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一名物理学家的成长历程

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物理学家 成长 历程
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“鞠躬尽瘁,死而后已” “先天下之忧而忧,后天下之乐而乐” “了却君王天下事,赢得生前身后名” “人生自古谁无死,留取丹心照汗青” “横眉冷对千夫指,俯首甘为孺子牛” 人生是一种过程,是一种亲历的过 程。一切美妙尽在过程之中。 一名物理学家的教育 历程 加来道雄 l教学目标 一、知识教育目标 引导学生从生活出发,了解科学、认识科学 。 二、能力培养目标 引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表 现的思想内涵。 三、德育渗透目标 引导学生体会科学精神。 重点、难点及解决办法 高维空间对普通人来说,是很难想像的。所 以,教学重点是文章内容,而不是相关的科学知 识。 作者简介 加来道雄:美籍日裔物 理学家,毕业于美国哈佛 大学,获加利福尼亚大学 伯克利分校哲学博士学位 ,后任纽约市立大学城市 学院理论物理学教授。主 要著作有超越爱因斯坦 (与特雷纳合著)量 子场论超弦导论。 其“超弦理论” ,虽然只 是短短一个一英寸长的方 程式,也许就是解开宇宙 之谜的第一把钥匙。 刨根究底()撒手人寰() 湮没()惊诧() 栅栏()畏葸不前() 五彩斑斓()目眩() 鄙视()冷嘲热讽() 杜撰()怪诞() 浩瀚() 字词掌握 刨根究底(po)撒手人寰(hun) 湮没(yn)惊诧(ch) 栅栏(zh)畏葸不前(x) 五彩斑斓(ln)目眩(xun) 鄙视(b)冷嘲热讽(fng) 杜撰(zhun)怪诞(dn) 浩瀚(hn) 字词掌握 结构图解 一.(1段)全文总括:记叙了作者在童年 的两件趣事,以及作者是如何由这两件趣 事来激发自己的科学兴趣的。 二.(211段)由对鲤鱼世界的遐想,推 知人类认识的局限性。 1.幻想鲤鱼“科学家”研究的局限性。 2.推知人类对多维空间研究的局限性。 三.(1218段)对爱因斯坦未竟事业的向 往与学习研究。 1.探究爱因斯坦未完成的理论。 2.建立自己的原子对撞机。 童年青年成年 鲤鱼世界的遐想 爱因斯坦的故事 实验 (理论物理学家 ) l时间顺序呢 第一部分(1) 开门见山,总写两件趣事对“我”的 教育作用。 基本脉络 【提问】作者在文章中所说,童年的两件趣事极大 地丰富了我对世界的理解力,并且引导我走上成为 一个理论物理学家的历程。这两件趣事是指什么? 第一件趣事是指作者小时候在父母的带领 下,去旧金山游览著名的日本茶园。作者 在那里发现了丰富多彩的非常有趣的鲤鱼 世界。 第二件趣事是指作者在八岁时曾听过 的一个有关整个人类历史上最伟大的科学 家的故事。 第二部分(2-11) 童年的第一件趣事:“鲤鱼 世界的遐想”推知人类认识的局 限。 无限的遐想(3) 我想(3) 我曾想(5) 我想(7) 我曾想(8) 我常想(10) 逻 辑 顺 序 问:“鲤鱼科学家”对“世界”的认识 是怎样的? (1)“水池之外看不见的世界没有科学意义。 ” (2)“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解” 它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。 (3)“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现” 它们认为是“奇迹”,是“可怖的事情”, 而不肯去探究原因。 (4)“鲤鱼科学”的“传奇故事”,真实地证 明另一个世界的存在,而它们却认为“胡说八 道”,荒谬绝伦,违背它们的“自然规律”。 问题探究 问:作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的 认识说明什么? 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“超出我们的理解力”的自然存 在,他们就“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。 问题探究 第三部分(12-18) 第二件趣事:对爱因斯坦 未竟事业的向往与研究。 八岁(12) 不久(14) 后来,高中阶段(15) 作者说“我决定要对这一问题刨根问底, 纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在 所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是 怎样的人? l理论物理学家的工作是抽象、枯燥的 ,受实验条件的限制,自己的学说很难 得到实验的证明,甚至可能到死也得不 到成就。这样的人必须耐得住寂寞,必 须有恒心和奉献精神。“在所不辞”意味 着“理论物理学家”道路的艰辛。 问题探究 作者建立实验室的事例,对我们 现实生活有怎样的意义? l科学是建立在基础实验之上的,科学理论要经过 实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作,要 有理论指导,要有实验的设计,要有策划组织能力, 要有耐力和恒心等等,实验考验实验者的综合能力。 l而我们当前存在的问题是,重视理论,轻视基础实 验,表现为动手能力和实践能力差,思想上浮躁,急 功近利。对教育而言,重知识,轻能力的现象很普遍 。 问题探究 【提问】课文中阅读多维空间历险故事和统一 场理论书籍两小段内容(11段、14段),对“教 育历程”的叙述有什么作用? l课文的重点是童年趣事和建立实验室,这三 个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而 夹杂在其中的两个小事例,主要起补充和衔 接的作用。历险故事加深作者对高维空间的 想像,激发兴趣;而阅读统一场理论书籍, 既表现高中阶段作者求知的热情,也衔接起 由理论到实验的探究过程。 l有关题记的研讨学习 l在正文开始之前,作者引用了爱因斯坦的一段话 ,原文的意思大家都能理解,我们也知道叫做题记, 现在同学们也喜欢用题记来点缀自己的作文,在这里 我们结合课文来谈谈题记的写法和作用。 课文中引用题记的作用? 作者一开始引用爱因斯坦的科学观,旨在 提示下文是在介绍有关科学的观点。 在写作过程中能够巧妙贴切地书写题记,不仅开宗明 义,给阅卷人耳目一新的感觉,而且能先声夺人,具有韵 味深远、包蕴题旨等特点,从而达到“浓缩言语动人心, 未成曲调式先有情”的最佳效果,成为应试作文中得分的 亮点。 l作文中的题记有哪些种类、有何作用呢? 写题记可以采用阐发话题式、诠释题目旨式、 设喻寓理式等几种形式。 1.阐发话题式:就是用简练的语言对所给话题材料 加以概括浓缩,并找到一个最佳切入点以深层阐述 。 吉林一考生的满分作文漫谈“感情”“认知” 的题记是:“同是对修墙防盗的戏预见,却产生 聪明或被怀疑的结果。感情竟能如此地左右着认 知,心的小舟啊,在文化的河流中求索。” 这个题记通过材料的简单解,将“感情”与“认知 ”二者的关系诠释得非常明白,也点明了作者的态度 和议论的中心。 l2.诠释题目式:所拟题目一般都具有深刻性特点 ,运用题记形式对题目进行巧妙而又全面的诠 释。 l云南一考生的满分作文与你同行的题 记是:“他们一路同行,一个汲着水,一负着火 ,形影相随。在他们携手共进时,就产生了智 慧。” l这个题记形象而深刻地对“与你同行”这个 题目进行了解释,言简意赅,表明了考生对感 情和理智关系的认识。 3.点明题旨式:在题记里用最简约的文字,告知阅 卷人写作本文的用意,展示出立意和主旨。 l河南一考生的满分作文认识美丽的题记 是:“请别以为哪个最漂亮,哪个就是您的孩子 。”作者以童话的形式写作高考作文,以拟人的 手法,讲述了“乌鸦送饭”“迟来的午饭”“政治课 ”三个小故事,而“请别以为哪个最漂亮,哪个 就是您的孩子”。 l这个题记就十分直白地表达了对“感情亲疏 与对事物的认知”二者关系的看法,十分切合题 目意。 4.总领全文式: l所写题记从大处着眼,从总体上对全文加 以总领和驾驭,使阅人对所写文章有一个完整 而又清晰的认识。 l山西一考生的满分作文眼睛的题记是 :“距离没了,心更近了,认识深了。” l这句话对全文来说具有提纲挈邻的任用, 正文就是围绕题记展开。 5.设喻寓理式: 比喻具有化抽象为具体、变单调为生动的 特点,而在具体和生动的设喻中蕴涵着深刻而 又独到的见解。 浙江一考生的满分作文我心依旧的题 记是,“鱼说:你看不见我流泪,因为我在水里 水说:我能感觉你流泪,因为你在我心里。” 这两句话采用比喻的形式,富有哲理,寓 意深刻,让人过目不忘。 读完此文,哪些方面的“教育”对 成为一名优秀科学家是重要的? 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。 乐趣: 科学不应该是枯燥的,而是应该充满乐趣 的。探寻自然的奥秘,对真正的科学工作 者来说,是和自然做的近似于捉迷藏的“ 游戏”,也是人生的“境界”。“游戏”使他 们乐此不疲,充满激情,不受外界的诱惑 和干扰;而“境界”使他们不顾功利,不畏 强权,只求真理。 实验精神: 有了想像力,有了乐趣,那只是成为科学 家的最基础的因素,不去踏踏实实地做实 验,就不能得到基本数据,假说就不能确 立。一味地空想,不去做基础工作,不可 能达到真理的彼岸。 赏经典句 我不知道在别人看来,我是什么样的人 ;但在我自己看来,我不过就像是一个在 海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为 光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片 贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的 浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。 牛顿 A=X+Y+Z A代表成功,X代表艰苦的劳动,Y代表正确 的方法,Z代表少说空话。 --爱因斯坦 常常有同学问我做物理工作成功的要素是什么? 我想要素可以归纳为三个P:Perception,Persistence,and Power 。 Perception--眼光,看准了什么东西,就要抓住不放; Persistence--坚持,看对了就要坚持; Power--力量,有了力量能够闯过关,遇到困难你要闯下 去。 --杨振宁 多维空间 0维:没有长宽高,单纯的一个点,如奇点。 一维:只有长度二维:平面世界只有长宽 三维:长宽高立体世界我们肉眼亲身感觉到看到的世界三 维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实 空间就是三维空间,具有长、宽、高三种度量。数学、物理 等学科中引进的多维空间概念,是在三维空间基础上所作的 科学抽象。四维:一个时空的概念日常生活所提及的“四 维空间”,大多数都是指阿尔伯特爱因斯坦在他的广义相 对论和狭义相对论中提及的“四维时空”概念。我们的 宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上 比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴, 而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特爱因斯 坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成 所谓四维空间。 一维是线,二维是面,三维是静态空间,四维是动态空间( 因为有了时间)。 认识自己也好,不认识自己 也好,只要我们心中有希望,脚 下有路,那就走下去吧.为认识 自己毕竟需要一个过程,也要 付出代价,不劳而获的事毕竟 更多的是出于幻想.
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