《一名物理学家的教育历程》预习学案 2025-2026学年统编版高一语文必修下册

该高中语文学案聚焦科学小品文《一名物理学家的教育历程》，通过梳理作者加来道雄的生平与科学贡献，结合“科学与人文”单元主题，构建从背景知识到文体特征的学习支架，引导学生把握文章双线结构及“鲤鱼世界”核心意象。 以三维目标为框架，通过字词语境理解、段落层次划分等任务提升语言运用能力，借助“鲤鱼世界”比喻分析培养逻辑思维与创造思维，配套课前自测与拓展资源（如纪录片《宇宙的构造》），激发探究意识，落实文化自信与科学精神的培养。

《一名物理学家的教育历程》预习学案 2025-2026学年 统编版高一语文必修下册 《一名物理学家的教育历程》预习学案 2025-2026学年 统编版高一语文必修下册 班级：_____________　姓名：_____________　日期：_____________　课前用时：_______分钟 一、学习目标 本节课是统编版高一语文必修下册第四单元第14课（或所在版本对应课次）的一篇科学小品文。本单元主题为"科学与人文"，本课属于非虚构类阅读，兼具文学性与知识性。预习时，请围绕以下三维目标自主完成本学案。 知识与能力 ①了解作者加来道雄的生平背景、主要科学贡献和代表著作；②掌握本文12个重点字词的音、形、义；③理清文章叙述脉络，准确划分段落层次并归纳大意。 过程与方法 ①在通读全文的基础上，梳理作者"教育历程"的三大关键阶段；②分析"鲤鱼世界"等比喻在科普写作中的作用；③尝试用"叙议结合"的角度评价本文写法。 情感态度与价值观 感受加来道雄对科学的热情、执着与使命感，认识到"好奇心+实践精神"是科学探索的原动力，培养对未知世界的主动探究意识。 二、作者简介 阅读下面的作者介绍，用荧光笔标出你认为最重要的3处信息，并在旁边写出"重要"的理由（课上交流）。 【知识卡片】加来道雄（Michio Kaku，1947— ） ● 出身与成长：日裔美国人，1947年生于美国旧金山，父母均为日裔第二代移民，自幼在美国接受教育。 ● 学术地位：哈佛大学本科（物理），加州大学伯克利分校博士，现为纽约城市大学物理学教授，超弦理论（String Theory）奠基人之一。 ● 核心研究：致力于发展"万物理论"（M理论），即将宇宙间四种基本力（引力、电磁力、强核力、弱核力）统一的理论框架，继承并发展爱因斯坦的统一场论遗志。 ● 主要著作：《超空间》（Hyperspace，本文原著）《平行宇宙》《不可能的物理学》《物理学的未来》，多部全球畅销，已译成数十种文字。 ● 科普贡献：长期主持BBC、Discovery等科普节目，以"把最前沿的物理讲给普通人听"为使命；多次荣登"世界最具影响力科普作家"榜单。 ● 本文出处：节选自《超越时空》（Hyperspace，1994年），该书是作者向大众介绍高维宇宙学的代表作，本文为其自传性导言章节，有改动。 三、写作背景 《超越时空》写于1994年，正值现代物理学从"标准模型"走向"超弦理论"的关键过渡期。20世纪末，物理学家们面临一个根本矛盾：爱因斯坦的广义相对论（解释宏观宇宙）和量子力学（解释微观粒子）都极为成功，但二者彼此不相容——没有人能写出一个同时满足两者的方程。弦理论（认为宇宙的基本构成是在10维或11维空间中振动的"弦"而非点粒子）被认为是调和这一矛盾的最有希望的候选理论。加来道雄正是这一理论的重要推动者，他写作本文的动机之一，正是希望通过自己的成长故事，向普通读者传递"追问宇宙终极奥秘"的热情与意义。 本文在教材中所在的单元以"科学精神与人文关怀"为主题，编选本文意在引导学生思考：一位科学家的成长，不仅仅是知识积累的过程，更是好奇心、意志力和使命感共同塑造的历程。 【背景延伸】三个关键概念，预习时需了解 ● 统一场论（Unified Field Theory）：爱因斯坦晚年的终极梦想，试图用一个方程统一所有自然力。他未能在生前完成，留下未竟手稿，深深触动了少年加来道雄。 ● 超弦理论（Superstring Theory）：认为宇宙最基本的结构不是点状粒子，而是在高维空间中振动的"弦"。不同振动模式对应不同粒子，不同力可由同一框架统一解释。 ● 高维空间：超出人类感官直接感知的第四维及以上维度。弦理论预言宇宙有10个或11个维度，其余维度因"蜷缩"极小而无法被直接观测——这正是"鲤鱼无法感知水面之外"的比喻来源。 四、文体知识——科学小品文 本文属于"科学小品文"（又称科普散文），是高考语文现代文阅读的重要文体之一。本板块帮助你在课前建立文体框架，为深度阅读做好准备。请认真阅读下表，画出你认为最重要的一行，课上说明理由。 考查维度 具体内容 文体名称 科学小品文（科普散文） 核心特征 将科学知识与文学手法融合：以叙事（个人经历）为躯干，以说明（科学原理）为骨骼，以议论（科学意义）为灵魂 与说明文的区别 说明文重"准确客观"，追求逻辑严密；科学小品文重"可读有趣"，允许抒情与联想，形式更自由灵活 与传记文学的区别 传记侧重完整记录人物生平；本文只选取"教育历程"片段，以"为什么走上物理之路"为核心叙述线索 本文写法特点 ①以第一人称回忆，真实亲切；②以"鲤鱼世界"贯穿首尾，虚实结合；③叙议结合，在叙述故事中穿插科学知识解释 高考常考角度 ①科普文的说明方法；②比喻、类比在解释抽象概念中的作用；③作者情感与科学精神的关系 【预习小锦囊】读科学小品文时，建议带着这三个问题： ● 作者用了哪个"核心比喻"来解释最难懂的科学概念？这个比喻是否准确贴切？ ● 叙事部分（作者的故事）和说明部分（科学知识）是如何"无缝衔接"的？ ● 文章的情感基调是什么？作者想通过自己的故事传递给读者什么？ 五、字词预习 预习要求：通读课文时，用铅笔圈出不认识或不确定的字词；对照下表核对注音，并尝试用文中的语境理解词义（不要死记释义，要在句子中感受）。 ▶ （一）重点字词：注音·释义·例句 词语 注音 释义 语境例句 栅栏 zhà lán 用木条、金属条等做成的有间隙的围栏结构，可为围栏或护栏 花园四周围着整齐的白色木栅栏。 目眩 mù xuàn 眼花，视物模糊不清；文中用来形容被壮丽景象震撼到神魂颠倒 站在山顶俯瞰，峡谷之深让人目眩神迷。 怪诞 guài dàn 奇异荒诞，超出常规认知；文中指科学想象的奇特大胆，含积极色彩 他的想象力天马行空，常有怪诞却令人拍案的奇思妙想。 撒手人寰 sā shǒu rén huán 去世（书面语，含惋惜意）。"人寰"指人世间。多指英年早逝或抱憾离世 爱因斯坦在统一场论完成前便撒手人寰，令世人深感遗憾。 鄙视 bǐ shì 轻视，看不起；含有主观情感色彩，态度较为明显 他对只追名逐利、毫无科学热情的人深感鄙视。 涟漪 lián yī 水面因微风或外力引起的细小波纹；常比喻心绪的微妙波动 老师一句鼓励的话，在他心湖上激起了经久不息的涟漪。 孜孜不倦 zī zī bù juàn 勤勉刻苦，不知疲倦地钻研。"孜孜"叠用强调专注与坚持 他孜孜不倦地研读物理原著，废寝忘食，历经十年。 湮没 yān mò 被掩埋、覆盖而消失，多用于抽象意义（历史、声名等）被遗忘 许多天才的发现因时代局限而湮没无闻，令后人惋惜。 规规矩矩 guī guī jǔ jǔ 严格遵守规矩，行为端正；文中指循规蹈矩地按常规思维行事 他不愿规规矩矩地重复别人的实验，偏要另辟蹊径。 反熵 fǎn shāng 熵（shāng）是热力学概念，指系统的无序程度；反熵即维持有序、抵抗无序的过程，生命系统是典型的反熵现象 生命体通过不断摄取能量来维持反熵状态，抵抗热力学第二定律。 ▶ （二）易错字辨析（重点检测） 以下字词是同学们在书写时最常出错的，请仔细比较字形，记住辨析要点： 易错字 正确字 辨析要点 造句示例 栅(zhà)栏 栅（木字旁） "栅"从木，指用木材做的围栏；勿写成"栏"或"册" 花园四周围着一圈木栅栏。 目眩(xuàn) 眩（目字旁） "眩"从目，指眼睛花；勿混淆"炫"（炫耀）、"渲"（渲染） 高速旋转使他感到头晕目眩。 涟漪(yī) 漪（三点水） "漪"从水，指水波纹；勿写成"漪"、"椅" 微风吹过，湖面泛起层层涟漪。 孜孜(zī)不倦 孜（子字底） "孜"非"兹"非"滋"，读zī；"孜孜"叠用强调勤勉 他孜孜不倦地钻研，终有所成。 湮(yān)没 湮（三点水） "湮"从水，埋没之意；勿写成"淹没"（淹从水但意不同） 这段历史差点湮没在岁月尘埃中。 ▶ （三）近义词辨析 怪诞 vs 荒诞 怪诞：奇异出人意料，不一定有贬义，可描述令人震撼的科学想象（本文用法）；荒诞：荒唐可笑、不合逻辑，通常含否定意味。区别在于是否有"可笑"的贬义。 孜孜不倦 vs 锲而不舍 孜孜不倦：侧重"勤勉投入"，强调学习状态的持续专注；锲而不舍：侧重"坚持到底"，强调克服困难的意志力。前者重"用功"，后者重"不放弃"。 湮没 vs 埋没 湮没：书面语，多指在时间长河中自然消失（历史湮没、声名湮没）；埋没：口语性强，可指主动压制或客观遮掩（埋没人才、埋没功绩），适用范围更广。 鄙视 vs 蔑视 vs 轻视 鄙视：因对方低俗或卑劣而看不起（主观情感浓烈）；蔑视：完全不把对方放在眼里（程度最强）；轻视：不重视，程度最轻，可无感情色彩。 六、文本整体感知 通读全文后，完成以下梳理任务。建议：第一遍速读，把握大意；第二遍细读，完成表格填写。 ▶ （一）段落层次划分与内容概括 本文共约16段（不同版本可能有出入）。请阅读时注意段落转折信号词（"但是""然而""多年以后"等），划分层次，并参照下表梳理内容： 段落层次 主要内容 成长维度 作者情感 第1—2段 （开篇引入） 以"鲤鱼世界"思维实验开篇，借助比喻说明人类感知维度的局限，引出探索高维空间的主题 思维启蒙 好奇心萌发 震撼、好奇、着迷 第3—6段 （童年经历） 参观日本茶园假山水池，想象鲤鱼的世界；在图书馆读到爱因斯坦未竟的"统一场论"，受到深刻震撼 兴趣培养 梦想初成 神往、热切、坚定 第7—11段 （高中阶段） 说服父母购买变压器，在车库中自制电子感应加速器（电子对撞机），耗费巨大功率，只为重现爱因斯坦实验。虽未成功，却引起了物理老师注意 实践历练 意志磨砺 执着、不服输、感激 第12—16段 （大学及以后） 获奖学金进入哈佛大学，师从物理学教授，最终走上弦理论研究之路，立志完成爱因斯坦未竟的事业 学术成长 使命确立 谦逊、自信、使命感 ▶ （二）双线索梳理 本文叙事有明线与暗线两条线索交织推进。请根据文章内容，在括号内填写或参照示例补充： 明线（时间/成长线） 童年（鲤鱼池幻想 + 爱因斯坦故事）→ 高中（车库自制电子对撞机）→ 大学（进入哈佛，确立弦论方向）→ 成年（完成爱因斯坦遗志的使命感） 暗线（情感/思想线） 好奇（宇宙是什么？）→ 着迷（爱因斯坦未竟的方程是什么？）→ 执着（不惜代价自己实验）→ 使命感（要用一生去完成那个方程） 两线关系 明线是叙事框架，暗线是精神内核。每一个成长节点（童年、高中、大学）都对应着情感/思想的一次升华，二者相互支撑，使文章既有故事感又有思想深度。 ▶ （三）核心意象解读——"鲤鱼世界" 文章开篇和结尾都用到了"鲤鱼世界"的比喻。这是全文最重要的意象，也是最典型的"科学比喻"手法。请完成以下对应关系填写，理解其比喻逻辑： 鲤鱼（物理实体）对应 被感官局限的人类——只能感知三维空间，无法直接感知高维世界的存在 池塘（鲤鱼的全部世界）对应 三维空间——人类所能感知和触摸的全部物质世界 池塘之外（鱼无法感知）对应 高维空间（第四维及以上）——真实存在，但超出人类感官范围 跳出水面的鱼的短暂"异界体验"对应 科学家通过数学和实验突破感官局限，"看到"高维空间的某些痕迹 比喻的核心作用 用日常可见的"鱼与水"类比"人与维度"，让抽象的高维物理学变得直观易懂；同时暗示：感知不到，不等于不存在。 开篇与结尾的关系 开篇以鲤鱼世界引入，结尾又回归这一意象，形成首尾呼应，使文章结构圆满，主题升华：作者的"教育历程"，就是一个人类逐渐学会"跳出水面"的精神成长过程。 七、预习思考题 以下4道题不要求完整答案，重在激活思考，课上我们将深入探讨。请认真阅读每题的"思路提示"，带着这些角度去读文章。 【思考1】作者在文中回忆了哪两个最重要的"童年故事"？它们各自以什么方式触发了作者的科学志向？二者之间有什么内在联系？ ▸ 思路提示： · 第一个故事：找一找与"水族馆"或"茶园"有关的段落，作者当时想象了什么？ · 第二个故事：找一找作者提到"爱因斯坦"的段落，听到什么消息后，他有什么感受？ · 联系：两个故事都在激发同一种东西——想想是什么？（提示：不是知识，是一种情感状态） 我的思考： 　 　 　 　 【思考2】加来道雄高中时代为研究物理做了哪些令人惊讶的"行动"？你认为这些行动体现了一个物理学家最重要的哪些品质？ ▸ 思路提示： · 从文中找：他"说服"了谁做了什么？花了多大代价（从文中找具体数据）？ · 结果：实验成功了吗？即使没成功，有什么意外收获？ · 品质分析：除了"聪明"，还需要什么才能做出这些行动？（提示：想想你自己遇到困难时的反应） 我的思考： 　 　 　 　 【思考3】本文是"科学家的回忆性散文"，与一般的科普说明文相比，这种写法有什么独特之处？你更喜欢哪种方式了解科学？为什么？ ▸ 思路提示： · 对比角度：一般科普文通常是"先提出知识，再举例说明"；本文是什么顺序？ · 效果角度：因为是亲身经历，你在读的时候会产生什么感受，是距离感还是代入感？为什么？ · 个人角度：这是一道开放题，言之有理即可，没有标准答案。 我的思考： 　 　 　 　 【思考4】文章结尾，作者写道"终于了解到，我们活在一个比肉眼所见更为神奇的宇宙之中"。结合全文，谈谈：这句话是对全文主题的总结吗？它仅仅在说科学知识，还是也在说人生态度？ ▸ 思路提示： · 字面意思："比肉眼所见更神奇"具体指什么？（联系高维空间的内容） · 深层意思：这句话放在整篇"成长历程"的末尾，想对读者说什么？ · 拓展思考：这种"世界比我们以为的更大"的感受，是否也适用于文学、艺术或其他领域？ 我的思考： 　 　 　 　 八、课前自测（合上课本独立完成） 完成本学案后，请合上所有资料，独立完成以下6道题。做完再翻回前面核对，诚实评估自己的预习效果。答案列留白，课上集体核对。 # 检测题目 我的答案（课上核对） ① 加来道雄是哪个国家的物理学家？他目前任职于哪所大学？主要研究什么理论？ ② 文中"鲤鱼世界"的核心比喻是：鲤鱼无法感知____，就像人类无法直接感知____，二者形成类比。 ③ 作者在高中时期，说服父母在车库中自制了什么实验装置？这台装置消耗了多少安培的电力（请从文中找原文数据）？ ④ 本文属于"科学小品文"。请结合本文举一例，说明"把科学道理讲得像故事一样"的写法是如何体现的。 ⑤ 爱因斯坦的"统一场论"最终完成了吗？加来道雄立志要做什么？ ⑥ 用一句话概括：作者写这篇文章的根本目的是什么（提示：想想作者想激发读者什么）？ 自测得分：　　/6　　　　预习满意度（圈选）：完全掌握　　基本掌握　　还需努力 九、预习收获与困惑 完成学案后，用自己的话写下你的收获和困惑。课堂中优先解决"困惑"栏的问题。 我的预习收获（知识·方法·感悟） 我的预习困惑（课上需要解决的问题） 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 十、拓展延伸（选做） 以下资源不作为预习要求，供对本文主题感兴趣的同学自主探索： 【课外阅读与观看推荐】 ● 📖 加来道雄《超越时空》（Hyperspace）——本文原著，深入了解高维物理学，建议从第一章读起。 ● 📖 加来道雄《平行宇宙》——从宇宙学角度解读多维空间和量子理论，文笔通俗，适合高中生。 ● 📖 史蒂芬·霍金《时间简史》——同样是科普经典，与本文有相似的"把最难的物理讲给普通人"的写作追求，可对读。 ● 🎬 纪录片《宇宙的构造》（The Fabric of the Cosmos，PBS出品）——加来道雄主讲，可视化呈现空间、时间与量子，共4集。 ● 🔗 搜索关键词："加来道雄 TED演讲""超弦理论是什么""M理论简介"——10分钟内的短视频，快速建立直观感受。 教师寄语：加来道雄八岁在水族馆边想象鲤鱼的世界，十六岁在车库里独自改装对撞机——那些看起来"异想天开"的念头，才是真正的教育。好奇心不是天赋，是选择。带着你的困惑走进课堂，让我们一起做那条"跳出水面"的鱼。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $