7-2 一名物理学家的教育历程：逻辑与温度并存（主题任务式教学设计）语文统编版必修下册

第7－２课 逻辑与温度并存 ——《一名物理学家的教育历程》教学设计 教学目标 语言建构与运用：积累文中重要词语，理解关键语句的含义，体会科普文准确、生动的语言特点。 思维发展与提升：梳理作者的成长历程，理解好奇心、想象力和科学精神在个人成长中的作用。 审美鉴赏与创造：感受文章朴实而饱含深情的语言风格，体会科学之美和探索之美。 文化传承与理解：了解中外科学家的探索精神，增强对科学文化的认同感和自豪感，树立正确的学习观与价值观。 重点难点 教学重点 1.理解童年两件趣事对作者成长的引导作用。 2.把握作者从对鲤鱼世界的想象到建立“超弦理论”的探索历程。 教学难点 1.梳理物理学家教育历程中的关键阶段。 2.提炼物理学家在教育过程中展现的精神品质。 教学过程 课堂导入 同学们，在人类探索宇宙奥秘的征程中，总有一些物理学家用智慧照亮未知的黑暗。他们的科研成就背后，往往藏着一段段充满热爱与坚守的教育历程 —— 或许是一次偶然的实验启发，或许是一位老师的悉心引导，或许是在枯燥学习中对真理的执着追寻。今天，就让我们一同走进《物理学家的教育历程》，跟随这位物理学家的脚步，探寻他的教育成长之路，感受教育与热爱如何铸就科学传奇。 探索新知 ✭任务一：与科学结缘的成长起点 （一）了解作者 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》。 （二）背景探寻 宇宙科学在当今越来越引起世人的关注。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。加来道雄就是这样一位理论物理学家。 （三）文体知识 1.传记散文的特点 传记性：以真实的人物经历为核心，时间线索清晰，事件具体可考。 文学性：融入作者的情感与感悟，语言生动形象，兼具叙事性与感染力。 知识性：在叙事中蕴含科学知识、治学方法与人生哲理，具有教育意义。 2.科普文是介绍、普及科学知识的说明文体。科普文章大致可以分为两种： （1）科学说明文，以传授一般科学知识为目的，要求有很强的科学性，严格遵循科学的原理。 （2）科学小品文，多用文学笔法介绍科学知识和阐述科学道理，在表达上经常借生动的比喻、有趣的联想，寓科学性、知识性、趣味性、娱乐性为一体，使读者在文学欣赏中获得科学知识。内容科学，文笔生动。 科普文的语言特点： （1）准确、简洁、平实是科普文语言的主要特点。 （2）科学小品，讲究趣味性、文艺艺性，需要作必要的生动、形象的说明：①使用比喻和拟人的修辞方法；②叙述生活感受，使文章在准确性的基础上更添真实性和生活情趣；③适当描写，使被说明事物栩栩如生。 （五）基础积累 孜孜不倦：形容勤奋努力，不知疲倦。 锲而不舍：比喻有恒心，有毅力，坚持不懈。 刨根问底：比喻追究事情的根源，弄清来龙去脉。 格物致知：通过探究事物的原理来获得知识。 茅塞顿开：形容忽然理解、领会。 里程碑：比喻在个人成长或事业发展过程中具有标志意义的重要事件。 ✭任务二：绘制“科学心智成长地图” 活动1：物理学家的教育历程可分为哪几个关键阶段？每个阶段的核心收获是什么？ 童年时期 —— 一次观察 对鲤鱼世界的遐想（第 2-11 段） 打破认知局限，萌发对高维空间的好奇，点燃探索宇宙的兴趣。 少年时期 —— 一次探索 对爱因斯坦未竟理论的探索（第 12-14 段） 确立成为理论物理学家的人生目标，找到科学探索的精神支柱。 青年时期 —— 一次实验 建造电子感应加速器的实验（第 15-18 段） 掌握科学研究方法，磨练出面对挫折的韧性，完成从理论到实践的跨越。 活动 2：根据物理学家的教育历程，文章可以分为几部分？ 第一部分（1）：总提两件趣事对 “我” 的教育作用。 第二部分（2—11）：由对鲤鱼世界的遐想推知人类认识的局限。 第三部分（12—18）：介绍了作者对爱因斯坦未竟事业的向往与研究。 ✭任务三：童年的好奇心 活动 1：童年的哪两件趣事对作者的成长产生了深远影响？ ① 观察水池中的鲤鱼，由此产生了对鲤鱼世界的遐想。 作者小时候在池塘边观察鲤鱼，想象它们的 “宇宙” 只有池水和睡莲。