一名物理學家的教育歷程 教案
一名物理學家的教育歷程 【教學目標】 一、知識教育目標 引導學生從生活出發(fā),了解科學、熟悉科學。 二、能力培養(yǎng)目標 引導學生以“教育歷程”為重點,探討其中表現的思想內涵。 三、德育滲透目標 引導學生體會科學精神。 【重點、難點及解決辦法】 高維空間對普通人來說,是很難想像的。所以,教學重點是文章內容,而不是相關的科學知識。相關知識教師有所了解,能幫助教學課文即可,不必教授給學生。 【課時安排】1課時 【教學步驟】 一、導入新課 成為一位科學家是無數有志青年的夢想,對物理的探究更是許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,或許能得到一些啟發(fā)。 (板書)一名物理學家的教育歷程 二、明確目標 1.引導學生從生活出發(fā),了解科學、熟悉科學 2.引導學生以“教育歷程”為重點,探討其中表現的思想內涵。 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)于美國哈佛大學,獲加利福尼亞大學伯克利分校哲學博士學位,后任紐約市立大學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“一名物理學家的教育歷程”,因此,敘述的順序主要是歷時性的。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理解力,并且引導我走上成為一個理論物理學家的歷程!倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌热,又是共時性的敘述。這樣的結構安排,使文章既脈絡清楚,又重點突出。結構如圖: 童年 青年 (成年) 鯉魚世界的幻想(想像) →實驗 → (理論物理學家) 愛因斯坦故事(理論) 3.本文的基本內容 ①人人都對自然感到好奇,都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”,但是大多數人一般直接探尋自然本身,而作者卻由人的觀察角度,反思人類對宇宙的認知?此谱髡呱倌陼r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,并且保持了這樣奇異的想像力,由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎。 ②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“激動人心”,是因為他把愛因斯坦的理論當成一個“偵察故事”來閱讀、探究,這非常符合少年的心理。另外,“我決定要對這一秘密刨根問底”,也表現了他有毅力有恒心的性格,這是成為科學家的基本素質。 ③高中時代,本應“在棒球場或籃球場玩耍”,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”,自己動手建設實驗室,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,體現了他對科學的熱愛,以及踏實的性格,顯露出一個科學工作者的潛能。 由①②到③,我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內容”。 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小學到初中到高中,按時間順序敘事,而是通過童年的兩件趣事和高中時建立實驗室的事例,突出他成長為一名“物理學家”的“教育歷程”,并不旁及其他成長的經驗;在局部上,如高中階段,作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書,并經常去斯坦福大學的物理圖書館,相關的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導他研究的,這里肯定有許多出色的故事,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,其中具體的數據敘述得很詳盡,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質。 2.【提問】本文體現了怎樣的科學精神? 【明確】 本文三個主要部分,并不是簡單地敘述成長的故事,而是具有深刻的科學精神內涵,可以從中看到哪些方面的“教育”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,想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中,熟悉到人類觀察空間的局限性,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創(chuàng)造,體現了創(chuàng)新意識和探索精神。 (2)樂趣:科學不應該是枯燥的,而是應該布滿樂趣的。探尋自然的奧秘,對真正的科學工作者來說,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”,也是人生的“境界”!坝螒颉笔顾麄儤反瞬黄#紳M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)實驗精神:丁肇中說過:“現代學術的基礎就是實地的探察,就是我們現在所謂的實驗!薄翱茖W發(fā)展的歷史告訴我們,新的知識只能通過實地實驗而得到,不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的!保ā稇懈裎镏轮瘛罚┯辛讼胂窳,有了樂趣,那只是成為科學家的最基礎的因素,不去踏踏實實地做實驗,就不能得到基本數據,假說就不能確立。一味地空想,不去做基礎工作,不可能達到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論,雖然還停留在紙面上,但是科學家們已經在做許多基礎的實驗工作,努力使理論得到證實。即使如科學家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論,也要有數學和天體物理學的實驗基礎,也不是空想出來的。 【明確】 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”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。(3)“鯉魚科學家”的“消失”和“重現”——它們認為是“奇跡”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。(4)“鯉魚科學”的“傳奇故事”,真實地證實另一個世界的存在,而它們卻認為“胡說八道”,荒謬絕倫,違反它們的“自然規(guī)律”。 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”有相似之處。(1)人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”,只要“超出我們的理解力”的自然存在,他們就“拒絕承認”。(2)“科學家發(fā)明像力這樣一些概念……”,是因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事物”,不肯改變思考問題的方式。(3)“不能在實驗室里便利地驗證”的理論,他們就加以“鄙視”,表現出思想上的保守和固執(zhí)。 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“教育歷程”的敘述有什么作用? 【明確】 課文的重點是童年趣事和建立實驗室,這三個事例已經把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例,主要起補充和銜接的作用。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,既表現高中階段作者求知的熱情,也銜接起由理論到實驗的探究過程。 6.【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問底,縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭!痹谧髡咝闹小袄碚撐锢韺W家”應該是怎樣的人? 【明確】 理論物理學家的工作是抽象、枯燥的,受實驗條件的限制,自己的學說很難得到實驗的證實,甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞,必須有奉獻精神。“在所不辭”意味著“理論物理學家”道路的艱辛。 7.【提問】作者建立實驗室的事例,對我們現實生活有怎樣的意義? 【明確】 科學是建立在基礎實驗之上的,科學理論要經過實驗的檢驗才能得到論證。實驗不是簡單的操作,要有理論指導,要有實驗的設計,要有策劃組織能力,要有耐力和恒心等等,實驗考驗的是實驗者的綜合能力。而我們當前存在的問題是,重視理論,輕視基礎實驗,表現為動手能力和實踐能力差,思想上浮躁,急功近利。對教育而言,重知識,輕能力的現象很普遍。這些都是一名理論物理學家重視實驗給我們現實生活的啟迪。【一名物理學家的教育歷程 教案】相關文章:
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