第7课 篇目二 一名物理学家的教育历程 课时2 科学思维绽光芒，传承精神启未来——探究科学思维魅力，传承探索精神力量(教用word)-【优学精讲】2025-2026学年高中语文必修下册（统编版）

本讲义聚焦科学思维方法与探索精神传承，通过文本研读、小组讨论等学习支架，引导学生探究联想、质疑、实践等科学思维，结合加来道雄科研案例分析思维价值，辅以语言文字运用及实用类文本阅读训练巩固。 以任务驱动设计为特色，通过“科学思维解密”“探索精神传承”活动培养思维能力，语言文字运用题提升语言运用素养，传承探索精神强化文化自信。课中助力教师引导学生深度探究，课后训练帮助学生查漏补缺，巩固学习成果。

课时2　科学思维绽光芒，传承精神启未来——探究科学思维魅力，传承探索精神力量 学习目标　1.探究作者在科学探索中运用的思维方法，体会其魅力与价值。 2.领悟作者的探索精神内涵，思考如何将其应用于自身学习与生活中。 任务一　科学思维巧解密——探究作者的科学思维方法 　　在科学研究的道路上，独特的思维方法是打开成功之门的钥匙。加来道雄在其科研生涯中，运用了多种科学思维方法，突破了一个又一个难题。那么，他究竟运用了哪些思维方法呢？这些思维方法又对他的科研产生了怎样的影响？请研读文本，完成下列学习活动。 活动一｜结合研究过程谈思维方法 1.查阅资料，了解常见的科学思维方法，小组讨论作者在研究过程中运用的思维方法及其作用。 参考答案：①联想思维：作者借童年对鲤鱼世界的观察，类比联想人类对宇宙的认知。借鲤鱼“科学家”视角拓宽思维，思索宇宙认知局限与高维空间。②质疑思维：面对爱因斯坦理论，作者不盲从，对未解问题质疑，追问未竟工作，深入钻研物理学，探寻科学深层奥秘，为科研添创新力。③实践思维：作者将理论用于实践，借实操完善想法，凭此运用知识解决问题，提升科研及实际问题解决能力，助力自身科研成长。 活动二｜探讨思维方法的启示 2.思考作者运用的科学思维方法对我们学习和生活的启示。 参考答案：①在学习中，联想思维能串联不同学科知识，拓宽知识面。像学语文古诗词，联想历史背景可深化理解。质疑思维使我们不盲目听信书本权威，在数学学习中对定理证明质疑，能培养独立思考能力，加深知识领悟。实践思维促使学以致用，学物理后能修理简单电器，提升解决问题的能力。②在生活中，联想思维帮我们多视角看问题、解难题；质疑思维让我们对现象好奇、探究根源；实践思维推动我们将想法付诸行动，提升生活技能水平。 任务二　探索精神永传承——领悟与传承作者的探索精神 　　作者对科学的探索精神，是他取得成功的关键。这种探索精神，不仅属于他个人，更应成为我们每个人追求知识、探索未知的动力源泉。那么，我们该如何理解和传承这种探索精神呢？请研读文本，完成下面的学习任务。 活动一｜理解探索精神内涵 1.结合文本内容，分析作者探索精神的具体内涵。 （1）“我记得，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。这种记忆到现在仍然温暖如春。我读完我们当地图书馆的书之后，就开始在全市搜寻图书馆和书店，急切地查找有关线索。” 参考答案：从这句话可以看出，作者对知识的执着追求，使他不断积累知识，为进一步的探索提供了坚实的基础。生动地体现了他对知识的渴望和追求。 （2）“年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前，而这种约束对于大多数成年人而言通常似乎又很难超越。没有考虑所要遭遇的困难，我就开始着手建立我自己的原子对撞机。” 参考答案：作者不满足于单纯的理论学习，在了解到反物质等知识后，尽管面临诸多困难，还是要着手建立自己的原子对撞机。他购买放射性物质，建造云室，找遍电子仓库，装配硬件设备，甚至说服父母帮忙在足球场缠绕铜线。在这个过程中，他克服了资金、材料、技术等方面的难题，最终成功建成电子感应加速器。这一系列实践活动充分展现了他勇于挑战、敢于实践的精神。 活动二｜传承探索精神行动 2.思考在日常生活中，我们可以通过哪些行动来传承作者的探索精神。 （1）在学习方面。 参考答案：在学习中，保持对知识的好奇心，主动提出问题，不满足于课本上的答案。