他思考如果把鲤鱼 “科学家” 捞出水面，它们会如何理解那个看不见的世界。想象让他对高维空间与宇宙结构产生强烈兴趣。 ② 接触爱因斯坦未竟的 “统一场论”，立志探索终极规律 11 岁时，作者在书中读到爱因斯坦去世前仍在寻找能描述万物的 “统一场论”，但未能完成。这一发现直接点燃了他对理论物理与宇宙终极理论的追求。 ✭任务四：对鲤鱼世界的想象 活动 1：“鲤鱼科学家” 对 “世界” 的认识是怎样的？ · “水池之外看不见的世界没有科学意义。” · “它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”—— 它们以神秘的 “力” 来掩盖自己的无知。 · “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。 · “鲤鱼科学” 的 “传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为 “胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的 “自然规律”。 · 活动2：作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？ 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“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“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。 活动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？ 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。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。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。 活动 4：作者说，“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。” 是哪些 “秘密” 层层递进地吸引着他？它们之间有何逻辑关系？ 直接诱因：鲤鱼世界的 “秘密” 思维跃迁：人类认知局限的 “秘密” 终极指向：爱因斯坦未竟的统一场论这一物理学终极 “秘密” 逻辑关系：由具体到抽象，由生活观察到科学终极问题。对身边世界的天真好奇，升华为对自然界普遍规律的执着追求，这正是许多科学家共同的成长路径。 活动5： 从“鲤鱼世界”到对“高维空间”的探索，加来道雄展示了怎样的科学思维方法？这对我们认识世界有何普遍启发？ 类比思维：将抽象难懂的多维空间理论，类比为鲤鱼无法理解的池塘之外的世界。 模型思维：为“鲤鱼宇宙”建立了一个简化模型，并在这 怀疑与想象：敢于对“显而易见”的现实（如我们仅生活在三维空间）提出质疑，并大胆想象其他可能性。 启发：认知世界时，应保持开放与谦卑，意识到我们认知的边界；想象力是突破边界的重要工具；用建构模型的方式可以帮助我们理解复杂事物。 ✭任务五：高中的科学探索 活动 1：作者在高中时期做了哪些科学探索？这些探索有什么意义？ 作者在高中时期于母亲车库建造电子感应加速器，研读文献、寻找材料、建造云室，并在足球场上缠绕了 35 公里铜线。 实践精神：将理论知识付诸实践，亲手验证科学原理。 毅力决心：克服重重困难，展现了非凡的毅力与决心。 获得认可：项目使其进入全国科学展并获哈佛奖学金。 活动 2：从作者在车库里建造粒子加速器的经历中，你看到了哪些可贵的科学品质？ 作者展现了强烈的求知欲、动手能力、坚持不懈的毅力和勇于挑战的精神。 活动 3：作者为何详细描述学习过程中的困惑与失败，而非仅强调成功？ 真实展现科学探索的艰难。原文提到他在建立原子模型、理解相对论时 “一次次失败”“感到困惑不解”。