7.2《一名物理学家的教育历程》导学案 2024-2025学年统编版高中语文必修下册

《一名物理学家的教育历程》导学案 【学习目标】 1.梳理文章信息，以“教育历程”为重点，探讨其中的思想内涵。 2.欣赏文章的谋篇布局，感受科研乐趣，从中获取有关成长的启示。 【课堂导入】 正值举行第五届校园科技节之际，校报《试翼》开辟“我最喜爱的科学家”栏目，现面向全校师生征稿。要求选择你最推崇的一位科学家，写一篇1000字左右介绍其科学探索经历的文章。 2015年10月5日，当屠呦呦获得诺贝尔医学奖的消息传来，所有国人都为之振奋和欣喜，这是第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家，她发现的青蒿素拯救了千百万人的生命。而同样作为物理科学家的加来道雄，用高维世界的眼光，为我们打开重新认识世界的大门。今天我们将细数加来道雄独有的科研世界，前去领悟他的科学人生。 （一）作者介绍 加来道雄，日裔美国理论物理学家，纽约州立大学研究生中心理论物理学教授，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”。他的著作《构想未来》《超越爱因斯坦和超空间》《平行宇宙》均被《纽约时报》《华盛顿邮报》提名为当年的最佳科学读物之一。 （二）背景知识 1957年，物理学家埃佛里特提出多重空间理论：有多重的、平行存在的空间，事物同时以不同的方式生存、行动在其中。后来另有理论物理学家提出我们这个宇宙可能只是多维空间的一个层面(膜)。多膜理论以及超弦理论都认为宇宙在长、宽、高、时间四个维度之外存在着不可视的空间。多维度物理学家丽莎·蓝道尔在实验时发现相撞的粒子有一些就这样消失了，因而怀疑这些粒子进入了另外的空间，并提出了宇宙可能存在无限维度。欧洲原子核研究中心当时正在瑞、法边境地下兴建迄今规模最大的粒子对撞机，以证实隐秘的空间确实存在。课文中有关“鲤鱼‘科学家’”和建造“原子对撞机”的故事，就形象地解说了“多维宇宙”。 加来道雄的《超越时空》一书记述了超空间的早期历史，从理论上探讨通过超空间穿越时空的可能性，以及何时方能实际利用超空间理论所具有的潜在威力。《一名物理学家的教育历程》就选自这部书，通过介绍对自己成长起了重大作用的两件童年趣事，回顾了自己成为“一名物理学家的教育历程”。 （三）文体知识 科普文是解说、介绍科学技术的说明性文章。科普文一般用轻松、活泼的笔调，解说某一方面的科学技术知识；既有科技的技术性，又有内容的生动性，还有题材的广泛性，以及篇幅的简短性。科普文题材十分广泛，从肉眼看不见的粒子、原子，到巨大的地球、宇宙，无论是工业、农业、交通运输方面，还是物理、化学、天文、地质、生物等方面，都可以找到科普文章的题材。 活动一 把握思想内容，体会科学精神 1.速读本篇文章，以图表、思维导图或者编写年卡的方式梳理加来道雄的教育历程，了解科学家的探索与发现。 答案：童年：鲤鱼世界的幻想；爱因斯坦未竟事业的好奇。 青年（高中）：理论到实验的探索→建立云室；建成电子感应加速器。 成年：理论物理学家。 2．“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的?研读课文中作者对鲤鱼世界的遐想部分，完成后面题目。（1）根据这一童年趣事的叙述要素，挖掘作者叙事背后的隐喻和科学思考，填写下表。 童年趣事 在旧金山日本茶园观察鲤鱼，产生遐想 叙事要素 环境 主人公 情节 池塘 鲤鱼、鲤鱼“科学家” 解释暴雨下睡莲的运动 一个鲤鱼“科学家”被抓出水面又放回 隐喻 “我们”生活的宇宙 ① ③ ⑤ 科学思考 客观存在另外一个宇宙 ② ④ ⑥ 童年趣事 在旧金山日本茶园观察鲤鱼，产生遐想 叙事要素 环境 主人公 情节 池塘 鲤鱼、鲤鱼“科学家” 解释暴雨下睡莲的运动 一个鲤鱼“科学家”被抓出水面又放回 隐喻 “我们”生活的宇宙 ①“我们”(人类及人类中的科学研究者) ③“我们”无法合理解释多维空间的运动而故弄玄虚 ⑤极个别的人认为存在另外的“宇宙”，但不被大多数人承认 科学思考 客观存在另外一个宇宙 ②人类认识的局限性？(只承认“看得见摸得着”的世界，不承认“看不见”的世界) ④已有的一些科学概念和解释或许是荒谬的？ ⑥这个“宇宙”的规律不适合另一个“宇宙”？不能用实验来验证的世界就不存在？ （2）作者想通过鲤鱼“科学家”对世界的认识说明什么？ 答案：说明“自以为是”的人类和鲤鱼“科学家”有相似之处。①人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要是“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“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。 3．对爱因斯坦未竟事业的向往,是怎样启迪作者走上科学探索的道路的呢? 答案：对爱因斯坦未竟事业的向往,使作者产生对“同一场”理论的兴趣,好像侦探一样给予找到故事的线索和结局。 4.如何理解课文中“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”这句话的含意？ 答案：①理论物理学家工作艰苦。作者认为，理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，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。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。②作者对爱因斯坦的研究课题产生了浓厚的、强烈的、执着的兴趣，并为此树立了自己的终生志向。 5．从梦想到发现，科学家们大都走了艰辛而漫长的路。研读作者的科学探究内容，概括其精神品质，填写下表。 探索内容 精神品质 喜欢坐在水池边，不断想象、思考 ① 对爱因斯坦尚未完成的论文充满兴趣 ② 决定要刨根究底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞 ③ 从当地图书馆到全市图书馆和书店，再到大学图书馆，阅读能找到的关于爱因斯坦及其理论的每一本书 ④ 不拘于世俗的约束，决定自建电子感应加速器 ⑤ 把一个圣诞假日花费在50码长的线路上，不在棒球场或篮球场玩耍，反而在汽车间建造一架巨大的电子仪器 ⑥ 答案：①想象丰富 ②天真好奇 ③热爱科学 ④勤奋刻苦 ⑤勇于探索 ⑥酷爱钻研 活动三 欣赏谋篇布局，讨论科研品质 6．课文侧重反映作者成长为一名“物理学家”的“教育历程”，但作者并没有按照时间顺序来记叙其成长经历。文章在材料的处理上有什么特点？这样处理有什么好处？请结合内容加以分析。 答案 (1)特点：重点突出，详略得当。①从整体上看，作者并没有按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”，并不提及其他成长的体验。②从局部上看，如高中阶段，作者看了许多有关统一场论方面的书，但只是一笔带过，并没有写相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的故事，而是把重点放在制造自己的“原子对撞机”上。 (2)好处：既让读者看到了作者的成长历程，又让读者明白了一个物理科学家成长过程中最有说服力的“成长因素”。如果一味按照时间顺序叙事，最有价值的内容必将被冲淡，标题中的“教育”意义也难以得到突出。 7．你从作者的成长历程中得到什么样的启示？与同学们分享交流。 答案： (示例一)科学存在于生活的方方面面。要善于发现，善于思考，充分利用自己的想象力，描绘蓝天白云，描绘宇宙万物。不必拘泥于已有的现实，放飞天马行空的想象力，这才是科学得以进步的源泉和动力。 (示例二)万事终需坚持。不管是感兴趣也好，热爱也好，所有的事情唯有“坚持”二字，方得始终。加来道雄有对科学的热忱，更有对科学不断探索的坚持，由兴趣到热爱，由热爱变成了毕生的信念和追求他从未放弃，这就是“坚持”的力量。 (示例三)家庭教育对孩子的影响是深远的。加来道雄的生活环境是多元的，他父母对他的教育更是开放的、民主的，这也就使加来道雄具备了敢于探索、初心未泯的性格特点，为他以后走上科学之路埋下了种子。 8、屠呦呦与加来道雄能成长为优秀的科学家并非偶然，而是源自他们多年的努力和付出。你觉得他们能够成功的原因有哪些？ 答：________________________________________________________________________ 答案：(1)好奇心、想象力。科学是需要好奇心与想象力的，这二者能带来创造力。屠呦呦在全脱产学习中国传统医学的两年半中，对中草药从好奇转化为热衷；加来道雄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，间接感悟到高维空间存在的可能。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。 (2)乐趣。科学不应该是枯燥的，而应该是充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”，也是人生的“境界”。屠呦呦沉迷于青蒿素的探索；加来道雄被爱因斯坦的故事迷住，在全市搜寻图书馆和书店，常常造访斯坦福大学的物理图书馆。 (3)实验精神。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。屠呦呦从2000个药方中进行选抗疟实验，加来道雄说服父母自建电子感应加速器。 学科网（北京）股份有限公司 $$