例如，在学习历史事件时，不仅要记住事件本身，还要探究事件发生的原因、影响及背后的深层因素。积极参加各种学科竞赛和科研活动，锻炼自己的实践能力和创新思维。如参加科技创新大赛，将所学知识应用到实际项目中，培养自己解决实际问题的能力。 （2）在生活方面。 参考答案：对生活中的现象保持敏锐的观察力，善于发现问题。比如观察自然现象，思考其背后的科学原理。勇于尝试新事物，不畏惧失败。尝试学习新的技能，如绘画、摄影等，在探索过程中不断提升自己。积极参与社区科普活动，传播科学知识，带动身边的人一起培养探索精神。 训练目标达成明细表 题型 语言文字运用 实用类文本阅读 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 分值 6 5 3 3 4 3 3 3 5 4 训练点 补写句子 句子效果 成语运用 标点用法 修改语病 内容推断 内容理解 概括分析 修辞作用 观点态度 得分 一、语言文字运用 　　（一）阅读下面的文字，完成1～2题。 　　日前，美国科研团队在室温条件下实现超导的消息引发全球关注和热议。超导是导体在某一温度下，电阻为零的状态。寻找近环境条件下（室温、常压）的超导材料一直是超导领域的梦想。对物理学家而言，室温是有明确定义的，即300 K，约相当于27 ℃。美国科研团队在267 GPa左右实现了288 K左右的超导电性，对应温度为15 ℃。　①　，但是论文的题目已经大大方方用了“室温超导”字样。 中科院物理所在微信公众号文章中表示，从美国科研团队的研究论文来看，这项工作无疑是突破性的，相关证据也很充足，如果能重复出来，搞不好未来能得诺奖。但物理学的研究终究不是一家之言，　②　，这个也不例外，这项工作势必要经过行业内各个研究组的重复验证，如果经过多次重复之后，确定该结果的正确性，那将是划时代的工作。目前国内超导领域的研究，其中重要的一方面是对于新超导材料的探索，最早可追溯至1960—1970。中国在超导的一些研究方向上，目前已经达到了世界领先水平。赵忠贤院士带领团队将铁基超导体的临界温度提高到了55 K，推动中国高温超导研究　③　。 1.请在文中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15个字。 参考答案：①虽然/尽管还没有真正到达室温（或“定义温度”“理想温度”）　②任何科学研究都应该经得起验证　③走在世界前沿 解析：①处，根据前文“美国科研团队在267 GPa左右实现了288 K左右的超导电性，对应温度为15 ℃”可知，美国科研团队并未真正实现在室温（27 ℃）的条件下的超导，而后文的转折句“但是论文的题目已经大大方方用了‘室温超导’字样”可知，此处应填写“虽然没有实现真正的室温超导”一类的句子。②处，根据前后文“但物理学的研究终究不是一家之言”“这个也不例外，这项工作势必要经过行业内各个研究组的重复验证，如果经过多次重复之后，确定该结果的正确性，那将是划时代的工作”可知，“这个也不例外”紧承②处，那么前文就应是一般性的结论，故此处应填写“任何科学研究都应该经得起验证”一类的句子。③处，根据前文“中国在超导的一些研究方向上，目前已经达到了世界领先水平。赵忠贤院士带领团队将铁基超导体的临界温度提高到了55 K，推动中国高温超导研究”可知，此处应填写“走在世界前沿”一类的句子。 2.对于室温超导这一突破性科研成果，中科院的评价是理性而严谨的。请根据画横线的句子简要分析。 参考答案：（示例）①评价对象严谨：将对象聚焦在“美国科研团队的研究论文”上，不涉及研究成果，实事求是。②评价用语严谨：以“无疑”肯定研究的突破性，以“如果”强调研究成果必须经得起重复检验，体现科学态度。③评价立场理性：既肯定研究成果的突破性，又对其真实性及有效性保持必要的怀疑态度。 解析：从“从美国科研团队的研究论文来看”可以看出其评价的对象是“美国科研团队的研究论文”，就事论事，而不涉及其具体的研究成果，体现了其语言的严谨性。“这项工作无疑是突破性的，相关证据也很充足，如果能重复出来，搞不好未来能得诺奖”中，“无疑”体现了对其研究成果的肯定；“如果能重复出来”，任何科学研究都要经得住实践的检验，美国科研团队的研究也应该经得住实践的检验，体现科学态度。“如果”“搞不好”运用了假设和非肯定性词语，体现了中科院对美国科研团队研究成果持合理的科学怀疑态度，体现了严谨的科学精神，评价理性、中肯。 　　（二）阅读下面的文字，完成3～5题。 　　科学探索　①　，在这条路上，少不了“吾将上下而求索”的毅力和定力。正是靠着对未知放射性物质的好奇，居里夫妇花费近4年时间，在极其简陋的环境中，从数吨沥青铀矿渣中提炼出氯化镭。大学本科期间对量子物理产生好奇的潘建伟，潜心研究量子技术、建设科研团队，终于在量子纠缠领域取得了　②　的研究成果，成为我国量子卫星首席科学家。这说明，新奇想法只有通过刻苦探索才能成为现实。 好奇心是人与社会、人与自然、人与宇宙“打交道”的必然结果。尚处襁褓之中，一个人就会试着用眼睛、手和嘴巴来“向外探索”；　③　之后，婴幼儿便不知疲倦地发问：天空为什么是蓝的？人是从哪里来的？正因如此，对科学兴趣的引导和建立要从娃娃抓起，使他们厚植科学素养，了解科学知识，掌握科学方法。从呵护好奇心、激发科学兴趣，到掌握研究方法、提升科研能力，再到培养具备科学家潜质的科研后备人才，好奇心的培养可以说是科学研究的基础。而广大科技工作者激发好奇心、坚定自信心，勇登科学最高峰，勇闯科技“无人区”，也一定能为实现中华民族伟大复兴作出应有贡献。 3.请在文中横线处填入恰当的成语。 参考答案：①道阻且长　②举世瞩目　③牙牙学语 解析：①处，由原文“少不了‘吾将上下而求索’的毅力和定力”推断，探索的道路漫长，并充满困难，故可填写“道阻且长”。道阻且长：前进的道路险阻又漫长，需以毅力和坚持克服困难。②处，由原文“成为我国量子卫星首席科学家”推断，取得了巨大的成就，故可填写“举世瞩目”。举世瞩目：指全世界的人都注视着，形容影响很大。③处，由原文“婴幼儿便不知疲倦地发问”推断，是婴儿开始学说话，故可填写“牙牙学语”。牙牙学语：形容婴儿咿咿呀呀地学大人说话。 4.文中多处用了引号，下列四处引号中用法和其他三处不同的一项是（　　） A.在这条路上，少不了“吾将上下而求索”的毅力和定力。 B.好奇心是人与社会、人与自然、人与宇宙“打交道”的必然结果。 C.一个人就会试着用眼睛、手和嘴巴来“向外探索”。 D.勇登科学最高峰，勇闯科技“无人区”。 解析：A　A项，表示直接引用。B项，表示特殊含义。C项，表示特殊含义。D项，表示特殊含义。 5.文中画波浪线的句子有语病，请写出修改后的句子，使语言表达准确流畅，可少量增删词语，不得改变原意。 参考答案：对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起，使他们了解科学知识，掌握科学方法，厚植科学素养。 解析：原句有两处语病：一是搭配不当，“兴趣”和“建立”搭配不当，改为“培养”；二是语序不当，按照逻辑顺序，应先“了解科学知识”，再“掌握科学方法”，最后“厚植科学素养”。 二、实用类文本阅读 　　阅读下面的文字，完成6～10题。 　　持在我手中的，是一本厚重且外观色彩单调的书。居于上部的英文书名“Hyperspace”辅以平行宇宙与炫洞的概念图片，加之其四百页厚的体量，使得本书乍一看仿佛国外艰深晦涩的物理著作一般。厚重的青蓝色条带横贯书籍，顿时把我和那封面上的“平行宇宙空间”隔绝开来。这便是我拿起《超越时空》的第一感觉。 翻阅未几，我竟发现小时曾读过的段落：浅浅水池中的鲤鱼在常识的宇宙中生活，“科学家”杜撰着不可证实也不可证伪的名词，解释着宇宙公理。忽有一日，“科学家”到了水池之外，惊诧不已，而返回后叙述经历，却遭到了群鱼的怀疑和鄙视。不知他人是否也有与我相同的感觉——在一本书中发现自己曾无意阅读过的字句段落，恰如老友重逢。从此亦知，本书一些生动通俗的段落或许早已飘落到我们童年的云彩里去了。浅浅的水池，一群曳尾的鲤鱼，倾盆大雨中浮动不定的睡莲，驻扎在我们记忆的一角，告诉我们所见所知或许不是恒常。 《超越时空》作为一本经典的科学读物，其影响和内容都是超越时空的。超越时空，是加来道雄对引入高维理论进而促进未来文明发展的展望：“当未来的科学史学家书写这段漫长历史的最后一篇时，他们很可能会记录着：决定性的突破是三维或四维常识性理论的失败以及超空间理论的胜利。” 我们的经验常常是不准确且具有局限性的。然而一般常识往往来自经验，更加根深蒂固。随着人类文明以指数递率向前发展，常识不断被追问甚至被推翻。加来道雄第一句便是：“科学革命是向常识挑战。”往日之识与经验之思既不可依，便尽拿实验结论和现代仪器测出的数据为靠。可见可测方才存在，反之则是心智不可达之处，便无可奈何了。我们的科学正被潮水般的实验所绑架，在铺天盖地的数据中迷失。 宇宙是精巧的，多一分、少一分都会打破平衡，使之褪去生命之美。生命机体亦是精巧的，小到细菌摇摆的鞭毛之下，大到多细胞生物生命的整体——甚至有些生命体中精巧的部件，都是现代科技无法复刻的。反观工业文明的种种产物，纠缠且纷繁的电路，参差而刺耳的齿轮，易朽而复杂的管道……在刘慈欣、特德·姜等人的科幻作品中，高等外星文明的飞船都是完整的几何体，在表面上完全看不出人工的痕迹，犹如宇宙遗忘在茫茫之中的几何原体。《超越时空》中介绍的“超立方体”也有同样不可思议的性质。当我们可以实现“简”的工业设计时，大抵已抛却了冗杂的器件，对自然的理解升华到单纯的美与和谐，而非“效”与“利”。 加来道雄不断强调，自然规律在高维空间表达时会更加简洁而优美。世界上的一切物质纷繁复杂，物质的本原困扰了人们两千余年；众多粒子在GERM的原子对撞机中现身——这世上纷繁复杂的一切都将在高维空间溯源。根据超弦理论，这一切的物质不过都是由弦的振动产生的，天地宇宙间回荡着它的交响乐。书中对此有个精彩的比喻：“想想地球上跑得最快的动物猎豹，它皮毛光滑而又美丽，在非洲的热带草原上漫游，在它的天然栖息地，它的奔跑速度、奔跑动作的优美，简直无与伦比，而现在它被捕获，并且拖进动物园。看看在笼子里的猎豹吧，它已经失去了原来的优雅和美丽，神情绝望，而不是原来那种精力充沛的猎豹。猎豹可以与物理规律相提并论，我们只能测量那些被拆散且放在笼子里展出的物理规律，我们只能看到已经被剥夺了优雅和美丽的地方。” 现在我们来认识物理学家眼中的高维空间：他们认为在大爆炸出现时，宇宙有十维，其中四个化为我们现在的三维和时间这个维度，另外六个维度卷缩在一起了。他们卷缩得是如此之小，比普朗克常量还小，以至于无法被检测到。模拟宇宙大爆炸，这在现有的技术能力下是不可能的。那这个卷缩的维度如何理解呢？设想你在一张A4纸上沿长的方向爬动，突然之间宽的这边卷缩起来，非常之小，以至于你只能沿着你观察到的直线在行动，这样一个二维空间就卷缩成了一个一维空间。高维理论绝不仅仅是一个学术理论，回顾历史，当机械能被物理学家解释并利用后，迅速开始了工业革命；电磁能原理被物理学家公布后得到迅猛发展，当今世界一半的产能都来自电磁能；原子能在被物理学家研究透后，被以更快的速度运用到原子弹和氢弹上，改变了世界的进程。如果维度的原理被破译后，那释放的能量简直不敢想象，能更加迅猛地推进人类文明的进步，将人类的活动范围推广到星际之间。当我们面对外敌和宇宙最终的毁灭时，比如《三体》中提到的，能够用高维的时空来进行自卫和躲避这终极的毁灭。 而抛开科学而言，引入高维空间理论也对文学艺术等领域产生了重要影响。科幻中的平面国度、第四维幽灵，艺术中的立体主义、表现主义与透视，哲学的新分支通神学，此般种种都来自第四维的影响。 （摘编自“豆瓣书评”——加来道雄《超越时空》） 6.根据材料内容，下列说法正确的一项是（　　） A.鲤鱼“科学家”指的是生活在水池之外，能够理解池塘之外还有客观存在的物质世界的鲤鱼。 B.“科学革命是向常识挑战”中的“常识”，是指已有的实验结论和现代仪器测出的数据。 C.超立方体的“不可思议的性质”，指它简洁、完整、和谐、对称、自然的非人工的优美。 D.“高维空间”理论是超越人类实验能力但是能用想象力和逻辑力推出答案的物理学理论。 解析：D　A项，“生活在水池之外”错误，依据“浅浅水池中的鲤鱼在常识的宇宙中生活……‘科学家’到了水池之外，惊诧不已，而返回后叙述经历，却遭到了群鱼的怀疑和鄙视”可知，鲤鱼“科学家”不是生活在水池之外的鲤鱼。