写这些是为了说明科学研究并非一帆风顺，而是充满挫折和反复。 突出兴趣与坚持的力量。尽管遇到困难，他仍然 “坚持”“继续努力”。写失败是为了强调真正的兴趣能让人在困境中不放弃。 体现科学精神：质疑与探索。他对鲤鱼世界的想象、对书本知识的疑惑，都表现了科学精神中重要的质疑与探索。困难推动他进一步思考。 使 “教育历程” 更具启发意义。写失败能呈现真实的成长过程，让读者明白科学之路需要不断尝试，而不是只看到成功的结果。 ✭任务六：物理学家的精神肖像 活动 1：从加来道雄成为一名物理学家的过程来看，你认为哪些方面的“教育”对成为优秀的科学家来说最为重要？ ①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，间接感悟到高维空间存在的可能。 ②兴趣 ：作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”，激发了他的探究兴趣。他之所以感到"激动人心”，是因为他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探究，这非常符合少年的心理。另外，“我决定要对这一秘密刨根问底”，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实验精神 ： 高中时代，本应“在棒球场或篮球场玩耍”，享受青春年华，但作者却‘'找遍周边地区大量的电子仓库，装配必需的硬件设备”，在“学校的足球场中缠绕22英里长的铜线”，自己动手建设实验室，验证爱因斯坦理论，探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作，体现了他对科学的热爱，以及踏实的性格，显露出一个科学工作者的潜能。 活动 2：物理学家 “以身践行” 的治学态度，体现了怎样的责任与担当？ ①对科学的责任：执着追求真理，致力于探索宇宙奥秘，推动物理学领域的发展； ②对教育的责任：分享自身教育成长经历，为青少年提供学习与成长的启示，助力科学精神的传承； ③对社会的责任：用科研成果服务社会（如 [相关科研成果的应用价值]），为人类进步贡献力量。 活动 3：透过物理学家的教育历程，我们看到了一位怎样的 “学习者” 与 “研究者”？这对我们的学习有何启示？ ①作为学习者：主动积极、善于思考、重视基础、勇于质疑、坚持不懈； ②作为研究者：严谨求实、敢于创新、甘于奉献、胸怀大局； ③启示：树立明确的学习目标，培养浓厚的学习兴趣；重视基础知识积累，掌握科学的学习方法；保持质疑精神，勇于探索未知；正视挫折，以坚韧的毅力克服困难；将个人兴趣与长远发展、社会价值相结合。 ✭任务七：语言的精准与温度 活动 1：分析下列句中加点词语的表达效果。 ①“童年时的那次观察，虽然简单，却在我心中埋下了一颗探索宇宙的种子。” “埋下一颗种子” 运用比喻的修辞手法，生动形象地写出童年观察对其兴趣萌芽的深远影响，语言含蓄而富有温度，体现了作者对童年经历的珍视。 ②“在无数次失败的实验中，我逐渐明白，科学探索没有捷径，唯有脚踏实地、反复求证。” “无数次” 强调失败的次数之多，突出探索过程的艰辛；“脚踏实地、反复求证” 准确概括了科学治学的态度，语言简洁有力，既体现了文本的理性色彩，也传递出作者的坚定信念。 ③“我的导师不仅教会了我知识，更教会了我如何做一个有温度、有担当的科学家。” “不仅…… 更……” 表递进关系，准确突出了导师对其 “做人” 的影响远大于 “做事”（知识传授），体现了教育的深层价值，语言饱含感激之情，兼具逻辑性与情感温度。 ④“直到今天，我依然记得第一次通过实验验证理论时，那种难以言喻的喜悦与震撼。” “直到今天”“依然记得” 强调记忆的深刻，突出该事件对其成长的重要意义；“难以言喻的喜悦与震撼” 真实传达出当时的内心感受，语言朴实真挚，增强了文本的感染力。 ✭任务八：传承精神照亮成长之路 活动 1：作为新时代的青年，我们可以从物理学家的教育历程中汲取哪些成长力量？ 永葆好奇与热爱：像物理学家一样对未知世界充满好奇心，对事业、学业抱有浓厚兴趣，主动去发现生活中的科学之美，让探索欲成为驱动我们不断向前的内在动力。 夯实基础、勇于创新：在重视基础知识学习、打下坚实成长根基的同时，也要培养质疑精神与创新思维，凭借丰富的想象力大胆突破，不盲从既有结论，敢于探索新的可能。 脚踏实地、持之以恒：秉持脚踏实地的实验精神，以坚韧不拔的毅力面对学习与生活中的困难，永不言弃，在日复一日的坚持中积累进步。 拓宽视野、厚积薄发：认识到广泛阅读的重要性，通过博览群书拓宽认知边界，为深度思考和创新实践储备充足的养分。 胸怀家国、勇担责任：树立远大理想，将个人成长与国家发展、人类进步紧密结合，在时代浪潮中找准自身定位，肩负起推动社会进步的责任。 活动 2：结合本课，谈谈 “科学精神” 在当代教育中的价值与意义。 ①科学精神（好奇、质疑、严谨、求实、创新、坚韧）是当代教育的核心素养之一，能培养学生的理性思维与实践能力； ②助力学生树立正确的学习观，从 “被动接受” 转变为 “主动探索”，提升学习效率与质量； ③支撑学生应对未来的挑战，无论是学术研究还是职业发展，科学精神都是不可或缺的核心品质； ④推动社会进步，培养具有科学精神的青年，能为科技创新、社会发展提供源源不断的人才动力。 课堂小结 我们完成了一次深刻的成长寻访：始于对物理学家教育历程的溯源，经由对成长困惑的叩问、教育与科研的融合之道的探究，得见崇高精神品质的淬炼，终于将这份精神火种引向每个人的成长之路。 这位物理学家的教育历程，照亮了三条道路： 一条是 “兴趣引领成长” 的探索之路； 一条是 “知识与创新共生” 的治学之路； 一条是 “精神传承不息” 的责任之路。 “教育历程” 是一个永恒的成长命题。它告诉我们，真正的成长，始于热爱，成于坚守，精于创新。愿我们能带着从这段历程中汲取的力量，以好奇为帆，以坚韧为桨，以严谨为舵，在自己的成长之路上稳步前行，书写属于自己的精彩。 课堂练习 1.依次填入下面一段文字横线处的语句，衔接最恰当的一组是（ ） 物理学家的教育历程中，童年的兴趣启蒙至关重要。，，，，，，为后来的科研之路埋下了伏笔。 ①这种好奇心驱使他不断追问 “为什么” ②童年时，他常常仰望星空，对日月星辰的运行充满好奇 ③进而主动阅读科普书籍，寻找答案 ④在老师的引导下，他开始尝试做简单的科学小实验 ⑤逐渐培养起独立思考与动手实践的能力 ⑥这种早期的探索经历，让他对物理产生了浓厚的兴趣 A．②①③④⑤⑥ B．②③①④⑥⑤ C．③①②④⑤⑥ D．③②①④⑥⑤ 【答案】A 【解析】本题考查语言表达连贯。以 “童年好奇” 为起点，②句为首句，引出 “对日月星辰的好奇”；①句 “这种好奇心” 承接②句，说明好奇的影响；③句 “进而” 体现行动的递进，从 “追问” 到 “阅读寻找答案”；④句 “在老师引导下” 引入新的成长因素，开展 “小实验”；⑤句说明实验带来的能力提升；⑥句总结早期探索的意义，与后文 “埋下伏笔” 衔接。故选 A。 2.下列各句中，没有语病的一项是（ ） A．通过物理学家的教育历程，让我们明白，兴趣是最好的老师，坚韧是成功的关键。 B．物理学家在教育过程中积累的经验，不仅对青少年的学习有启示，也对教育工作者的教学具有参考价值。 C．能否保持质疑精神，是物理学家在教育历程中不断进步、取得科研成就的重要原因。 D．为了培养青少年的科学精神，我们要大力推广物理学家的教育历程与科研故事。 【答案】B 【解析】A 项滥用介词导致主语缺失，去掉 “通过” 或 “让”；C 项两面对一面，去掉 “能否”；D 项搭配不当，“推广” 改为 “宣传”。故选 B。 布置作业 阅读下面的材料，根据要求写一段 300 字左右的短文。 “科学的未来，属于勤奋而又谦虚的年轻一代。”——[物理学家名言] 结合《物理学家的教育历程》中作者的成长经历，谈谈你对这句话的理解。要求联系自身学习实际，体现科学精神对个人成长的意义。 鲤鱼如何观察 板书设计 探索未知领域 对鲤鱼世界的遐想 鲤鱼“科学家”的探索 童年趣事 走上科学之路 探究爱因斯坦 未完成的理论 力求完成未竟事业 爱因斯坦故事的影响 探究爱因斯坦 未完成的理论 教学反思 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $