1、教學目標 一、學問訓練目標：引導同學從生活動身,明白科學、熟悉科學；二、才能培育目標：引導同學以“ 訓練歷程” 為重點,探討其中表現(xiàn)的思想 內涵；三、德育滲透目標：引導同學體會科學精神；教學重、難點 高維空間對一般人來說,是很難想像的；所以,教學重點是文章內容,而不 是相關的科學學問； 相關學問老師有所明白, 能幫忙教學課文即可, 不必教授給 同學；第 一 課 時 教學過程：一、導入新課成為一位科學家是很多有志青年的理想,對物理的探究更是很多年輕的學子孜孜以求的,我們來看一下加來道雄的成長道路,或許能得到一些啟示；（板書）一名物理學家的訓練歷程 二、明確目標 1引導同學從生活動身,明白科學、熟

2、悉科學 2引導同學以“ 訓練歷程” 為重點,探討其中表現(xiàn)的思想內涵；三、整體感知 1作者簡介 加來道雄, 美籍日裔物理學家, 畢業(yè)于美國哈佛高校, 獲加利福尼亞高校伯 克利分校哲學博士學位, 后任紐約市立高校城市學院理論物理學教授；主要著作 有超越愛因斯坦（與特雷納合著）量子場論超弦導論；2本文的基本結構文章的題目是“ 一名物理學家的訓練歷程”,因此,表達的次序主要是歷時性的；但是,作者開頭就說“ 童年的兩件趣事極大地豐富了我對世界的懂得力,并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程；” 而“ 童年的兩件趣事” 作為文章的主要內容,又是共時性的表達；這樣的結構支配,使文章既脈絡清晰,又重 點突出

3、；結構如圖：童年 青年 （成年）鯉魚世界的幻想（想象）試驗 （理論物理學家）愛因斯坦故事（理論）3本文的基本內容 人人都對自然感到奇怪,都以自己寵愛的形式尋求自然的“ 謎底”,但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身,而作者卻由人的觀看角度, 反思人類對宇宙的認知；看似作者少年時的思維超出同齡人, 其實只是他充分發(fā)揮了自己的想像力,并且保持了這樣奇妙的想像力, 由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎；作者少年時接觸到愛因斯坦的“ 未竟事業(yè)”,激發(fā)了他的探究愛好；他之所以感到“ 興奮人心” ,是由于他把愛因斯坦的理論當成一個“ 偵探故事”來閱讀、探究,這特別符合少年的心理； 另外,“ 我打算要對這一隱秘追

4、根究底”,也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格,這是成為科學家的基本素養(yǎng)；高中時代,本應“ 在棒球場或籃球場玩?！?,享受青春年華,但作者卻“ 找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫,裝配必需的硬件設備” ,在“ 學校的足球場中纏繞22 英里長的銅線” ,自己動手建設試驗室,驗證愛因斯坦理論,探究反物質；作者進行這樣艱苦枯燥的工作,體 現(xiàn)了他對科學的寵愛, 以及踏實的性格, 顯露出一個科學工作者的潛能；由 到,我們可以清晰地看到作者的“ 訓練歷程” 和“ 訓練內容”；四、重點、難點的學習與目標完成過程 1【提問】本文在材料處理上有什么特點？【明確】本文布局謀篇重點突出,詳略得當；在整體上,作者并沒有從童年 到學校

5、到中學到高中, 按時間次序敘事, 而是通過童年的兩件趣事和高中時建立 試驗室的事例,突出他成長為一名“ 物理學家” 的“ 訓練歷程”,并不旁及其他 成長的體會；在局部上,如高中階段,作者看了很多統(tǒng)一場理論方面的書,并常常去斯坦福高校的物理圖書館,相關的理論書籍是怎樣啟示、引導他討論的, 這里確定有很多出色的故事, 但是作者只是一筆帶過, 重點放在制造 “ 自己的原子 對撞機” 上,其中詳細的數(shù)據(jù)表達得很詳盡, 讓人體會到作者嚴謹、 踏實的性格,以及內在的成為物理學家所需要的基本素養(yǎng)；2【提問】本文表達了怎樣的科學精神？【明確】本文三個主要部分, 并不是簡潔地表達成長的故事,而是具有深刻 的科學

6、精神內涵,可以從中看到哪些方面的 “ 訓練” 對成為優(yōu)秀科學家最為重要；（1）想像力：科學是需要想像力的,想像力能帶來制造力；作者正是從對 鯉魚世界的想像中, 熟悉到人類觀看空間的局限性, 間接感悟到高維空間存在的 可能；由感性的想像上升到理性的制造,表達了創(chuàng)新意識和探究精神；（2）樂趣：科學不應當是枯燥的, 而是應當布滿樂趣的； 探尋自然的隱秘,也是人生的 對真正的科學工作者來說,是和自然做的近似于捉迷藏的“ 嬉戲”“ 境域” ；“ 嬉戲” 使他們樂此不疲,布滿激情,不受外界的誘惑和干擾；而“ 境 界” 使他們不顧功利,不畏強權,只求真理；（3）試驗精神：丁肇中說過：“ 現(xiàn)代學術的基礎就是實

7、地的探察,就是我們 現(xiàn)在所謂的試驗；”“ 科學進展的歷史告知我們, 新的學問只能通過實地試驗而得到,不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的；”（應有格物致知精神 ）有了想像力,有了樂趣,那只是成為科學家的最基礎的因素,不去踏踏實實地做試驗,就不能得到基本數(shù)據(jù),假說就不能確立；一味地空想,不去做基礎工作,不行能 達到真理的彼岸； 作者從事的高維空間理論, 雖然仍停留在紙面上, 但是科學家們已經在做很多基礎的試驗工作,努力使理論得到證明； 即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論, 也要有數(shù)學和天體物理學的試驗基礎,也不是空想出來的；3【提問】“ 鯉魚科學家” 對“ 世界” 的熟悉是怎樣的？【明確】

8、主要有以下幾點：（1）“ 水池之外看不見的世界沒有科學意義； ”（2）“ 它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\動而困惑不解”它們以神奇的 “ 力” 來掩蓋自己的無知；（3）“ 鯉魚科學家”的“ 消逝” 和“ 重現(xiàn)” 它們認為是 “ 奇跡” ,是“ 可怖的事情” ,而不愿去探究緣由； （4）“ 鯉魚科學” 的“ 傳奇故事”,真實地證明另一個世界的存在,而它們卻認為“ 胡說八道”規(guī)律” ；,荒謬絕倫,違反它們的“ 自然4【提問】作者想通過“ 鯉魚科學家” 對世界的熟悉說明什么？【明確】說明“ 自以為是” 的人類和“ 鯉魚科學家” 有相像之處；（1）人類“ 一生就在我們自己的池子里度過”,只要“ 超出我們的懂得力”

9、 的自然存在,他們就“ 拒絕承認”；（2）“ 科學家創(chuàng)造像力這樣一些概念 ”,是由于他們只情愿承認“ 那些看得見摸得著的事物”,不愿轉變摸索問題的方式； （3）“ 不能在試驗室里便利地驗證” 的理論,他們就加以“ 鄙視”,表現(xiàn)出思想上的保守和頑固；5【提問】 課文中閱讀多維空間歷險故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內容,對“ 訓練歷程” 的表達有什么作用？【明確】課文的重點是童年趣事和建立試驗室,這三個事例已經把 “ 訓練歷程” 完整地勾畫出來；而夾雜在其中的兩個小事例,主要起補充和連接的作用；歷險故事加深作者對高維空間的想像,激發(fā)愛好； 而閱讀統(tǒng)一場理論書籍, 既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱忱,也連接起

10、由理論到試驗的探究過程；6【提問】作者說“ 我打算要對這一問題追根究底,縱然為此而必需成為一 名理論物理學家也在所不辭； ” 在作者心中“ 理論物理學家” 應當是怎樣的人？【明確】理論物理學家的工作是抽象、枯燥的,受試驗條件的限制,自己的 學說很難得到試驗的證明, 甚至可能到死也得不到成就； 這樣的人必需耐得住寂 寞,必需有貢獻精神； “ 在所不辭” 意味著“ 理論物理學家” 道路的艱辛；7【提問】作者建立試驗室的事例,對我們現(xiàn)實生活有怎樣的意義？【明確】科學是建立在基礎試驗之上的, 科學理論要經過試驗的檢驗才能得 到論證；試驗不是簡潔的操作,要有理論指導,要有試驗的設計,要有策劃組織 才能,

11、要有耐力和恒心等等, 試驗考查的是試驗者的綜合才能；而我們當前存在 的問題是,重視理論,輕視基礎試驗,表現(xiàn)為動手才能和實踐才能差,思想上浮 躁,急功近利；對訓練而言,重學問,輕才能的現(xiàn)象很普遍；這些都是一名理論 物理學家重視試驗給我們現(xiàn)實生活的啟發(fā)；【背景資料】一、作者介紹 加來道雄, 美籍日裔物理學家, 畢業(yè)于美國哈佛高校, 獲加利福尼亞高校伯 克利分校哲學博士學位, 后任紐約市立高校城市學院理論物理學教授；主要著作 有超越愛因斯坦（與特雷納合著）量子場論超弦導論；二、相關學問 為了更好地懂得課文,我們需要明白一些相關的理論物理學學問：（1）統(tǒng)一場論依據(jù)現(xiàn)代物理學學問,將我們的宇宙結合起來的

12、力有四種：引力、電磁力、強核力和弱核力； 物理學家運用量子力學, 已經把后三種力統(tǒng)一起來 （美籍華裔 物理學家楊振寧和他的同學米爾斯提出楊一米爾斯場理論,解決了這一問題, 被 稱為“ 標準模型” ；但是這一理論由于運算繁復無比而讓人頭疼）,但是引力仍舊 游離在外；愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一,建立一個大一統(tǒng)的理論,最終也沒有實現(xiàn)；（2）高維空間 現(xiàn)代理論物理學認為,統(tǒng)一四種力的前景,在于高維空間（如十維或更高）理論的確立；比如對于古人來講,風暴是怎樣產生的,風暴會突擊什么地方,什 么時候襲來,什么時候終止,他們是一無所知的, 由于他們生活在平整的大地上,只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀看,即使有簡潔的預報, 也都是靠體會來估計的； 現(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星, 從太空這樣三維角度觀看地球,在地面上看來神秘莫測的風暴被看得一清二楚,可以精準地預報風暴的動向；同樣,理論物理學家認為,傳統(tǒng)的四維（空間三維加上時間）理論太“ 小”,不能說明宇宙中的四種力；當他們超越四維而在更高維（如十維或更高）中尋求統(tǒng)一這四種力時,