B项，“是指已有的实验结论和现代仪器测出的数据”错误，依据“然而一般常识往往来自经验，更加根深蒂固”可知，“常识”往往来自经验。C项，“非人工的优美”错误，依据“在刘慈欣、特德·姜等人的科幻作品中，高等外星文明的飞船都是完整的几何体，在表面上完全看不出人工的痕迹，犹如宇宙遗忘在茫茫之中的几何原体”可知，“超立方体”的美是人工创造的美。 7.下列对材料相关内容的理解和分析，不正确的一项是（　　） A.《超越时空》这本书的整体外观显示出书中所介绍的内容距离读者非常遥远，容易令人望而却步。 B.作者在书中看到小时候曾读过的段落，欣喜地发现《超越时空》原来是一本通俗易懂的科普读物。 C.加来道雄从高维理论源头望向未来文明，他对引入高维理论进而促进未来文明的发展持乐观态度。 D.关于我们未来的工业设计会走向何方，作者认为刘慈欣等人的科幻作品已经给了我们一些启示。 解析：B　“通俗易懂的科普读物”错误，依据“在一本书中发现自己曾无意阅读过的字句段落，恰如老友重逢。由此亦知，本书一些生动通俗的段落或许早已飘落到我们童年的云彩里去了”可知，“恰如老友重逢”并非通俗易懂。 8.下列对材料相关内容的概括和分析，不正确的一项是（　　） A.宇宙是精巧的，我们不仅是我们自己，也是庞大而和谐的系统中的一份，我们的变化可能影响整个宇宙的平衡。 B.世界上的物质纷繁复杂，但是根据超弦理论，在高维空间中一切的物质都被看成相同，都是由弦的振动产生的。 C.如果能将人类的活动范围推广到星际之间，开发新资源，那么人类就有可能利用高维时空进行自卫和避免毁灭。 D.一旦维度的原理被破译，我们能相信意识的变化发展绝不会停留于某一领域之中，其影响将会涉及各个领域。 解析：B　“在高维空间中一切的物质都被看成相同”错误，依据原文“这世上纷繁复杂的一切都将在高维空间溯源。根据超弦理论，这一切的物质不过都是由弦的振动产生的，天地宇宙间回荡着它的交响乐”可知，在高维空间中，物质是不一样的。 9.材料中画横线的句子使用了精彩的比喻，其中“笼子”和“天然栖息地”分别比喻什么？加来道雄使用这个比喻的目的是什么？ 参考答案：“笼子”指三维实验室；“天然栖息地”指高维空间。目的：①强调自然规律在高维空间表达时会更加简洁而优美；②生动形象地说明了抽象的理论，体现了科普文的特点。 解析：依据“猎豹可以与物理规律相提并论……我们只能看到已经被剥夺了优雅和美丽的地方”可知，“笼子”指三维实验室；依据“众多粒子在GERM的原子对撞机中现身——这世上纷繁复杂的一切都将在高维空间溯源”可知，“天然栖息地”指高维空间。目的：①依据“加来道雄不断强调，自然规律……根据超弦理论，这一切的物质不过都是由弦的振动产生的，天地宇宙间回荡着它的交响乐”可知，使用这个比喻强调了“自然规律在高维空间表达时会更加简洁而优美”这一观点。②依据“想想地球上跑得最快的动物猎豹，它皮毛光滑而又美丽……”可知，这里运用“猎豹”的特点生动形象地说明了抽象的理论，体现了科普文的特点。 10.加来道雄在追求科学真理的道路上，体现出哪些科学思维方式？请结合材料进行概括。 参考答案：①观察生活，思考，质疑，多角度、多维度看问题；②不囿于常识与经验，有革命、挑战、创新意识；③跳出可见可测的局限去想象、推理；④透过现象寻求本质，化繁为简，发现规律。 解析：①依据“浅浅的水池……告诉我们所见所知或许不是恒常”可知，要多观察生活，多思考，质疑，多角度、多维度看问题；②依据“我们的经验常常是不准确且具有局限性的。然而一般常识往往来自经验，更加根深蒂固。随着人类文明以指数递率向前发展，常识不断被追问甚至被推翻。加来道雄第一句便是：‘科学革命是向常识挑战。’”可知，要不囿于常识与经验，要有革命、挑战、创新意识；③依据“往日之识与经验之思既不可依……我们的科学正被潮水般的实验所绑架，在铺天盖地的数据中迷失”可知，要跳出可见可测的局限去想象、推理；④依据“当我们可以实现‘简’的工业设计时……而非‘效’与‘利’”可知，要透过现象寻求本质，化繁为简，发现规律。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $