7.2 一名物理学家的教育历程（读写融合式教学设计）语文统编版必修下册

第7课 好奇想象 实践探索 ——《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：掌握科普文准确严谨又生动形象的语言特点，积累重点词语。 思维发展与提升：梳理作者的教育历程脉络，理解文章“总—分”的结构逻辑，培养批判性思维和科学探究思维。 审美鉴赏与创造：赏析文中对鲤鱼世界的想象描写，体会科学探索中的思维之美与人格魅力，提升文本鉴赏能力。 文化传承与理解：感悟好奇心、想象力、实践精神在科学成长中的作用，树立正确的科学观与探索意识。 重点难点 教学重点 1. 引导学生理解科学探索中想象力和兴趣的重要性，培养他们对自然规律和科学真谛的探索热情。 2. 通过分析加来道雄的成长历程，帮助学生掌握科学研究的基本原理和探索过程，提升他们的科学思维和实践能力。 教学难点 理解加来道雄的童年奇思妙想与其成为物理学家的关联。 课时安排 1课时。 教学过程 课堂导入 同学们，我们常说 “不忘初心，牢记使命”。在这个物欲横流的现代世界里，你们是否还记得自己童年时对未来的美好憧憬？有多少人在懵懂无知的时候，心中闪烁着对科学的热情。这些科学梦想，有的正在生根发芽，有的暂时埋藏在心灵的土壤中。今天，我们将一起走进一位科学家的成长时代，感受他对科学的热爱。 探究新知 ✭任务一：知人论世 一、作者简介——加来道雄 加来道雄，美籍日裔理论物理学家， 1947 年 1 月 24 日出生于美国加利福尼亚州圣何塞。科学畅销书作者，加州大学伯克利分校物理学博士，纽约城市大学研究生中心的理论物理学教授，超弦理论的专家。主要著作有《平行宇宙》《超越爱因斯坦》等，其作品以兼具科学性与可读性著称。 二、背景探寻 这篇文章选自加来道雄的 《超越时空》一书，这本书记述了超空间的早期历史 ，探讨了通过超空间穿越时空的可能性及其实际应用。本文作者以自身成长经历为线索，揭示了物理学家的成长密码，展现了科学探索的艰辛与魅力。 与本课相关的是“平行宇宙”与“多维空间”理论。“平行宇宙”,是指在已知宇宙之外还可能存在的相似的其他宇宙。有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻:它们可能处于同一空间体系,但时间体系不同,就好像同在一条铁路线上疾驰的先后两列火车;它们有可能处于同一时间体系,但空间体系不同,就好像同时行驶在立交桥上下两层通道中的小汽车。“多维空间”理论认为,我们所认识的世界简单与复杂,与我们所选择的空间维数有关。 三、文体介绍 1.科普文：解说、介绍科学技术的说明性文章。一般用轻松、活泼的笔调，解说某一方面的科学技术知识。可以涉及从微观粒子到宏观宇宙，无论是工业、农业还是交通运输，都可以找到合适的题材。这种文章使读者在轻松愉快的氛围中获取科学知识。 ✭任务二：疏通文意，整体感知 一、基础夯实、读准字音。 鱼鳍（qí） 遐想（xiá） 斑斓（lán） 杜撰（zhuàn） 怪诞（dàn） 贪婪（lán） 浩瀚（hàn） 湮没（yān） 畏葸（xǐ） 人寰（huán） 刨根究底（páo） 冷嘲热讽（fěng） 撒手人寰（huán） 二、初读文本，理清思路： 1.通读全文，快速理清文章思路，全文可分为四个部分： 结构部分 段落范围 核心事件 作用意义 总起部分 第1段 概述童年两件趣事对“我”的教育作用 总领全文，点明核心 分述部分（一） 第2-11段 对鲤鱼世界的遐想与探索 培养想象力与探究兴趣 分述部分（二 第12-14段 对爱因斯坦未竟事业的向往 确立科学研究的目标 分述部分（三） 第15-18段 高中阶段建造电子感应加速器 践行科学实验精神 2. 本文重点写了哪几件事？ （1）童年时期：遐想鲤鱼科学家的故事——贪婪地阅读历险故事 （2）童年时期：听老师讲伟大科学家的故事——研究未完成的理论 （3）青年时期：着手建立实验室的故事——产生比地磁场强两万倍的磁场 ✭任务三：课堂探究·深度解读 活动1：把握思想内容，体会科学精神 1. 请大家阅读2—11段，将“鲤鱼科学家”与“我们”进行类比，填写表格，并指出作者类比的目的是为了说明什么？ 我们 生存在地球 及相应空间 看不见赖以生存的空气及空间 看不见高维空间的“波” 不相信百慕大消失的船进入高维空间 相信“力”的存在 鲤鱼 科学家 生活在水池中 看不见赖以生存的水 看不见水面上的水波 不相信被突然揪出水池外的事件 相信神秘的“力” 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。 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，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 “我们”(人类及人类中的科学研究者) “我们”无法合理解释多维空间的运动而故弄玄虚 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 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) 已有的一些科学概念和解释或许是荒谬的？ 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？ 3.加来道雄说：“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。”从加来道雄成为一名物理学家的过程来看，你认为他身上具有哪些精神品质？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 想象丰富 对爱因斯坦尚未完成的论文充满兴趣 天真好奇 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 热爱科学 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 勤奋刻苦 不拘于世俗的约束，决定自建电子感应加速器 勇于探索 把一个圣诞假日花费在50码长的线路上 兴趣浓厚 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 酷爱钻研 活动2：欣赏谋篇布局，讨论科研品质 1. 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。 (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。 2.本文的科学知识背景颇为艰深，读起来却平易亲切，通俗易懂。这主要得益于文章的哪些特点？ ①详略得当，重点突出。作者选取典型事例突出展示他成长为一名“物理学家”的“教育历程”,并没有谈及其他成长的经历。有详有略使得文章叙述不蔓不枝，重点突出,便于读者了解。 ②想象力丰富，语言生动活泼，富有趣味。这篇文章充满了丰富而大胆的想象。比如描写童年的第一件趣事时，作者通过一系列奇异而富于魅力的想象,让别人眼中习以为常、熟视无睹的世界充满了趣味，同时又给人以科学的启发。文章的叙述手法也很有表现力。作者在叙述童年时的第二件趣事时,用充满诗意的语言直抒胸臆，极尽描述之能事却始终不说那个人到底是谁,营造出一种悬念，然后揭开谜底,让人有恍然大悟之感,读来远比平铺直叙来得更有趣味。总之,文章将焦点集中于作者童年和青少年时期的经历,描写富有想象力,行文充满趣味，所以不但不会把普通读者拒之门外,反而会吸引人沉醉于作者所营造的神奇世界中。 ③充满了科学精神，富有启发性。本文具有深刻的科学精神内涵，从中可以看到想象力、乐趣、实验精神等方面的“教育”对成为优秀科学家极为重要。 ✭任务四：拓展延伸·学以致用 活动1：小组讨论 1.从加来道雄的成长经历中，你能发现科学家应具备怎样的科学精神？ ①想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中，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。由感性的想像上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。 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。 读写融合 1. 微写作：你从作者成长为一名“物理学家”的“教育历程”中得到什么样的启示，写一段不少于200字的文字，表达你的感想。 范例1： 从加来道雄的成长历程中，我看到的不仅是一个物理学家的诞生，更是一颗科学种子如何穿越文化土壤、突破认知边界而顽强生长的生动图景。他幼年受爱因斯坦故事的启蒙，恰如一道光照亮了混沌的好奇心——这启示我们，伟大的科学旅程往往始于某个瞬间的精神触动，而真正的教育应当珍视并呵护这种看似偶然的“灵光一现”。 加来道雄的独特之处在于，他始终在“跨界”中构建自己的科学宇宙：从西方物理学的严谨体系到东方哲学的整体思维，从实验室的精确数据到科普创作的生动隐喻。这提醒我们，当代科学教育不应只是知识的单向灌输，而应成为连接不同思维模式的桥梁。真正的创新往往发生在学科的边缘地带，发生在看似不相关领域的碰撞之中。 他对弦理论的执着探索，更展现了科学工作者必备的精神品质——在未知领域中长期坚守的勇气。当研究方向尚未被主流完全认同时，那种基于理性判断的坚持，恰是推动科学突破的重要动力。这种坚持不是固执，而是在深厚学识基础上对科学直觉的信任。 加来道雄用一生诠释：物理学不仅是方程与实验，更是一种理解世界存在方式的哲学。他的成长启示我们，科学教育最终指向的应是培养完整的“科学人格”——既要有数学的精确，也要有诗意的想象；既能在微观粒子中探寻真理，也能在人类文明的长河中定位科学的价值。这种教育所培育的，将是真正能够面向未来、连接世界的思考者。 范例2： 加来道雄的科学生涯始于两个看似微不足道却又至关重要的童年事件，它们成为了他科学世界观的基石。在池塘边对鲤鱼的观察，并非简单的童趣，而是一次关于认知局限的原始哲学思辨。他想象“鲤鱼科学家”如何理解其受限世界，进而反思人类自身认知维度的可能边界。这实质上是一次未经雕琢的“思想实验”，提前演练了科学研究所必需的超越性想象力与批判性反思能力。另一件趣事，即听闻爱因斯坦至死未竟的统一场论事业，则在他心中点燃了纯粹的求知火焰与探索的使命感。这两件事共同说明，最强大的科研内驱力，往往源自对世界天真的发问和对未解之谜纯粹的热情，而非外部的功利目标。这启示我们，教育的首要任务或许在于呵护这份天真与热情，为内在的好奇心提供萌芽的土壤，而非急于用标准答案将其填满。 从“观鱼”的思想遨游到“造器”的亲身实践，加来道雄的历程清晰地展示了一条完整的自我教育路径。课文详述了他为验证理论而决心亲手建造一台电子感应加速器的故事。这个过程充满了艰辛：搜集晦涩的资料、采购军用 surplus 设备、在车库里进行无数次尝试与失败。这标志着他的科学探索完成了从“心驰神往”到“手脑并用”的关键跃迁。实践是连接想象与真理的桥梁。它培养了直面复杂现实问题的韧性、将抽象理论转化为具体方案的能力，以及在无数次失败中调整策略的智慧。这种基于兴趣和问题导向的主动构建，其教育深度远超被动接受知识。它告诉我们，真正的理解与创造，必然经过亲手“触摸”和“塑造”研究对象的过程。 课堂小结 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。一名理论物理学家的成长历程给了我们很多的启示:大胆的想象、怀疑和猜测，不要固步自封；兴趣在人的成长过程中是不可或缺的，但要达到成功的彼岸离不了坚定的信念、坚持不懈的努力,这或许是作者要告诉我们后辈的。希望大家能踏着他的脚步，一步一步取得进步。 课堂练习 1. 根据课文内容，作者成为一名物理学家的教育历程是怎样的？以下分析错误的一项是 A．看似作者少年时的思维超出同龄人，其实只是他充分发挥了自己的想像力，并且保持了这样奇特的想像力，由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。 B．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。 C．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。 D．作者有这个天赋，运气好，而且得到过很多一流科学家的点拨。 D【详解】本题考查学生对文章整体内容的把握能力。 A、B、C是对课文的整体把握和纲要式表述，是作者的“教育历程”的重要部分，D项表述不正确。2．下列对文中 “我们就像自鸣得意地在池中游动的鲤鱼” 这句话的理解，不正确的一项是（ ） A. 人类和鲤鱼一样，都局限于自己所认知的世界，认为宇宙只包含熟悉可见的事物。 B. 人类像鲤鱼一样，自以为是，拒绝承认存在超出自己理解力的平行宇宙或多维空间。 C. 这句话运用了比喻的修辞手法，生动形象地揭示了人类认知的局限性。 D. 作者认为人类和鲤鱼没有本质区别，都无法理解高维世界的存在。 D 解析：作者只是通过比喻说明人类认知存在局限性，并非认为人类和鲤鱼没有本质区别，“都无法理解高维世界的存在” 表述过于绝对。 3．下列对课文艺术特色的分析鉴赏，不正确的一项是（ ） A. 文段以作者的回忆展开，叙述了自己童年时对爱因斯坦未完成理论产生兴趣的过程。 B. 作者通过设置一系列疑问，如 “他未完成的工作是什么？” 等，引发读者的好奇心。 C. 文段运用了对比的手法，将对爱因斯坦的崇敬与对其他科学家的态度进行对比。 D. 语言平实自然，如 “我花了好多时间静静阅读我能够找到的关于这个伟人和他的理论的每一本书”，真实地展现了作者的求知过程。 C 解析：文段没有将对爱因斯坦的崇敬与对其他科学家的态度进行对比。 布置作业 1.苏轼说过：“不识庐山真面目，只缘身在此山中。”物理学家的理论或许过于艰深，但是其中的道理和日常生活的体验是相通的。本文讲述的鲤鱼故事，给了你怎样的启发？你是否有过类似的奇思妙想呢？ 请写一篇文章分享你的经历和想法。 2. 作者关于“鲤鱼科学家”的幻想十分有趣，如果我们以动物的眼光来观察人类，是不是也很有意思呢?假如有一位动物科学家,专门研究人类的某些行为,他写了一篇“科普文”：人类行为之谜。你替这位“动物科学家”做一回代笔人。 板书设计 一名物理学家的教育历程成年 童年 青年 鲤鱼世界的幻想（想象） 爱因斯坦故事（理论） （理论物理学家） 实验 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 $