人为所欲为的地方，这是可以预料到的。在部落中快速传播信息的基本方法是传言，今天，部落传言的规模被大众媒体极度放大了，在几分之一秒的时间里就能够绕地球很多次。因此，如果你想预测将来人们之间的社会关系，只要想一想10万年前我们祖先的社会关系并将其放大10亿倍即可。 现在，让我们开始遐想下一个100年。 （摘编自加来道雄《物理学的未来》，伍义生等译） 1.下列对原文相关内容的理解和分析，不正确的一项是（      ） A. 预测未来是个艰巨的任务，而了解科技的基本知识，评估科技的发展速度，有助于人们构想未来图景。 B. 过去，一些未来学家根据科技带来的便利想象将来的生活场景，某些场景与现在的生活实际相距甚远。 C. 我们出于原始时代“提供证据”的心理，总是要把文件打印出来，这使得无纸化办公难以得到普遍实现。 D. 现代城市的交通堵塞比以往任何时候都严重，这为现代技术总会与原始祖先的愿望发生冲突提供了佐证。 2.根据原文内容，下列说法正确的一项是（      ） A. 在面对面的会见中，微妙的身体语言会透露出有价值的信息，因此应聘者更好的面试策略是多使用肢体语言。 B. 作者谈及原始愿望时，常联系祖先的狩猎生活，可见原始祖先的狩猎经验对人类的影响远大于其他生活经验。 C. 我们的祖先在森林中生存，更需要依靠身体体验而非传言，这给我们大力整治网络谣言带来了重要的启示。 D. 正是由于没有意识到原始愿望对我们的影响，所以指望因特网成为科学与进步的论坛无疑是过于理想化了。 3.下列选项，最不适合作为论据来支撑第三段观点的一项是（      ） A. 郑也夫在《神似祖先》中说到，现代人往往乐于聚餐、期待聚餐，这可以追溯到原始社会，原始人获得的猎物无法长期保存。 B. 丹尼尔·利伯曼在《人体的故事》中提到，为了获得更健康的身体，一些人尝试像石器时代的祖先一样饮食和运动。 C. 德斯蒙德·莫利斯在《裸猿》中举例说，司机违规被警察截停时，常常不愿意离开驾驶室，这源于原始人保卫领地的意识。 D. 尤瓦尔·赫拉利在《人类简史》中提及，如果我们不想想采集者祖先的饮食习惯，就很难解释为什么我们一碰到最甜、最油的食物就难以抵抗。 4.文中说，我们更愿意“走出去”而不是“看电视”，同时，我们愿意“看电视”而不太愿意用“可视电话”聊天。请根据文本简要分析。 5.本文摘自加来道雄《物理学的未来》的引言，作者为什么在“开始遐想下一个100年”之前，先探讨“洞穴人原理”？请结合材料，谈谈你的理解。 二、语言表达 阅读材料，完成下列小题。       我曾想：在水底的鱼群中可能有一些鲤鱼“科学家”。我想这些鲤鱼“科学家”会对那些提出在水池之外还存在有另外一个平行世界的鱼（   ）。它们认为，唯一真实存在的事物就是鱼儿们看得见摸得着的。水池就是一切。水池之外看不见的世界没有科学意义。 池水表面变得混乱，水中的睡莲在汹涌不息的水波冲刷下摇摆不定。在它们看来，睡莲似乎是自己在运动，没有任何东西冲刷它们。因为就像我们看不见我们周围的空气和空间一样，鲤鱼们也看不见它们赖以生存的水，它们为睡莲自己能够运动而困惑不解。 我常想，我们就像（   ）地在池中游动的鲤鱼。我们的一生就在我们自己的“池子”里度过，以为我们宇宙只包含那些看得见摸得着的事物。我们（   ）地拒绝承认就在我们的宇宙跟前存在有别的平行宇宙或多维空间，而这些都超出了我们的理解力。如果我们的科学家发明像力这样一些概念， 那仅仅是因为他们不能用眼检验出无法看见的充满于我们周围空间的各种振动的原因。 一些科学家视更高维数世界的说法，是因为他们不能在实验室里便利地（   ）它。 6.依次填入文中括号里的词语，全都恰当的一项是（      ） A. 冷嘲热讽  自鸣得意  自以为是  验证 B. 反唇相讥  自以为是  自鸣得意  论证 C. 反唇相讥  自鸣得意  自以为是  论证 D. 冷嘲热讽  自以为是  自鸣得意  验证 7.文中画波浪线的句子有两处语病，请进行修改。 8.文中画横线处使用了拟人的修辞手法，请简要分析其构成及表达效果。 9.在下面一段文字横线处补写恰当的语句，使整段文字语意完整连贯，内容贴切，逻辑严密。每处不超过20字。     科学研究和生产经验都告诉我们，生活在水中的鱼类，有许多是会发声的。不同的鱼会发出各种不同的声音，____①____，例如大黄鱼，在洄游过程和产卵时发出的声音也不同。有的鱼为了躲避危害而发声，有的为了招引异性而发声，可见，鱼类之所以发声，____②____。现在，沿海居民会通过听鱼的声音，来判断鱼群的特点，从而采取捕捞措施。因此研究鱼类发声现象，____③____。 答：①_________________________________________ ②_____________________________________________ ③_____________________________________________ 10.阅读下面的文字，按要求答题。     加来道雄从对鲤鱼世界的想象中，认识到人类观察空间的局限性，间接领悟到高维空间存在的可能。科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。     在剩下的23个英文字母中任选几个，发挥想象，仿写句子。     例句：A是一座金字塔，是进取；B是两个连结在一起的心，是友谊；C是未满的月牙儿，是缺憾。 答：________________________________________________________________________ 【答案和解析】 1~3.【答案】D、C、C 4.【参考答案】①因为我们的祖先更喜欢亲眼看到事物，依靠身体体验认识事物，所以我们更愿意“走出去”，而不是“看电视”；②因为我们的祖先更愿意看别人，而在别人看自己时会感到紧张，所以我们愿意“看电视”，而不是用“可视电话”聊天。 5.【参考答案】①“洞穴人原理”指出现代技术和我们原始祖先的愿望一直共存且相互竞争，当两者冲突时，总是原始的愿望占上风；②作者先用洞穴人原理解释了过去未来学家预测失准的原因，是忽略了原始祖先的愿望；③再将洞穴人原理运用于下一个100年的预测，强调要兼顾科技与人文两大因素。 1.【试题分析】D选项“现代城市的交通堵塞比以往任何时候都严重，这为现代技术总会与原始祖先的愿望发生冲突提供了佐证”错。原文“还有人认为传统的媒体即将消失，因特网将会吞噬剧场、收音机、电视。然而，实际发生的事情并非如此。尽管在因特网上进行视频对话很容易，但是绝大多数的人并不愿意上镜头，城市的交通堵塞比以往任何时候都糟”，可见现代城市的交通堵塞比以往任何时候都严重是为了反驳“有人认为传统的媒体即将消失，因特网将会吞噬剧场、收音机、电视”这一观点。 2.【试题分析】A选项“因此应聘者更好的面试策略是多使用肢体语言”于文无据，原文“以面对面的方式，老板就能够读到这个人的身体语言，获得有价值的信息”是强调从老板的角度可以读取身体语言，而不是从应聘者的角度强化使用身体语言。B选项“作者谈及原始愿望时，常联系祖先的狩猎生活，可见原始祖先的狩猎经验对人类的影响远大于其他生活经验”错，作者谈及原始愿望时，常联系祖先的狩猎生活，是一种“洞穴人原理”，是强调原始祖先的愿望对我们的影响，“我们仍然像我们的洞穴祖先那样思考问题”，而不是强调原始祖先的狩猎经验对人类影响的大小。D选项“正是由于没有意识到原始愿望对我们的影响，所以指望因特网成为科学与进步的论坛无疑是过于理想化了”说法绝对，原文“让我们再回到因特网刚刚创立的时候，当时人们普遍相信它将演化为科学和进步的论坛，结果它很快就退化成一个让人为所欲为的地方，这是可以预料到的”强调可以从这个角度去预测，选项强加因果。 3.【试题分析】第三段观点是：大部分人拒绝这些高级的方式是因为我所说的洞穴人原理；我们仍然像我们的洞穴祖先那样思考问题。C选项司机违规被警察截停时，常常不愿意离开驾驶室，是一种想逃避处罚的心理，与原始人保卫领地的意识无关，不适合作为论据来支撑第三段观点。 4.【试题分析】①结合“其中的理由是，我们古代的祖先总是希望亲自看到某件事物或事情，而不依赖道听途说。依靠实际的身体体验而不是传言，对他们在森林中幸存下去是至关重要的”可知，因为我们的祖先更喜欢亲眼看到事物，依靠身体体验认识事物，所以我们更愿意“走出去”，而不是“看电视”； ②结合“我们喜欢看别人，甚至坐在电视机前几个小时无休止地观看我们同类的表演，但是当我们感到别人在看我们的时候就会立即感到紧张”可知，因为我们的祖先更愿意看别人，而在别人看自己时会感到紧张，所以我们愿意“看电视”，而不是用“可视电话”聊天。 5.【试题分析】①结合“我想说的是，每当现代技术和我们原始祖先的愿望发生冲突时，总是这些原始的愿望占上风。这就是洞穴人原理”“现代技术和我们原始祖先的愿望之间依然存在竞争，即坐在椅子上看电视与走出去接触我们周围的事物之间的竞争”可知，“洞穴人原理”指出现代技术和我们原始祖先的愿望一直共存且相互竞争，当两者冲突时，总是原始的愿望占上风；②结合“为什么这些预测不能成为现实呢？我猜测大部分人拒绝这些高级的方式是因为我所说的洞穴人原理”“我们的需要、梦想、个性和愿望也大同小异，在10万年中恐怕也没有多大变化，我们仍然像我们的洞穴祖先那样思考问题”可知，作者先用洞穴人原理解释了过去未来学家预测失准的原因，是忽略了原始祖先的愿望；③结合“现代技术和我们原始祖先的愿望之间依然存在竞争，即坐在椅子上看电视与走出去接触我们周围的事物之间的竞争。在这个竞争中，我们两者都需要”“如果你想预测将来人们之间的社会关系，只要想一想10万年前我们祖先的社会关系并将其放大10亿倍即可”可知，再将洞穴人原理运用于下一个100年的预测，强调要兼顾科技与人文两大因素。 6【答案】A 7.【参考答案】那仅仅是因为他们不能用眼检验出充满于我们周围空间的无法看见的各种振动。 8.【参考答案】（1）构成：“困惑不解”赋予鲤鱼以人的情态，把鲤鱼当作人来写。（2）表达效果：这一修辞使语言表达形象可感，生动活泼。说明鲤鱼和人类对生存环境的认识是有限的，启示我们要克服思维定式。 6.【试题分析】第一处，冷嘲热讽：用尖酸刻薄的语言进行讥笑及讽刺。反唇相讥：受到指责不服气，反过来讥笑、讽刺对方。结合前后文可知，语境是说鲤鱼“科学家”对那些鱼“还有另外一个平行世界的”说法的不赞同、嘲笑。选择“冷嘲热讽”。第二处，自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。形容自我欣赏。自以为是：指自己认为自己正确，形容主观不虚心的态度。语境形容游动的鲤鱼内心很得意，选择“自鸣得意”。第三处，自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。形容自我欣赏。自以为是：指自己认为自己正确，形容主观不虚心的态度。语境形容“拒绝承认就在我们的宇宙跟前存在有别的平行宇宙或多维空间”时的态度，表现鱼的不虚心。选择“自以为是”。第四处，验证：通过试验或应用来证实。论证：用论据来证明论点的方法。语境形容在实验室里证实“更高维数世界”，选择“验证”。 7.【试题分析】原句有以下语病：第一处，语序不当，“无法看见的充满于我们周围空间”定语语序不当，“充满于我们周围空间”属于表示范畴的，应放在前面，改为“充满于我们周围空间的无法看见”；第二处，句式杂糅，“是因为……的原因”“句式杂糅，删去“的原因”。 8.【试题分析】题干要求分析“构成”和“表达效果”，需要结合拟人修辞手法中将哪部分赋予了人的行为、心理等进行分析，然后再结合上下文分析效果。“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”中写鱼“困惑不解”，赋予了鱼以人的心理、情态，可见该句是把鲤鱼当成人来写的。鲤鱼们因为思维所限，因此“看不见它们赖以生存的水”，并且理解不了“睡莲自己能够运动”，这种行为就像“我们看不见我们周围的空气和空间一样”，因此，该句运用拟人修辞，生动形象地写出鱼和人类受思维限制，导致思维受限的情景，从而告诉我们要克服思维定式，正确认识事物的道理。 9.【答案】①同一种鱼在不同情况下发出的声音也不相同  ②是为了达到某种目的  ③在生产上具有重大的意义 【试题分析】本题考查学生语言表达与运用中的简明、连贯、准确能力。这类题目需要学生阅读全文，在了解文章大意的基础上，根据上下文的内容和句式填写合适的句子，使之形成一个整体。文段主要讲述了生活在水中的鱼类，有许多是会发声的。第一处根据后文列举的例子“例如大黄鱼，在洄游过程和产卵时发出的声音也不同”，讲述了同是大黄鱼，而在不同的情况下却发出不同的声音，所以应该填“同一种鱼，在不同情况下发出的声音也不相同”。第二处根据上文说的鱼在发出声音的时候是为了躲避危害或为了招引异性．所以第二处是一个总结性的句子，可填“是为了达到某种目的”。第三处是总结研究鱼类发声的好处，可填入“在生产上具有重大的意义”。 10.【答案】（示例）D是一把竖琴，是快乐；O是一轮朝阳，是光明；J是一根拐杖，是帮助。 【试题分析】本题考查仿写句式的表达能力。仿写句子就是根据所提供的语言材料，在语意、句式、修辞、语气等方面进行模拟仿写。一般说来，要根据提供的语言材料，从形式（结构、修辞、句式、字数）和内容两大方面入手进行仿写。此题形式是由“是”构成的判断句，内容是寻找英文字母和生活中的相似点，并从生活中的事物体会出一定的哲理或含意。 学科网（北京）股份有限公司 $$